Стас Козловский (ctac) wrote,
Стас Козловский
ctac

Categories:

Пересадка воспоминаний

- Неужели наложенная память столь прочна? - спросил Куайл.
- Лучше настоящей, сэр, - заверил Макклейн. - Побывай вы действительно на Марсе в качестве агента Интерплана, многое бы уже забылось. Мы же обеспечиваем такие устойчивые воспоминания, что не потускнеет ни одна деталь. Это творение опытных специалистов, экспертов, людей, которые провели на Марсе долгие годы.

(Филипп Дик. "Из глубин памяти")

'Вспомнить всё' Шварцнегер не хочет, чтобы ему верунули память

Вы помните фильм «Вспомнить всё» (“Total recall”), где герою Шварцнегера в голову записали чужие воспоминания, и весь фильм он мучался, пытаясь отличить, где воспоминания реальные, а где фикция? Чтобы изменить память его помещали в большую машину, похожую на томограф с креслом, потом мигали лампочки, и память переписывалась.

'Шестой день'. Сейчас сознание Шварцнегера скопируют в компьютер

Позже в уже другом фильме «День шестой» (“6th day”) Шварцнегеру вновь переписывали память. Тут память переписывалась вместе с сознанием в тело клона. Чтобы записать содержимое памяти, надо было всего лишь прислонить к глазам какие-то железные штуки, похожие на ложки, припаянные к кронштейну. Просто и без затей.

'Джонни-мнемоник'. Джонни пытается взломать зашифрованную инормацию в своей голове

Если Шварцнегеру память переписывали целиком и полностью вместе с сознанием, то Киану Ривз   исполнял роли, где переписывалась лишь часть памяти. В "Джонни Мнемонике" (“Johnny Mnemonic”) он играет роль курьера, которому в голову записали 240 Гб информации, в то время как туда (по сюжету) вмещается лишь 120 Гб. Понятное дело, что это привело к головным болям и к тому, что детские воспоминания Джонни были частично затерты.

'Матрица'. Тэнк загружает в голову Нео программу прыжков

Ну, говоря о памяти, нельзя не вспомнить «Матрицу» (“The Matrix”), где показано, как одним нажатием клавиши можно загрузить себе в голову навыки рукопашного боя или умение управлять вертолётом. Причём как в "Джонни Мнемонике", так и в "Матрице" память переписывается путем подключения человека к компьютеру,  через дырку в затылке.

Хватит про фильмы. Как думаете, возможность записывать свою память из мозга в комп, а потом загружать её оттуда — это реально? Не сейчас конечно же, но когда-нибудь в будущем...

Представьте, как изменился бы мир, если бы для того, чтобы сказать что-нибудь новое в науке и технике, не нужно было бы учиться несколько десятков лет. Для того чтобы знать столько же, сколько все лучшие специалисты в данной области, надо было бы всего лишь загрузить определённые файлы себе в мозг. Чтобы навыки гениальных хирургов или спортсменов  можно было бы приобрести за несколько секунд, не вставая с кресла. Не хотите посидеть 5 минут за компом и потом сказать как Нео в Матрице: "Всё. Теперь я знаю Кунг-Фу" ? :)

А представьте, что в интернете люди обменивались бы не mp3 и DivX файлами, а файлами с воспоминаниями… Это было бы почище изобретений письменности, книгопечатания и интернета. Человечество перешло бы на новый этап своего развития. Думаете, это невозможно? Не спешите с выводами! Сейчас мы в этом попробуем разобраться…

Часть первая.
Где в мозгу хранятся воспоминания

- И тогда этот внешний компьютер можно будет использовать для поиска - он станет разыскивать соответствующие друг другу участки мозга, где запечатлены одни и те же воспоминания или понятия. Каждый микрочип в отдельности - это что-то вроде телефонного коммутатора, какие были в старину через него абонент мог соединиться с любым другим. Вот и я с помощью нейронного коммутатора в мозгу Брайана начну восстанавливать оборванные связи.
Бен перевел дух.
- Так вот оно что! Вы восстановите всю его память!

