Волки и овцы - раздел Образование, Тайны памяти (с иллюстрациями). Борис Федорович Сергеев Неискушенному В Биологических Проблемах Читателю Может Показаться, Будто Прот...
Неискушенному в биологических проблемах читателю может показаться, будто противоречия между химической и структурной теориями памяти так глубоки, что об их объединении не может быть и речи. Ф. Розенблат с этим не согласен. В 1967 году он предложил объединенную теоретическую модель памяти.
Поводом для ее создания послужили два наблюдения. Давно известно, что между концевой бляшкой нервного волокна и клеточной мембраной другого, куда она прикреплена, находится синаптическая щель, хорошо видная в электронный микроскоп. Ширина щели довольно постоянна, около 200 ангстрем.
О работе синапсов был уже разговор. Напомню, что исследователи умеют получать отдельные детали нервной ткани: мозговое вещество измельчают в ступке, превращая в однородную кашицу, протирают через тончайшие сита, а затем центрифугируют. Можно подобрать такой режим вращения, что в осадок выпадут одни синапсы: концевые бляшки нервного волокна с кусочком клеточной мембраны, к которой они прикреплены.
Даже в очень хорошо разрушенном мозгу никогда не удается найти синаптических бляшек, отдельных от мембраны. Значит, они прочно скреплены друг с другом. Но как это понять, ведь на электронограммах отчетливо видна разделяющая их щель. Что же их соединяет?
В 1962 году Грею удалось увидеть стропила, удерживающие бляшку на поверхности клетки. В электронном микроскопе при максимальных увеличениях можно разглядеть короткие внутрисинаптические нити длиной около 100 ангстрем. Грей впервые обнаружил, что одни нити выходят из клетки, другие из бляшки, а посередине они соединены друг с другом серповидными сращениями. Розенблат счел возможным приписать им определенную роль в химической передаче памяти.
Его рассуждения шли таким образом. Пусть в каждом нейроне из 100 возможных генов, руководящих выработкой полипептидных фрагментов, есть 50. Используя различные комбинации этих фрагментов, можно построить такое огромное количество белковых структур, которое значительно превысит число нейронов головного мозга человека. Определенный запас кодонов (так в соответствии с терминологией генетиков были названы эти полипептидные фрагменты) всегда содержится в телах и отростках нервных клеток. В момент возбуждения нейрона кодоны выделяются в синаптическую щель.
Предоставленные сами себе, они оказываются очень нестойкими и быстро разрушаются под действием соответствующих ферментов. Иная судьба ожидает кодоны, если одновременно возбуждено два нейрона, соединенных между собою синапсами. Предполагается, что кодоны разнородного происхождения обладают способностью соединяться друг с другом и вновь образованные агрегаты застревают между идущими параллельно нитями. Попавшие в «щель» между нитями кодоны не разрушаются и скрепляют нити.
Чем чаще происходит совместное возбуждение двух нейронов, тем большее число нитей связывает концевую бляшку одного из них с постсинаптической мембраной другого и тем прочнее эти нити скреплены. В постоянно функционирующих синапсах места соединения нитей постоянно ремонтируются и укрепляются. В нефункционирующих синапсах, напротив, ветшают, нити расходятся, а синапс распадается.
Вакантное место тотчас занимает какое-нибудь свободное нервное волокно. Судьба вновь возникшего синапса зависит от его активности. Сохранится только постоянно действующий синапс, а неактивный быстро разрушится, уступив место другому волокну. Таким образом, путем подбора нейронов, между которыми необходимо «поддерживать» связь, и кодируется память.
Описанная модель хорошо объясняет специфичность химического переносчика памяти. Каждый кодон способен соединяться лишь с нитями своей родной клетки. Для образования нового синапса необходим конгломерат из двух кодонов. Так как каждая группа родственных нейронов имеет свое химическое лицо (в этом сейчас почти никто не сомневается), то каждый конгломерат кодонов способен вызвать образование синапсов только между соответствующими нейронами.
С посторонними нейронами они не соединятся. Зато взятые от другого животного кодоны в мозгу реципиента создадут новые синапсы, то есть перенесут определенные знания. Кодоны могут быть изготовлены в лаборатории, и искусственно синтезированная память помещена в мозг.
Модель позволяет составлять прогнозы, которые могут помочь дальнейшим экспериментальным поискам. Например, можно предсказать молекулярный вес кодонов, потенциально необходимый, чтобы закодировать все синапсы центральной нервной системы. Кодонами, построенными из 4 аминокислот, можно закодировать миллиард типов синапсов. В этом случае их молекулярный вес должен быть около 5 тысяч. Если кодоны созданы из большего числа аминокислот, их молекулярный вес может быть существенно меньше.
Не следует относиться к модели Розенблата как к чему-то вполне реальному. Ее цель – показать, что объединенную структурно-химическую теорию памяти можно реально представить. Сам автор подчеркнул, что вступил в область научного вымысла.
Вряд ли модель найдет большое количество сторонников, хотя идея хороша. В ее защиту мне хочется сказать следующее. Весьма обычно длительные и ожесточенные споры двух группировок ученых, предлагающих, казалось бы, непримиримые концепции для объяснения какого-нибудь физиологического механизма, кончаются не выбором одной из них, а созданием объединенной концепции, включающей обе точки зрения. Чем жарче научные дискуссии типа «или – или», тем чаще окончательное решение вопроса имеет тип «и… и…».
Все темы данного раздела:
С первым апреля, иети!
Первое апреля – день хитроумных обманов и шуток. Любят его повсеместно. В игре участвуют все, от мала до велика. Необходимо лишь обладать чувством юмора. В Ленинграде обычно появляются слухи о
Нинель, Бендер и привидения
С оккультными науками и прочей чертовщиной в западном мире более чем благополучно. Только в Европе курс парапсихологии читают в трех достаточно крупных университетах: в Утрехте (Голландия), Стокгол
От 1020 до 1970
Наш дом – планета Земля даже в масштабах солнечной системы не очень велик и не чересчур стар. Ни своими размерами, ни местом под Солнцем Земля особенно не выделяется. Исключительной ее делает жизнь
Первый закон диалектики
Кубометр березы даст значительно больше тепла, чем то же количество осины. Мозг мозгу тоже не ровня. Очень важно, из какого количества нервных клеток он построен. Особенно богат нейронами человечес
Смотря чем стукнуть
Существует не очень благозвучная поговорка. Когда человек приходит в сильное возбуждение, в ярость, говорят, что ему моча в голову ударила. Я не сумел докопаться, как родилась поговорка. Так или ин
Миллиардер
Аристотелевы «Врата», содержащие медицинские наставления в адрес Александра Македонского, утверждают, что голова человека должна быть «между малой и великой, выступать мало вперед и кзади и не быть
Слуги и господа
Даже в самом густом и дремучем лесу растут не одни деревья. Кто же этого не знает? Другое дело мозг. Упоминание о том, что нервных клеток в нем меньше, чем ненервных, обычно удивляет. Откуда и, гла
Дубинушка
Представьте себе, что разумные существа, затерявшиеся где-то в глубинах туманности Андромеды, задались целью познакомиться с жизнью на планете Земля, имея для этого лишь прибор, способный, регистри
Пути снабжения
Люди издавна любили поесть. Когда царь Иван Васильевич (Грозный) решал оттрапезовать со братией, на кухне резали 200 лебедей, 300 павлинов, а сколько пеклось кулебяк, курников, пирогов, никто не по
Зачем собаке пятая нога
Чтобы скрыть позор своей жены Пасифаи, вступившей в противоестественную связь с морским быком, и скрыть от посторонних взоров родившегося в результате этой связи Минотавра – чудовищного человека с
В лабиринте
Пятилапые химеры вызвали в научных кругах волну споров. Никто не знал, откуда брались нервы, проникавшие в дополнительную конечность. От предположения, что увеличивается число нервных клеток спинно
Посредник
Оружие «Золотого короля»
Кровавые подвиги Эрнандо Кортеса и Франсиско Писарро, захват и разграбление великих индейских империй не только не утолили у испан
Замок и ключ
Проблема передачи возбуждения с нейрона на нейрон, с нервного волокна на мышцу возникла одновременно с образованием нервной системы. Электрический способ передачи возбуждения, который использовался
Колумб мозга – Герофил
Город Александрия был заложен Александром Македонским как новая столица эллинского Египта. После смерти великого полководца здесь обосновался один из его сподвижников, Птолемей I Сотер, положивший
Лестница
История мозга своими корнями уходит очень глубоко. 2–3 миллиарда лет природа колдовала над живыми организмами, прежде чем из жиденькой сети нервных клеток, из крохотных нервных узелков возникла наи
