Академик РАН Константин Владимирович Анохин —директор Института перспективных исследований мозга МГУ имени М. В. Ломоносова и один из ведущих исследователей клеточных и молекулярных основ обучения и памяти. Он первооткрыватель роли «ранних генов» в когнитивных процессах; разработанные им экспериментальные методы позволяют картировать в мозге поведение животных на уровне отдельных нейронов, наблюдать за формированием и изменением энграммы — нейронного следа памяти; наконец, он автор гиперсетевой теории сознания. Но в одной беседе всего не охватить. В этой публикации — ответы на вопросы о том, как возникает ложная память, и почему при болезни Альцгеймера неспособность запоминать новую информацию может приводить к разрушению старых воспоминаний. И конечно, о том, какие практические подходы для лечения нейродегенеративных заболеваний открывает понимание этих фундаментальных процессов.
Почему памяти нельзя слишком доверять
Вы экспериментально показали, что память перезаписывается при каждом обращении к ней, при каждом эпизоде воспоминаний, и при этом могут случаться искажения. То есть можно сравнить память с жестким диском, не защищенным от перезаписи. Это так?
Не при каждом обращении к ней. В начале этих поисков, к которым мы приступили в 1993 году из-за некоторых странных экспериментальных фактов, у меня была такая формула, что каждое извлечение памяти — это активная реконструкция исходного воспоминания, энграммы. Каждая реконструкция, из-за того, что это теперь новая конфигурация активных нейронов, которая в мозге должна считаться «тем же», что и исходная энграмма, — это рекатегоризация. То есть происходит перетарификация реконструированного воспоминания, как того же. А каждая рекатегоризация сопровождается реконсолидацией, потому что этот новый след, новая реплика, копия должна теперь запомниться как то, что было в прошлый раз, на самом деле.
Человек или животное может возвращаться к каким-то событиям, особенно значимым в жизни, на протяжении многих лет, извлекая их, реконструируя, как это было, рекатегоризируя, что это было именно так, и реконсолидируя это в виде нового следа. Но при реконструкции и рекатегоризации могут возникать мутации. Наш мозг не настолько универсален, чтобы фотографически воспроизводить то, что было. Мы строим некоторые гипотезы относительно того, что это было, как это было. В этот момент реконструкции возникают искажения, которые затем запоминаются, как то, что было якобы на самом деле. Из-за этого наша память хранит следы не того, что в реальности было, а версии того, что было, сохраненные после многих реконструкций. Специальные опыты показывают, что новые следы памяти, хранящиеся после таких реконструкций, рекатегоризаций, реконсолидаций, могут драматически отличаться от того, что было на самом деле. В этом отношении нашей памяти нельзя особенно доверять.
На этом основана ложная память, с которой мы все в тот или иной момент сталкиваемся, например, разные воспоминания у разных людей об одних и тех же событиях?
Да. Но я рассказал сейчас так, как мне это казалось на основе наших опытов в 1995–1996 году. Однако уже к 1997 году, когда мы писали первую статью об этом, стали ясны две важные вещи. Первое, что такого рода перестройки происходят при извлечении не любой памяти. Мы нашли некоторые задачи, экспериментальные модели обучения у животных, в которых никакими средствами нельзя было нарушить память при ее извлечении. Во-вторых, оказалось, что нарушается реконсолидация, только если извлечение из памяти происходит на фоне какой-то новизны. Если это стереотипное извлечение, например, я беру в руки чайную ложку и размешиваю чай или беру пишущую ручку, что я делал тысячи раз, то у меня не происходит модификации модели ручки или чайной ложки. Для них в памяти имеются уже многие тысячи разных вариантов копий, и в тысячу первый раз заново ничего реконструировать не надо, извлекается какая-то из энграмм. Соответственно, и нарушить память в этот момент нельзя, потому что не ослабевают, не разрушаются старые следы. Значит, процессы перезаписи памяти происходят в моменты ее воспроизведения, отличающиеся от того, что было раньше, то есть в условиях новизны.
Эти исследования, вероятно, могут привести к каким-то новым подходам к лечению нарушений памяти?
К самым разным. Во-первых, когда мы обнаружили возможность регулировать следы старой памяти, мне стало ясно, что это путь к стиранию старых воспоминаний процедурами, которые я в 1995 году назвал фармакологической, или химической психохирургией. Психо — потому, что первым приемом здесь служит психологический триггер, напоминание какого-то неугодного события из памяти. А фармакологической, или химической хирургией — потому что это делается на фоне действия особого класса препаратов, не позволяющих памяти заново улечься назад, то есть фактическое удаление, «вырезание» этой энграммы из материала памяти. Мне было ясно, что таким образом можно пытаться устранять травматические воспоминания. И действительно, этим методом со временем стали пользоваться многие исследователи, пытаясь, например, ослаблять, лечить посттравматические стрессовые расстройства. Это первый новый подход к регуляции памяти.
Второе, мы вместе с нашими коллегами-химиками показали, что в эти периоды повышенной чувствительности память также можно усиливать. Если у вас есть препараты, улучшающие память, когнитивные энхансеры, то их можно вводить не в момент формирования памяти, что очень трудно поймать — не будешь ведь все время ходить под этим препаратом, — а в момент ее повторного извлечения на фоне этих соединений. Это второй подход.
Третья практическая область, до которой долгое время не доходили руки, также следовала из выявленной логики процесса перезаписи памяти. Взглянем на нее еще раз. Если старое воспоминание извлекается из памяти в условиях какой-то новизны, то оно должно заново уложиться, реконсолидироваться. Для этого нужны определенные клеточные, молекулярные механизмы запоминания. Как мы показали, такие же, что и в момент запоминания новой информации. Они вновь активируются. Но если в мозге, в котором произошло извлечение старого следа памяти, по какой-то причине эти клеточные и молекулярные механизмы запоминания ослаблены, например, действием алкоголя, то само извлечение данной памяти на фоне невозможности ее обратно уложить будет приводить к ее ослаблению — то есть своеобразному саморазрушающему эффекту. Энграмма лабилизировалась, перешла в неустойчивую форму, которая требует обратной укладки, а механизмы для этого не работают. И поэтому извлечение старого воспоминания на фоне нарушенных процессов запоминания, будет, как ни печально, приводить к тому, что вы это воспоминание забываете.
Как память разрушается при болезни Альцгеймера, и что с этим делать
Мне стало ясно, что такая ситуация может потенциально встречаться при самых разных нейродегенеративных заболеваниях, в которых страдают процессы запоминания новой информации. Неспособность запоминать новую информацию — это так называемая антероградная амнезия. Человек не может запоминать новые факты, события, явления, осваивать новые навыки. Но другая патология, которая проявляется при таких заболеваниях, например болезни Альцгеймера, это постепенное разрушение следов старой памяти — ретроградная амнезия.
Да, когда человек перестает узнавать своих родственников, например, детей.
Не только родственников и не только детей. Человек со временем перестает узнавать даже себя. Он стоит перед зеркалом и разговаривает со своим изображением, как будто это другой человек. Постепенно исчезают и выработанные с детства навыки, потому что любой навык — это тоже память. И, к сожалению, мы еще не можем эффективно лечить болезнь Альцгеймера. Речь идет пока о том, чтобы лишь каким-то образом затормозить этот процесс. И один из способов — попробовать затормозить это прогрессирующее разрушение старой памяти, которая, собственно, приводит к полному распаду личности, прекращению существования.
В отношении того, почему происходит разрушение старой памяти, развивается ретроградная амнезия, существует понятное объяснение. Память в мозге хранится большими популяциями связанных друг с другом нервных клеток. Нейродегенерация приводит, во-первых, к разрушению этих связей между клетками — синапсов, а с другой стороны, к гибели самих нейронов. И таким образом начинают пассивно исчезать следы тех или иных воспоминаний.
Я предположил, что в дополнение к этому очевидному процессу пассивной деградации энграмм памяти существует также и активный процесс саморазрушения старой памяти, действующий на стадиях, когда человек еще способен что-то вспомнить, но механизмы запоминания нового у него уже ослаблены. И из-за этого развивается, если хотите, что-то похожее на аутоиммунный процесс. То есть следы памяти, активирующиеся в условиях невозможности уложиться назад, начинают ослабевать и разрушаться. Происходит гибель активированных следов памяти под влиянием того, что они извлекаются. Я назвал это самоопосредованной деградацией опыта в мозге. Опыта, потому что это касается любых следов памяти — не только автобиографических воспоминаний, тех или иных знаний, но и выработанных в ходе жизни навыков.
Эту гипотезу мы начали проверять некоторое время назад в специальном проекте РНФ. В нем мы моделировали на животных нейродегенерацию, либо вводя им молекулы бета-амилоида, нарушающие память, либо используя трансгенных животных с генами, вызывающими формирование амилоидной патологии в мозге. У таких мышей также развиваются признаки нейродегенерации и нарушения памяти. На этих экспериментальных моделях мы показали, что напоминание на фоне ослабленного запоминания действительно приводит к тому, что следы старой, казалось бы, уже упрочившейся памяти начинают ослабевать и разрушаться.
Это еще не то состояние, когда бета-амилоид приводит к гибели нейронов? То есть нейроны сами по себе пока не гибнут, но память разрушается?
В случае человека болезнь Альцгеймера развивается исподволь, нейроны начинают гибнуть гораздо раньше, чем появляется ослабление возможности запоминания, за годы до этого. То есть в мозге человека, у которого проявились первые декомпенсированные нарушения памяти, уже произошло заметное уменьшение количества нейронов и связей между ними. Но здесь вопрос именно в том, что помимо этого пассивного процесса распада любых энграмм существует, возможно, и избирательное ослабление тех следов памяти, которые активно извлекаются, но не способны заново уложиться.
То есть, согласно высказанной гипотезе, вспоминая что-то в условиях новизны, человек в этой ситуации сам начинает вредить себе, терять эти воспоминания. Поэтому, возможно, не случайно для пациентов с болезнью Альцгеймера часто пытаются создавать специальные условия, где все им максимально знакомо, нет никакой новизны. Это защищает их от стресса, связанного с невозможностью запоминания новых условий. Но у меня есть предположение, что и ретроградная амнезия может развиваться в этих условиях медленнее. Без новизны не происходит лабилизация энграмм, и нет, следовательно, необходимости их заново запоминать. Так что снижение новизны обстановки может быть первой стратегией протекции старой памяти.
Возможно, существует и второй путь, и его мы проверяли в проекте. Даже если человек с ослабленными механизмами запоминания сталкивается с новизной, его старую память можно защитить с помощью препаратов, которые препятствуют лабилизации энграммы, то есть перевода следа памяти в нестабильную форму. Оказалось, такая дестабилизация следов старой памяти в условиях новизны требует активации в мозге определенного типа нейрохимических рецепторов глутамата, одного из подтипов N-метил-D-аспартатных (NMDA) рецепторов. Для того, чтобы память «раскачать», перевести в лабильную форму, нужно возбудить эти рецепторы, и это как раз и происходит в условиях новизны. Однако для этих рецепторов есть специфические антагонисты, которыми можно заблокировать эту лабилизацию энграммы. Тогда даже если вы вспоминаете что-то на фоне новых событий, из-за того, что эти рецепторы не активируются, лабилизация следа памяти не происходит. А поэтому нет необходимости и в реконсолидации, то есть новой стабилизации. Таким образом, мешая памяти лабилизироваться в условиях ослабленной способности к запоминанию, можно демпфировать эти ослабленные способности. Память не станет лабилизироваться, не станет из-за этого пытаться реконсолидироваться и не станет разрушаться.
В экспериментах на животных с поврежденными способностями запоминания мы начали использовать такого рода препараты, и оказалось, что они выступают протекторами активированной старой памяти. Интересно, что один из этих препаратов — мемантин, частичный антагонист NMDA-рецепторов, — ранее был эмпирически найден как замедляющий развитие симптомов болезни Альцгеймера. Это один из четырех ведущих препаратов при терапии этого заболевания. Мы стали пробовать и другие препараты из группы так же действующих на NMDA-рецепторы, но сейчас не используемых в клинике нейродегенеративных заболеваний. Оказалось, что часть из них тоже обладает протекторным эффектом на следы активированной старой памяти. Очевидно, что исследования в этом направлении необходимо продолжать.
Беседовала Надежда Маркина
О других исследованиях Константина Анохина и его коллег на PCR.NEWS
Темы этого материала связаны с научными исследованиями и результатами
опубликованных работ. Информация представлена исключительно в ознакомительных целях. Она не предназначена для постановки диагноза, назначения лечения или принятия медицинских решений.
Материал не содержит медицинских рекомендаций и не должен рассматриваться как руководство к самолечению. Для решения медицинских проблем необходимо обратиться к специалисту.