Изменить себя: воспоминания и интеллект

 

До сих пор мы обсуждали возможности науки расширить наши умственные способности разума через телепатию и телекинез. Человек в основе своей при этом не меняется: ни одно, ни другое не меняет нас по существу. Однако в настоящее время открывается еще одна, совершенно новая область исследований, достижения в которой позволят кардинально менять саму природу человека. Не исключено, что в самое ближайшее время можно будет, используя новейшие достижения в генетике, электромагнетизме и лекарственной терапии, менять наши воспоминания или совершенствовать интеллект. Идея о загрузке искусственных воспоминаний, едва ли не мгновенном освоении сложных навыков и резком повышении умственных способностей мало‑помалу покидает пределы научной фантастики.

Без воспоминаний человек теряется: он дрейфует без смысла и цели в море случайных раздражителей и не может разобраться ни в прошлом, ни в себе самом. Что произойдет, если в один прекрасный день мы научимся вкладывать в мозг искусственные воспоминания? Что произойдет, если мы научимся овладевать любыми знаниями, просто загружая в память готовый файл? И что случится, если мы не сможем отличить настоящие воспоминания от поддельных? Кем же мы тогда станем?

Ученые понемногу переходят от простого наблюдения за природой к активному ее преобразованию. Это означает, что мы, возможно, научимся манипулировать памятью, мыслями, разумом и сознанием. Вместо того чтобы просто следить за работой хитрой механики мозга, когда‑нибудь мы научимся управлять ею.

А теперь давайте ответим на такой вопрос: можем ли мы загружать в мозг воспоминания?

 

 

Воспоминания и мысли на заказ

 

Если бы наш мозг был достаточно простым, чтобы его можно было понять, мы не были бы достаточно умными, чтобы понять его.

Аноним

 

Нео – тот, кого мы ждали. Только он может привести покоренное человечество к победе в борьбе с машинами. Только Нео может уничтожить Матрицу, внедрившую в наши мозги ложные воспоминания, чтобы управлять нами.

В классической сцене из фильма «Матрица» служащие злу стражи, охраняющие Матрицу, наконец загнали Нео в угол. Похоже, что последняя надежда человечества вот‑вот будет уничтожена. Но Нео заранее вставил в основание черепа разъем, через который можно мгновенно загрузить в мозг навыки боевых искусств. В несколько секунд он становится мастером карате, способным уложить стражей серией захватывающих дух ударов.

В «Матрице» овладеть навыками обладателя черного пояса по карате не сложнее, чем аккуратно ввести в мозг электрод и нажать кнопку «загрузка». Возможно, когда‑нибудь и мы сможем загружать себе в голову воспоминания, способные сильно повысить наши возможности.

Но что произойдет, если загруженные в мозг воспоминания окажутся ложными? В фильме «Вспомнить все» Арнольду Шварценеггеру подгружают в мозг поддельные воспоминания, и грань между реальностью и выдумкой предельно размывается. До самого конца фильма его герой доблестно сражается на Марсе с плохими парнями и только в последний момент внезапно понимает, что он сам – их предводитель. Тот факт, что его воспоминания о нормальной законопослушной жизни – всего лишь подделка, повергает героя Шварценеггера в шок.

Голливуд обожает фильмы с захватывающими, но пока что выдуманными историями из мира искусственных воспоминаний. На современном уровне развития науки и техники все это, разумеется, невозможно, но можно представить, что пройдет несколько десятилетий и наступит день, когда искусственные воспоминания станут реальностью.

 

Как мы помним

 

Как и случай Финеаса Гейджа, странный случай Генри Густава Моллисона, известного в научной литературе просто как пациент H. M., произвел настоящую сенсацию в неврологии и повлек за собой множество невероятных открытий; он помог ученым осознать важность гиппокампа в формировании воспоминаний.

В возрасте девяти лет H. M. получил серьезную травму головы, результатом которой стали изматывающие судороги и припадки. В 1953 г., когда ему было 25 лет, он перенес операцию, которая благополучно устранила эти симптомы. Но возникла другая проблема: хирурги по ошибке удалили у молодого человека часть гиппокампа. Поначалу казалось, что с Генри все в порядке, но очень скоро стало очевидно, что с ним что‑то не так: он не мог ничего запомнить. Он жил исключительно в настоящем, здоровался с одними и теми же людьми по несколько раз на дню, причем в одних и тех же выражениях, как будто видел их впервые. Все, что попадало в его память, удерживалось в ней не более нескольких минут, а затем бесследно исчезало. Подобно Биллу Мюррею в фильме «День сурка», H. M. был обречен всю оставшуюся жизнь проживать один и тот же день снова и снова. Но, в отличие от героя Билла Мюррея, он не помнил предыдущих итераций. При этом его долговременная память почти не пострадала, и он прекрасно помнил жизнь до операции, но из‑за отсутствия гиппокампа был не в состоянии записывать в память новые впечатления. К примеру, он приходил в ужас, посмотрев в зеркало, ведь видел там лицо старика, хотя считал себя по‑прежнему двадцатипятилетним. К счастью, память о пережитом ужасе быстро улетучивалась, сменяясь привычным туманом. В каком‑то смысле H. M. был подобен животному с сознанием уровня II, не способному ни вспомнить недавнее прошлое, ни смоделировать будущее. Без работающего гиппокампа человек деградировал с третьего уровня сознания до второго.

Сегодня с учетом успехов нейробиологии мы получили ясную картину того, как формируются, хранятся и извлекаются воспоминания. «Все это собралось воедино в последние несколько лет благодаря двум техническим новинкам – компьютерам и современному сканированию мозга», – говорит нейробиолог из Гарварда доктор Стивен Косслин.

Как нам известно, сенсорная (т. е. зрительная, тактильная, вкусовая) информация сначала должна пройти через мозговой ствол в таламус, который играет роль коммутатора, направляя сигналы в различные доли мозга, где они оцениваются. Обработанная информация поступает в префронтальную кору, где попадает в наше сознание и образует то, что мы называем кратковременной памятью; срок хранения информации в такой памяти составляет от нескольких секунд до нескольких минут (рис. 11).

 

 

Чтобы заложить эту информацию на более длительное хранение, она должна пройти через гиппокамп, где воспоминания разбиваются на несколько категорий. Вместо того чтобы складывать все воспоминания в одной области мозга, как будто записывая на кассету или жесткий диск, гиппокамп перенаправляет фрагменты в разные отделы коры. (Хранение воспоминаний таким образом на самом деле более эффективно, чем их последовательная укладка. Если бы человеческие воспоминания записывались последовательно, как на магнитной пленке, для их хранения требовался бы громадный объем памяти. В будущем, возможно, даже цифровые устройства хранения информации, вместо того чтобы укладывать данные целиком и последовательно, станут пользоваться методикой живого мозга.) К примеру, эмоциональные воспоминания хранятся в мозжечковой миндалине, а слова записываются в височной области. В то же время цвет и другая визуальная информация собирается в затылочной доле, а тактильные ощущения и движение – в теменной. На данный момент ученые различают более 20 категорий воспоминаний, хранимых в различных частях мозга, среди них фрукты и овощи, растения, животные, части тела, цвета, числа, буквы, существительные, глаголы, имена собственные, лица, гримасы, эмоции и звуки.

Любое воспоминание – возьмем, к примеру, воспоминание о прогулке в парке – содержит информацию, которая разбивается на части и складывается на хранение в различные области мозга, но любая часть этого воспоминания (к примеру, запах свежескошенной травы) может внезапно потянуть за собой сцепленные фрагменты, восстанавливая воспоминание целиком. Таким образом, конечная цель исследований памяти – разобраться в том, как отдельные фрагменты, лежащие в разных местах, собираются вместе, когда мы вспоминаем соответствующее событие. Решение этой проблемы, известной как «проблема связанности», могло бы объяснить множество загадочных аспектов памяти. Так, доктор Антонио Дамасио наблюдает за перенесшими инсульт пациентами, которые не способны узнавать впечатления какой‑то одной категории, хотя все остальное вспоминают без труда. Дело в том, что инсульт поразил у них какую‑то одну область мозга – именно ту, в которой хранятся воспоминания данной категории.

Проблема связности дополнительно осложняется тем, что все наши воспоминания и переживания носят очень личный характер. Воспоминания, скорее всего, четко настроены на их носителя, так что даже категории воспоминаний у разных людей могут не совпадать. К примеру, у дегустаторов вин может быть множество категорий для тонких оттенков вкуса, а у физиков – столько же, но совершенно других – для конкретных уравнений. Категории, в конце концов, возникают в процессе накопления опыта, и у разных людей они могут быть разными.

Одна из новых гипотез, имеющих отношение к проблеме связности, предлагает обратиться к тому факту, что в мозгу существуют электромагнитные колебания с частотой около 40 Гц, охватывающие его целиком. Их можно зарегистрировать при ЭЭГ‑сканировании. Возможно, один фрагмент воспоминания излучает на конкретной частоте, стимулируя при этом остальные его фрагменты, хранящиеся в других отделах мозга. Ранее считалось, что эти фрагменты хранятся близко друг к другу, но новая теория утверждает, что они связаны между собой не пространственными, а скорее временны́ми узами – они колеблются в унисон. Если теория подтвердится, это будет означать, что в мозгу непрерывно возникают электромагнитные импульсы, которые связывают различные его области и таким образом воссоздают воспоминания целиком. Следовательно, непрерывный поток информации между гиппокампом, префронтальной корой, таламусом и разными отделами коры может представлять собой не только обмен импульсами между нейронами. Часть информации может передаваться в форме резонанса между различными структурами мозга.

 

Записываем воспоминание

 

К сожалению, пациент H.M. умер в 2008 г. в возрасте 82 лет и не дожил до некоторых сенсационных результатов, которые могли бы оказаться ему полезны. Речь идет о возможности создания искусственного гиппокампа и записи в мозг воспоминаний с его помощью. Это кажется фантастикой, но ученые из Университета Уэйк Форест и Южно‑Калифорнийского университета в 2011 г. вошли в историю, сумев записать воспоминание мыши и сохранить его в цифровом виде в компьютере. Этот эксперимент призван был доказать принципиальную возможность такого действия и наглядно показать, что мечта о записи в мозг искусственных воспоминаний когда‑нибудь может стать реальностью.

На первый взгляд сама идея загрузки готовых воспоминаний в память кажется нереальной: ведь мы видели, что воспоминания формируются путем обработки целого набора сенсорных переживаний, которые закладываются на хранение в разные места в неокортексе и лимбической системе. Но из случая с H. M. нам известно, что существует орган, через который проходят все воспоминания и в котором они превращаются в долговременные: это гиппокамп. Руководитель группы доктор Теодор Бергер из Южно‑Калифорнийского университета говорит: «Если вы не сможете сделать это в гиппокампе, то не сможете нигде».

Ученые начали с наблюдения, сделанного по результатам сканирования мозга мыши и основанного на том, что в гиппокампе существует по крайней мере два набора нейронов. Известно, что эти наборы, получившие название CA1 и CA3, связываются друг с другом всякий раз, когда выполнено новое задание и освоено новое умение. После обучения мыши тому, что для получения воды нужно нажать последовательно два рычага, ученые проанализировали полученные данные и попытались расшифровать послания, которыми обменивались нейроны. Поначалу ничего не получилось, поскольку сигналы между двумя типами нейронов, казалось, не содержали никаких закономерностей. Однако, записав и проанализировав эти сигналы несколько миллионов раз, ученые в конце концов сумели определить, какой ответ дает тот или иной входной сигнал. При помощи зондов, введенных в гиппокамп мышей, ученые смогли записать сигналы, которыми обменивались CA1 и CA3, когда мышь училась нажимать рычаги один за другим.