Кирпичики
Очень бегло рассказав о постепенном развитии и усложнении мозга, я хочу вновь вернуться на первую ступеньку, чтобы рассмотреть эволюцию высших функций мозга. Но сначала несколько слов об условном р
Одноногая Мег
Развитие искусства непредсказуемо. Никто не мог предвидеть появления абстрактной живописи, никто не скажет, как будет она восприниматься через сто лет. Я не возьмусь дать ей оценку. Для меня несомн
Портняжка из Берлина
Под Берлином 25 пляжей. Самый старый раскинулся по песчаным берегам озера Мюггельзее. В начале июля 1912 года предприимчивый берлинский портняжка поставил на его берегу палатку, в которой оборудова
Все течет
Наш мир имеет некоторую тенденцию к постоянству. Может быть, просто проявляется сила привычки. Не знаю. Противоположная тенденция тоже сильна. Недаром, перефразируя Аристотеля, мы говорим, «все теч
Проклятый вопрос
Зимой 1943 года, в самый разгар Великой Отечественной войны, из блокадного Ленинграда в Москву по ледовой «Дороге жизни», проложенной по льду Ладожского озера, вывезли вагон французского коллекцион
Пять парадоксов
Уравновешенное, гармоничное соотношение пропорций, попросту говоря, симметрия в нашем представлении тесно связана с понятием красоты и совершенства. Это отнюдь не мнение дилетантов. Оно подкреплено
Раздвоение личности
Анализаторы всю собранную ими информацию направляют в кору больших полушарий. Обе половины мозга информированы одинаково. А могут ли братья-двойники – полушария головного мозга – обмениваться инфор
Труженик и тунеядец
Если бросить беглый взгляд на фотографию больших полушарий человеческого мозга, может показаться, что перед вами карта какой-то неведомой планеты, поверхность которой изборождена горными хребтами и
Травка, Фунтик, Рубикон и другие
Неудачный эксперимент нередко оборачивается для экспериментатора огромной удачей. Еще начинающим исследователем я изучал судьбы информации, приходящей в мозг собаки сразу по нескольким каналам:
Социальная прибавка
Остия – морские ворота Древнего Рима. Много веков она верой и правдой служила римлянам. Сюда, в устье Тибра, приходили тяжело груженные корабли из всех портов Средиземного моря. Морским прибоем про
Лошадка, на которой ездит наш мозг
Неудивительно, что среди детей Посейдона – грозного бога морей, было немало чудовищ. Владыка морей частенько выбирал себе в жены таких безобразных созданий, как Медуза Горгона с вечно оскаленной па
Где же зарыта собака?
Тюрингский лес – красивейшее место Германии. В живописной долине у подножия горы Инзельсберг лежит старинная заброшенная деревенька Винтерштейн. Впрочем, «заброшенная» не совсем верно. Двадцатый ве
Подоконник
Саади, великий таджикский поэт средневековья, в книге нравоучительных рассказов «Голистан» («Розовый сад») говорит: «Спросили мудреца: у кого ты учился мудрости? Каким образом ты так преуспел в зна
От сложного к простому
Как ни странно, сведения об устройстве глаз на первых порах не столько помогали, сколько мешали понять зрительный процесс. В древности ученым было легче. Они предполагали, что человеческая душа смо
Я милого узнаю по походке
Большинство людей крайне ненаблюдательны. Многие ли могут с уверенностью сказать, с какой полосы, белой или черной, начинается зебра. Зато все без тени сомнения будут утверждать, что зебра – это бе
Искры из глаз
Иногда говорят: удар был так силен, что искры посыпались из глаз. Действительно, удар по лицу, подзатыльник и вообще удар по голове вызывает у пострадавшего зрительные ощущения: похоже, что хотя и
Информация звуковых волн
Народная поговорка гласит: не каждому слуху верь. И не веришь! Мы живем в хаосе звуков, но на многие ли из них обращаем внимание? Задача органа слуха – определить, что служит источником звуковы
Криминальная история
Чем должны пахнуть духи, толком никто не знает. Кроме духов «Нарцисс», «Красный мак», «Белая сирень», «Серебристый ландыш», которым парфюмеры стремились придать естественный запах, наша промышленно
Чтоб собеседник нашу мысль постиг
В конце июля 1963 года в Москве отшумел Всемирный кинофестиваль. Гости нашей страны возвращались к себе домой. Когда на Белорусском вокзале прозвучал последний звонок и скорый поезд Москва – Париж,
Сорока на хвосте принесла
Как давно возникла речь? Были ли у нее предшественники? Кто был тот Добчинский или Бобчинский, кто первым сказал осмысленно «Ээ!»? Современные лингвисты считают, что поведение животных основыва
Ау, Аэлита!
