«Нобелевская премия присуждена за открытие молекулярной памяти воды». «Ученые из Гарварда обнаружили квантовые вибрации вселенского разума». «Эффективность гомеопатии доказана в двойных слепых испытаниях». Иногда популяризаторы видят такие заголовки в кошмарных снах: а вдруг весь тот лженаучный булшит, с которым они всю жизнь отчаянно сражались, однажды хоть отчасти окажется правдой?! Надежда только на то, что ученые не капитулируют перед массовым невежеством и назовут пойманную в забайкальской тайге кикимору не кикиморой, а каким-нибудь латинским именем.
Впрочем, до такого, скорее всего, не дойдет, потому что кикиморы не бывает. Но вот про передачу нервного импульса через пустое пространство тоже думали, что его не бывает. А теперь оказалось, что бывает.
Когда Доминик Дюран и его коллеги описали этот факт в статье и послали ее в Journal of Psychology, рецензенты поначалу отреагировали очень предсказуемо: предложили авторам на свежую голову повторить все эксперименты и потом сообщить, что они на самом деле увидят. Исследователи смиренно приняли поругание, но это ничего не изменило. По всему выходило, что открыт новый способ передачи нервного сигнала от нейрона к нейрону. Статью все же приняли, однако на всякий случай снабдили пояснением: мол, мы отдаем себе отчет в том, что все это и правда странно, а не только кажется странным на первый взгляд.
Нейроны общаются между собой так: в возбужденном нейроне по аксону бежит волна деполяризации мембраны, добегает до синапса, где передается соседнему нейрону через химическое вещество — нейротрансмиттер. Это тот самый способ, которым, как принято считать, мы все думаем (а если его правильно смоделировать, то точно так же станет думать какой-нибудь искусственный интеллект). Есть, однако, у нейронов и более изысканные способы подавать друг другу знаки. Например, эфапс — особым образом устроенный контакт между клетками, где электрический сигнал от нейрона к нейрону передается безо всяких медиаторов, через специальные белки, торчащие из мембран. Общая черта всех этих вариантов (а они на самом деле довольно разнообразны) в том, что клетки должны вступить между собой в очень тесный, почти интимный контакт. Считалось самоочевидным, что само собой электричество с нейрона на нейрон не перескочит, потому что это ведь не настоящее электричество, как в проводах, а химия, и для нее нужна клеточная мембрана.
Дюран и его коллеги изучали медленные ритмы мозга, которые наблюдаются в коре полушарий и в гиппокампе во время сна. Считается, что эти ритмы как-то соотносятся с консолидацией памяти о событиях, происшедших во время бодрствования. Изучать медленные ритмы можно разными способами. Например, на живом мозге у спящих или одурманенных наркозом мышей: там эти ритмы вполне натуральны, но разобраться в их механизмах непросто. Другой вариант — просто вырастить культуру клеток-нейронов. Как ни странно, такие нейроны, никогда не участвовавшие в работе какого бы то ни было мозга, тоже демонстрируют координированную периодическую активность, которая напоминает альфа-ритмы во время сна (и, видимо, не случайно: уж бодрствованием-то жизнь культуры нейронов на питательной среде никак не назовешь).
Есть и третий вариант, промежуточный: берем срез мозга, который только что был живым. Ученые-нейробиологи называют это умным латинским словом ex vivo. Именно с такими срезами гиппокампа мышиного мозга и работали исследователи из Огайо. В них также наблюдалась медленная периодическая активность. И им удалось выяснить, что обычная передача сигнала через синапс эту активность не объясняет. По всей видимости, в этой истории была замешана «эфаптическая» передача, то есть прохождение электрического импульса через контакт между нейронами.
Тут пока еще не было большой сенсации: эфапс ли, синапс ли — все это интересно только кучке нейрофизиологов. Но дальше начались странности: оказалось, что общение между нейронами можно было усиливать или подавлять слабыми электрическими полями. А потом исследователям стало уж совсем не по себе. Это случилось, когда они рассекли ткань таким образом, чтобы между двумя частями среза образовался зазор.
Волна медленной периодической активности в гиппокампе, дойдя до разреза, порождала возбуждение на другом его берегу. А это значит, что нейроны вступили в коммуникацию между собой — то есть обменялись электрическими сигналами — на расстоянии. Расстояние пусть и небольшое, но лиха беда начало: если так бывает, то, возможно, и шапочка из фольги — не столь уж бесполезный гаджет. А главный вывод состоит в том, что медленные ритмы — явление, известное уже почти полвека и явно участвующее в самых фундаментальных механизмах работы мозга вроде сна, — распространяются с помощью совершенно неизвестного механизма, в котором как-то участвуют электрические поля.
«Мы еще совершенно не понимаем ту часть нашего открытия, которая должна стать ответом на вопрос "И что с того?!"» — справедливо отмечает автор Доминик Дюран. Это, впрочем, само по себе тянет на маленькую революцию в нейробиологии. Совсем недавно казалось, что этот вопрос был задан еще в 1950-м, когда Алан Ходжкин понял, как по нейрону распространяется потенциал действия. Оставалось лишь уточнить и детализировать ответы на него. И вот здрасьте: нейроны оказались куда более странными штуками. Тем, кто уже собрался смоделировать их на компьютере и понять, откуда берется мысль, самое время вспомнить о сильно недооцененной добродетели смирения.
Кстати, раз уж накануне Великого поста речь зашла о смирении, вспомним еще об одной научной работе, тоже про мозг. Там мышей заставляли на ощупь искать в темной коробке маленький столбик. Когда они находили столбик, в соматосенсорной коре — там, где в мозгу обрабатываются сигналы от органов чувств, — активировались определенные нейроны. В награду за находку мыши получали воду (уж такие у них награды, это как вам в награду за все ваши усилия вместо нормальных денег дают вашу зарплату). А потом мышам стали давать воду просто так, без всякого столбика. И что бы вы думали: в сенсорной коре зажглись те же самые осязательные нейроны. У мышей, которые столбик никогда не щупали, вода подобной реакции не вызвала.
Это тоже маленькая — хоть и гораздо меньше, чем в предыдущей части заметки — революция в нейробиологии. Сенсорной коре полагается отзываться на реальные сиюминутные стимулы, и уж связывать ее с памятью и обучением никто никогда не пытался. А связь — вот она, совершенно неоспоримая. Так что когда наш читатель в следующий раз прочтет, что, мол, память в мозгу находится там-то и там-то, а вот тут любовь, а там ужас смерти притаился в уголке — он вправе скептически ухмыляться. Ничего-то там не понятно, в этом самом мозгу.
Ну разве что кроме самых очевидных фактов: например, что телепатии, телекинеза, квантовых вибраций сознания, полтергейста и сглаза не бывает. Кое в чем наука все же уверена твердо. Но вот все остальное ей лишь предстоит окончательно прояснить.
Алексей Алексенко
Иллюстрация: GraphicaArtis/Getty Images