(Марвин Мински, Гарри Гаррисон "Выбор по Тьюрингу")

Наиболее впечатляющими исследованиями, показавшими связь долговременной памяти со структурами мозга, являются работы канадского нейрохирурга Уайлдера Пенфилда, проведённые в начале 60-х годов прошлого века. С тех пор, принципиально нового, о связи долговременной памяти с мозгом так и не получено, и это несмотря на десятки тысяч научных статей и множество новых методов исследования мозга.

Операция на мозге. Иллюстрация из книги Д. Хьюбела 'Глаз, мозг, зрение'

Так вот, как я уже сказал, Пенфилд был нейрохирургом и проводил операции по удалению из мозга рубцов и опухолей для избавления пациентов от эпилептических припадков. Перед операцией, чтобы случайно не отрезать в мозге что-нибудь нужное, он осуществлял электростимуляцию различных областей коры, а пациент, находившийся под местной анестезией, сообщал ему о своих впечатлениях. Как известно, мозг не чувствителен к боли, поэтому можно эго совершенно спокойно раздражать электродами, а человек, чей мозг стимулирует, никаких прикосновений чувствовать не будет. Посмотрите, кстати, на фотографию слева. Вот так и проводятся операции на открытом мозге под местной анестезией. Белые квадратики внизу - это кусочки мокрой бумаги с номерами, которые указывают места, куда уже ставили стимулирующий электрод и какие реакции при этом возникали у больного.

Но, вернёмся к Пенфилду. В процессе лечения более тысячи больных, он и его сотрудники установили, что в момент раздражения электрическим током нижневисочной области коры больших полушарий головного мозга, у пациентов непроизвольно возникают переживания, в которых оживают отдельные обрывки прошлого опыта. Мало того, эти воспоминания сопровождаются теми же мыслями и чувствами, которые пациент в то время испытывал.

    Например, одна больная «увидела» себя рожающей ребенка, и притом в той же обстановке, в которой это происходило в действительности.
    Один молодой человек увидел себя со своими двоюродными сестрами в родном доме в Южной Африке. Ему казалось, что он слышит, как они смеются и разговаривают. Эта сцена представлялась ему так же ясно, как будто это происходит в данный момент, хотя на самом деле вспоминаемые события происходили много лет назад.
    Одна женщина слышала голос своего маленького сына, доносившийся со двора вместе с другими звуками – гудками автомобилей, лаем собак и криками мальчишек.
    Другая слышала оркестр, игравший мелодию, которую она не смогла бы напеть или сыграть и которую в обычном состоянии лишь смутно помнила.
    Еще одна больная слышала рождественское песнопение в своей церкви на родине, в Голландии. Ей казалось, что она находится там же, в церкви, и снова она была так же растрогана красотой происходящего, как это было много лет назад.

Эти вызванные электростимуляцией переживания, по данным Пенфилда, всегда воспроизводили реальные события прошлого. Причем, как правило, это были не такие воспоминания, которые больной сохраняет сознательно. Воспроизводимые эпизоды были часто обыденны или маловажны и не содержали в себе ничего такого, что могло бы указывать на их значительность для больного в прошлом. Однако, хотя вспоминаемые события часто тривиальны, воспроизведение их никогда не бывает смутным. Яркость вызываемых переживаний всегда отличает их от образов обычной памяти. Согласно Пенфилду, больные никогда не рассматривали возникающее переживание как воспоминание. Скорее это значило для них вновь слышать и вновь видеть, т.е. снова переживать мгновения прошлого.

Пенфилд заметил также такой интересный факт, что когда электрод нейрохирурга случайно активирует запись прошлого, это прошлое развертывается последовательно, мгновение за мгновением. Это несколько напоминает работу магнитофона или демонстрацию киноленты, на которой как бы запечатлено все то, что человек осознавал, то, на что он обратил внимание в тот промежуток времени. Здесь отсутствуют ощущения, которых он не замечал, разговоры, к которым не прислушивался. Время в этом “фильме” всегда идет вперед, никогда в обратном направлении. Воспроизведение определенного эпизода иногда можно повторять, прерывая раздражение и вскоре возобновляя его в той же или близкой точке. В этом случае эпизод начинается с одного и того же момента.