Человек – единственное существо на нашей планете, обладающее настоящим языком. Появление речи дало людям огромные преимущества перед животными. Она позволила использовать новый принцип обработки ин
Запретная зона
Молодой граф де Труа понуро ехал за гробом своего отца. Его отец, еще совсем нестарый человек, всегда отличавшийся изрядным здоровьем, скоропостижно скончался в пути при весьма таинственных обстоят
Мы и вундеркинды
Средства общения, речь не передаются по наследству и не возникают у детей сами собой. Это особенно отчетливо обнаруживается у слепоглухих от рождения детей. Пока ребенка специально не обучат, у нег
Любят девушки у нас поговорить
Много ли мы говорим? Вопрос отнюдь не праздный, хотя мы, к сожалению, этого пока не знаем. Не подумайте, что лингвистам до сих пор неизвестно, сколько мы можем наговорить, если возьмемся за это дел
Почему Ньютон родился в Европе
Коммунисты – последовательные борцы со всеми видами расовой дискриминации. Коммунистическая партия воспитала нас, граждан первого в мире социалистического государства, в духе интернационализма. Иде
В поисках клада
Весьма заманчиво найти хранилище человеческой памяти. Где только его не искали! Не сразу додумались заглянуть в черепную коробку. Кладовку искали в желудке, и в сердце, и во многих других закоулках
Ум долгий, ум короткий
Был зимний холодный вечер. Из затянутого тяжелыми тучами неба на землю сыпался снег. Порывистый ветер подхватывал его на лету, закручивал в снежные вихри и нес по направлению к морю. Михаил Р., под
Пилюли из вашего дедушки
Биохимическая теория памяти получила значительное развитие в последние десятилетия. Этому предшествовал длительный период накопления знаний о биохимических превращениях в мозговом веществе. Развити
Архивариус нашего мозга
В 1887 году в Париже открылся очередной съезд невропатологов и психиатров. На нем необычайный успех имел доклад молодого, дотоле никому не известного русского врача С.С. Корсакова, сделанный вне пр
Законодательство Суффолка
В графстве Западный Суффолк (Великобритания) существует закон, согласно которому наказуется штрафом всякий читатель публичной библиотеки, если ему случится невзначай задремать над скучной книгой. С
Учитесь видеть сны
«Учитесь видеть сны, джентльмены», – писал известный немецкий химик Ф. Кекуле. В 1865 году он сделал выдающееся открытие – установил структурную формулу бензола. Ученый рассказал, что эта идея, име
Голод не тетка
Самые частые, самые обычные эмоции, с которыми ежедневно сталкиваются животные и человек, связаны с состоянием голода и насыщения. Они должны обеспечить ритмичность обменных процессов. Голод сигнал
Закон всемирного тяготения
В 1687 году увидел свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», обычно называемый просто «Начала». В них гениальный ученый сформулировал закон всемирного тяготения. Его
Не капай мне на мозги
Говорят, наша жизнь полна нервного напряжения, и оно нередко достигает предела, опасного для здоровья. Особенно часто об этом пишут на Западе. Не знаю, я этого не замечаю. Возможно, сказывается наш
Новости и инфо для студентов