Anohinova predavanja o mozgu i psihi. Mozak i um

Naučnik Konstantin Anokhin, koji vodi laboratoriju za neurobiologiju pamćenja na Institutu za normalnu fiziologiju Ruske akademije medicinskih nauka, jedan je od glavnih stručnjaka u Rusiji za mehanizme funkcije mozga, pamćenja i svijesti. Organizatori simpozijuma Brainstorms pozvali su ga da sa Marinom Abramović razgovara o pitanju prirode genija, mesta kreativnosti u evoluciji mozga i umetničke intuicije. T&P je iskoristio priliku da razgovara sa Anohinom o novom jeziku za opisivanje svijesti, zlima britanskog mehanizma i kako umjetnost može pomoći istraživanju mozga.

Nedavno je u Moskvi održan seminar osnivača transpersonalne psihologije. On vjeruje da je vjerovati da je svijest samo proizvod mozga isto što i vjerovati da se televizijski programi stvaraju na televiziji.

Mislim da ovo poređenje nije ništa drugo do prekrasna metafora koja odaje počast pokoju davno prošlih dana. Iza toga stoji drevna misao, koja datira još od Descartesa: naš um nije proizvod mozga, koji je samo oruđe koje osigurava utjecaj svijesti na tijelo. Po mom mišljenju, ove izjave su odavno opovrgnute od strane nauke. Vjerovati danas da je naša svijest stvorena izvan našeg mozga, kao što se televizijski programi stvaraju izvan televizije, jednako je vjerovanju da je čovjek, za razliku od drugih životinja, vanzemaljskog porijekla. Ako vaš mozak, ispunjen informacijama o biološkoj evoluciji i jedinstvu našeg genetskog koda sa svim ostalim živim bićima na Zemlji, ne eksplodira od apsurda ove ideje, onda vas ništa ne sprječava da mu dodate uvjerenje da su naše misli i želje nastaju izvan našeg mozga, a on im služi samo kao televizijski prijemnik.

Još početkom 20. stoljeća mnogi su govorili o postojanju određene vitalne sile ili entelehije kao glavne esencije živih bića. Zatim, s otkrićem funkcija DNK i kasnijom revolucijom u biologiji, nestala je potreba za ovim terminima. Malo je vjerovatno da ćete ih pronaći u svjetonazoru moderne prosvijećene osobe. U isto vrijeme, možda smo izgubili dio mistične privlačnosti ovih koncepata, ali razumijemo šta se dešava i kako. Kada naučnici razlože veoma složen fenomen na njegove sastavne delove, oni mu zaista oduzimaju osećaj misterije i magije. U neurobiološkim studijama onoga što se vekovima nazivalo dušom, primećuje se isti trend. A ovo je dokazani put ljudskog znanja – naučnog saznanja svijeta.

Međutim, u ovom pokretu vidim i određenu opasnost. Redukcionistička neuroznanost, koja proučava ćelije, sinapse i neurotransmitere, napravila je ogroman napredak. Ali ne daje odgovore na naizgled jednostavna pitanja: koja je crvena boja crvene ruže sa stanovišta funkcije mozga? Ili kako misao vodi do radnje, kao što je savijanje prsta. Naučnici i danas nastavljaju da tragaju za ispravnim naučnim jezikom i metodologijom kako bi opisali takve karakteristične osobine cjeline. Mislim da u tom pogledu kontakti sa umetnošću mogu biti veoma važni za nauku, koja se zasniva na hvatanju određenih jedinstvenih svojstava celine – umetničkog dela.

Jeste li istraživali razne meditativne prakse ili stanja izmijenjene svijesti? Uostalom, uz pomoć istog holotropnog disanja, na primjer, možete vidjeti nešto što osoba nikada nije mogla vidjeti. Odnosno, dolazite u kontakt sa nečim što se nije moglo dogoditi u vašem prethodnom životnom iskustvu. Jesu li ova stanja samo halucinacije?

Predavanja Konstantina Anohina:

O najnovijim istraživanjima koja pokazuju mogućnost snimanja mentalnih procesa u mozgu ljudi i životinja.

O pitanjima koja se proučavaju u Laboratoriji za neurobiologiju pamćenja.

Ne, ne bavim se takvim pitanjima. Oni uglavnom leže izvan granica nauke, kao metode rada sa proverljivim hipotezama. Međutim, moderna neuronauka može proučavati šta se dešava u ljudskom mozgu tokom takvih stanja. Na primjer, kada osoba uzme meskalin ili LSD i doživi halucinacije. Na osnovu moždane aktivnosti, istraživači već uče da rekonstruišu ono što osoba vidi. Na primjer, u nedavnom radu Jacka Gallanta i saradnika na Univerzitetu Berkeley u Kaliforniji, pokazali su ispitanicima kratke YouTube video zapise i analizirali njihovu moždanu aktivnost koristeći funkcionalnu magnetnu rezonancu. Zatim su napravili matematički model koji im omogućava da rekonstruišu video sekvencu koju osoba vidi koristeći mape moždane aktivnosti. Ovi i drugi slični pristupi nazivaju se metodama “čitanja mozga”. Sljedeća faza je naučiti čitati snove. A ovo je vrlo blizu čitanju vizuelnih halucinacija i onoga o čemu pričate. Trenutno postoje i laboratorije, na primjer, . Važno je shvatiti da su oni sa kojima rade ljudi koji imaju dugogodišnje iskustvo u praksi meditacije, a ne oni koji su nakon nekoliko sesija osjetili izmijenjeno stanje.

O kakvom eksperimentu ste dugo sanjali?

Jako me zanima kako ljudski mozak radi kada je na svojim granicama. I u umjetnosti i u nauci, zaista se nevjerojatne stvari događaju kada umjetnik ili naučnik pokuša riješiti nemoguć problem, postavi cilj koji je iznad njegovih snaga, savlada tu barijeru i nadmaši samog sebe. Možda se u ovom trenutku u mozgu počinju događati događaji koji se mogu jako razlikovati od uobičajenih procesa koje simuliramo u toku običnih psiholoških eksperimenata koji ne mijenjaju ličnost subjekta. Zato bih zaista voleo da vidim šta se dešava u mozgu u trenucima kada se čovek izdiže iznad sebe. Na primjer, tako izuzetne umjetnice kao što je Marina Abramović tokom svog nastupa u Muzeju moderne umjetnosti u New Yorku, što je, kako sama kaže, dramatično transformisalo njenu ličnost. Ili, na primjer, od istočnjačkih majstora u području meditativne prakse.

Konstantin Anohin i Marina Abramovič na simpozijumu Brainstorms.

Da li se slažete sa idejom Richarda Dawkinsa da smo mi samo mašine koje kontrolišu geni? Vjerujete li u slobodnu volju?

Ne, mislim da je Dawkins klasičan mehaničar po ovom pitanju. Po tome se može uporediti s mnogim predstavnicima anglosaksonske mehanističke tradicije - na primjer, sa poznatim istraživačem mozga s početka prošlog stoljeća, Charlesom Sheringtonom. U svojim naučnim aktivnostima oni predmet koji proučavaju razlažu na komponente i vide u njemu čisto mehaničke procese, poput mašine. Ali budući da ne mogu poreći realnost svijesti i uma, oni svoj filozofski put prirodno završavaju raznim verzijama dualizma, epifenomenalizma, panpsihizma, čak i misticizma. Sve je to, po mom mišljenju, tužna posljedica nedostatka dobre filozofske i metodološke obuke kod nekih čak i vrlo dobrih naučnika.

Da li su za vas duša i psiha ista stvar?

Na grčkom ili engleskom to je ista stvar. Ali u različitim kulturama ovaj koncept ima različita značenja. Na primjer, u ruskoj psihologiji psiha je pojam koji je prilično povezan s engleskim terminom mind - mind. Čini mi se da su to sve prilično etimološki problemi ili sporovi oko “pravog” značenja ove ili one riječi. Oni će postupno nestati kako budemo počeli razumijevati suštinu procesa koji se odvijaju u mozgu. Nije važno kako je čovječanstvo nazvalo neke pojave, a da još nije jasno razumjelo njihovu prirodu. S tim u vezi, nisam pristalica uobičajene naučne prakse da se uvijek polazi od definicija. Precizna definicija je često rezultat naučnog istraživanja, a ne uslov za njegovo pokretanje.

Tokom vaše rasprave, stekao sam utisak da ne govorite o nauci, već o nečemu što se ne može striktno analizirati, o metafizici. Osjećala se određena neizvjesnost – vaša i vaših kolega. Vjerujete li da ćemo ikada naučiti jasno govoriti o mozgu i svijesti?

Mislim da jesam. Ono što čovječanstvo sada doživljava jedinstven je trenutak u velikoj istorijskoj perspektivi. Nauka, koja je do sada proučavala svijet oko nas i dijelom naše vlastito tijelo, prešla je na proučavanje toga ko smo mi sami sa svim svojim unutrašnjim svijetom. Moje uvjerenje je da proučavanje mozga sada ulazi u fazu u kojoj transformira ogroman broj humanističkih problema i disciplina: sociologiju, politiku, ekonomiju, studije kreativnosti, razumijevanje onoga što je umjetnost. Kao iu 20. veku, molekularna biologija je dala novi jezik i promenila ogroman broj oblasti koje njime nisu direktno obuhvaćene: evolucionu biologiju, medicinu, onkologiju, imunologiju, mikrobiologiju.

Tri filozofske teorije svijesti:

Dualizam Osnivač ove teorije je Rene Descartes, koji je tvrdio da je čovjek misleća supstanca, sposobna da sumnja u postojanje svega osim svoje vlastite svijesti.

Emergentna teorija Teorija da iako je svijest svojstvo nekog fizičkog objekta (obično mozga), ona se ipak ne može svesti na fizička stanja potonjeg i da je poseban nesvodivi entitet.

Teorija dva aspekta Teorija da su mentalno i fizičko dva svojstva neke osnovne stvarnosti mozga koja nije ni mentalna ni fizička.

Uostalom, svi ovi humanitarni problemi su proizvod aktivnosti ljudskog mozga. Jedna osoba stvara umjetničko djelo - mozak radi, drugi percipiraju ovu umjetnost - mozak radi. I danas, po prvi put u ljudskoj istoriji, mozak postaje, zahvaljujući istraživanjima u neuronauci, otvoren za razumijevanje ovih procesa.

Naravno, ovo je složen proces – možda jednako složen kao prelazak sa klasične fizike na kvantnu fiziku početkom 20. stoljeća. Bilo je to doba oluje i stresa, potrage za, kako s pravom kažete, novim jezikom. Vrlo složen jezik u smislu da, opisivanjem fizičkih procesa na kvantnom nivou, kako je vjerovao Bohr, ne opisujemo samu stvarnost, već suštinski način na koji tu stvarnost percipiramo. Odnosno, obrasci i okvir ljudske spoznaje ispadaju dio našeg opisa okolnog svijeta. U isto vrijeme, moramo biti skromni: nepoznato je koliko će stotina godina trajati proces čovjekovog naučnog saznanja o sebi. Prisjetimo se kako se u matematici naučnici vekovima bore da dokažu određene teoreme. Ali siguran sam da smo tim putem već krenuli.

Još jedna poteškoća ovog puta je u tome što je uz pomoć našeg jezika vrlo teško opisati takve suptilne procese kao radnje vlastitog mišljenja ili kreativnosti, jer ih je biološka evolucija obezbijedila za sasvim druge svrhe. Ali možda je umjetnost samo alat koji će nam pomoći u tome. Nije slučajno da je Bohr, koji se borio sa vlastitim klasičnim modelom atoma, shvaćajući njegova ograničenja, toliko pažnje posvetio umjetnosti. Na primjer, bio je veoma inspirisan djelima kubizma, jer je u njima pronašao određenu metaforu da opiše ono što se ne može prenijeti običnim ljudskim jezikom. Opis ne jednostavne, linearne i kontinuirane stvarnosti, već stvarnosti u kojoj su svi rubovi izlomljeni i zakrivljeni. Možda je jezik umjetnosti također komplementarno sredstvo za razumijevanje duše i uma.

Konstantin Anokhin – profesor, dopisni član Ruske akademije medicinskih nauka, šef katedre za sistemogenezu na Institutu za normalnu fiziologiju im. PC. Anokhina i šef rusko-britanske laboratorije za neurobiologiju pamćenja. Predavanje je posvećeno najnovijim istraživanjima fiziologije pamćenja, mehanizmima skladištenja, pronalaženja i reprodukcije informacija, sposobnosti pamćenja i zavisnosti procesa pamćenja od okolnosti.

Transkript predavanja Konstantina Vladimiroviča Anohina:

Baš kao i nauka o genima, molekularna biologija je stvorila jedan jezik, objedinjujući ogroman broj bioloških disciplina pod jednim konceptualnim okvirom: samu biologiju, njene različite grane, razvojnu biologiju, evolucionu biologiju, mikrobiologiju, virologiju, pa dalje - molekularnu medicinu. , uključujući uključivanje molekularne biologije mozga među sve grane, na isti način se očekuje da će nauke o mozgu i umu koje se razvijaju u 21. stoljeću biti cementirajući faktor, ujedinjujući i pružajući objektivne osnove za sve vrste ljudske intelektualne aktivnosti , sve u vezi s tim. Počevši od ljudskog razvoja i naše ličnosti, obrazovanja, učenja, jezika, kulture, pa se krećemo u oblasti koje još nisu stekle konkretne informacije o tome kako mozak to radi, u polju ljudskog ponašanja u ekonomskim situacijama, koje se danas zove neuroekonomija. U oblasti ljudskog ponašanja uopšte u društvenim sistemima. I u tom smislu, sociologija, historija, jurisprudencija, umjetnost, jer je sva umjetnost, s jedne strane, ono što ljudski mozak generiše, a s druge strane kako naš ljudski mozak nešto doživljava kao umjetničko djelo. Svi će zavisiti od ove nove sinteze, nauke o mozgu i umu.

Ali ova sinteza mnogima od vas može izgledati prirodno. Želim da to uporedim sa onim što se desilo ranije, da bude jasno gde smo i u koju fazu se krećemo?

Platon je u jednom od svojih “Dijaloga” pisao o važnosti sposobnosti da se priroda podijeli na spojevima, odnosno da se podijeli na prirodne komponente kako bismo se nakon ove analize mogli prirodno vratiti sintezi. Inače, u Sokratovim ustima, Platon je ovu sposobnost nazvao dijalektičkom, suprotstavljajući je nesposobnosti nekih kuvara da iseku telo na različite delove, uprkos zglobovima, to dovodi do besmislenog skupa delova koje je veoma teško sintetizovati. kasnije.

Danas imamo razloga da mislimo da je Platon napravio veliku grešku u podeli prirode na zglobove. Veliki umovi prave velike greške. Odvojio je mozak i um, razdvojio tijelo i dušu. Nakon toga, ova podjela, podjela mozga i uma, ukorijenila se nakon djela drugog velikog filozofa, Renéa Descartesa. Prema Descartesu, cijeli svijet se može podijeliti na dva osnovna dijela.

Prva je proširena materijalna supstanca, res extensa - to su naša tijela, ovo je naš mozak, to su tijela životinja, ono što životinje imaju. A druga je besmrtna duša, neproširena duhovna supstanca koju samo čovjek posjeduje. To znači da su životinje automati, u stanju su da se ponašaju bez učešća duše i uma, ali osoba ima dušu, ona određuje njegove postupke. A ova dva svijeta je teško spojiti, jer je ovo svijet prostornih i neprostornih pojava.

Ovdje se, zapravo, nalazimo u barem 400-godišnjoj tradiciji i inerciji percepcije svijeta, podijeljenog na ova dva dijela – mozak i um. A ovo što se danas dešava u naukama o mozgu, zašto je ovo važan trenutak, briše ovu liniju i pokazuje da je rad mozga i rad uma, da mozak radi kao ogromna populacija od miliona, desetina miliona, možda ponekad i stotine miliona koji se sinhrono aktiviraju, uključuju se zajedno sa nekom aktivnošću nervnih ćelija. Ove grupe ćelija, funkcionalni sistemi, pohranjeni su kao struktura našeg individualnog iskustva. A naš um je manipulacija tim grupama.

Dakle, jedna grupa je sposobna da izazove djelovanje druge grupe, a svojstva ovih ogromnih grupa nisu samo fiziološka svojstva, već ona subjektivna stanja – misli, emocije, iskustva koja doživljavamo. U tom smislu, naš mozak i um su jedno.

Inače, ideje su drevne koliko i Platonove ideje o odvojenosti, jer se Aristotel pridržavao upravo koncepta jedinstva mozga i uma, odnosno duše i tijela.

Zapravo, biološki program za ujedinjenje mozga i uma, vraćanje uma prirodi, formirao je još jedan veliki mislilac 19. stoljeća, Charles Darwin. I ovo je veoma važno. Ponovo je povezao um životinja i um čoveka, uvodeći evolucionu ideju, zapisao je u svoju beležnicu, koja se zvala „M” – metafizičko, započeo je pod uticajem razgovora sa svojim ocem, i zapisao njegove misli o ponašanju i umu tamo.

A nakon toga bi metafizika trebala procvjetati, jer onaj ko razumije babuna učinit će više za metafiziku od Lockea.” Ovo je biološki istraživački program. Ovo je program koji pokazuje da su naš mozak i um jedno. Um je funkcija mozga koja je nastala u evoluciji. Bilo je potrebno za adaptaciju, a mi se od životinja ne razlikujemo po kardinalnim svojstvima prisutnosti duše ili uma i njihovom odsustvu kod životinja. Moramo stvoriti novu teoriju o tome kako mozak generiše procese mišljenja, svijesti i psihe, zasnovanu na ovim evolucijskim principima.

I tako je, u stvari, 20. vek bio svedok jednog od ovih radikalnih programa. Kada je ono što se vekovima smatralo svojstvom ljudske duše bilo pamćenje, i, inače, još početkom 20. veka u udžbenicima psihologije mogla se videti sledeća definicija: „Pamćenje je svojstvo duše“. Dakle, ono što se smatralo svojstvom naše duše, a to je naša ličnost, naše pamćenje, naše subjektivno iskustvo, prevedeno je u proučavanje kako biološki procesi pokreću, oblikuju naše pamćenje i kako ono funkcionira u mozgu.

Drugim riječima, u 20. stoljeću nauka o pamćenju, koja je nastala, kako je pisao istoričar nauke Ian Hacking, da bi sekularizirala dušu, to neukrotivo jezgro zapadnjačke misli i prakse, bila je pod utjecajem radova nekoliko njenih istaknutih pioniri: Ebbinghaus u Njemačkoj, Ribot u Francuskoj, Korsakov u Rusiji, od filozofije do objektivnog istraživanja u filozofiji. A onda, što je još važnije, na studije pamćenja u mozgu koji radi. Sjećanje se sredinom 20. stoljeća počelo proučavati ne kao fenomen koji se nalazi izvan ljudskog mozga i proizvod ljudskog mozga, već i kao procesi koji se odvijaju unutar ljudskog mozga kada se sjeća ili vraća uspomene.

U objektivnim neurobiološkim studijama pamćenja, uobičajeno je da se pitanje mehanizama pamćenja podijeli na tri pitanja, tri problema.

Prvo, kako nastaje pamćenje u mozgu? Drugo, kako se memorija skladišti u mozgu tokom mnogo godina? I treće, kako se memorija selektivno vraća kada je to potrebno? Jedno od prvih pitanja koje je podvrgnuto objektivnom istraživanju bilo je pitanje formiranja pamćenja. I ovdje su se u proteklih nekoliko decenija istraživanja pomaknula od posmatranja ponašanja u trenutku formiranja pamćenja kod ljudi i životinja, do toga kako se memorija pohranjuje zahvaljujući radu genoma nervnih ćelija?

Prve korake u tom pogledu poduzeo je mladi Nijemac koji je počeo proučavati pamćenje u mladosti... Ebbinghaus, naišao je na knjigu “Objektivna psihologija” od Lunta, koji je opisao objektivne psihološke studije percepcija, i pomislio da bi možda čovjek memorija se može koristiti na isti način... možete istraživati na isti način? I sastavio je mali broj besmislenih slogova, koje je pisao na tablicama, promiješao te ploče i pokazao ih sebi, a zatim, nakon nekog vremena, testirajući svoju sposobnost da ih pamti u različitim intervalima. I jedna od prvih stvari koje je otkrio je da sjećanje, u trenutku pamćenja, prolazi kroz dvije faze. Prva je kratka faza tokom prvih minuta nakon prijema novih informacija, gdje smo u mogućnosti pohraniti gotovo sve primljene informacije.

Tada dolazi do naglog smanjenja količine popunjenih informacija, ali informacije koje preostaju nakon ovog perioda pohranjuju se jako dugo. Može se čuvati na istom nivou nedeljama ili čak mesecima, kao što je Ebbinghaus otkrio. Tako je Ebbinghaus došao do fundamentalnog otkrića – pokazao je da su procesi pamćenja neujednačeni i da imaju dvije faze. Prvi je kratkoročni, gdje se pohranjuje mnogo informacija, a drugi, dugoročni, gdje je količina informacija mala, ali se održava dugo vremena.

Vrlo brzo, inspirisani radom Ebbinghausa, dva druga nemačka psihologa, Müller i Pilzecker, koji su radili u Getingenu krajem 19. veka, počeli su da se pitaju šta se dešava na granici ove tranzicije iz jedne faze pamćenja u drugu? Je li ovo aktivan proces? I pokazali su da ako u trenutku pamćenja i prelaska iz kratkoročnog u dugotrajno pamćenje, osoba dobije novi zadatak kojeg mora zapamtiti, onda taj novi zadatak ometa pamćenje starih informacija i ometa to. Nazvali su to retrogradnom interferencijom, utjecajem novih informacija unatrag na proces koji se odvija u mozgu.

Na osnovu toga su odlučili da se u mozgu, kada dođe do pamćenja, odvija vrlo aktivan proces, koji zahtijeva maksimalnu količinu resursa. Ako mozak u ovom trenutku dobije drugi zadatak, onda se drugi zadatak preklapa s prvim i ne dozvoljava formiranje pamćenja. Vrlo je zanimljivo da ako se ovi drugi zadaci daju malo kasnije, nakon 15-20 minuta, onda se to ne dešava. Iz ovoga su izvukli važan zaključak da pamćenje prelazi u mozgu tokom ove prelazne faze u stabilnu fazu skladištenja.

Neurolozi su to vrlo brzo potvrdili svojim zapažanjima da se u slučajevima poremećaja povezanih, na primjer, s potresom mozga, s potresom mozga, gubi pamćenje na kratko vrijeme prije potresa mozga, što opet sugerira da utjecaj na aktivni proces ne dozvoljava novije informacije. biti zapamćen. Inače, iste stvari se dešavaju i tokom napadaja.

Postalo je jasno da se, prvo, pamćenje može objektivno proučavati. Drugi je da u formiranju pamćenja postoje određene faze povezane sa aktivnim procesima u mozgu i nervnom sistemu, te, shodno tome, ti aktivni procesi u nervnom sistemu mogu biti predmet proučavanja kako bi se razumelo kako nastaje pamćenje.

Zatim je postojao prilično dug period kada nije bilo fundamentalnih otkrića na ovom području, jer je izuzetno teško proučavati te procese kod ljudi. Nećete veštački povrediti ili stvoriti potres mozga da biste proverili šta pamti, a šta ne? Ne možete, ili je barem tih godina bilo nemoguće, sagledati šta se dešava u ljudskom mozgu tokom ovih procesa. I zato je sljedeći radikalni korak u ovom programu mentalne redukcije, redukcije duše, kretanjem molekula u moždanim stanicama napravljen kada je američki psiholog Carl Danton pokazao da je kod životinja sve isto. Ovo je, ako želite, divna ilustracija Darvinovog programa za vraćanje inteligencije prirodi.

Pokazao je da pacovi pamte mnogo stvari. To je bilo poznato i prije njega u mnogim studijama. Onda je pokazao sljedeću stvar. Šta ako štakori, nakon što su naučili neki novi zadatak, dobiju ometajući učinak, na primjer, uzrokujući im kratkotrajni napad konvulzija s elektrokonvulzivnim šokom, onda ako se ti grčevi izazovu odmah nakon što je životinja naučila nešto, neće moći da pamti ovu informaciju dugo vremena. Ima kratkoročno pamćenje, ali dugotrajno pamćenje nije formirano. Odnosno, ovo je prijelaz koji je otkrio Ebbinghaus, postoji kod životinja, a također je podložan utjecaju na živčanu aktivnost.

Ali pokazalo se da, baš kao u eksperimentima Müllera i Pilzeckera, ako se ovaj elektrokonvulzivni šok odgodi, na primjer, za 15 minuta nakon treninga, onda to ni na koji način ne utječe na pamćenje u razvoju. To znači da su ovi procesi univerzalni. I zaista, u narednih 20-30 godina pokazalo se da se mogu primijetiti kod svih životinja sposobnih za učenje, od primata do beskičmenjaka, na primjer, puževa grožđa. Možete izazvati napade kod puža ubrizgavanjem posebnih lijekova koji izazivaju napade, a on će pamtiti ono što je naučio, sve dok se napadi daju odmah nakon treninga. To znači da je ovo univerzalna biologija procesa.

Ali onda se postavilo pitanje: ako sada imamo alate za modeliranje pamćenja i njegove konsolidacije u životinjskom mozgu, možemo postaviti sljedeće pitanje: koji su mehanizmi, šta se događa u moždanim stanicama? Ovo je bio vrhunac molekularne biologije. I nekoliko grupa naučnika odmah je pomislilo da ono što se dugo čuva kao informacija u ćelijama tela mora biti povezano sa genetskom informacijom, jer se proteini veoma brzo uništavaju, što znači da se moraju desiti neke promene u aktivnosti genoma koje povezan sa DNK nervnih ćelija i promena u njegovim svojstvima.

I pojavila se hipoteza da je možda formiranje dugotrajne memorije, pogledajte kakav skok od srca, promjena svojstava aktivnosti genoma nervnih ćelija, promjena svojstava rada i njihove DNK.

Da bi to testirao, švedski naučnik Holger Heeden napravio je razne i veoma lepe eksperimente. Na primjer, naučio je pacove da dođu do hranilice s hranom... balansirajući na tankoj, zategnutoj, nagnutoj konopci. I životinje su naučile novu vještinu, vestibularnu vještinu i motoričku vještinu hodanja po ovoj struni. Ili, na primjer, šapom dobiti hranu koju životinje ne vole vaditi iz cilindra, a među štakorima ima baš kao među nama, ljevorukih i dešnjaka, pogledao je kakve životinje bio je, a onda mu je dao priliku da ga dobije samo suprotnom šapom. Opet su životinje naučile.

Ispostavilo se da kada životinje nauče ove i druge zadatke, njihov mozak doživljava porast ekspresije gena, povećanje sinteze RNK i povećanje sinteze proteina. A to se događa upravo u ovoj fazi, neposredno nakon sticanja nove informacije i njenog prelaska u dugoročnu formu koju je Ebbinghaus otkrio. Odnosno, ovdje se opet sve poklapa.

Ali u biološkim istraživanjima, čisto korelativna istraživanja, posebno kod životinja gdje se biološkim procesima može manipulirati, obično prate uzročna pitanja. Ne samo da se istovremeno sa učenjem povećava sinteza RNK i proteina, odnosno ekspresija gena, važno je zapitati se: da li su oni potrebni da bi se nove informacije zapamtile? Ovo može biti slučajna pratnja jednog procesa drugom. A da bi to testirali, vrlo brzo je nekoliko grupa istraživača, na primjer Flexnerova grupa u SAD-u, počelo da ubrizgava životinjama, kada uče novi zadatak, inhibitor sinteze proteina ili RNK, odnosno da ometaju ovu talas, talas ekspresije gena koji prati proces učenja.

Ispostavilo se da životinje normalno uče, kod njih nisu poremećeni stari oblici ponašanja koji su već razvijeni, štoviše, u stanju su da za kratko pamte ono što su naučili. Ali, čim dođe do dugotrajne faze prelaska na dugotrajno pamćenje i skladištenja tog pamćenja nedelju, meseci, to pamćenje kod životinja izostaje. Odnosno, ometanje funkcionisanja genoma i opstrukcija sinteze RNA molekula i proteina tokom učenja sprečava formiranje dugotrajne memorije. To znači da dugotrajno pamćenje zaista ovisi o funkcioniranju genoma nervnih stanica. I tada je vrlo važno razumjeti pitanja, kakvi su geni uključeni u nervnim ćelijama, šta ih pokreće u trenutku učenja i koje su njihove funkcije? Kako se to prevodi u ono što možemo sami doživjeti kao subjektivno... naše subjektivno iskustvo?

Sredinom 80-ih (70-ih) dvije grupe istraživača, jedna u Sovjetskom Savezu, a druga u Njemačkoj i Poljskoj, istovremeno su otkrile takve gene. U grupi koja je radila u našoj zemlji, ove gene smo posebno tražili zajedno sa zaposlenima u Institutu za molekularnu biologiju i molekularnu genetiku. A ono što nam je pomoglo da ih pronađemo bila je hipoteza da procesi koji se dešavaju u mozgu u trenutku formiranja novog iskustva, možda, uključuju iste ćelijske principe i mehanizme koji su uključeni u procese razvoja nervnog sistema, tj. uspostavljanje veza i diferencijacija ćelija?

I, nakon što smo otkrili rad jednog od gena regulatora razvoja koji kodira protein koji kontroliše rad mnogih, mnogih drugih gena, takozvani “transkripcijski faktor”, odlučili smo pogledati, ovdje je ovaj izraz prikazan crvenom bojom, vidite, da, crvenom bojom u moždanoj kori embriona pacova starog 19 dana. Odlučili smo da vidimo šta se dešava u mozgu odrasle osobe sa radom ovog gena?

Ispostavilo se da životinje koje su u poznatom okruženju i ne uče ništa novo praktički ne izražavaju ovaj gen; nervne stanice ne sadrže proizvode ovog gena. Ali čim se životinja nađe u situaciji koja joj je nova i zapamti je, u mozgu dolazi do eksplozije ekspresije ovog gena.

Štaviše, kao što možete vidjeti iz polja ovog izraza, ovaj izraz se odnosi na ogroman broj nervnih ćelija. Nalazi se u različitim strukturama mozga. Kako se kasnije pokazalo, mjesta ekspresije uvelike zavise od toga kakvo subjektivno individualno iskustvo mozak trenutno stječe. Za neke oblike pamćenja to su određene zone izražavanja, za druge su različite. Na ovo ćemo se više vratiti kada budemo govorili o memorijskom mapiranju.

U međuvremenu, pogledajmo pojednostavljeni dijagram šta se dešava u ćelijama nervnog sistema kada dođe do učenja? Podražaji, prevedeni u određene hemijske molekule koji djeluju na membranu neurona ili živčane ćelije, prenose signale kroz citoplazmu ćelije do jezgra. I tu se aktiviraju geni koje sam pokazao, jedan od njih na prethodnom slajdu je c-Fos faktor transkripcije.

Transkripcijski faktori se razlikuju po tome što proteini koje sintetiziraju – to je pojava proteina u citoplazmi – ne ostaju u citoplazmi, već se vraćaju nazad u jezgro. A u slučaju gena familije c-Fos i c-Jun, drugi gen, za koji se takođe ispostavi da se aktivira u brojnim situacijama učenja, oni međusobno formiraju složene proteinske komplekse, koji su sposobni da utiču na ogroman broj regiona u genomu nervne ćelije. Ove regije su regulatorne regije drugih gena. Drugim riječima, signal koji dolazi do nervne ćelije tokom učenja, kroz mnogo, mnogo ulaza, ide u usko grlo aktivacije nekoliko transkripcionih faktora, a onda se njihovo dejstvo grana i menja program cele ćelije, jer neki od ovih geni su mete regulisane faktorima transkripcije, faktori povećavaju njihovu aktivnost, a neki su potisnuti. Ako želite, ćelija preuređuje svoj program rada pod uticajem situacije učenja.

Zašto je ova šema bila zanimljiva? Prvo, pokazalo se da formiranje pamćenja prolazi kroz dvije faze sinteze proteina i ekspresije gena. Prvi je odmah nakon treninga, kada je to vidio Ebbinghaus, a zatim se aktiviraju takozvani rani geni. Ali, nakon ovoga, dolazi do drugog talasa aktivacije nakon djelovanja ranih genskih proizvoda na genom. Takozvani kasni geni.

Drugo, pošto su struktura ranih gena, njihovi regulatorni regioni, kao i njihova sposobnost da deluju na određene regulatorne regione drugih gena dobro proučavani u ćelijskoj biologiji, postalo je moguće dešifrovati druga dva pitanja. Dakle, prvo smo saznali koji su to geni? Drugo, vraćanje od takvih gena, ovdje je prikazan, na primjer, jedan od ranih gena. Vidite da je na regulatornom mestu ovog gena, predstavljenom ovom sekvencom, grupisana masa transkripcionih faktora, među kojima su fos i juna o kojima sam govorio, postoje geni koji imaju druga imena, postoji faktor transkripcije koji imaju druga imena, na primjer, krep.

I pokazalo se da su se, vraćajući se duž ovog lanca, postavljajući pitanje tokom treninga, aktivirali rani geni, šta ih je uzrokovalo, koji su signali sletjeli na njihova regulatorna mjesta, koji su signali uzrokovali vezivanje regulatora za njihova regulatorna mjesta, koji od ćelijski drugi glasnici su prenosili ove signale, i konačno, koji su receptori aktivirani?

Bilo je moguće dešifrovati niz signala od jezgra, od membrane do genoma nervne ćelije, koji rade tokom učenja. A jedan od pionira u ovom istraživanju, američki neuronaučnik Eric Kendel sa Univerziteta Kolumbija, dobio je Nobelovu nagradu za dešifrovanje ove kaskade.

Ove studije imaju mnogo zanimljivih implikacija. Ispostavilo se da su bili neočekivani. Na primjer, pokazalo se da defekti u nekim od ovih elemenata kaskade ne samo da uzrokuju poteškoće u učenju kod odraslih životinja, već također uzrokuju bolesti povezane s poremećajima mentalnog razvoja kod djece. Ovo je nevjerovatna stvar. Zato što su se takve bolesti, na primjer, Rubinstein-Taybi sindrom, dugo vremena smatrale urođenim bolestima. Sada razumijemo da se u stvarnosti radi o poremećajima koji dovode do nedostataka u mogućnostima ranog učenja, formiranju pamćenja kod djeteta u prvim sedmicama i mjesecima njegovog života. I upravo zbog toga je mentalni razvoj narušen.

I posljedice za to su također različite. Jedno je kada, iz medicinskih razloga, ovo dijete može primiti određene lijekove koji poboljšavaju ove sposobnosti učenja; Druga stvar je bila da se uzme u obzir da je ovo urođena bolest koja se ne liječi nakon rođenja.

Još jedna neočekivana stvar koja je postepeno počela da postaje jasna u dešifrovanju ovih kaskada jeste da one sablasno, zaista, svojim sastavnim delovima podsećaju na one ćelijske procese koji se javljaju tokom diferencijacije nervnih ćelija u mozgu u razvoju. Često koriste iste signalne molekule, a neke od tih molekula su prvo otkrivene tokom razvoja, a onda se pokazalo, kao, na primjer, razni neurotrofini, da su i oni signalni molekuli tokom učenja.

I drugi molekuli, kao što su glutamat i NMDA receptori koji ga prihvataju, u početku su proučavani u vezi sa učenjem, a zatim se ispostavilo da igraju ključnu ulogu u vremenski zavisnoj aktivnosti faze razvoja neuronske veze. Isto se odnosi i na različite proteinske kinaze drugog glasnika i, konačno, transkripcione faktore i ciljne gene.

Slika koju dobijamo je da kada pogledamo razvoj i učenje, vidimo vrlo slične molekularne kaskade. To znači da svaka epizoda razvoja vrlo liči na epizodu učenja, ili da se razvojni procesi mozga odraslih nikada ne završavaju. Svaki čin spoznaje za nas je mala epizoda morfogeneze i kasnijeg razvoja. Ali obratite pažnju - koji? - pod kognitivnom kontrolom, za razliku od onoga što se dešava tokom embrionalnog razvoja. Drugim riječima, naše znanje, naša psiha, naš um, koji određuju procese sticanja novog znanja, također su pokretači za diferencijaciju ćelija koje pohranjuju to znanje.

I na kraju, još jedna bitna posljedica. Činjenica da pamćenje ima molekularne mehanizme i da su mnogi od njih povezani sa procesima koji se ne dešavaju između ćelija, već unutar ćelije, kada se signal prenosi sa membrane na genom, znači da pored psihotropnih lekova koji su se pojavili u psihijatriji u 50-ih godina i sposobne su djelovati na prijenos signala između nervnih stanica koje su sposobne regulirati našu percepciju, emocije, bol, ponašanje i tako dalje.

A u budućnosti ćemo imati, i počinju se pojavljivati, mnemotropne lijekove koji imaju potpuno drugačiji učinak. Budući da djeluju i morat će djelovati na procese koji se javljaju nakon obrade informacija u neuronskim mrežama koje su povezane samo s njihovim pohranjivanjem, nećemo primijetiti njihove efekte na naše ponašanje, neće imati nuspojave ekscitacije, inhibicije, promjene u procesi naše percepcije ili pažnje. Ali oni će moći modulirati procese pamćenja informacija dugo vremena. A takvi lijekovi se sada traže.

Dakle, pitanja molekularne biologije pamćenja, koja su proizašla iz proučavanja bioloških osnova skladištenja informacija u mozgu, dovela su do sljedećih odluka: da se formiranje dugotrajnog pamćenja zasniva na aktiviranju univerzalnog niza ranih i kasni geni, što dovodi do restrukturiranja neurona učenja, njegovog molekularnog, proteinskog fenotipa.

Znamo i iz istraživanja posljednjih godina, o čemu još nisam govorio, da se skladištenje pamćenja kroz život odvija zbog epigenetskih preuređivanja, odnosno promjene stanja hromatina nervnih ćelija. Stanje epigenetskog pamćenja u neuronu se mijenja, stanje stanične diferencijacije, pohranjeno kao rezultat učenja, moguće je onoliko dugo koliko je stanje stanične diferencijacije, čuvajući njena svojstva nervne ćelije određenog tipa u vrijeme razvoj.

Hajde da završimo ovaj fragment ovde. Mislim da govorim 42 minuta, zar ne? Imamo li vremena za pitanja?

Pitanje: (teško za čuti) Imam pitanje. ...teoriju, ..biti nesvesno...

odgovor: Možda. O tome ću govoriti u drugom dijelu.

Pitanje: Hvala. I onda drugo pitanje. Koliko je naše pamćenje konačno...

odgovor: Nijedan od eksperimentalnih pokušaja da se odredi veličina i ograničenja memorije nije rezultirao ograničenjima. Na primjer, u jednom od eksperimenata koje je sproveo kanadski psiholog Stanling, proučavano je koliko su lica učenici uspjeli zapamtiti. I pokazivane su im različite fotografije u kratkim intervalima, a onda, nakon nekog vremena, pokazujući dvije fotografije, traženo je da saznaju koja je prikazana, a koja je nova? Ispostavilo se da je prvo to što je tačnost reprodukcije visoka i ne zavisi od obima, odnosno sve je ograničeno samo umorom učenika. Do 12 hiljada fotografija, na primjer, reprodukovano je s preciznošću do 80 posto.

Imajte na umu da je ovdje, naravno, važno šta je učinjeno; ovdje je bilo pamćenja za prepoznavanje, a ne aktivna reprodukcija. Ali, ipak, ovo je drugačiji oblik pamćenja.

Pitanje: Dobar dan!

odgovor: Dobar dan.

Pitanje: Student Ruskog državnog univerziteta za humanističke nauke, ako mi dozvolite, postavio bih sledeće pitanje. U uvodnom dijelu predavanja govorili ste o tako novom problemu kao što su nauka o mozgu i nauka o umu. Ovo je, naravno, povezano sa temom na kojoj radite, veštačkom inteligencijom. S vremenom, čini mi se, inteligentni oblici života bi trebali postati adaptivni, revolucionarni, razvijajući se, što, općenito, može dovesti do izmicanja kontroli. Koliko se ovo pitanje sada proučava i kada bi moglo postati relevantno? I drugo, da ćemo stvaranjem takvih novih oblika intelektualnog života, kao što mislite, biti spremni za razvoj takvih događaja kada će ti novi intelektualni oblici života postati, pa, možda ista stvorenja kao što smo mi sada, jer jednom nekada ni ovo nije daleko i ovaj scenario je moguć. Hvala ti.

odgovor: Bojim se da ne napravim grešku u prognozi. Općenito, iskustvo posljednjih godina pokazuje da napredak koji se ostvaruje u ovoj oblasti, na polju istraživanja mozga i uma, inače, nije u istoj mjeri u oblasti umjetne inteligencije, napredak tamo je sporiji, ali, ipak, toliko zadivljujući i nepredvidiv, da se svaka prognoza može pokazati greškom za samo nekoliko godina. Ali moje predviđanje će biti sljedeće.

Još nemamo stvorenja sposobna da, kao umjetna inteligencija, prvo: rješavaju iste probleme koje ljudi rješavaju, makar i približno, posebno u uvjetima promjenjivih adaptivnih situacija.

Naučnici DARPA-e, američke obrambene agencije, pokrenuli su novi program umjetne inteligencije prije nekoliko godina, rekavši da će prestati financirati sva istraživanja o klasičnim shemama umjetne inteligencije jer vjeruju da je u kontekstu rješavanja adaptivnih problema biološki mozak bio superiorniji u odnosu na najbolju postojeću formu veštačke inteligencije izgrađene na trenutnim arhitekturama milionima do milijardama puta. Možete li zamisliti razliku?! Nije stvar u brzini operacija. To je pitanje sposobnosti generiranja novih rješenja u okruženju koje se dinamički mijenja.

Kada će ova barijera biti savladana milione i milijarde puta? Pa, možda je ovo dogledna budućnost, bar nekoliko grupa univerziteta i IBM kompanija su započeli istraživanje nove arhitekture, u kojoj njeni elementi i uče i mogu izračunati, odnosno slično onome što nervni sistem zapravo radi, gdje nema posebnog memorijskog prostora za skladištenje, a posebno – informacionih elemenata.

Mislim da umjetna inteligencija ima još jedan težak problem. Da je do sada sve sisteme koje mi stvaramo, početno stanje njihovog ponašanja u njih stavio ljudski tvorac, odnosno nije u stanju da sam generira te početne uslove. Nije imala evoluciju. Ali to se također prevazilazi u modelima umjetnog života, evolucijskom radu, gdje počinju s vrlo jednostavnim nervnim mrežama. Tada im se dozvoljava da se razvijaju u okruženju, postupno rješavajući adaptivne probleme. Čak se za ovu inteligenciju javljaju i sami adaptivni zadaci, novi koje kreatori nisu namijenili.

Dakle, možda ćemo u narednih 10 do 15 godina vidjeti značajan napredak u ovim oblastima. Da li će doći do subjektivnog iskustva i ljudske psihe, to je veoma teško pitanje, mislim da neće.

Pitanje: .... Marina ... gimnazija 1529. ako danas poznajemo mehanizme ljudskog učenja, kako onda procjenjujete mogućnost trenutnog učenja jezika, trenutnog sticanja vještina od strane osobe koja ... mnogo kontakata?

odgovor: Prema onome što znamo o učenju kod ljudi i životinja, to je proces koji se sastoji od odvojenih, ponovljenih radnji. U svakom od njih se stiče određena jedinica novog znanja. Da bismo savladali jezik, ne možemo to učiniti u jednom skoku. Za to su potrebne hiljade, ili desetine hiljada ponavljanja kod djeteta, koje generiše nove hipoteze o okolnom svijetu i zvukovima koje percipira, isprobava ih, odbacuje ih, potvrđuje, gradi shemu.

Prenošenje rezultata takvog treninga, koji je, inače, istorijski u smislu da ga svako dijete prolazi na svoj način, mehanički, u glavu druge osobe ili čak u umjetnu inteligenciju, danas je nemoguć zadatak. Nemoguće je odjednom naučiti novi jezik, kao što je nemoguće istovremeno steći iskustvo od pet godina djetetovog života.

Pitanje: Hvala.

odgovor: Molim te. Pauza? Da li mislimo da je pauza ili imate još pitanja?

Pitanje: Dmitrij Novikov, gimnazija 1529, hteo sam da pitam, čuo sam da postoje lekovi koji pomažu u poboljšanju razvoja pamćenja, da li postoje rezultati i koje procese u mozgu zaustavljaju?

odgovor: Takvi lijekovi postoje. Poznati su odavno. Neki od njih su lekovi koji su poznati vekovima, najčešće biljni preparati. Druge su hemikalije. Na primer, lekovi iz grupe amfetamina, koji regulišu procese prenosa signala u nervnim ćelijama, korišćeni su za podsticanje sposobnosti pamćenja, pažnje i učenja još tokom Drugog svetskog rata, sa obe strane, Nemačke, Engleske i Američko.

U 50-im godinama došlo je do procvata u njihovim pokušajima da ih koriste, na primjer, od strane studenata da poboljšaju svoju sposobnost pamćenja velikih količina informacija dok se pripremaju za ispite. A sada blaže verzije ovih lijekova, kao što je Ritalin, na primjer, kruže... barem na američkim univerzitetima, a neki studenti ih koriste. Ali postalo je jasno da imaju nuspojave.

Da, prvo, ne utiču specifično na pamćenje, već na procese povezane sa... psihotropni su, a ne mnemotropni, utiču na procese povezane sa percepcijom, pažnjom, koncentracijom itd.

Sekunda. Možete razviti ovisnost o njima, što je vrlo neugodno. Što se ovo mlađe dešava, to može biti opasnije. Danas se stvaraju lijekovi koji mogu djelovati na signale koji se već prenose unutar nervnih ćelija. Neke od ovih kaskada koje su otkrivene su patentirane. Traže se lijekovi koji mogu selektivno modulirati ova svojstva pamćenja, a da ne utiču na psihotropnu komponentu, odnosno psihogenu komponentu.

Tržište takvih supstanci je još uvijek vrlo malo, stvorene su uglavnom za liječenje oštećenja pamćenja kod starijih osoba, posebno kod neurodegenerativnih bolesti, ali neke od njih bi se u budućnosti mogle koristiti kao kognitivni stimulansi. Barem posljednjih godina, aktivna je rasprava o upotrebi takvih kognitivnih ili mnemotropnih lijekova od strane zdravih ljudi. Što se tiče odgovornosti upotrebe, postoje posebne etičke komisije koje raspravljaju o tome da li je to dozvoljeno ili ne? Ali trend je ovdje jasan. Takvi vitamini za pamćenje.

U redu. Da, uradimo to.

Na rastanku, htio sam reći sljedeće: vidite, pitanja koja su postavljena vezana su za određene tehnologije, odnosno sposobnost upravljanja memorijom, mogućnost dobivanja velike količine informacija odjednom, sposobnost prijenosa i savladavanja jezik u kratkom vremenu, mogućnost primanja sigurnih i efikasnih tableta za poboljšanje pamćenja. To je sve istina. Ali, pošto smo mi na kanalu „Kultura“, za drugu stranu želim da kažem da je znanje našeg pamćenja naše znanje o sebi. Jer, kako je rekao Gabriel Garcia Marquez: “Život nije u danima koji se proživljavaju, već u danima koji se pamte.” A proučavanje mehanizama mozga i pamćenja je, u velikoj mjeri, za naučnike koji proučavaju ovu problematiku, ne problem stvaranja novih tehnologija, iako je to važno, već problem praćenja drevnog proročišta, koje je uputilo – upoznaj sebe!

Obratimo pažnju i na ovo. Hvala puno.

Nakon pauze drugo predavanje

Nedavne studije fiziologije pamćenja, mehanizama skladištenja, pronalaženja i reprodukcije informacija. Sposobnost pamćenja, ovisnost procesa pamćenja o predloženim okolnostima.

Transkript 2. predavanja Konstantina Vladimiroviča Anohina, emitovanog na TV kanalu Kultura u okviru projekta ACADEMIA:

Sada bih da nastavim priču o pamćenju, ali pređem na drugu stranu sećanja. Uostalom, pamćenje nije svojstvo molekula, pa čak ni svojstvo kontakata između nervnih ćelija koje se mijenjaju kao rezultat iskustva. Da, zavisi od rada genoma nervnih ćelija, kao što smo videli prošli put, ali pamćenje je, kao i druge psihološke funkcije mozga, derivat istovremenog rada miliona i miliona nervnih ćelija. A da bismo razumeli šta je pamćenje, moramo razumeti kako su organizovani ovi sistemi nervnih ćelija koje čuvaju tragove pamćenja.
Zanimljivo je da je proučavanje molekularne biologije pamćenja neočekivano bacilo svjetlo na probleme funkcioniranja pamćenja u cijelom mozgu. Jer je već duže vrijeme poznato da je ljudsko pamćenje podijeljeno na nekoliko različitih sistema. Neki oblici pamćenja u velikoj mjeri ovise o svijesti, neki su nesvjesni, a mi automatski reprodukujemo te vještine, poput onih stečenih dugotrajnim učenjem. Među pamćenjem koje je dostupno našoj svijesti možemo izdvojiti pamćenje povezano s događajima i činjenicama, ono koje dobrovoljno izvlačimo iz svog prošlog iskustva, a to se naziva semantičkom memorijom. Možemo se sjetiti čitavih epizoda prošlosti u njihovom slijedu i odvijanju – to se zove epizodno pamćenje.
Istraživanja kliničara su otkrila da kod ljudi, s određenim oštećenjem mozga, neki oblici pamćenja mogu patiti, ali ne i drugi. Na primjer, kada je struktura mozga nazvana hipokampus, prikazana ovdje, oštećena, sposobnost osobe da zapamti nove informacije je narušena, pamćenje nekoliko godina koje su prethodile ovom oštećenju je narušeno, ali iznenađujuće mnoge sposobnosti za razvoj vještina su narušene. sačuvana. I onda kod takvih pacijenata, od kojih su nekoliko detaljno proučavani od strane neuropsihologa i psihologa, nastaje čudno stanje kada nauče neke stvari, ali se apsolutno ne sećaju da su stekli te vještine.
Na primjer, naš poznati psihijatar i jedan od pionira proučavanja pamćenja, Sergej Sergejevič Korsakov, napisao je, opisujući sindrome oštećenja pamćenja kod ljudi, da se čini da se ovi pacijenti ne sjećaju ničega u ovom stanju, ali, budući da su na klinici, Korsakov klinike, klinike koja nosi svoje ime, tokom boravka proučavaju raspored prostorija, lokaciju trpezarije i umeju da se snađu u ovim prilično zbunjujućim lavirintima hodnika klinike. Slično, klinički pacijenti sa oštećenjem hipokampusa, a da se ne sećaju da su išta naučili, u stanju su da reše složene probleme lavirinta prelaska iz jedne tačke u drugu, ili čitanja reči unazad, ili rešavanja zagonetki, dok poriču da su ikada video sam.
Neki oblici pamćenja, kao što je prajming, su nesvjesni, ali bez obzira na to mogu utjecati na našu kasniju percepciju i ponašanje. Priming je svojstvo nervnog sistema da pamti određene senzorne karakteristike okolnog sveta ili efekte na mozak, reagujući na njih nesvesno, kao da su poznati, u poređenju sa nečim što nije tu. Na primjer, ako se osobi pročitaju riječi koje se završavaju na različite načine, a zatim, nakon nekog vremena, dobije se riječ koja počinje i ima nekoliko završetaka, onda će je najvjerovatnije završiti na način na koji je tu riječ vidio u prvi test.
Zanimljivo je da se prajming, na primjer, ne narušava kada je hipokampus oštećen, a pacijent se ne sjeća da su mu ove riječi pokazane, već ih dovršava tačno po potrebi. Postoje čak i neke studije koje pokazuju da kada je pod anestezijom tokom operacije, ako se neko pročita ovaj list, onda kada se probudi iz anestezije, upotpuniće reči sa dvosmislenim završetkom na način na koji je čuo reči pod anestezijom. .
Kako svi ovi memorijski sistemi funkcionišu u mozgu? Možemo li vidjeti tragove pamćenja u mozgu? Možemo li vidjeti tragove samog pamćenja u mozgu? Ispostavilo se da su iste metode koje su korištene za proučavanje pamćenja kod životinja, za proučavanje molekularne biologije pamćenja, pogodne za vizualizaciju tragova pamćenja u cijelom mozgu. Zato što se rad gena u trenutku pamćenja odvija samo u pojedinačnim ćelijama. Žuta ovdje prikazuje nervne impulse koji prolaze kroz mnoge neuronske mreže, a crvena prikazuje aktivaciju gena u jednom od neurona ogromne mreže, koja se, zapravo, nastavlja daleko, daleko i pohranjuje milijune ćelija povezanih s pamćenjem novih informacija.
Dakle, kada bismo mogli da vidimo sve ćelije koje su uključile ovaj gen kada je životinja naišla na nešto novo, na primer, devojčica miš je videla dečaka miša koji joj se dopao. A ovo je čitav kompleks osjeta koji je za miševe u velikoj mjeri povezan s mirisom, vizualnim i drugim stvarima, možemo li vidjeti svjetlost ovog sjećanja? Ispostavilo se da možemo.
A neurofiziolozi su dugo sanjali: kada bi mogli da učine mozak transparentnim i posmatraju rad nervnih ćelija u ovom mozgu, poput rada sijalica u velikoj električnoj mreži, koristeći genske sonde koje detektuju aktivaciju gena koji se uključuju u neuronima tokom formiranja memorije, mi zapravo identifikujemo takvu električnu mrežu. Ostaje samo da se to vizualizira. A metode fizike i optike u istraživanju mozga omogućavaju i to.
Ovdje na ovoj slici vidite hipokampus miša koji se našao u novoj situaciji i zapamtio je. U to vrijeme, u onim neuronima koji su bili uključeni u formiranje takvog traga, aktivirao se genom, a uključeni su faktori transkripcije gena o kojima sam govorio prošli put.
Možemo koristiti različite tehnike, antitijela na ove proteine ili druge molekularne sonde da vidimo ove pojedinačne nervne ćelije kroz čitav hipokampus, a struktura za koju znamo iz posmatranja oštećenja pamćenja kod ljudi je kritična za formiranje tragova pamćenja. Možemo početi da gledamo na ovu ogromnu mrežu nervnih ćelija i da istražujemo obrasce njenog formiranja tokom raznih zadataka učenja, pamćenja, prisećanja, postavljanja pitanja, šta se dešava u mozgu kada se pamćenje jednog ili drugog oblika formiran? Šta se dešava kada se memorija povrati u mozak koji radi? Utječe li to na neki način na svojstva stare memorije?
Ove studije su dale neke iznenađujuće rezultate. Jedno od neočekivanih otkrića bilo je da su geni za koje se činilo da su potrebni za pamćenje novih informacija u trenutku učenja – prisjetite se prve faze prijelaza iz kratkoročnog u dugotrajno pamćenje i blokade sinteze proteina koja to ometa. ? - činilo se nakon Nakon što je memorija premještena u dugotrajno skladištenje i došlo je do porasta aktivnosti genoma, ona je fiksirana. A naknadni utjecaji na mozak nisu u stanju nekako promijeniti ili izbrisati ili utjecati na staro pamćenje; ono je sada stabilno pohranjeno u mrežama diferenciranih neurona.
Međutim, kada smo mi i drugi autori počeli da istražujemo šta se dešava u mozgu u trenutku preuzimanja tako stare memorije, pokazalo se neočekivano da se iz nekog razloga u mozgu aktiviraju veoma slični molekularni mehanizmi u trenutku preuzimanja. staro pamćenje, slično onima koje su se aktivirale u trenutku pamćenja.
Pa kako to izgleda? Ako bi memorija bila slična kompjuterskoj memoriji, određenom CD-ROM-u na koji snimamo informacije, tada je za snimanje informacija potrebno integrirati ih u optički medij diska – to je konsolidacija. Nakon toga, informacije se pohranjuju na ovaj disk i nisu podložne bilo kakvim utjecajima koji ometaju trenutak snimanja, odnosno disk je stabilan i te informacije možete dohvatiti po potrebi.
Zamislite situaciju: svaki put kada čitate informacije sa ovog CD-ROM-a, njihov sadržaj se mijenja i tamo se odvijaju procesi ponovnog pisanja, općenito, neovisno o čitanju koje vas zanima. Otkriće aktivacije gena u mozgu životinja u vrijeme vraćanja starog dugo formiranog pamćenja vrlo je slično ovoj neobičnoj situaciji. Ispada da svaki put kada se memorija ukloni, ili u značajnom broju slučajeva kada se memorija ukloni, dođe do nekih promjena na našem disku, do neke vrste prepisivanja.
Kakav je značaj ovog prepisivanja? Možemo koristiti istu tehniku koju su istraživači koristili 60-ih godina, možemo pokušati spriječiti da se formiraju novosintetizirani proteini - proizvodi rada određenih gena, jer ćemo uvesti blokatore sinteze proteina, pa ćemo vidjeti šta će biti sa starim memorija? Predviđanja koja mi prvo padaju na pamet su da se ništa ne smije dogoditi. Možda su ove promjene u funkcionisanju nervnih ćelija koje vidimo kod životinje koja preuzima pamćenje posledica činjenice da se ona, najverovatnije, dodatno seća nečega, povrh starog pamćenja.
Ali da vidimo šta se dešava u eksperimentu? Ovdje su prikazana dva eksperimenta. U jednom, kokoši su učili zadatak gdje su dobili perlu, rado su kljucali ovu perlu kao potencijalno jestivu stvar, bila je gorka, bila je obložena tvari poput kinina. Oni je ispljunu i nikad više ne žele da je kljucnu ako im daš ovu perlu. Savršeno ga pamte i razlikuju od ostalih perli koje rado kljucaju.
A onda radimo sljedeće. Nakon nekog vremena, kada je memorija već konsolidirana, kada je prešla u trajnu memoriju, vraćamo se ponovo u ovu situaciju, a ovoga puta prikazujemo samo ono isto zrno koje je bilo u vrijeme učenja. Naravno, ne kljucaju je. Zašto? Zato što ga se sećaju i sa ogorčenjem odbacuju, odnosno vraćaju sećanje. Ovdje se ne dešava novo učenje ili novi zalogaj. Ali ekstrakcija se dešava. I u ovom trenutku, ili nešto ranije, unosimo pilićima supstance koje remete sposobnost sinteze novih proteina. Dakle, ako je došlo do skoka u ekspresiji gena kao što ste vidjeli na prethodnom slajdu, mi ćemo ga ukloniti. I pitamo se kakve će biti posljedice?
Ispada da ako testiramo ove životinje nakon nekog vremena, nakon jednog dana, na primjer, onda su pilići koji su primili samo injekciju inhibitora sinteze proteina, ali nisu izvukli pamćenje, jedna kontrolna grupa, oni se savršeno sjećaju. Imaju stopu prisjećanja od 90 posto, što znači da se čini da je memorija zapravo konsolidirana. Pilići koji su primili samo zrno, ali nisu primili blokatore sinteze proteina, također sve savršeno pamte, to je prirodno, vraćanje memorije ne bi trebalo imati nikakvog efekta. Ako čitate CD-rom, to ni na koji način ne bi trebalo da utiče na ono što je tamo pohranjeno.
Ali ovdje je kombinacija situacije. Piletina se sjeća što je bilo povezano s ovom kuglom u pozadini nemogućnosti ponovnog sintetiziranja proteina. Pogledajte šta se dešava sa pamćenjem? To je kombinacija ove grupe i ove grupe, oni zajedno uzrokuju da životinja izgubi pamćenje koje je izgledalo davno formirano. I ista stvar se dešava i sa drugim modelima. Sada u svijetu postoji mnogo takvih studija. I pokazuju da je to univerzalni fenomen, postoji među nama. Drugim riječima, ako se setite nečeg starog i u tom trenutku postoji smetnja u procesu pamćenja, onda je ovo prilika da zaboravite ovu staru stvar. Ovo je potpuno netrivijalna stvar, nimalo intuitivna.
Zašto bismo zaboravili staro, odnosno zašto bi, u stvari, svako novo sjećanje trebalo ponovo pisati, šta se događa i zamijeniti stari trag sjećanja? Naučnici za pamćenje sada rade na tome da shvate šta je ovaj mehanizam, ali je jasno da je on fundamentalan za pamćenje koje je otkriveno ovim metodama. Ko otkrio, neuroznanstvenici.
Zapravo, pokazuje koliko često istraživači iste teme nisu svjesni ili ne obraćaju pažnju na ono što drugi stručnjaci rade u proučavanju te teme. U stvari, psiholozi koji proučavaju svojstva pamćenja znali su za nešto slično, iako ne u smislu "nervnih mehanizama", već dugo vremena.
Izvanredni engleski psiholog Frederick Bartlett, koji je radio u Kembridžu početkom 20. vijeka, radio je eksperimente za proučavanje procesa pamćenja. On je, na primjer, pokazivao svojim subjektima različite slike i tražio od njih u vremenskim razmacima, sedmicama, na primjer, da nacrtaju ono čega se sećaju prošli put, i nakupljao takve slike, jednu, dvije, treću, četvrtu... ili davao kompleks priču koju je bilo teško protumačiti, i zamolio je da je prepriča u intervalima od tjedan dana.
Pokazalo se da se kao rezultat takvih prekrajanja ili priča, priča u glavi subjekta ili slika u glavi subjekta mogu radikalno transformirati sa svakim sljedećim izvlačenjem, zamjenjujući prethodnu. I, kao iu slučaju ovih slika, iu slučaju takvih priča, subjekt je potpuno siguran da je priča koju priča ili slika koju crta ista priča ili slika koju je prvi put vidio. Bartlett je na kraju svoje knjige napisao da sam kroz cijelu knjigu insistirao da je opis uspomena kao fiksnih i beživotnih samo pogrešna fantazija. I, kao što vidite, on dalje piše da sjećanje nije ponovno uzbuđenje bezbrojnih fiksnih fragmenata tragova, ono je uvijek kreativna rekreacija ili konstrukcija, koja se sastoji od našeg odnosa prema cjelokupnoj aktivnoj masi reakcija i iskustva prošlosti.
Neuronaučna istraživanja posljednjih godina pokazuju da to nije samo svako sljedeće vraćanje sjećanja, to je aktivna rekonstrukcija verzija onoga što je bilo, ali i prepisivanje nove verzije, koja može potisnuti ili ugasiti prethodnu. Proces koji se naziva "ponovno konsolidovanje memorije".
Drugo neočekivano otkriće. Zamislite ogroman funkcionalni sistem ćelija koji se krije iza svakog traga našeg pamćenja. Pokazao sam vam otisak takvog traga samo u jednoj moždanoj strukturi - hipokampusu kod miša. Zapravo, takav trag uključuje desetine drugih struktura koje čine jedinstvenu cjelinu, a broj neurona može doseći desetine i stotine miliona.
Sada pokušajte zamisliti kako možete uništiti takvo sjećanje? Kako se ova ogromna mreža može eliminirati iz našeg iskustva? Ovo je generalno veoma težak zadatak. Ne možete uništiti sve neurone jedan po jedan jer su raspoređeni među ostalim neuronima, morali biste uništiti cijeli mozak. Ovo pitanje se postavlja među psiholozima već duže vrijeme.
A kada su dvojica poznatih američkih psihologa proveli anketu vodećih stručnjaka u oblasti istraživanja pamćenja, postavljajući im pitanje, misle li da je oštećenje pamćenja posljedica činjenice da se ono gubi u mozgu ili da je sposobnost jednostavnog pristup ovoj memoriji je izgubljen? Većina stručnjaka je odgovorila na drugi način. Zaista, čini se da je najvjerovatnija stvar, kada pogledamo takve sistemske mehanizme pamćenja, zamisliti da je oštećenje pamćenja to što ne možemo ponovo sastaviti sistem ovih diferenciranih neurona. Možda, kao što se dešava sa godinama i neurodegenerativnim bolestima, neke od karika u malom broju neurona koji čine ovaj sistem počnu da gube veze. Ali ne sve odjednom, vrlo mali procenat. I to nas dovodi do neobične ideje da možda čak i u slučaju gubitka pamćenja značajan dio traga, možda 90, možda 95, možda 99 posto, ostaje u našem mozgu. I možda možemo vidjeti tragove takvih sjećanja koja nisu potpuno nestala, čak i ako nisu vraćena na nivo svijesti o ponašanju.
Pa, mi smo, zapravo, napravili jedan od ovih eksperimenata, pokušavajući mozgu postaviti ovo pitanje koristeći metode za identifikaciju neurona koji su uključeni u neuronske mreže sjećanja u vrijeme pronalaženja. Trenirali smo životinje za određeni uslovljeni zadatak, a zatim smo poremetili to pamćenje davanjem blokatora sinteze proteina. Kada su testirane na ovim životinjama, ponašale su se na isti način kao i normalne životinje - bačene su u ovu situaciju, nisu pokazale nikakvu upoznatost s njom.
No, zanimalo nas je kako mozak reagira na nju, te da li postoje znakovi da je ova situacija možda poznata u mozgu, iako je u ponašanju i subjektivno životinja ne prepoznaje. Posmatrali smo reakciju mozga na ovu situaciju kod dresiranih i neobučenih životinja. Pokazalo se da je kod dresiranih životinja, područja mozga koje je bilo povezano s emocionalnim reakcijama i izvršnim radnjama, ova situacija u koju smo životinje smjestili zapravo opasna za njih. Nisu se toga setili.
Ali kad su ih zadnji put učili, našli su se u ovoj situaciji, dobili su kratki strujni udar na šape, ne jako jak, ali neugodan. A životinje koje se jednom nađu u takvoj situaciji, kada se ponovo stave u ovu situaciju, počinju se bojati i čak i ako ništa ne slijedi od okolnih utjecaja, počinju se smrzavati i skrivati - tipično ponašanje glodavaca u situaciji opasnosti koja ne može treba izbjegavati.
A to je određeno aktivnošću, ovo ponašanje, posebno, aktivnošću strukture zvane „badem“, koja je povezana, s jedne strane, s emocionalnom procjenom situacije, s druge strane, s izvršnim mehanizmima. skrivanja ponašanja. Ispostavilo se da životinje koje su imale sve normalno sa pamćenjem imaju vrlo visoku aktivnost u krajnicima kada se nađu u ovoj situaciji. Pamte je sa ovim krajnikom. Kod životinja čije smo pamćenje izbrisali, kao što vidite, krajnici se ne aktiviraju. Oni zapravo hodaju po ovoj ćeliji, ne plaše je se, njuškaju i ne smrzavaju se. I nema aktivnosti u ovim dijelovima mozga povezane s takvim ponašanjem.
Međutim, kada smo pogledali drugu moždanu strukturu, hipokampus, o kojem sam već govorio, a koji je kod ljudi i životinja povezan sa očuvanjem tragova pamćenja, održavanjem istih neko vrijeme, pokazalo se da u različitim područjima hipokampusa životinje koja je zapala u ovu situaciju, i oni koji su se toga sjećali i životinje čije smo sjećanje izbrisali pokazale su istu aktivaciju hipokampusa. Drugim riječima, ove životinje sa zelenim trakama, ne plaše se ove situacije, čini se da je ne prepoznaju. Ali iz moždane aktivnosti objektivne moždane aktivnosti vidimo da njihov mozak prepoznaje ovu situaciju. Samo, gle, to nije povezano u jedinstvenu integraciju ponašanja sa područjima koja su odgovorna za strah. Ova područja nisu aktivirana. Zajedno, ne promatramo sve iz funkcionalnog sistema što bi se izvuklo i uzrokovalo da se ova životinja spusti i pokaže sve znakove ponašanja straha i sjećanja.
Ali ispostavilo se da ovaj mozak pohranjuje memorijske dijelove? Ako je tako, onda možda možemo to obnoviti? Vratite izgubljeno pamćenje. I pokazali smo da je to u principu moguće eksperimentom. Ove životinje, to su kokoške, bile su u istom problemu, ali su u tim eksperimentima bile podvrgnute drugačijem uticaju. Dobili su blokator sinteze proteina dok su studirali. I zato, kada su testirane nakon nekog vremena, životinje koje nas zanimaju, životinje ove žute, narandžaste grupe, ove sive i plave grupe - to su kontrolne životinje - ne kljucaju, ne izbjegavaju perle, za razliku od pilići, koje ste vidjeli na jednom od prethodnih slajdova, aktivno ga kljucaju od radosti, jer su zaboravili da je gorko i opasno.
Ali onda smo uradili sledeću stvar. Kljunove ovih pilića smo navlažili gorkom supstancom kininom, koju su oni iskusili, ovaj ukus u trenutku kljucanja stare perle, nije bilo novog učenja. Ali, ako hoćete, postojala je neka komponenta starog iskustva koja izaziva snažnu emocionalnu reakciju. A onda su počeli da gledaju različite grupe pilića da vide šta se dogodilo u različitim vremenskim intervalima nakon takvog efekta podsećanja? Ispostavilo se da ako pazite nakon pola sata, kokoši se ništa ne sjećaju. Ako pogledate nakon tri sata, oni se ne sećaju, ako gledate nakon pet sati, oni se ne sećaju. Ali između 5 i 7 sati sjećanje im se polako vraća.
Napominjemo da ovo nije psihološko sećanje na nešto zaboravljeno, kao - aha!.. bilo mi je na vrhu jezika, ali nisam mogao da se setim, a sada je došlo... Ovo je spor proces. Mogu reći da smo takve eksperimente provodili sa raznim oštećenjima pamćenja i oporavkom. I svaki put kada dođe do oporavka kod ovog modela tokom ovog kritičnog intervala od 5 do 7 sati.
Nakon vlaženja kljuna kininom, prošlo je dosta vremena. Već su spavali, radili su potpuno različite stvari, u mozgu se odvija spor proces koji postupno rekonstruiše neuronsku mrežu povezanu s prošlim iskustvima. Štaviše, znamo da ako napravimo ovaj podsjetnik u pozadini blokade sinteze proteina, odnosno ne dozvolimo nervnom sistemu da ponovo sintetiše proteine i izgradi neke od svojih veza u trenutku ovog stimulusa, onda se ova memorija vraća ne javlja. Dakle, ovaj proces se dešava u pozadini, duboko u mozgu. Ovo je završetak veza i sistema koji su nekada bili uništeni. Ovaj proces zavisi od sinteze novih proteina. Ali znamo niz drugih svojstava ovog procesa - zavisi od sinoptičke aktivnosti i tako dalje.
Očigledno, pored nevjerovatnog svojstva pamćenja za popravak, ovo može imati fundamentalnu praktičnu primjenu; ako naučimo da izgradimo i vratimo pamćenje izgubljeno tijekom neurodegeneracije zbog uništenja dijela nervne mreže, tada ćemo imati priliku pomoći mnogi ljudi koji gube pamćenje s godinama ili s određenim bolestima.
I opet, iako se moj prvi slajd o ovim činjenicama zvao “Neočekivano otkriće”, vraćajući se u povijest istraživanja pamćenja, a posebno u povijest istraživanja ljudskog pamćenja, vidimo da ljudi koji su bili duboko uključeni u problem pamćenja umanjenja su primijetili ovo svojstvo. I Korsakov je u jednom od svojih djela napisao da najčešće amnezija nije uzrokovana gubitkom sposobnosti fiksiranja, već gubitkom sposobnosti reprodukcije fiksnog. A zatim opisuje niz slučajeva u ovom radu, pokazujući da se pacijent, koji je djelovao potpuno beznadežno iu trenutku boravka na klinici, nije zapamtio ništa što mu se dogodilo, nakon nekog vremena, godinu-dvije kasnije, sa u ponovljenim studijama i kontaktima sa Korsakovom, govorio je o događajima koji su se odigrali u trenutku kada je bio u dubokoj amneziji. Sjetio se. I ovo sećanje se vratilo. A Korsakov, inače, piše da je po njegovom mišljenju ovo jedno od najzanimljivijih svojstava sindroma gubitka pamćenja koje je otkrio.
Ovo svojstvo je bilo uspavano i eksperimentatori se njime nisu bavili više od stotinu godina. I sada počinjemo aktivno proučavati ovaj proces.
Sada želim da se prebacim. Ovo prebacivanje je prirodno, jer mi sve vreme govorimo o pamćenju kao svojstvu velikih populacija ili sistema, funkcionalnih sistema nervnih ćelija. Generalno, ako bolje razmislimo, memorija je samo jedna od karakteristika rada ovakvih sistema. Pamćenje je, na kraju krajeva, umjetno izolirani aspekt rada mozga. I obratite pažnju na još jednu zanimljivost - za vas i mene, možda su nam draga sjećanja na prošlost, poput sjećanja na prošle događaje. Ali za evoluciju koja je razvila sposobnost učenja i pamćenja, kao i za biološko opterećenje pamćenja, drugo je pitanje centralno. Mogao bi nastati i razviti se u evoluciji živih bića samo ako je bio koristan za buduće ponašanje.
A sada istraživanja pokazuju da, zaista, uprkos stoljetnoj tradiciji upućivanja na pamćenje kao otiske prošlosti, pažljivija analiza pokazuje da pamćenje ima, prije svega, prospektivne funkcije, da se iskustvo prošlosti koristi za planiranje. i zamislite budućnost. I, na primjer, ispostavlja se da ljudi, pacijenti s oštećenjem pamćenja, također nisu u stanju zamisliti nove slike ili planirati budućnost, kao što nisu u stanju da se sjete svoje prošlosti. Kada im se ponudi zadatak da se zamisle, na primjer, na obalama južnog okeana, na plaži sa šumom valova, pod zracima vrelog južnog sunca, i konstruiraju ovu sliku. Ispostavilo se da sposobnost bavljenja nekom vrstom fantazije i, općenito, projektovanja nečega u budućnost, kada je hipokampus oštećen, pati jednako duboko kao i sposobnost pamćenja nečega novog ili pamćenja prošlosti.
I to nas opet vraća na proučavanje mehanizama pamćenja, na interakciju pamćenja sa svešću, sa subjektivnim, sa maštom, čitavim kompleksom procesa koji karakteriše rad funkcionalnih sistema. Ali za razliku od traga sjećanja, traga prošlosti, ovi procesi su dinamični. U ovim procesima, memorija djeluje kao dinamička komponenta.
Ista stvar se, inače, odnosi i na svijest. Svest nije trag, već proces. Ako se najvažnija stvar može reći o svojstvima svijesti, to je da je to proces. Postoji neko vrijeme, ima početak, ima trajanje, ima kraj. Ova stanja se mijenjaju jedno za drugim, ali moramo ih proučavati ako sada želimo da ih proučavamo ne izvan, već unutar mozga objektivnim, dinamičkim metodama. To zahtijeva nove pristupe.
Fotografski snimci traga sjećanja koje sam prikazao u prethodnim ilustracijama nisu dovoljni za razumijevanje procesa subjektivnog doživljaja tokom samog ponašanja u trenutku svjesnosti. To zahtijeva snimanje aktivnosti pojedinih nervnih ćelija. I takve metode su se pojavile. Pojavili su se dosta davno. U početku su bili nesavršeni, ali su ipak omogućili snimanje kako mozak radi, a sada razumijemo kako um radi u budnom mozgu, u toku rješavanja određenih problema, u toku razmišljanja i ponašanja.
Ovaj video će sada prikazati snimku aktivnosti pojedinih nervnih ćelija u mozgu zeca, koji je u eksperimentalnoj komori obučen da reši problem - pritisne pedalu ili povuče prsten kako bi iz hranilice izvadio šargarepu . Postoje dvije takve hranilice i dvije pedale. Ima prilično složeno ponašanje. On je to naučio. Ovaj video je pravi eksperiment, snimak pravog eksperimenta, onog koji se izvodi na Institutu za psihologiju u Laboratoriji za neurofiziološke osnove psihe.
A ono što tutnji je rad pojedine nervne ćelije. Vidite, ovo je hranilica, ovo je pedala. Pritisnuo sam pedalu i hranilica se pomaknula. Neuron radi. Slušaj, ovdje, zar ne? Sada prelazi na drugu hranilicu i pritiska drugu pedalu. I ovdje možete vidjeti aktivnost pojedinih nervnih ćelija.
Ovo su eksperimenti i rezultati ovih eksperimenata prikazani su ovde, takođe u Laboratoriji za neurofiziološke osnove psihe na Institutu za psihologiju, koji su otkrili neverovatna svojstva rada nervnih ćelija tokom ponašanja. Pokazalo se da su ove nervne ćelije izuzetno specijalizovane u odnosu na određene elemente subjektivnog iskustva životinje. Razmislite o tome, jedan neuron je obična ćelija, ista kao ćelija jetre, kože, srca, ima jezgro, ima genom, ima citoplazmu, sintetiše iste proteine ili slične proteine, ali u mozgu ponašanje ovih ćelija povezano je sa subjektivnim iskustvom, dubokim subjektivnim iskustvom.
Evo, pogledajte kako to izgleda. Ovdje je prikazana jedna situacija gdje zec vuče prsten i uzima hranu iz hranilice, a to može učiniti s lijeve ili desne strane. I ovdje pritisne pedalu, i dobije hranu iz hranilice s lijeve i desne strane. A evo i aktivnosti jedne nervne ćelije tokom ovakvog ponašanja. Štaviše, svaka ovakva pruga je jedan čin ponašanja od pritiska na pedalu do primanja hrane u hranilicu. Zatim to ponavlja, ponavlja, ponavlja i vidimo obrazac rada pojedine nervne ćelije u vezi sa izvršenjem ovog čina.
Ovdje je, na primjer, aktivnost ovog neurona sinkronizirana i javlja se u trenutku kada životinja povuče prsten, povuče prsten, čim ga izvuče na dovoljnu dužinu i škljocne hranilica, ona trči prema hranilica, i aktivnost ovog neurona se završava. Gledajte, ovaj neuron radi posebno kada zec povuče prsten na desnoj ili lijevoj strani.
Šta je "povlačenje prstena"? Općenito, prsten je predmet koji životinja nikada nije vidjela. To je objekt u njegovom individualnom iskustvu. Upoznao ga je kao sredstvo za dobijanje hrane kada je prvi put ušao u ovaj kavez. Ali pogledajte, mnogo više nevjerovatnih stvari.
Ovaj neuron ovdje, drugi neuron, tako da ovo pokazuje četiri neurona iz moždane kore zeca. Ovaj neuron je aktivan samo kada životinja povuče prsten na lijevoj strani, a nije aktivan kada povuče prsten na desnoj strani. Ovo govori da ovaj neuron, a ja to kažem pod navodnicima, “prepoznaje” i “razlikuje” prsten na lijevoj i desnoj strani. To nije čudno, jer je zec naučio ovo ponašanje prvo lijevo, pa desno, to su dva različita dijela njegovog individualnog iskustva. Ali vidimo da čitajući rad moždanih neurona možemo pročitati elemente ovog prošlog iskustva, subjektivno iskustvo u mozgu životinje, možemo vidjeti kako je subjektivno iskustvo strukturirano i označeno.
Obratite pažnju na sljedeću stvar. Da su i obruč i hranilica sredstvo za dobijanje hrane za šargarepu, odnosno da su i obruč i pedala sredstvo za dobijanje hrane od šargarepe, koje izgleda da rade za istu stvar, odnosno moglo bi se smatrati za životinju jedno te isto. Ali pogledajte, ovdje postoji nekoliko radnji ponašanja, ova tamna traka djela kada zec povuče prsten. Tada prsten postaje neefikasan. I nudi mu se da prima hranu iz hranilice pritiskom na pedalu. I ovdje se prikazuje desetak takvih cikličnih radnji kada pritisne pedalu. I ovdje se efektivni prsten vraća nazad.
Gledajte, ovaj neuron ne radi samo kada povučete prsten na lijevoj strani, već ne radi ni kada pritisnete pedalu. Čini se da je to isti lijek, za zeca su to različite stvari, ali ovdje je situacija upravo suprotna: ovo je lijeva strana, ovo je desna strana. Ovo je neuron koji se aktivira činom pritiska na pedalu, a to su radnje pritiska na pedalu, a to su radnje u kojima je povukao prsten da bi dobio hranu.
Ovaj neuron je od desne pedale, ali ne od bilo kojeg desnog prstena, niti od lijevog prstena. Pa, i tako dalje. Ovaj neuron je povezan sa hvatanjem hrane, na primjer.
Počinjemo da vidimo subjektivna iskustva, subjektivni svet životinje, gledajući kako njen mozak radi, i počinjemo da razumemo pravila za konstruisanje ovog iskustva ako pogledamo kako takvi neuroni, zapravo, sistemi neurona u mozga, nastaju tokom učenja. Ovaj subjektivni svijet čitamo na isti način kao što čitamo subjektivni svijet i percepcija i ljudskog iskustva, ako smo imali priliku zabilježiti aktivnost pojedinačnih moždanih ćelija kod osobe. Ovo je vrlo rijetka prilika, međutim, postoji. Za neke neurološke bolesti, tanke mikroelektrode se implantiraju u mozak pacijenata radi terapije ili da se identifikuju područja za naknadnu terapiju. I hodaju s njima neko vrijeme, onda ih odstrane i tamo se radi neurohirurška operacija.
A u svijetu postoji nekoliko centara u kojima se tokom takve terapije sprovode i naučna istraživanja o tome kako se pojedine nervne ćelije ponašaju u našem mozgu kada se bavimo rješavanjem nekih problema ili komunikacijom sa vanjskim svijetom. Na primjer, u ovoj grupi Itsek Fried u Kaliforniji, prikazani su pacijenti koji bilježe aktivnost pojedinačnog neurona, ovdje su plavom bojom prikazani isti rasteri kao... aktivnost neurona tokom ponovljenih prezentacija, kao kod zeca, samo on se ne predstavlja sa zadatkom, već fotografiše za kratko vreme, prikazan je interval između malih isprekidanih linija, između ovog vrha aktivacije, osoba vidi neku vrstu fotografije na ekranu laptopa. I pokazuju mu se stotine takvih fotografija. I gledaju, evo jednog neurona koji je pao pod ovu mikroelektrodu, kako se ponaša kada mu se prikazuju različite fotografije?
Ispostavilo se da se ponašaju na vrlo zanimljiv način. Na primjer, ovaj neuron se ovdje aktivira sa stotina fotografija koje su prikazane samo kada osoba vidi različite fotografije Jennifer Aniston, američke filmske glumice. Ako mu se pokažu fotografije drugih likova, drugih poznatih ljudi, pa, Julia Roberts, jedna od poznatih košarkašica, i tako dalje i tako dalje, životinje, zmija, pauk, jelen, arhitektonske strukture, mostovi, Eiffel Toranj, Kosi toranj u Pizi i tako dalje, vidite - neuron nije aktivan nigde.
I ove fotografije, iako su sve veoma različite, izgledaju. Glumica je u različitim projekcijama, na različitim pozadinama, ovdje nema ničeg fizički uobičajenog kao retinalna ekscitacija, postoji koncept ove glumice. Neuron se aktivira svaki put. Osim onih fotografija na kojima je Dženifer Aniston, ovde, ovde, ovde... Ali gde je sa bivšim mužem Bredom Pitom.
Za ovu temu, baš kao i za našeg zeca sa pedalom i prstenom na lijevoj i desnoj strani, postoje kategorije svijeta koje se dijele na... za ovaj neuron na Jennifer Aniston, ali ne sve ostalo, već otprilike govoreći, Dženifer Aniston sa desne strane, ali ne i sa leve strane, Dženifer Aniston sama, ali ne sa Bredom Pitom. Jasno je da je to element nekog individualnog iskustva i subjektivnog doživljaja ovog subjekta, kakva osjećanja on ima prema ovoj glumici, a kakva prema paru glumice i njenom suprugu, možemo samo pokušati rekonstruisati, poznavajući istoriju, ali činjenicu da su različiti, vidimo po aktivnosti ovih nervnih ćelija.
Pa ću ovde pokazati kratki film koji ću objasniti to...
Sada, samo trenutak, prvo ću objasniti šta se dešava. To znači da se subjektu u datom trenutku prikazuju različiti video snimci, vrlo različiti, a snima se aktivnost jedne od ćelija u mozgu, u hipokampusu. Ovdje je prikazano da se kursor kreće, što pokazuje gdje je aktivnost, a ovdje je prikazana ukupna aktivnost za cijeli eksperiment. Vidite, niska je aktivnost, a vidite, postoje dva vrhunca aktivnosti, videćemo sa vama sa čime su povezani. Videćete i to... ili ćete čuti da neuron zvecka, pa kada se on isprazni i odaje pojedinačne impulse, čućete tako karakterističan zvuk pucketanja, i ovde će ih biti malo, ali ovde će biti biti ih puno, pa ćete vidjeti zašto... To je povezano.
Eksperiment se sastoji od dva dijela. Prvo, subjektu se pokazuju različiti objekti i gleda čime se ovaj neuron aktivira. I onda, ovo je vrlo važno, od njega se traži da nakon završetka eksperimenta izvuče iz svog sjećanja, šta je vidio? I tada uopće nema vanjskih podražaja, postoji samo subjektivno iskustvo koje izvlači, prisjećajući se da se ovo dogodilo, ovo se dogodilo, i opet izgleda isti neuron. Pogledaj šta se dešava.
(video)
Ovo je tokom flešbekova.
(video)
Gdje ovo vodi? Naša sposobnost da objektivno zabilježimo subjektivno iskustvo kroz aktivnost pojedinačnih ćelija? Ne znam da li ste primijetili ili ne, ali mislim da su mnogi ljudi primijetili da kada se ova osoba sjeti "Simpsonovih", njegov neuron se prvo aktivirao, a onda je rekao "Simpsonovi", primijetili su da je došlo do malog kašnjenja. Pa, ne mogu da pokažem, ali pokazaću na drugačiji način. Ne mogu samo prikazati dugačak film. Vidi, ovo je trenutak pritiska na zečiju pedalu. Ovo je akcija koju on izvodi. Pogledajte aktivnost neurona, ona počinje mnogo prije nego što izvrši ovu radnju. Baš kao što će on to učiniti i namjerava to učiniti, aktivnost neurona ukazuje šta će učiniti. Drugim riječima, po aktivnosti ovog neurona možete reći šta zec smjera čak i prije nego što to učini. Ne vidite samo subjektivni svijet i kako se on odvija, vi ga često vidite ispred ponašanja.
Sada zamislite da radite jednostavnu stvar, uzimate aktivnost takve ćelije. Ovdje je prikazano kako se njegova aktivnost povećava, ovaj histogram, do trenutka kada se pedala pritisne. I evo momenta pritiska na pedalu, evo ga “pritisnite”. Ali zamislite, kao što je učinjeno u eksperimentima, da uklonite signal iz ovog neurona kada štakor pritisne ovu polugu, i primi hranilicu s ojačanjem koja se kreće prema njoj, i pošaljete signal od ovog neurona do hranilice čak i prije nego što životinja pritisne poluga? Na kraju dolazite do paradoksalne situacije u kojoj se životinja sprema da pritisne polugu da dobije pojačanje u hranilici, ali prije nego što je pritisne, dobije pojačanje. Odnosno, ono što je željela prethodi, kroz eksternu kontrolnu petlju koju je stvorio eksperimentator, onome što ona mora učiniti za to.
Štakori se u ovoj situaciji počinju ponašati na iznenađujuće načine. Mehanički nastavljaju pritiskati polugu još neko vrijeme, iako je hranilica već stigla. Ali nakon nekog vremena i vrlo brzo shvate tijek odnosa u novonastaloj situaciji i počinju pokretati sljedeći pokret hranilice uz pojačanje jednostavno aktivnošću svog mozga, koji je već prestao trčati do pedale. Životinje počinju mentalno kontrolirati vanjski uređaj putem elektronskog sučelja. Ovo je princip koji je korišćen kao osnova za takozvane interfejse mozak-mašina ili mozak-kompjuter. U takvoj izvedbi to ne bi bilo moguće da nismo shvatili duboke mehanizme organizacije rada mreža neurona u mozgu u trenutku razmišljanja, ponašanja i radnji koje su ispred aktivnosti.
Potpuno iste stvari su demonstrirane i kod majmuna i kod ljudi, jer je princip dekodiranja prilično univerzalan i sastoji se samo od uklanjanja aktivnosti populacije ćelija u trenutku kada mozak treba da izvrši neku radnju, prepoznajući po aktivnosti koju vrši se njegova radnja i prenosi je na vanjski mehanički uređaj. Na primjer, kao što možete vidjeti u ovom filmu iz članka koji ilustruje rezultate članka grupe Andrewa Schwartza u Sjedinjenim Američkim Državama.
Ovdje je majmun iza ove crne zavjese, a ona sjedi na stolici tako da su joj šape vezane za ruke stolice, i ne može dobiti ukusni zalogaj koji joj eksperimentator pruža. Umjesto toga, kroz aktivnost koja se uklanja iz pojedinačnih nervnih stanica u njenom mozgu, ona to može učiniti pokretanjem pokreta umjetne ruke, proteze. I primijetite sada u ovom filmu da je eksperimentator vrlo sofisticiran. On daje jabuku na jednom mjestu, a ona mora izvršiti jednu složenu radnju sa svojim ćelijama. Proteza ima nekoliko stupnjeva slobode. Mora biti savijen u ramenu, laktu i takođe sa dlanom, zatim u drugom, ispod. Ona mora svaki put za sebe planirati različite akcije putem ovog interfejsa. Ona, naravno, pokušava da ispruži glavu i jezik što je više moguće... gle, teško je, ispustila je. Razočaran. Više. Dole, na drugu stranu.
Zapravo, vidimo kako neurofiziološka istraživanja dopuštaju da misao o kretanju pokrene ne samo vlastite organe i mišiće, već i vanjske uređaje. To je, prije svega, proizvod činjenice da počinjemo prepoznavati mentalne procese i dekodirati njihov sadržaj, odnosno prodirati duboko i objektivno u mozak ljudi ili životinja.
Ovdje je prikazan pacijent koji je izgubio sposobnost kretanja zbog povrede kičmene moždine. Ovdje strelica pokazuje takav neuronski interfejs koji je usađen u njega, i uz pomoć ovog neuronskog interfejsa on ovdje igra kompjutersku igricu, mentalno kontrolirajući kompjuter i ekran. Stoga se takva sučelja sada nazivaju interfejsima mozak-računalo.
Osim metoda ugradnje elektroda u ljudski mozak, postoje i drugi pokušaji da se uspostavi takav kontakt između misli i signala koje generira mozak tokom razmišljanja i vanjskih uređaja. Na primjer, neinvazivne, koje ne zahtijevaju implantaciju sučeljnih elektroda, također se koriste, na primjer, kao u ovom slučaju, za pomoć pacijentima koji izgube sposobnost kretanja. Njegov elektroencefalogram je snimljen i kao što vidite, uz pomoć ovih misli on je u stanju da kontrahuje mehaničku protezu.
(video)
Ali ovo... ove tehnologije će se koristiti mnogo šire nego u medicini. Na primjer, danas možete kupiti takav uređaj, a to je minijaturni elektroencefalograf koji možete staviti na mozak i pomoću radio predajnika uspostaviti kontakt sa kompjuterom.
(video)
Na primjer, šta djevojka radi s jednim od ovih interfejsa na izložbi kompjuterskih igara. Gledajte, ona pokušava mentalno da podigne ovu loptu, koncentrira se i...
(video)
Tako da su neke stvari iz naučne fantastike prilično prepoznatljive u našim istraživanjima koja smo danas vidjeli.
(video)
Koji su od kadrova sa ovog otvaranja filma "Surogati" rezultati naučnog istraživanja i razvoja, a koji naučna fantastika? Granice između naučne fantastike i nauke u proučavanju mozga i uma sada počinju da se brišu. I zato, moje reči na početku priče da će nauka o mozgu i umu u 21. veku, po mišljenju mnogih naučnika, promeniti naše društvo, promeniće naše živote, već počinju da pronalaze sasvim materijalno oličenje danas.
Hvala ti.
PITANJE: Meni je predavanje bilo ne samo interesantno, nego sam i sam sebi napravio objašnjenje, čak i otkriće danas. Dugo me zanima problem nesvesnog, a danas sam odgovorio na moje pitanje, kada sam saznao za rekonsolidaciju pamćenja, shvatio sam da je Frojd delimično bio u pravu, ta terapija pozivanja... traumatskog događaja iz sećanja a ponovnim doživljavanjem dobija se video zapis, odnosno to je, zaista, terapeutski efekat. Ali pitanje je sljedeće: psihoanalitičari imaju velikih poteškoća da izvuku ove traumatične činjenice iz našeg nesvjesnog. Da li je moguće u budućnosti nekako, uz pomoć tako divnog trenda u nauci, pomoći psiholozima i psihoanalitičarima da se dokopaju ovog traumatičnog faktora? Hvala ti.
ODGOVOR: Krajem prošlog stoljeća, Frojd je svom prijatelju Fliessu pisao u jednom od svojih pisama: „Kao što znate, sada radim na novoj teoriji pamćenja, prema kojoj pamćenje nije nešto dato jednom zauvijek utvrđeno, već mijenja sa svakim preuzimanjem. Proces koji nazivam retranskripcijom memorije." Pronašao sam ovaj citat nakon što smo označili ovaj proces rekonsolidacije. Ali vidite koliko su blizu. A kada smo sredinom 90-ih otkrili ovaj fenomen, prvo što nam je prirodno palo na pamet je da je to vrlo slično onome što se dešava tokom psihoterapijskih sesija, samo što ovdje pojednostavljujemo proces, jer se tokom psihoterapijske sesije suočavaju sa dva složena zadatka.
Prvi je izvući to sjećanje, koje je igla koja traumatizira cjelokupno individualno iskustvo. A drugo je reorganizirati i preurediti pacijentovo iskustvo i pamćenje na takav način da izgubi točke sukoba sa svim ostalim elementima individualnog iskustva.
Drugi je, možda, usput, mnogo teži od prvog. I tako nam je odmah pala na pamet ideja da bismo mogli pojednostaviti ovu proceduru, pomoći joj, jer ako govorimo o nekim traumatskim uspomenama sa poznatim porijeklom, onda ovu složenu proceduru u dva koraka možemo zamijeniti jednostavnom tehnikom - možemo izvući traumatsku memoriju, prizivajući je različitim multimedijalnim svojstvima, multimedijom, virtuelnom stvarnošću i tako dalje, na pozadini lijekova koji ometaju pamćenje.
A takvi lijekovi su, inače, poznati kod ljudi, i prilično su bezopasni. Često su to blokatori adrenergičkih receptora, koji se koriste za regulaciju krvnog pritiska, ili lijekovi koji djeluju na hormonske procese, slabe procese pamćenja. Samo nikada nije bilo jasno šta su, zašto se mogu koristiti, iako su ta svojstva odavno proučavana na životinjama. Mi smo ovu proceduru predložili još 1995-96. U našoj zemlji se niko ovim nije bavio.
Ali od kasnih 90-ih, vrlo američki psiholozi počeli su se aktivno baviti takvim istraživanjima. Vrlo je zanimljivo, znači da je došlo do sinteze neuronaučnika i neurofiziologa u pamćenju i psihoanalitičara, psihoterapeuta, i oni su, na primjer, imitirali situacije Pustinjske oluje s različitim audiovizuelnim svojstvima za veterane sa poststres traumatskim simptomima, i pokušali da poremete ovo ustaljeno stabilno patološko pamćenje, jednostavno podsjeća na ove lijekove. Radi. I sada se radi veliki broj studija širom svijeta, kako u Evropi tako i u SAD-u, a mislim da ćemo uskoro imati i one koje koriste ovu tehniku. On obećava.

Neobične pojave

Monitoring prirode

Autorske sekcije

Otkrivanje priče

Extreme World

Info reference

Arhiva datoteka

Diskusije

Usluge

Infofront

Informacije iz NF OKO

RSS izvoz

korisni linkovi

Važne teme

Konstantin Anokhin - profesor, dopisni član Ruske akademije medicinskih nauka, šef katedre za sistemogenezu na Institutu za normalnu fiziologiju im. PC. Anokhina i šef rusko-britanske laboratorije za neurobiologiju pamćenja. Predavanje je posvećeno najnovijim istraživanjima fiziologije pamćenja, mehanizmima skladištenja, pronalaženja i reprodukcije informacija, sposobnosti pamćenja i zavisnosti procesa pamćenja od okolnosti.

Transkript predavanja Konstantina Vladimiroviča Anohina:

Ali ova sinteza mnogima od vas može izgledati prirodno. Želim da to uporedim sa onim što se desilo ranije, da bude jasno gde smo i u koju fazu se krećemo?

Prva je proširena materijalna supstanca, res extensa - to su naša tijela, ovo je naš mozak, to su tijela životinja, ono što životinje imaju. A druga je besmrtna duša, neproširena duhovna supstanca koju samo čovjek posjeduje. To znači da su životinje automati, u stanju su da se ponašaju bez učešća duše i uma, ali čovjek ima dušu, ona određuje njegove postupke. A ova dva svijeta je teško spojiti, jer je ovo svijet prostornih i neprostornih pojava.

Ovdje se, zapravo, nalazimo u barem 400-godišnjoj tradiciji i inerciji percepcije svijeta, podijeljenog na ova dva dijela – mozak i um. A ovo što se danas dešava u nauci o mozgu, zašto je ovo važan trenutak, briše ovu liniju i pokazuje da je rad mozga ujedno i rad uma, da mozak radi kao ogromna populacija od miliona, desetina miliona , možda ponekad stotine miliona koji se sinhrono aktiviraju, uključuju se zajedno sa nekom aktivnošću nervnih ćelija. Ove grupe ćelija, funkcionalni sistemi, pohranjeni su kao struktura našeg individualnog iskustva. A naš um je manipulacija tim grupama.

Inače, ideje su drevne koliko i Platonove ideje o odvojenosti, jer se Aristotel pridržavao upravo koncepta jedinstva mozga i uma, odnosno duše i tijela.

Drugim riječima, u 20. stoljeću, nauka o pamćenju, koja je nastala, kako je pisao istoričar nauke Ian Hacking, da bi sekularizirala dušu, to neumoljivo jezgro, zapadnjačke misli i prakse, bila je pod utjecajem radova nekoliko njenih istaknuti pioniri: Ebbinghaus u Njemačkoj, Ryabot u Francuskoj, Korsakov u Rusiji, od filozofije do objektivnog istraživanja u filozofiji. A onda, što je još važnije, na studije pamćenja u mozgu koji radi. Sjećanje se sredinom 20. stoljeća počelo proučavati ne kao fenomen koji se nalazi izvan ljudskog mozga i proizvod ljudskog mozga, već i kao procesi koji se odvijaju unutar ljudskog mozga kada se sjeća ili vraća uspomene.

U objektivnim neurobiološkim studijama pamćenja, uobičajeno je da se pitanje mehanizama pamćenja podijeli na tri pitanja, tri problema.

Prvi je kako se pamćenje formira u mozgu? Drugo, kako se memorija skladišti u mozgu tokom mnogo godina? I treće, kako se memorija selektivno vraća kada je to potrebno? Jedno od prvih pitanja koje je podvrgnuto objektivnom istraživanju bilo je pitanje formiranja pamćenja. I ovdje su se u proteklih nekoliko decenija istraživanja pomaknula od posmatranja ponašanja u trenutku formiranja pamćenja kod ljudi i životinja, do toga kako se memorija pohranjuje zahvaljujući radu genoma nervnih ćelija?

Ali onda se postavilo pitanje: ako sada imamo alate za modeliranje pamćenja i njegove konsolidacije u mozgu životinja, možemo postaviti sljedeće pitanje – koji su mehanizmi, što se događa u moždanim stanicama? Ovo je bio vrhunac molekularne biologije. I nekoliko grupa naučnika odmah je pomislilo da ono što se dugo čuva kao informacija u ćelijama tela mora biti povezano sa genetskom informacijom, jer se proteini veoma brzo uništavaju, što znači da se moraju desiti neke promene u aktivnosti genoma koje povezan sa DNK nervnih ćelija i promena u njegovim svojstvima.

I pojavila se hipoteza da je možda formiranje dugotrajne memorije, pogledajte kakav skok od srca, promjena svojstava aktivnosti genoma nervnih ćelija, promjena svojstava rada i njihove DNK.

Ali u biološkim istraživanjima, čisto korelativna istraživanja, posebno kod životinja gdje se biološkim procesima može manipulirati, obično prate uzročna pitanja. Ne samo da se istovremeno sa učenjem povećava sinteza RNK i proteina, odnosno ekspresija gena, važno je zapitati se - da li su oni potrebni da bi se nove informacije zapamtile? Ovo može biti slučajna pratnja jednog procesa drugom. A da bi to testirali, vrlo brzo je nekoliko grupa istraživača, na primjer Flexnerova grupa u SAD-u, počelo da ubrizgava životinjama, kada uče novi zadatak, inhibitor sinteze proteina ili RNK, odnosno da ometaju ovu talas, talas ekspresije gena koji prati proces učenja.

Hajde da završimo ovaj fragment ovde. Mislim da govorim 42 minuta, zar ne? Imamo li vremena za pitanja?

Pitanje: (teško za čuti) Imam pitanje. ...teoriju, ..biti nesvesno...

Odgovor: Možda. O tome ću govoriti u drugom dijelu.

Pitanje: Hvala. I onda drugo pitanje. Koliko je naše pamćenje konačno...

Odgovor: Nijedan od eksperimentalnih pokušaja da se odredi veličina i ograničenja memorije nije doveo do ograničenja. Na primjer, u jednom od eksperimenata koje je sproveo kanadski psiholog Stanling, proučavano je koliko su lica učenici uspjeli zapamtiti. I pokazivane su im različite fotografije u kratkim intervalima, a onda, nakon nekog vremena, pokazujući dvije fotografije, traženo je da saznaju koja je prikazana, a koja je nova? Ispostavilo se da je prvo to što je tačnost reprodukcije visoka i ne zavisi od obima, odnosno sve je ograničeno samo umorom učenika. Do 12 hiljada fotografija, na primjer, reprodukovano je s preciznošću do 80 posto.

Imajte na umu da je ovdje, naravno, važno šta je učinjeno; ovdje je bilo pamćenja za prepoznavanje, a ne aktivna reprodukcija. Ali, ipak, ovo je drugačiji oblik pamćenja.

Pitanje: Dobar dan!

Odgovor: Dobar dan.

Odgovor: Bojim se da ne napravim grešku u svojoj prognozi. Općenito, iskustvo posljednjih godina pokazuje da napredak koji se ostvaruje u ovoj oblasti, na polju istraživanja mozga i uma, inače, nije u istoj mjeri u oblasti umjetne inteligencije, napredak tamo je sporiji, ali, ipak, toliko zadivljujući i nepredvidiv, da se svaka prognoza može pokazati greškom za samo nekoliko godina. Ali moje predviđanje će biti sljedeće.

Još nemamo stvorenja sposobna, kao umjetna inteligencija, da - prvo: rješavaju iste probleme koje rješavaju ljudi, makar i približno, posebno u uvjetima promjenjivih adaptivnih situacija.

Kada će ova barijera biti savladana milione i milijarde puta? Pa, možda je ovo dogledna budućnost, bar nekoliko grupa univerziteta i IBM kompanija su započeli istraživanje nove arhitekture, u kojoj njeni elementi i uče i mogu izračunati, odnosno slično onome što nervni sistem zapravo radi, gdje nema zasebnog memorijskog prostora za skladištenje, a odvojeno - informacijskih elemenata.

Dakle, možda ćemo u narednih 10 do 15 godina vidjeti značajan napredak u ovim oblastima. Da li će doći do subjektivnog iskustva i ljudske psihe, to je veoma teško pitanje, mislim da neće.

Odgovor: Prema onome što znamo o učenju kod ljudi i životinja, to je proces koji se sastoji od odvojenih, ponovljenih radnji. U svakom od njih se stiče određena jedinica novog znanja. Da bismo savladali jezik, ne možemo to učiniti u jednom skoku. Za to su potrebne hiljade, ili desetine hiljada ponavljanja kod djeteta, koje generiše nove hipoteze o okolnom svijetu i zvukovima koje percipira, isprobava ih, odbacuje ih, potvrđuje, gradi shemu.

Pitanje: Hvala.

Odgovorite molim vas. Pauza? Da li mislimo da je pauza ili imate još pitanja?

Pitanje: Dmitrij Novikov, gimnazija 1529, hteo sam da pitam, čuo sam da postoje lekovi koji pomažu u poboljšanju razvoja pamćenja, da li postoje rezultati i koje procese u mozgu zaustavljaju?

Odgovor: Takvi lijekovi postoje. Poznati su odavno. Neki od njih su lekovi koji su poznati vekovima, najčešće biljni preparati. Druge su hemikalije. Na primer, lekovi iz grupe amfetamina, koji regulišu procese prenosa signala u nervnim ćelijama, korišćeni su za podsticanje sposobnosti pamćenja, pažnje i učenja još tokom Drugog svetskog rata, sa obe strane, Nemačke, Engleske i Američko.

Da, prvo, ne utiču specifično na pamćenje, već utiču na procese povezane sa... psihotropni su, a ne mnemotropni, utiču na procese povezane sa percepcijom, pažnjom, koncentracijom itd.

U redu. Da, uradimo to.

Na rastanku, htio sam reći sljedeće: vidite, pitanja koja su postavljena vezana su za određene tehnologije, odnosno sposobnost upravljanja memorijom, mogućnost dobivanja velike količine informacija odjednom, sposobnost prijenosa i savladavanja jezik u kratkom vremenu, mogućnost primanja sigurnih i efikasnih tableta za poboljšanje pamćenja. To je sve istina. Ali, pošto smo mi na kanalu „Kultura“, za drugu stranu želim da kažem da je znanje našeg pamćenja naše znanje o sebi. Jer, kako je rekao Gabriel García Márquez: „Život nije u danima koji se proživljavaju, već u danima koji se pamte.” A proučavanje mehanizama mozga i pamćenja - u velikoj mjeri, za naučnike koji proučavaju ovu problematiku, nije problem stvaranja novih tehnologija, iako je to važno, već problem praćenja drevnog proročišta, koje je naložilo - upoznaj sebe !

Obratimo pažnju i na ovo. Hvala puno.

Na simpozijumu na MIT-u pod nazivom "Budućnost mozga", izražavajući konsenzus mnogih. I ima razloga da se misli da će u 21. veku, u nauci 21. veka, nauka o mozgu i umu zauzeti isto mesto kao nauka o genima i nasledstvu koju je zauzela u 20. veku. A iza ovoga stoji vrlo specifična misao.

Baš kao i nauka o genima, molekularna biologija je stvorila jedan jezik, objedinjujući ogroman broj bioloških disciplina pod jednim konceptualnim okvirom: samu biologiju, njene različite grane, razvojnu biologiju, evolucionu biologiju, mikrobiologiju, virologiju, pa dalje - molekularnu medicinu. , uključujući uključivanje molekularne biologije mozga među sve grane, na isti način se očekuje da će nauke o mozgu i umu koje se razvijaju u 21. stoljeću biti cementirajući faktor, ujedinjujući i pružajući objektivne osnove za sve vrste ljudske intelektualne aktivnosti , sve u vezi s tim. Počevši od ljudskog razvoja i naše ličnosti, obrazovanja, učenja, jezika, kulture, pa se krećemo u oblasti koje još nisu stekle konkretne informacije o tome kako mozak to radi, u polju ljudskog ponašanja u ekonomskim situacijama, koje se danas zove neuroekonomija. U oblasti ljudskog ponašanja uopšte u društvenim sistemima. I u tom smislu, sociologija, historija, jurisprudencija, umjetnost, jer je sva umjetnost, s jedne strane, ono što ljudski mozak generiše, a s druge strane kako naš ljudski mozak nešto doživljava kao umjetničko djelo. Svi će zavisiti od ove nove sinteze, nauke o mozgu i umu.

Ali ova sinteza mnogima od vas može izgledati prirodno. Želim da to uporedim sa onim što se desilo ranije, da bude jasno gde smo i u koju fazu se krećemo?

Platon je u jednom od svojih “Dijaloga” pisao o važnosti sposobnosti da se priroda podijeli na spojevima, odnosno da se podijeli na prirodne komponente kako bismo se nakon ove analize mogli prirodno vratiti sintezi. Inače, u Sokratovim ustima, Platon je ovu sposobnost nazvao dijalektičkom, suprotstavljajući je nesposobnosti nekih kuvara da iseku telo na različite delove, uprkos zglobovima, to dovodi do besmislenog skupa delova koje je veoma teško sintetizovati. kasnije.

Danas imamo razloga da mislimo da je Platon napravio veliku grešku u podeli prirode na zglobove. Veliki umovi prave velike greške. Odvojio je mozak i um, razdvojio tijelo i dušu. Nakon toga, ova podjela, podjela mozga i uma, ukorijenila se nakon djela drugog velikog filozofa, Renéa Descartesa. Prema Descartesu, cijeli svijet se može podijeliti na dva osnovna dijela.

Prva je proširena materijalna supstanca, res extensa - to su naša tijela, ovo je naš mozak, to su tijela životinja, ono što životinje imaju. A druga je besmrtna duša, neproširena duhovna supstanca koju samo čovjek posjeduje. To znači da su životinje automati, u stanju su da se ponašaju bez učešća duše i uma, ali čovjek ima dušu, ona određuje njegove postupke. A ova dva svijeta je teško spojiti, jer je ovo svijet prostornih i neprostornih pojava.

Ovdje se, zapravo, nalazimo u barem 400-godišnjoj tradiciji i inerciji percepcije svijeta, podijeljenog na ova dva dijela – mozak i um. A ovo što se danas dešava u nauci o mozgu, zašto je ovo važan trenutak, briše ovu liniju i pokazuje da je rad mozga ujedno i rad uma, da mozak radi kao ogromna populacija od miliona, desetina miliona , možda ponekad stotine miliona koji se sinhrono aktiviraju, uključuju se zajedno sa nekom aktivnošću nervnih ćelija. Ove grupe ćelija, funkcionalni sistemi, pohranjeni su kao struktura našeg individualnog iskustva. A naš um je manipulacija tim grupama.

Dakle, jedna grupa je sposobna da izazove djelovanje druge grupe, a svojstva ovih ogromnih grupa nisu samo fiziološka svojstva, već ona subjektivna stanja – misli, emocije, iskustva koja doživljavamo. U tom smislu, naš mozak i um su jedno.

Inače, ideje su drevne koliko i Platonove ideje o odvojenosti, jer se Aristotel pridržavao upravo koncepta jedinstva mozga i uma, odnosno duše i tijela.

Zapravo, biološki program za ujedinjenje mozga i uma, vraćanje uma prirodi, formirao je još jedan veliki mislilac 19. stoljeća, Charles Darwin. I ovo je veoma važno. Ponovo je povezao um životinja i um čoveka, uvodeći evolucionu ideju, zapisao je u svoju beležnicu, koja se zvala „M” – metafizičko, započeo je pod uticajem razgovora sa svojim ocem, i zapisao njegove misli o ponašanju i umu tamo.

Inače, nakon dešifriranja ovih bilježnica objavljenih 80-ih, počinjemo shvaćati koliko je Darwin bio dubok, i koliko je duboko razmišljao o mozgu i umu, i o duši i razmišljanju, jednako duboko kao o biologiji općenito i o evolucija. I, kao što vidite, zapisao je 1938. godine, iznenađujuće, mjesec i po dana prije svog čuvenog snimka, kada ga je pogodila ideja prirodne selekcije, diktirane čitanjem Malthusa. On je to zapisao u avgustu 1938: „Porijeklo čovjeka je sada dokazano, ove misli su fermentirale u njemu.

A nakon toga bi metafizika trebala procvjetati, jer onaj ko razumije babuna učinit će više za metafiziku od Lockea.” Ovo je biološki istraživački program. Ovo je program koji pokazuje da su naš mozak i um jedno. Um je funkcija mozga koja je nastala u evoluciji. Bilo je potrebno za adaptaciju, a mi se od životinja ne razlikujemo po kardinalnim svojstvima prisutnosti duše ili uma i njihovom odsustvu kod životinja. Moramo stvoriti novu teoriju o tome kako mozak generiše procese mišljenja, svijesti i psihe, zasnovanu na ovim evolucijskim principima.

I tako je, u stvari, 20. vek bio svedok jednog od ovih radikalnih programa. Kada je ono što se vekovima smatralo svojstvom ljudske duše bilo pamćenje, i, inače, još početkom 20. veka u udžbenicima psihologije mogla se videti sledeća definicija: „Pamćenje je svojstvo duše“. Dakle, ono što se smatralo svojstvom naše duše, a to je naša ličnost, naše pamćenje, naše subjektivno iskustvo, prevedeno je u proučavanje kako biološki procesi pokreću, oblikuju naše pamćenje i kako ono funkcionira u mozgu.

Drugim riječima, u 20. stoljeću nauka o pamćenju, koja je nastala, kako je pisao istoričar nauke Ian Hacking, da bi sekularizirala dušu, to neukrotivo jezgro zapadnjačke misli i prakse, bila je pod utjecajem radova nekoliko njenih istaknutih pioniri: Ebbinghaus u Njemačkoj, Ribot u Francuskoj, Korsakov u Rusiji, od filozofije do objektivnog istraživanja u filozofiji. A onda, što je još važnije, na studije pamćenja u mozgu koji radi. Sjećanje se sredinom 20. stoljeća počelo proučavati ne kao fenomen koji se nalazi izvan ljudskog mozga i proizvod ljudskog mozga, već i kao procesi koji se odvijaju unutar ljudskog mozga kada se sjeća ili vraća uspomene.

U objektivnim neurobiološkim studijama pamćenja, uobičajeno je da se pitanje mehanizama pamćenja podijeli na tri pitanja, tri problema.

Prvi je kako se pamćenje formira u mozgu? Drugo, kako se memorija skladišti u mozgu tokom mnogo godina? I treće, kako se memorija selektivno vraća kada je to potrebno? Jedno od prvih pitanja koje je podvrgnuto objektivnom istraživanju bilo je pitanje formiranja pamćenja. I ovdje su se u proteklih nekoliko decenija istraživanja pomaknula od posmatranja ponašanja u trenutku formiranja pamćenja kod ljudi i životinja, do toga kako se memorija pohranjuje zahvaljujući radu genoma nervnih ćelija?

Prve korake u tom pogledu poduzeo je mladi Nijemac koji je počeo proučavati pamćenje u mladosti... Ebbinghaus, naišao je na knjigu “Objektivna psihologija” od Lunta, koji je opisao objektivne psihološke studije percepcija, i pomislio da bi možda čovjek memorija se može koristiti na isti način... možete istraživati na isti način? I sastavio je mali broj besmislenih slogova, koje je pisao na tablicama, promiješao te ploče i pokazao ih sebi, a zatim, nakon nekog vremena, testirajući svoju sposobnost da ih pamti u različitim intervalima. I jedna od prvih stvari koje je otkrio je da sjećanje, u trenutku pamćenja, prolazi kroz dvije faze. Prva je kratka faza tokom prvih minuta nakon prijema novih informacija, gdje smo u mogućnosti pohraniti gotovo sve primljene informacije.

Tada dolazi do naglog smanjenja količine popunjenih informacija, ali informacije koje preostaju nakon ovog perioda pohranjuju se jako dugo. Može se čuvati na istom nivou nedeljama ili čak mesecima, kao što je Ebbinghaus otkrio. Tako je Ebbinghaus došao do fundamentalnog otkrića – pokazao je da su procesi pamćenja neujednačeni i da imaju dvije faze. Prvi je kratkoročni, gdje se pohranjuje mnogo informacija, a drugi, dugoročni, gdje je količina informacija mala, ali se održava dugo vremena.

Vrlo brzo, inspirisani radom Ebbinghausa, dva druga nemačka psihologa, Müller i Pilzecker, koji su radili u Getingenu krajem 19. veka, počeli su da se pitaju šta se dešava na granici ove tranzicije iz jedne faze pamćenja u drugu? Je li ovo aktivan proces? I pokazali su da ako u trenutku pamćenja i prelaska iz kratkoročnog u dugotrajno pamćenje, osoba dobije novi zadatak kojeg mora zapamtiti, onda taj novi zadatak ometa pamćenje starih informacija i ometa to. Nazvali su to retrogradnom interferencijom, utjecajem novih informacija unatrag na proces koji se odvija u mozgu.

Na osnovu toga su odlučili da se u mozgu, kada dođe do pamćenja, odvija vrlo aktivan proces, koji zahtijeva maksimalnu količinu resursa. Ako mozak u ovom trenutku dobije drugi zadatak, onda se drugi zadatak preklapa s prvim i ne dozvoljava formiranje pamćenja. Vrlo je zanimljivo da ako se ovi drugi zadaci daju malo kasnije, nakon 15-20 minuta, onda se to ne dešava. Iz ovoga su izvukli važan zaključak da pamćenje prelazi u mozgu tokom ove prelazne faze u stabilnu fazu skladištenja.

Neurolozi su to vrlo brzo potvrdili svojim zapažanjima da se u slučajevima poremećaja povezanih, na primjer, s potresom mozga, s potresom mozga, gubi pamćenje na kratko vrijeme prije potresa mozga, što opet sugerira da utjecaj na aktivni proces ne dozvoljava novije informacije. biti zapamćen. Inače, iste stvari se dešavaju i tokom napadaja.

Postalo je jasno da se, prvo, pamćenje može objektivno proučavati. Drugi je da u formiranju pamćenja postoje određene faze povezane sa aktivnim procesima u mozgu i nervnom sistemu, te, shodno tome, ti aktivni procesi u nervnom sistemu mogu biti predmet proučavanja kako bi se razumelo kako nastaje pamćenje.

Zatim je postojao prilično dug period kada nije bilo fundamentalnih otkrića na ovom području, jer je izuzetno teško proučavati te procese kod ljudi. Nećete veštački povrediti ili stvoriti potres mozga da biste proverili šta pamti, a šta ne? Ne možete, ili je barem tih godina bilo nemoguće, sagledati šta se dešava u ljudskom mozgu tokom ovih procesa. I zato je sljedeći radikalni korak u ovom programu mentalne redukcije, redukcije duše, kretanjem molekula u moždanim stanicama napravljen kada je američki psiholog Carl Danton pokazao da je kod životinja sve isto. Ovo je, ako želite, divna ilustracija Darvinovog programa za vraćanje inteligencije prirodi.

Pokazao je da pacovi pamte mnogo stvari. To je bilo poznato i prije njega u mnogim studijama. Onda je pokazao sljedeću stvar. Šta ako štakori, nakon što su naučili neki novi zadatak, dobiju ometajući učinak, na primjer, uzrokujući im kratkotrajni napad konvulzija s elektrokonvulzivnim šokom, onda ako se ti grčevi izazovu odmah nakon što je životinja naučila nešto, neće moći da pamti ovu informaciju dugo vremena. Ima kratkoročno pamćenje, ali dugotrajno pamćenje nije formirano. Odnosno, ovo je prijelaz koji je otkrio Ebbinghaus, postoji kod životinja, a također je podložan utjecaju na živčanu aktivnost.

Ali pokazalo se da, baš kao u eksperimentima Müllera i Pilzeckera, ako se ovaj elektrokonvulzivni šok odgodi, na primjer, za 15 minuta nakon treninga, onda to ni na koji način ne utječe na pamćenje u razvoju. To znači da su ovi procesi univerzalni. I zaista, u narednih 20-30 godina pokazalo se da se mogu primijetiti kod svih životinja sposobnih za učenje, od primata do beskičmenjaka, na primjer, puževa grožđa. Možete izazvati napade kod puža ubrizgavanjem posebnih lijekova koji izazivaju napade, a on će pamtiti ono što je naučio, sve dok se napadi daju odmah nakon treninga. To znači da je ovo univerzalna biologija procesa.

Ali onda se postavilo pitanje: ako sada imamo alate za modeliranje pamćenja i njegove konsolidacije u mozgu životinja, možemo postaviti sljedeće pitanje – koji su mehanizmi, što se događa u moždanim stanicama? Ovo je bio vrhunac molekularne biologije. I nekoliko grupa naučnika odmah je pomislilo da ono što se dugo čuva kao informacija u ćelijama tela mora biti povezano sa genetskom informacijom, jer se proteini veoma brzo uništavaju, što znači da se moraju desiti neke promene u aktivnosti genoma koje povezan sa DNK nervnih ćelija i promena u njegovim svojstvima.

I pojavila se hipoteza da je možda formiranje dugotrajne memorije, pogledajte kakav skok od srca, promjena svojstava aktivnosti genoma nervnih ćelija, promjena svojstava rada i njihove DNK.

Da bi to testirao, švedski naučnik Holger Heeden napravio je razne i veoma lepe eksperimente. Na primjer, naučio je pacove da dođu do hranilice s hranom... balansirajući na tankoj, zategnutoj, nagnutoj konopci. I životinje su naučile novu vještinu, vestibularnu vještinu i motoričku vještinu hodanja po ovoj struni. Ili, na primjer, šapom dobiti hranu koju životinje ne vole vaditi iz cilindra, a među štakorima ima baš kao među nama, ljevorukih i dešnjaka, pogledao je kakve životinje bio je, a onda mu je dao priliku da ga dobije samo suprotnom šapom. Opet su životinje naučile.

Ispostavilo se da kada životinje nauče ove i druge zadatke, njihov mozak doživljava porast ekspresije gena, povećanje sinteze RNK i povećanje sinteze proteina. A to se događa upravo u ovoj fazi, neposredno nakon sticanja nove informacije i njenog prelaska u dugoročnu formu koju je Ebbinghaus otkrio. Odnosno, ovdje se opet sve poklapa.

Ali u biološkim istraživanjima, čisto korelativna istraživanja, posebno kod životinja gdje se biološkim procesima može manipulirati, obično prate uzročna pitanja. Ne samo da se istovremeno sa učenjem povećava sinteza RNK i proteina, odnosno ekspresija gena, važno je zapitati se - da li su oni potrebni da bi se nove informacije zapamtile? Ovo može biti slučajna pratnja jednog procesa drugom. A da bi to testirali, vrlo brzo je nekoliko grupa istraživača, na primjer Flexnerova grupa u SAD-u, počelo da ubrizgava životinjama, kada uče novi zadatak, inhibitor sinteze proteina ili RNK, odnosno da ometaju ovu talas, talas ekspresije gena koji prati proces učenja.

Ispostavilo se da životinje normalno uče, kod njih nisu poremećeni stari oblici ponašanja koji su već razvijeni, štoviše, u stanju su da za kratko pamte ono što su naučili. Ali, čim dođe do dugotrajne faze prelaska na dugotrajno pamćenje i skladištenja tog pamćenja nedelju, meseci, to pamćenje kod životinja izostaje. Odnosno, ometanje funkcionisanja genoma i opstrukcija sinteze RNA molekula i proteina tokom učenja sprečava formiranje dugotrajne memorije. To znači da dugotrajno pamćenje zaista ovisi o funkcioniranju genoma nervnih stanica. I tada je vrlo važno razumjeti pitanja, kakvi su geni uključeni u nervnim ćelijama, šta ih pokreće u trenutku učenja i koje su njihove funkcije? Kako se to prevodi u ono što možemo sami doživjeti kao subjektivno... naše subjektivno iskustvo?

Sredinom 80-ih (70-ih) dvije grupe istraživača, jedna u Sovjetskom Savezu, a druga u Njemačkoj i Poljskoj, istovremeno su otkrile takve gene. U grupi koja je radila u našoj zemlji, ove gene smo posebno tražili zajedno sa zaposlenima u Institutu za molekularnu biologiju i molekularnu genetiku. A ono što nam je pomoglo da ih pronađemo bila je hipoteza da procesi koji se dešavaju u mozgu u trenutku formiranja novog iskustva, možda, uključuju iste ćelijske principe i mehanizme koji su uključeni u procese razvoja nervnog sistema, tj. uspostavljanje veza i diferencijacija ćelija?

I, nakon što smo otkrili rad jednog od gena regulatora razvoja koji kodira protein koji kontroliše rad mnogih, mnogih drugih gena, takozvani “transkripcijski faktor”, odlučili smo pogledati, ovdje je ovaj izraz prikazan crvenom bojom, vidite, da, crvenom bojom u moždanoj kori embriona pacova starog 19 dana. Odlučili smo da vidimo šta se dešava u mozgu odrasle osobe sa radom ovog gena?

Ispostavilo se da životinje koje su u poznatom okruženju i ne uče ništa novo praktički ne izražavaju ovaj gen; nervne stanice ne sadrže proizvode ovog gena. Ali čim se životinja nađe u situaciji koja joj je nova i zapamti je, u mozgu dolazi do eksplozije ekspresije ovog gena.

Štaviše, kao što možete vidjeti iz polja ovog izraza, ovaj izraz se odnosi na ogroman broj nervnih ćelija. Nalazi se u različitim strukturama mozga. Kako se kasnije pokazalo, mjesta ekspresije uvelike zavise od toga kakvo subjektivno individualno iskustvo mozak trenutno stječe. Za neke oblike pamćenja to su određene zone izražavanja, za druge su različite. Na ovo ćemo se više vratiti kada budemo govorili o memorijskom mapiranju.

U međuvremenu, pogledajmo pojednostavljeni dijagram šta se dešava u ćelijama nervnog sistema kada dođe do učenja? Podražaji, prevedeni u određene hemijske molekule koji djeluju na membranu neurona ili živčane ćelije, prenose signale kroz citoplazmu ćelije do jezgra. I tu se aktiviraju geni koje sam pokazao, jedan od njih na prethodnom slajdu je c-Fos faktor transkripcije.

Transkripcijski faktori se razlikuju po tome što proteini koje sintetiziraju – to je pojava proteina u citoplazmi – ne ostaju u citoplazmi, već se vraćaju nazad u jezgro. A u slučaju gena familije c-Fos i c-Jun, drugi gen, za koji se takođe ispostavi da se aktivira u brojnim situacijama učenja, oni međusobno formiraju složene proteinske komplekse, koji su sposobni da utiču na ogroman broj regiona u genomu nervne ćelije. Ove regije su regulatorne regije drugih gena. Drugim riječima, signal koji dolazi do nervne ćelije tokom učenja, kroz mnogo, mnogo ulaza, ide u usko grlo aktivacije nekoliko transkripcionih faktora, a onda se njihovo dejstvo grana i menja program cele ćelije, jer neki od ovih geni su mete regulisane faktorima transkripcije, faktori povećavaju njihovu aktivnost, a neki su potisnuti. Ako želite, ćelija preuređuje svoj program rada pod uticajem situacije učenja.

Zašto je ova šema bila zanimljiva? Prvo, pokazalo se da formiranje pamćenja prolazi kroz dvije faze sinteze proteina i ekspresije gena. Prvi je odmah nakon treninga, kada je to vidio Ebbinghaus, a zatim se aktiviraju takozvani rani geni. Ali, nakon ovoga, dolazi do drugog talasa aktivacije nakon djelovanja ranih genskih proizvoda na genom. Takozvani kasni geni.

Drugo, pošto su struktura ranih gena, njihovi regulatorni regioni, kao i njihova sposobnost da deluju na određene regulatorne regione drugih gena dobro proučavani u ćelijskoj biologiji, postalo je moguće dešifrovati druga dva pitanja. Dakle, prvo smo saznali koji su to geni? Drugo, vraćanje od takvih gena, ovdje je prikazan, na primjer, jedan od ranih gena. Vidite da je na regulatornom mestu ovog gena, predstavljenom ovom sekvencom, grupisana masa transkripcionih faktora, među kojima su fos i juna o kojima sam govorio, postoje geni koji imaju druga imena, postoji faktor transkripcije koji imaju druga imena, na primjer, krep.

I pokazalo se da su se, vraćajući se duž ovog lanca, postavljajući pitanje tokom treninga, aktivirali rani geni, šta ih je uzrokovalo, koji su signali sletjeli na njihova regulatorna mjesta, koji su signali uzrokovali vezivanje regulatora za njihova regulatorna mjesta, koji od ćelijski drugi glasnici su prenosili ove signale, i konačno, koji su receptori aktivirani?

Bilo je moguće dešifrovati niz signala od jezgra, od membrane do genoma nervne ćelije, koji rade tokom učenja. A jedan od pionira u ovom istraživanju, američki neuronaučnik Eric Kendel sa Univerziteta Kolumbija, dobio je Nobelovu nagradu za dešifrovanje ove kaskade.

Ove studije imaju mnogo zanimljivih implikacija. Ispostavilo se da su bili neočekivani. Na primjer, pokazalo se da defekti u nekim od ovih elemenata kaskade ne samo da uzrokuju poteškoće u učenju kod odraslih životinja, već također uzrokuju bolesti povezane s poremećajima mentalnog razvoja kod djece. Ovo je nevjerovatna stvar. Zato što su se takve bolesti, na primjer, Rubinstein-Taybi sindrom, dugo vremena smatrale urođenim bolestima. Sada razumijemo da se u stvarnosti radi o poremećajima koji dovode do nedostataka u mogućnostima ranog učenja, formiranju pamćenja kod djeteta u prvim sedmicama i mjesecima njegovog života. I upravo zbog toga je mentalni razvoj narušen.

I posljedice za to su također različite. Jedno je kada, iz medicinskih razloga, ovo dijete može primiti određene lijekove koji poboljšavaju ove sposobnosti učenja; Druga stvar je bila da se uzme u obzir da je ovo urođena bolest koja se ne liječi nakon rođenja.

Još jedna neočekivana stvar koja je postepeno počela da postaje jasna u dešifrovanju ovih kaskada jeste da one sablasno, zaista, svojim sastavnim delovima podsećaju na one ćelijske procese koji se javljaju tokom diferencijacije nervnih ćelija u mozgu u razvoju. Često koriste iste signalne molekule, a neke od tih molekula su prvo otkrivene tokom razvoja, a onda se pokazalo, kao, na primjer, razni neurotrofini, da su i oni signalni molekuli tokom učenja.

I drugi molekuli, kao što su glutamat i NMDA receptori koji ga prihvataju, u početku su proučavani u vezi sa učenjem, a zatim se ispostavilo da igraju ključnu ulogu u vremenski zavisnoj aktivnosti faze razvoja neuronske veze. Isto se odnosi i na različite proteinske kinaze drugog glasnika i, konačno, transkripcione faktore i ciljne gene.

Slika koju dobijamo je da kada pogledamo razvoj i učenje, vidimo vrlo slične molekularne kaskade. To znači da svaka epizoda razvoja vrlo liči na epizodu učenja, ili da se razvojni procesi mozga odraslih nikada ne završavaju. Svaki čin spoznaje za nas je mala epizoda morfogeneze i kasnijeg razvoja. Ali obratite pažnju - koji? - pod kognitivnom kontrolom, za razliku od onoga što se dešava tokom embrionalnog razvoja. Drugim riječima, naše znanje, naša psiha, naš um, koji određuju procese sticanja novog znanja, također su pokretači za diferencijaciju ćelija koje pohranjuju to znanje.

I na kraju, još jedna bitna posljedica. Činjenica da pamćenje ima molekularne mehanizme i da su mnogi od njih povezani sa procesima koji se ne dešavaju između ćelija, već unutar ćelije, kada se signal prenosi sa membrane na genom, znači da pored psihotropnih lekova koji su se pojavili u psihijatriji u 50-ih godina i sposobne su djelovati na prijenos signala između nervnih stanica koje su sposobne regulirati našu percepciju, emocije, bol, ponašanje i tako dalje.

A u budućnosti ćemo imati, i počinju se pojavljivati, mnemotropne lijekove koji imaju potpuno drugačiji učinak. Budući da djeluju i morat će djelovati na procese koji se javljaju nakon obrade informacija u neuronskim mrežama koje su povezane samo s njihovim pohranjivanjem, nećemo primijetiti njihove efekte na naše ponašanje, neće imati nuspojave ekscitacije, inhibicije, promjene u procesi naše percepcije ili pažnje. Ali oni će moći modulirati procese pamćenja informacija dugo vremena. A takvi lijekovi se sada traže.

Dakle, pitanja molekularne biologije pamćenja, koja su proizašla iz proučavanja bioloških osnova skladištenja informacija u mozgu, dovela su do sljedećih odluka: da se formiranje dugotrajnog pamćenja zasniva na aktiviranju univerzalnog niza ranih i kasni geni, što dovodi do restrukturiranja neurona učenja, njegovog molekularnog, proteinskog fenotipa.

Znamo i iz istraživanja posljednjih godina, o čemu još nisam govorio, da se skladištenje pamćenja kroz život odvija zbog epigenetskih preuređivanja, odnosno promjene stanja hromatina nervnih ćelija. Stanje epigenetskog pamćenja u neuronu se mijenja, stanje stanične diferencijacije, pohranjeno kao rezultat učenja, moguće je onoliko dugo koliko je stanje stanične diferencijacije, čuvajući njena svojstva nervne ćelije određenog tipa u vrijeme razvoj.

Hajde da završimo ovaj fragment ovde. Mislim da govorim 42 minuta, zar ne? Imamo li vremena za pitanja?

Pitanje:(teško za čuti) Imam pitanje. ...teoriju, ..biti nesvesno...

odgovor:Možda. O tome ću govoriti u drugom dijelu.

Pitanje:Hvala ti. I onda drugo pitanje. Koliko je naše pamćenje konačno...

odgovor:Nijedan od eksperimentalnih pokušaja da se odredi veličina i ograničenja memorije nije rezultirao ograničenjima. Na primjer, u jednom od eksperimenata koje je sproveo kanadski psiholog Stanling, proučavano je koliko su lica učenici uspjeli zapamtiti. I pokazivane su im različite fotografije u kratkim intervalima, a onda, nakon nekog vremena, pokazujući dvije fotografije, traženo je da saznaju koja je prikazana, a koja je nova? Ispostavilo se da je prvo to što je tačnost reprodukcije visoka i ne zavisi od obima, odnosno sve je ograničeno samo umorom učenika. Do 12 hiljada fotografija, na primjer, reprodukovano je s preciznošću do 80 posto.

Imajte na umu da je ovdje, naravno, važno šta je učinjeno; ovdje je bilo pamćenja za prepoznavanje, a ne aktivna reprodukcija. Ali, ipak, ovo je drugačiji oblik pamćenja.

Pitanje: Dobar dan

odgovor: Dobar dan.

Pitanje:Studentu RSUH-a, ako mi dozvolite, postavio bih sljedeće pitanje. U uvodnom dijelu predavanja govorili ste o tako novom problemu kao što su nauka o mozgu i nauka o umu. Ovo je, naravno, povezano sa temom na kojoj radite, veštačkom inteligencijom. S vremenom, čini mi se, inteligentni oblici života bi trebali postati adaptivni, revolucionarni, razvijajući se, što, općenito, može dovesti do izmicanja kontroli. Koliko se ovo pitanje sada proučava i kada bi moglo postati relevantno? I drugo, da ćemo stvaranjem takvih novih oblika intelektualnog života, kao što mislite, biti spremni za razvoj takvih događaja kada će ti novi intelektualni oblici života postati, pa, možda ista stvorenja kao što smo mi sada, jer jednom nekada ni ovo nije daleko i ovaj scenario je moguć. Hvala ti.

odgovor:Bojim se da ne napravim grešku u prognozi. Općenito, iskustvo posljednjih godina pokazuje da napredak koji se ostvaruje u ovoj oblasti, na polju istraživanja mozga i uma, inače, nije u istoj mjeri u oblasti umjetne inteligencije, napredak tamo je sporiji, ali, ipak, toliko zadivljujući i nepredvidiv, da se svaka prognoza može pokazati greškom za samo nekoliko godina. Ali moje predviđanje će biti sljedeće.

Još nemamo stvorenja sposobna, kao umjetna inteligencija, da - prvo: rješavaju iste probleme koje rješavaju ljudi, makar i približno, posebno u uvjetima promjenjivih adaptivnih situacija.

Naučnici DARPA-e, američke obrambene agencije, pokrenuli su novi program umjetne inteligencije prije nekoliko godina, rekavši da će prestati financirati sva istraživanja o klasičnim shemama umjetne inteligencije jer vjeruju da je u kontekstu rješavanja adaptivnih problema biološki mozak bio superiorniji u odnosu na najbolju postojeću formu veštačke inteligencije izgrađene na trenutnim arhitekturama milionima do milijardama puta. Možete li zamisliti razliku?! Nije stvar u brzini operacija. To je pitanje sposobnosti generiranja novih rješenja u okruženju koje se dinamički mijenja.

Kada će ova barijera biti savladana milione i milijarde puta? Pa, možda je ovo dogledna budućnost, bar nekoliko grupa univerziteta i IBM kompanija su započeli istraživanje nove arhitekture, u kojoj njeni elementi i uče i mogu izračunati, odnosno slično onome što nervni sistem zapravo radi, gdje nema zasebnog memorijskog prostora za skladištenje, a odvojeno - informacijskih elemenata.

Mislim da umjetna inteligencija ima još jedan težak problem. Da je do sada sve sisteme koje mi stvaramo, početno stanje njihovog ponašanja u njih stavio ljudski tvorac, odnosno nije u stanju da sam generira te početne uslove. Nije imala evoluciju. Ali to se također prevazilazi u modelima umjetnog života, evolucijskom radu, gdje počinju s vrlo jednostavnim nervnim mrežama. Tada im se dozvoljava da se razvijaju u okruženju, postupno rješavajući adaptivne probleme. Čak se za ovu inteligenciju javljaju i sami adaptivni zadaci, novi koje kreatori nisu namijenili.

Dakle, možda ćemo u narednih 10 do 15 godina vidjeti značajan napredak u ovim oblastima. Da li će doći do subjektivnog iskustva i ljudske psihe, to je veoma teško pitanje, mislim da neće.

Pitanje:....Marina... gimnazija 1529. ako danas poznajemo mehanizme ljudskog učenja, kako onda procjenjujete mogućnost trenutnog učenja jezika, trenutnog sticanja vještina od strane osobe, koja... mnogo kontakata?

odgovor:Prema onome što znamo o učenju kod ljudi i životinja, to je proces koji se sastoji od odvojenih, ponovljenih radnji. U svakom od njih se stiče određena jedinica novog znanja. Da bismo savladali jezik, ne možemo to učiniti u jednom skoku. Za to su potrebne hiljade, ili desetine hiljada ponavljanja kod djeteta, koje generiše nove hipoteze o okolnom svijetu i zvukovima koje percipira, isprobava ih, odbacuje ih, potvrđuje, gradi shemu.

Prenošenje rezultata takvog treninga, koji je, inače, istorijski u smislu da ga svako dijete prolazi na svoj način, mehanički, u glavu druge osobe ili čak u umjetnu inteligenciju, danas je nemoguć zadatak. Nemoguće je odjednom naučiti novi jezik, kao što je nemoguće istovremeno steći iskustvo od pet godina djetetovog života.

Pitanje: Hvala ti.

odgovor:Molim te. Pauza? Da li mislimo da je pauza ili imate još pitanja?

Pitanje:Novikov Dmitrij, gimnazija 1529, hteo sam da pitam, čuo sam da postoje lekovi koji pomažu u poboljšanju razvoja pamćenja, postoje rezultati i koje procese u mozgu zaustavljaju?

odgovor:Takvi lijekovi postoje. Poznati su odavno. Neki od njih su lekovi koji su poznati vekovima, najčešće biljni preparati. Druge su hemikalije. Na primer, lekovi iz grupe amfetamina, koji regulišu procese prenosa signala u nervnim ćelijama, korišćeni su za podsticanje sposobnosti pamćenja, pažnje i učenja još tokom Drugog svetskog rata, sa obe strane, Nemačke, Engleske i Američko.

U 50-im godinama došlo je do procvata u njihovim pokušajima da ih koriste, na primjer, od strane studenata da poboljšaju svoju sposobnost pamćenja velikih količina informacija dok se pripremaju za ispite. A sada blaže verzije ovih lijekova, kao što je Ritalin, na primjer, kruže... barem na američkim univerzitetima, a neki studenti ih koriste. Ali postalo je jasno da imaju nuspojave.

Da, prvo, ne utiču specifično na pamćenje, već utiču na procese povezane sa... psihotropni su, a ne mnemotropni, utiču na procese povezane sa percepcijom, pažnjom, koncentracijom itd.

Sekunda. Možete razviti ovisnost o njima, što je vrlo neugodno. Što se ovo mlađe dešava, to može biti opasnije. Danas se stvaraju lijekovi koji mogu djelovati na signale koji se već prenose unutar nervnih ćelija. Neke od ovih kaskada koje su otkrivene su patentirane. Traže se lijekovi koji mogu selektivno modulirati ova svojstva pamćenja, a da ne utiču na psihotropnu komponentu, odnosno psihogenu komponentu.

Tržište takvih supstanci je još uvijek vrlo malo, stvorene su uglavnom za liječenje oštećenja pamćenja kod starijih osoba, posebno kod neurodegenerativnih bolesti, ali neke od njih bi se u budućnosti mogle koristiti kao kognitivni stimulansi. Barem posljednjih godina, aktivna je rasprava o upotrebi takvih kognitivnih ili mnemotropnih lijekova od strane zdravih ljudi. Što se tiče odgovornosti upotrebe, postoje posebne etičke komisije koje raspravljaju o tome da li je to dozvoljeno ili ne? Ali trend je ovdje jasan. Takvi vitamini za pamćenje.

Pauza? Imamo 10 minuta.

Glas iza scene:Moramo snimiti tvoj oproštaj od publike, možemo li to učiniti?

-Dobro. Da, uradimo to.

Na rastanku, htio sam reći sljedeće: vidite, pitanja koja su postavljena vezana su za određene tehnologije, odnosno sposobnost upravljanja memorijom, mogućnost dobivanja velike količine informacija odjednom, sposobnost prijenosa i savladavanja jezik u kratkom vremenu, mogućnost primanja sigurnih i efikasnih tableta za poboljšanje pamćenja. To je sve istina. Ali, pošto smo mi na kanalu „Kultura“, za drugu stranu želim da kažem da je znanje našeg pamćenja naše znanje o sebi. Jer, kako je rekao Gabriel García Márquez: „Život nije u danima koji se proživljavaju, već u danima koji se pamte.” A proučavanje mehanizama mozga i pamćenja - u velikoj mjeri, za naučnike koji proučavaju ovu problematiku, nije problem stvaranja novih tehnologija, iako je to važno, već problem praćenja drevnog proročišta, koje je naložilo - upoznaj sebe !

Obratimo pažnju i na ovo. Hvala puno.

Ali ova sinteza mnogima od vas može izgledati prirodno. Želim da to uporedim sa onim što se desilo ranije, da bude jasno gde smo i u koju fazu se krećemo?

Prva je proširena materijalna supstanca, res extensa - to su naša tijela, ovo je naš mozak, to su tijela životinja, ono što životinje imaju. A druga je besmrtna duša, neproširena duhovna supstanca koju samo čovjek posjeduje. To znači da su životinje automati, u stanju su da se ponašaju bez učešća duše i uma, ali čovjek ima dušu, ona određuje njegove postupke. A ova dva svijeta je teško spojiti, jer je ovo svijet prostornih i neprostornih pojava.

Inače, ideje su drevne koliko i Platonove ideje o odvojenosti, jer se Aristotel pridržavao upravo koncepta jedinstva mozga i uma, odnosno duše i tijela.

Inače, nakon dešifriranja ovih bilježnica objavljenih 80-ih, počinjemo shvaćati koliko je Darwin bio dubok, i koliko je duboko razmišljao o mozgu i umu, i o duši i razmišljanju, jednako duboko kao o biologiji općenito i o evolucija. I, kao što vidite, zapisao je 1938. godine, iznenađujuće, mjesec i po dana prije svog čuvenog snimka, kada ga je pogodila ideja prirodne selekcije, diktirane čitanjem Malthusa. On je to zapisao u avgustu 1938: „Porijeklo čovjeka je sada dokazano, ove misli su fermentirale u njemu. A nakon toga bi metafizika trebala procvjetati, jer onaj ko razumije babuna učinit će više za metafiziku od Lockea.” Ovo je biološki istraživački program. Ovo je program koji pokazuje da su naš mozak i um jedno. Um je funkcija mozga koja je nastala u evoluciji. Bilo je potrebno za adaptaciju, a mi se od životinja ne razlikujemo po kardinalnim svojstvima prisutnosti duše ili uma i njihovom odsustvu kod životinja. Moramo stvoriti novu teoriju o tome kako mozak generiše procese mišljenja, svijesti i psihe, zasnovanu na ovim evolucijskim principima.