О связи нижневисочной области коры с процессами эпизодической памяти косвенно свидетельствует также факты возникновения особого рода галлюцинаций при эпилепсии с очагом в этой области. Такие галлюцинации отличаются значительной детализацией и всегда отражают жизненный опыт больного («потоки воспоминаний»). Также известно, что в результате сверхактивации височной коры, иногда возникающей при шизофрении, у больных возникают видения и звуки, напоминающие галлюцинации. Еще одним свидетельством участия нижневисочной коры в процессах эпизодической памяти, служит то, что у людей при ее разрушении наблюдается сильнейшая амнезия на факты и события отдаленного прошлого.

Итак, будем считать практически установленным, что воспоминания хранятся в мозгу в нижневисочной коре. Теперь перейдем к вопросу о том, возможно ли переносить память...

Часть вторая
Можно ли переносить память одного человека в мозг другого?

Скажу сразу, экспериментов на людях с пересадкой части мозга одного человека в голову другого не производилось. Хотя, было бы интересно узнать, что было бы, если бы удалось перенести участки нижневисочной коры мозга от одного человека — другому. Появились бы у него чужие воспоминания или нет? Кстати, и на обезьянах подобных экспериментов, насколько я знаю, тоже не проводят, так существуют большие сложности с приживлением нервной ткани…

Однако на более простых организмах нечто подобное проделывали.

В 1962 году были проведены исследования, в которых впервые производился перенос следов памяти. Это были ставшие потом широко известными исследования Мак-Коннелла. Он вырабатывал у планарий (плоских червей) условный рефлекс, путем сочетания света с электрическим ударом. Затем он разрезал обученных планарий на мелкие части и скармливал их необученным.

По словам Мак-Коннелла, последние начинали вести себя так, будто помнили условные реакции, которые были свойственны съеденным ими особям. Тогда как у планарий, которым скармливали необученных собратьев, поведение не изменялось. Эти опыты по переносу памяти вызвали крайне скептическое отношение в научных кругах. Все попытки воспроизвести эти эксперименты большей частью оканчивалось неудачей. Разгорелись научные споры. Точку в них поставило признание самого Мак-Коннелла, что публикация его работы была первоапрельской шуткой.

Однако эти эксперименты стали так известны, что тот факт, что этих экспериментов на самом деле не проводилось вовсе, как-то забылся... Сейчас уже в некоторых учебниках по нейрофизиологии о них рассказывают как о великом достижении… :-)

Однако на экспериментах Мак-Коннелла попытки перенести память не закончились. В 1970-х годах получили широкую известность эксперименты на крысах Дж. Унгара. Он, зная, что крысы при возможности выбора между темным и освещенным помещением, всегда выбирают первое, помещал крыс в ящик с выходом на освещенный манеж, в одном из углов которого имелось темное отделение. При попытке забежать в него крысы получали электрический удар и в результате быстро отучались от врожденной привычки.

После этого экстрагированный из их мозга материал впрыскивали мышам, которых помещали в аналогичные условия, предоставляя выбор между светом и темнотой, но уже без электрического воздействия. По утверждению Унгара, такие мыши отказывались заходить в темное отделение в отличие от контрольных мышей, которым вводили материал от необученных крыс. Унгар выделил вещество, которое вызывало “страх темноты” им оказался пептид, названный им скотофобином. По сути у крыс происходил перенос памяти!

Однако, по мнению многих ученых, подобный эффект в опытах Унгара объясняется вовсе не “переносом следов памяти”, а тем, что крысам передавалась общая эмоциональная реакция на стресс от электроудара. После смерти Унгара из научной литературы исчезли упоминания о скотофобине и о самих экспериментах по переносу следов памяти.