Затем ученые ввели мышам особый препарат, который заставил их забыть обретенное умение. После этого записанное воспоминание было введено обратно его владелице – в мозг мыши направили те самые электрические сигналы, которые были из него получены. Примечательно, что память об обретенном умении при этом вернулась, и мышь смогла успешно пройти испытание. По существу, ученые создали искусственный гиппокамп, способный продублировать цифровую память. «Включаем прибор – мышь помнит; выключаем – не помнит, – рассказывает доктор Бергер. – Это очень важный шаг, потому что нам впервые удалось собрать все фрагменты воедино».

Как сказал Джоэль Дэвис из Главного штаба ВМС США, спонсировавшего исследования: «Дальше речь должна идти об использовании внедряемых воспоминаний для повышения квалификации. Это дело времени».

Ставки очень высоки, поэтому неудивительно, что эта область исследований развивается рекордными темпами. В 2013 г. произошел еще один прорыв, на этот раз в МТИ; там ученые сумели имплантировать в мозг мыши не просто воспоминания, а ложные воспоминания. Это означает, что когда‑нибудь в мозг можно будет имплантировать воспоминания о событиях, которых никогда не происходило; трудно представить, какой эффект это достижение произведет в области образования и индустрии развлечений.

Ученые из МТИ использовали технологию, известную как оптогенетика (о ней мы поговорим подробнее в главе 8); эта технология позволяет активировать светом отдельные нейроны. Пользуясь этим методом, ученые могут распознать нейроны, отвечающие за конкретные воспоминания.

Предположим, что мышь входит в комнату и получает удар током. При исследовании гиппокампа можно выделить нейроны, ответственные за воспоминание об этом неприятном событии, и записать их сигналы. Затем мышь помещают в другую комнату, где нет никакой опасности. Но можно включить световую точку на оптоволокне и, воспользовавшись оптогенетикой, активировать воспоминание об ударе током. При этом мышь демонстрирует реакцию страха, хотя вторая комната совершенно безопасна.

Таким образом ученые МТИ смогли имплантировать мыши не только обычные воспоминания, но и воспоминания о событиях, которых не было. Не исключено, что когда‑нибудь эта технология позволит имплантировать работникам воспоминания о новых навыках (вместо того чтобы переобучать их дедовскими способами) или обогатит Голливуд совершенно новым видом развлечения.

 

Искусственный гиппокамп

 

В настоящее время искусственный гиппокамп примитивен и способен записывать воспоминания только по одному, последовательно. Но ученые планируют повысить сложность искусственного гиппокампа, чтобы он мог хранить различные воспоминания и записывать воспоминания разных животных; предполагается постепенно дойти и до обезьян. Они также планируют сделать эту технологию беспроводной, заменив провода крохотными радиопередатчиками, чтобы воспоминания можно было загружать в мозг дистанционно, не имплантируя в него электроды.

Поскольку у людей гиппокамп тоже участвует в обработке воспоминаний, ученые видят в будущем широкое применение этой технологии для лечения инсультов, слабоумия, болезни Альцгеймера и множества других проблем, возникающих при повреждении или истощении этой области мозга.

Разумеется, прежде нужно преодолеть множество препятствий. Несмотря на все, что мы узнали о гиппокампе со времен случая с H. M., эта зона мозга до сих пор остается для нас чем‑то вроде черного ящика: его внутреннее устройство и принципы работы по большей части неизвестны. В результате невозможно создать воспоминание с нуля, но, если задание выполнено и воспоминание обработано, можно записать его и проиграть вновь.

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: