Диалоги (декабрь 2003 г.)

Ю.А. Можно, я теперь добавлю к тому, что сказал Костя? Я бы хотел показать здесь данные, полученные в лаборатории Сэма Дедвайлера (Sam Deadwyler), в Соединенных Штатах. Это совершенно замечательная иллюстрация, которая иллюстрирует соответствие динамики активности нейронов динамике поведения животного. Здесь показано, как работают нейроны у крыс-кокаинисток. Эта крыса приучена к потреблению кокаина, и она кокаинозависима. Ей в вену введен катетер, и в него поступает кокаин каждый раз, когда крыса жмет на педаль. На рисунке вы видите слово «кокаин», а под ним черта. Вот эта черта и обозначает интервал, когда в вену поступает кокаин. Как только крыса получает кокаин, посмотрите, в разрядной деятельности клетки появляется пауза. Пауза означает, что результат достигнут, и на уровне отдельного нейрона достижение результата выступает как прекращение активации, связанной с достижением результата. Дальше посмотрите. Постепенно частота активности нейрона нарастает. Она нарастает, потом…

К.А. Цикл как бы замыкается.

Ю.А. Да и активность становится очень выраженной, то есть ее частоты сильно увеличивается. И как только она становится очень выраженной, активность этого нейрона, то есть велика потребность в кокаине, то, наблюдая за поведением целого животного, мы видим, как крыса бежит, нажимает на педаль и получает кокаин. Как только она получает кокаин, активность нейрона обрывается. То есть, эта активность, как совершенно точно заметил Костя только что, является не постстимульной, а предрезультатной. Эта активность направлена на достижение определенного результата, коим она обрывается. Следовательно, для целого организма достижение результата поведения означает прекращение поведения. А для отдельного нейрона достижение результата означает прекращение его активности. И если для целого организма результат – схватывание чего-нибудь, получение пищи и так далее, то для отдельного нейрона – это получение нужных метаболитов.

А.Г. А по-разному специализированный нейроны не могут входить в конфликт между собой? Одному хочется одного, другому – другого.

Ю.А. Могут. Я думаю, что могут. У нас есть задумки проведения экспериментов и с конфликтами, и с «вытеснениями». Предположим, сформировано некое поведение, которое позже запрещено. Нейроны, специализированные относительно сформированного поведения есть, у них существуют метаболические потребности. Они могут их удовлетворить, только совершив поведенческий акт, а этот поведенческий акт запрещен. Что делают эти нейроны, как они выживают? Каким образом они могут выжить, если они могут получить метаболиты только при условии реализации организмом определенного поведения, которое мы запретили? Это очень интересный вопрос.

К.А. Но все-таки перейдем теперь к генам. К генам нам надо обратиться потому, что мы, в частности, знаем, что когда такие специализации формируются, то они приобретаются очень устойчиво и надолго.

Вы спрашивали, может ли нейрон переучиться. Ясно, по крайней мере, что если нейроны и переучивать, то это очень сложный и трудный процесс. Если специализации нейронов сформировались, то они хранятся месяцами и даже годами. Когда у животных чему-либо усилено, то можно увидеть, что приобретенные специализации нейронов сохраняются даже под наркозом. Это было обнаружено, в частности, в опытах японского нейрофизиолога Танаки (Tanaka), когда обезьянам под наркозом предъявляли совершенно невероятные для эволюционной экологии изображения – фракталы, которые искусственно генерировались компьютером. Но в прошлой жизни данной обезьяны эти фракталы служили для нее этапными результатами в ее пищедобывательном поведении. После того как обезьяна узнавала на их экране компьютера, она могла нажать на педаль и получить пищу. Оказалось, что нейроны сохраняют свою специализацию в связи с попадающими на сетчатку изображениями фрактальных картинок даже если животное находится во сне, под наркозом. И поэтому ясно, что такое обучение должно уходить глубоко, в молекулярные перестройки клеток, в изменение работы генов.

Ю.А. Я хотел бы сделать ясной эту позицию. С нашей точки зрения специализации пожизненны. И это принципиально важная вещь, что они пожизненны. Конечно, вы можете ту систему, по отношению к которой данный нейрон был специализирован, использовать в каком-то другом поведении. И если вы регистрируете активность этого нейрона, у вас возникнет впечатление, что он умеет теперь делать другое, не то, что делал. На самом же деле нейрон принадлежит той же системе, что и раньше, но возможности использования этой системы расширились.