Тайны памяти (с иллюстрациями)

Сергеев Борис Федорович

Усилия ученых направлены главным образом на выяснение способов консервации наших знаний. По существу, мы очень недалеко ушли от Сократа, который считал, что в человеческом мозгу находится восковая табличка, куда записывается все, что следует запомнить. Регулярные вскрытия человеческих черепов давно принудили отказаться от восковых табличек, немногие новые теории памяти имеют равную достоверность.

Большинство группируется вокруг одной из двух основных идей. Предполагается, что записи в мозгу производятся или с помощью возникновения нового узора связей между нервными клетками, или путем каких-то биохимических изменений. Главный аргумент сторонников биохимической теории – генетическая информация, иными словами – память

вида. Она записана на молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Молекулы ДНК очень большие. Их молекулярный вес достигает 6–12 миллионов. Они состоят из огромного количества нуклеотидов: у крысы их 15 тысяч, а у человека до 40 тысяч. Если развернуть спираль ДНК и выпрямить, она растянется на несколько миллиметров. Общая длина молекул ДНК одной клетки человека, соединенных вместе, около двух метров, а длина нити, составленной из всех молекул ДНК человеческого тела, достигнет 15 миллиардов километров.

Каждая молекула состоит из двух нитей, скрученных в плотную спираль. Нуклеотиды, из которых она построена, служат основой для «кодирования» информации. В генетическом алфавите всего четыре буквы (четыре нуклеотида: аденин, тимин, цитозин и гуанин). Из них можно составить 4^40 000сочетаний, то есть 4^40 000слов. С помощью «словесного» материала молекул ДНК одной нервной клетки человеческого мозга можно закодировать содержание тысячи книг по тысяче страниц каждая! Это объем средней человеческой памяти, а в одной коре больших полушарий около 10–16 миллиардов нейронов!

Привлекательность химической теории – в ее оптимистичности. Если теория верна, прогресс психического развития человечества ничем не ограничен и не потребует дополнительного развития мозга. Молекулы ДНК даются каждому организму пожизненно: они возникают одновременно с возникновением нейрона и сохраняются до конца жизни, что очень удобно для использования памяти «на всю жизнь». Вряд ли в организме существуют вещества более постоянные.

Против причастности ДНК к памяти выдвигается много возражений. Одно из них состоит в том, что все возможности для кодирования информации в молекулах ДНК полностью израсходованы для записей генетических инструкций. Это серьезное возражение. ДНК, как возможный носитель памяти, большинством ученых третируется.

Более признанный кандидат РНК (рибонуклеиновая кислота). Ее молекулы также достаточно велики, хотя в сравнении с ДНК они карлики. Состоят они всего из одной цепочки. Ее толщина 10–15, длина около 100 ангстрем. Молекулы РНК синтезируются всю жизнь. Матрицей для них служат некоторые участки нитей ДНК. В свою очередь, РНК является матрицей для производства белка.

Предполагается, что нервный импульс, приходя в очередной нейрон, вызывает какую-то замену в нуклеотидной последовательности РНК или изменения вторичной структуры. Нить молекулы РНК свернута в виде восьмерки или нескольких петелек. Это и является ее вторичной структурой. Видимо, измененная молекула способна легче отзываться на породивший ее нервный импульс или сама вызывать его генерацию.

Кроме ДНК и РНК, как возможные носители памяти высоко котируются белки. Любое изменение порядка нуклеотидов в молекуле ДНК сейчас же приведет к синтезированию видоизмененной РНК, а она, естественно, начнет собирать новый, ранее отсутствовавший в клетке белок. Каждый нестандартный белок может стать памяткой в записной книжке нашего мозга.

Забегая немного вперед, я должен сказать, что роль белков как носителей памяти, точно так же как ДНК и РНК, пока никем не доказана. В пользу белка свидетельствует довольно веский аргумент: участие в одном из особых видов памяти. Речь идет об иммунитете. Запомнить белковую специфичность вредоносного агента, микроба, вируса или иного чужеродного белка, и заготовить специальные белковые вещества, способные их обезвредить, –

разве это не является памятью организма об испытанных воздействиях? А раз белок уже проявил свои способности, почему не допустить, что он используется мозгом.

Кроме перечисленных веществ, в нервной клетке найдется и иной материал, способный быть носителем памяти. Очень перспективны липиды, которых много в клеточных мембранах, хотя они почему-то пока не привлекают внимания исследователей.

Ум долгий, ум короткий

Был зимний холодный вечер. Из затянутого тяжелыми тучами неба на землю сыпался снег. Порывистый ветер подхватывал его на лету, закручивал в снежные вихри и нес по направлению к морю. Михаил Р., подняв меховой воротник, ссутулившись и втянув голову в плечи, быстро шагал по пустынной набережной Фонтанки. Он уже подходил к своему дому, когда из соседней подворотни донесся призыв о помощи. Прибавив шагу, Михаил свернул под арку. В слабом свете тусклой электрической лампочки он увидел рыжеволосую девицу, которая тщетно пыталась вырваться от двух парней, явно нетвердо стоявших на ногах.

Не теряя времени, Михаил бросился на ближайшего обидчика и сбил его с ног, но, в свою очередь, получил такой удар, что чуть не вылетел за ворота. На этом поединок закончился. Мгновенно протрезвев, хулиганы поспешно ретировались.

Сознание вернулось к Михаилу еще в «скорой». В больнице констатировали не слишком сильное сотрясение мозга. В таких случаях полагается строгий постельный режим на 10–15 дней.

Расследование происшествия было поручено молодому, совсем еще неопытному, но весьма старательному следователю. Допрос пострадавшей не помог розыску. Она то ли от страха забыла, то ли из боязни последствий не хотела вспомнить приметы своих обидчиков.

Потерпев первое фиаско, следователь отправился в больницу. К его крайнему удивлению, Михаил не только не мог помочь следователю, но он вообще не помнил, что с ним произошло и почему оказался в больнице. Даже рыжеволосая девица не оставила в его памяти ни малейшего следа. Только к концу десятидневного пребывания в больничной палате он стал смутно припоминать, что, возвращаясь домой, услышал призыв о помощи и бросился на выручку. Но что произошло в подворотне, он так никогда и не вспомнил.

Будь следователь более опытным, глубокая забывчивость пострадавшего его бы не удивила. В психологии памяти давно известно два удивительных феномена: посттравматическая ретроградная амнезия (провал памяти) и увеличение прочности заученного материала через несколько часов после окончания урока.

Феномен ретроградной амнезии состоит в том, что при временной потере сознания, по какой бы причине она ни произошла, человек начисто забывает события, непосредственно предшествовавшие потере сознания.

Оба упомянутых феномена свидетельствуют о том, что фиксация нового материала не происходит мгновенно, а требует известного времени. Если в этот период прекратить хотя бы на короткий срок работу мозга, фиксация серьезно нарушается. Зато, как метко подметил Н.А. Некрасов, ежели «втемяшилась в башку какая блажь, колом ее оттудова не выбьешь…». Прочно зафиксированный памятью материал, не повреждая мозга, вытравить практически невозможно.

Исследователи давно пришли к выводу, что существует два вида памяти: короткая и долгосрочная. Первая предназначается для планирования непосредственного поведения. Весь материал, которым она располагает, хранится только до той поры, пока он нужен, а затем полностью стирается. Вот почему ее нередко называют оперативной памятью. В долгосрочной памяти материал хранится неизмеримо дольше, многие месяцы и годы, практически всю жизнь.