Таким образом, можно заключить, что все попытки перенести память привели к полному провалу. Да, если подумать, то и смысла в таком переносе памяти нет никакого. Понимаю, память можно было бы копировать, это было бы здорово. А вот переносить память, когда у одного человека кусок мозга отрезается, чтобы, если удастся, приживить его другому, совершенно бессмысленно, да и бесчеловечно.

Поэтому, постараемся понять, как записываются воспоминания в мозге. Чтобы их можно было бы скопировать и хранить, к примеру, в компьютере и распространять через Интернет :-).

Часть третья
Запись и копирование воспоминаний

- Но ты, Джонни, не кусок мяса.
- А кто же я еще, Ральфи? Отличный кусок мяса, битком набитый имплантированными чипами памяти, в которых ты хранишь свое грязное белье, пока нанимаешь киллеров для меня. И этому куску мяса, Ральфи, кажется, что ты должен кое-что объяснить.

(Уильям Гибсон "Джонни Мнемоник")

Картинка из атласа Синельникова. Хорошо виден гиппокамп.

Знаете, а тут в ЖЖ оказывается ограничение на длинные посты, поэтому буду по возможности краток. В нижневисочную кору следы памяти попадают после обработке в гиппокампе. В самом гиппокампе никаких следов памяти не хранится, но после его поражения возникает стойкая антероградная амнезия, говоря проще, человек не может запомнить ничего нового. Всю свою жизнь до травмы гиппокампа он помнит прекрасно и в подробностях, но запомнить что происходило после этого, он не в состоянии. Каждый раз, видя своего врача, такие больные здороваются и спрашивают у врача как его зовут. Через 15 минут они снова всё забывают.

В литературе очень часто описывается так называемый "случай больного Х.М.", которому в результате операции полностью удалили гиппокамп. После этой замечательной операции больной не мог запомнить ничего нового, и опериравшие его нейрохирурги "воспользовались" этим и всячески тестировали и изучали этого больного более 30-ти (!) лет. Кстати, благодаря этому больному получили мировую известность множество нейрофизиологов - Бренда Милнер, Сколвил, Ларри Сквайр, Карл Прибрам и др.

Сорри, я опять отвлёкся. Так вот, совершенно точно именно гиппокамп участвует в записи следов памяти. И подключившись к гиппокампу можно было бы записывать ещё не запечатленные следы памяти в компьютер, а также загружать туда из компа другие воспоминания, которые естественным путем при помощи гиппокампа будут записаны в нижневисочную кору.

Картинка с сайта New Scientist.

Почти 2 месяца назад, а если быть точным 12 марта 2003 года в журнале New Scientist была опубликована статья о том, как крысе в гиппокамп имплантировали пластинку с множеством электродов, крысу обучали чему-нибудь, а всю происходящую активность в гиппокампе записывали в комп. Проведя несколько миллионов подобных опытов, было установлено точное соответствие между входными и выходными сигналами и была и создана математическая модель работы гиппокампа крысы. Затем эту модель перенесли в микросхему.

Кстати, совсем забыл сказать, эксперимент этот проводился, чтобы создать "протез" гиппокампа. Если посмотрите на рисунок слева, то увидите, что пластинок с электродами было две. Между ними гиппокамп был разрушен, но за счет того, что микросхема правильно рассчитала связи между нейронами, гиппокамп продолжал работать, "не замечая", что его между пластинками разрезали пополам.

Авторы исследования позиционируют свои достижения как способ помочь людям с поврежденным гиппокампом. Хотя на самом деле эксперимент является первым реальным экспериментом по переносу памяти. Представьте, что пластинка одна, а в базе данных компьютера уже содержится информация какие из миллионов электродов и в какой последовательности обычно возбуждаются, когда крыса запоминает определённое событие. Стоит теперь   раздражить гиппокамп у неё определённым образом, как она, вероятнее всего, получит новое "воспоминание". А от экспериментов на крысах и до людей недалеко. Году к 2050 мы все будем ходить с нейроимплантантами в голове, покупать в магазине новые более вместительные модули памяти и качать из интернета знания и воспоминания... Эх, будет ли когда-нибудь это?

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 49 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →