В поисках памяти - Эрик Кандель

Эта идея о том, что в обеспечивающих концентрацию внимания процессах, запускаемых снизу вверх и сверху вниз, используются сходные молекулярные механизмы, подтверждалась еще одним открытым нами механизмом, который мог быть задействован в закреплении памяти в обоих рассматриваемых случаях. В гиппокампе мыши содержится по крайней мере один прионоподобный белок, похожий на те, что Каусик Си открыл у аплизии. Мартин Тайс, постдок из Германии, и я установили, что дофамин регулирует количество прионоподобного CPEB-белка (CPEB-3) в гиппокампе мыши примерно так же, как серотонин — количество и состояние CPEB-белка у аплизии. Этот результат открывал интересную возможность (пока еще только возможность), что пространственные карты могут закрепляться за счет того, что концентрация внимания приводит к выделению дофамина в гиппокампе, которое вызывает переход в самоподдерживающееся состояние, тоже обеспечиваемое CPEB-белком. Открытие важной роли внимания в закреплении пространственной карты поднимает еще один вопрос: похожи ли у всех нас пространственные карты, формируемые в ходе обучения? А именно — одинаковы ли стратегии, которыми пользуются мужчины и женщины для ориентации в окружающем мире? Это интереснейший вопрос, который биологи еще только начинают исследовать.

О'Киф, открывший клетки места в гиппокампе, продолжил исследования пространственной ориентации, обратившись к вопросу о различиях между полами. Он обнаружил отчетливую разницу между способами концентрации внимания при ориентации в окружающем пространстве у мужчин и женщин. Женщины пользуются при этом ближайшими ориентирами. Поэтому, если спросить у женщины дорогу, она, скорее всего, скажет: «Возле аптеки поверните направо, а потом поезжайте прямо, пока не увидите по левую руку белый дом в колониальном стиле с зелеными ставнями». Мужчины же больше полагаются на внутренние геометрические карты. Мужчина, скорее всего, скажет: «Когда проедете пять миль на север, поверните направо и оттуда еще полмили на восток». Томографические исследования мозга показывают, что у мужчин и женщин, когда они думают о пространстве, активируются разные участки мозга: гиппокамп левого полушария у мужчин и теменная и префронтальная кора правого полушария у женщин. Результаты этих исследований свидетельствуют о возможных выгодах групповой работы, позволяющей оптимальным образом совмещать обе стратегии.

Различия между полами в способе формирования пространственных карт приобретают дополнительное значение, если рассмотреть их в более широком контексте. В какой степени у мужчин и женщин различаются строение мозга и стиль работы памяти? врожденные ли это отличия или они развиваются под влиянием обучения и социальных стереотипов? Ответив на эти вопросы, нейробиология поможет нам в принятии многих важных решений, регулирующих жизнь общества.

Часть пятая

Есть немало сторон человеческой природы, в которых нам еще предстоит разобраться и для исследования которых у нас нет подходящих моделей. Возможно, нам стоит сделать вид, что законы этики известны только богам, и рассматривать людей как модельные объекты для исследования богов. Так, изучая самих себя, мы разберемся в природе этих богов.

Сидней Бреннер Нобелевская лекция (2002)

24. Маленькая красная таблетка

Занимаясь проблемами памяти, нельзя не осознавать, как велика потребность в препаратах, улучшающих ее, нарушенную болезнью или ослабленную возрастом. Но прежде, чем новые препараты поступят в продажу, они должны пройти проверку на подопытных животных. Учитывая, что мы как раз занимались изучением имплицитной и эксплицитной памяти у животных, мы решили заняться поиском новых подходов к борьбе с нарушениями памяти. И снова время сыграло нам на руку. Как раз в начале девяностых, когда мы начали получать генетически модифицированных мышей для исследования природы памяти и ее нарушений, в разработке лекарственных препаратов возникало новое направление.

До 1976 года внедрение новых научных открытий в медицинскую практику в Соединенных Штатах шло медленно, а люди вроде меня, занимающиеся академической наукой, не особенно интересовались сотрудничеством с фармацевтической промышленностью для разработки лекарственных препаратов. Но в тот год ситуация радикально изменилась. Роберт Суонсон, двадцативосьмилетний рисковый инвестор, понял, какие возможности для фармацевтики открывает генная инженерия, и убедил Герберта Бойера, профессора Калифорнийского университета в Сан-Франциско и одного из новаторов в этой области, основать вместе с ним корпорацию Genentech (Genetic engineering technologies — «Генно-инженерные технологии»). Это была первая биотехнологическая компания, специализировавшаяся на внедрении в производство лекарственных препаратов на основе белков, полученных с помощью генной инженерии. Суонсон и Бойер вложили в это предприятие по пятьсот долларов и скрепили договор рукопожатием. После этого Суонсон добыл еще несколько сотен тысяч, и компания заработала. В настоящее время ее стоимость составляет около 20 млрд[33].

Незадолго до этого биологи научились быстро считывать последовательность нуклеотидов в ДНК и разработали ряд эффективных методов генной инженерии. Эти методы позволяли вырезать определенные последовательности хромосом, сшивать их друг с другом и вставлять в геном кишечной палочки, получая множество копий нового гена, которые могли экспрессироваться в бактериальной клетке и производить соответствующий белок. Бойер одним из первых понял, что гены многоклеточных животных, в том числе человеческие, можно экспрессировать в бактериальных клетках. Более того, он сыграл заметную роль в разработке методов, позволяющих это делать.

Основатели корпорации Genentech планировали использовать метод рекомбинантной ДНК, чтобы в большом количестве синтезировать два человеческих гормона, имеющих немалое медицинское значение: инсулин и гормон роста. Инсулин, выделяемый в кровь поджелудочной железой, позволяет регулировать уровень сахара в крови, а гормон роста, выделяемый гипофизом, регулирует процессы роста и развития. Чтобы доказать возможность широкомасштабного производства этих двух довольно сложных белков, корпорация Genentech начала с получения более простого белка[34] соматостатина — гормона, выделяемого в кровь поджелудочной железой и подавляющего выделение инсулина.

До 1976 года количество соматостатина, инсулина и гормона роста, доступного для медицинского использования, было ограничено. Инсулина и соматостатина было мало, потому что их приходилось выделять из организмов свиней и коров. Поскольку последовательности аминокислот в соответствующих гормонах людей и этих животных немного отличаются, иногда гормоны животных вызывали у людей аллергические реакции. Гормон роста добывали из человеческих гипофизов, извлеченных из трупов. Помимо того что получаемого препарата тоже не хватало, иногда он оказывался зараженным прионами — инфекционными белками, вызывающими болезнь Кройцфельдта — Якоба — смертельное заболевание, вызывающее прогрессирующее слабоумие, от которого умер Ирвинг Купферман. Использование рекомбинантной ДНК открывало возможность синтезировать эти гормоны с помощью человеческих генов и производить их в неограниченных количествах намного более дешевым способом, не заботясь о безопасности. Бойер и Суонсон понимали, что, клонируя человеческие гены, можно будет получать для медицинских нужд эти и другие белки, а когда-нибудь и лечить наследственные заболевания, заменяя поврежденные гены пациентов клонированными нормальными генами.