Юный техник, 2005 № 08 - Журнал «Юный техник»

Так гласила теория до недавнего времени. Но если скорость света выше скорости гравитационных волн, выходит, что параллельные миры существовать не могут.

Впрочем, как осторожно выразился не участвовавший в эксперименте физик из Университета Вашингтона Крэг Хоган, если полученные результаты окажутся точными, то они всего лишь приведут к появлению ряда ограничений для теорий, касающихся существования множества вселенных. Но говорить конкретно о характере таких ограничений пока еще рано…

К. ЛОБОВ

Схема природного эксперимента, результатом которого воспользовались исследователи. Движение Юпитера своим тяготением заставляет изображение квазара описывать окружность. А релятивистские эффекты искажают ее, превращая в эллипс.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Электрическая магия памяти

Я видела по телевидению сюжет о мужчине, который потерял память. Он виртуозно играет на рояле, но не помнит, кто он… Как это может быть? Как вообще устроена наша память? Почему одни события мы помним очень отчетливо, а другие быстро забываем?

Наташа Щербакова,

г. Санкт-Петербург

Говоря в целом, человеческая память бывает трех видов — кратковременная, долговременная и генетическая. Иногда специалисты говорят еще о зрительной и слуховой памяти, но такая градация скорее относится к способу запоминания информации, чем к ее хранению. За зрительное восприятие в первую очередь отвечают участки задней теменной и стриарной коры головного мозга. Но вообще-то в процессе запоминания в той или иной степени участвуют практически все основные отделы головного мозга — и базальная часть переднего мозга, и височные доли, и миндалина, и гиппокамп с таламусом…

Однако лишь недавно стали проясняться процессы, происходящие в мозгу на молекулярном уровне, когда мы пытаемся запомнить ту или иную информацию. Вот что, к примеру, пишет по этому поводу заведующий отделом развития и пластичности нервной системы Национального института детского здоровья и развития человека (США) профессор Дуглас Филдз.

«Когда вас впервые представляют незнакомому человеку и он называет свое имя, сведения о новом знакомом попадают в кратковременную память и через несколько минут могут забыться, — отмечает ученый. — Однако если этот человек чем-то вас заинтересовал, сведения о нем могут перейти в долговременную память и храниться там всю оставшуюся жизнь». А наиболее важные сведения для рода человеческого переходят даже в генетическую память и затем передаются по наследству, добавляет профессор.

Но как мозг узнает, какие сведения важные, а какие нет? Как работает механика запоминания на молекулярном уровне? Это стало проясняться лишь после того, как исследователи с помощью самой современной аппаратуры научились регистрировать электрические сигналы, проходящие от одной нервной клетки (нейрона) к другой, по «проводам»-аксонам от передающего нервного отростка-синапса одной клетки к принимающему отростку-дендриту другой. Обычно такие эксперименты проводятся с помощью тончайших электродов, вживляемых в мозг подопытных животных, или вообще на срезе культуры гипокампа, взятого из мозга лабораторной крысы.

Работа эта очень тонкая, требует большой усидчивости и внимания от экспериментатора, точнейшей настройки регистрирующей аппаратуры. Тем не менее, исследования идут, и вот к каким результатам они привели.

Оказывается, чтобы то или иное событие оказалось зафиксированным в кратковременной памяти, достаточно всего лишь электрического возбуждения, проходящего по цепи между несколькими нейронами. Этот сигнал как бы «пробивает» дорогу, налаживает контакт между определенными структурами, чтобы облегчить прохождение повторного сигнала. Но если такого сигнала не последует, возбуждение постепенно спадает, электрический потенциал уменьшается до обычной величины и событие стирается из памяти.

Для того чтобы память о том или ином событии, знакомстве закрепилась, необходимо прохождение повторного сигнала. Например, новый знакомец должен поговорить с вами, сообщив какой-то невероятный, интересный факт. Либо внешность его должна броситься вам в глаза (особенно это касается случаев знакомства с особами противоположного пола). Или само знакомство должно произойти при необычных обстоятельствах.

В общем, так или иначе, по уже налаженной цепи, как по проторенной дорожке, должны пройти повторные нервные сигналы. А они, в свою очередь, становятся катализаторами химических изменений. В мозгу, таким образом, происходит образование определенного вида белков, которые и становятся постоянными носителями того или иного информативного сигнала. Информация о том или ином событии переносится из кратковременной в долговременную память.

Однако чтобы произвести новый белок, требуется включить ни много ни мало генный механизм синтеза. Некий участок ДНК, находящийся в клеточном ядре данного нейрона, должен быть при этом скопирован на относительно небольшую подвижную молекулу, называемую матричной РНК, которая затем выходит в цитоплазму клетки, где специальные клеточные органеллы считывают закодированные в ней инструкции и на основании их производят синтез нужных молекул белка.

Такая вот непростая механика. Она осложняется еще и тем, что один нейрон способен образовывать десятки тысяч различных синаптических связей. Поэтому трудно предположить, чтобы для каждого из синапсов существовал свой собственный ген, отзывающийся на прохождение сигнала.

Нейробиологи предполагают, что, кроме всего прочего, в синапсе, получившем достаточную стимуляцию, вырабатываются еще и молекулы какого-то сигнального вещества, служащего катализатором дальнейших процессов. Однако долгое время зафиксировать эти «катализаторы памяти» не удавалось. Ведь, по идее, они должны существовать сравнительно короткий срок и распадаться тотчас, как в них отпадет нужда.

И лишь в 1997 году Юву Фрею из немецкого федеративного Института нейробиологии и Ричарду Морису из Эдинбургского университета в своих экспериментах удалось зафиксировать некие следы существования таких белков «памяти», прояснив суть процесса.

Но и это еще не все. Нужно было понять, почему по одному поводу мозг запускает всю эту сложную машину перевода воспоминания из кратковременной в долговременную память, а по другому — нет. И тогда американский психолог Дональд Хебб вспомнил о знаменитых опытах российского академика И.П. Павлова на собаках. «Как собак приучали выделять слюну при звуках колокольчика, так и мозг в процессе самообучения вырабатывает рефлекс при определенных условиях переводить воспоминания из кратковременных в долговременные», — решил психолог.

Именно потому, кстати, в мозгу у каждого из нас практически не сохраняются воспоминания из раннего детства. Мозг в то время еще не знает, какие воспоминания следует сохранять, а какие нет, какие события являются особыми, а какие — рядовыми. А потому с легкостью забывает все.

И должно произойти нечто выдающееся, чтобы память о том или ином событии сохранилась. Со временем же мозг тренируется, образует привычку к запоминанию, и наши воспоминания становятся более упорядоченными. Причем наиболее ярки среди них те, которые были каким-то образом усилены. Таким «усилителем» зачастую являются эмоции. Стоит человеку испугаться или, напротив, обрадоваться, в его кровь из надпочечников выбрасываются особые вещества — гормоны, которые интенсифицируют обменные процессы в организме. И человек не только получает возможность, к примеру, убежать от злой собаки, но и запоминает этот случай на всю жизнь.

А если подобные случаи повторялись довольно часто и не с одним человеком — наверное, нашим предкам приходилось довольно часто спасаться от преследовавших их хищников, то подобные сигналы проходили даже на генетический уровень, вызывали перестройку самих генов.

Как именно это происходит, исследователи и разбираются в настоящее время. И кое-что им удается. Так, в экспериментах, воздействуя на определенные участки коры головного мозга, ученые сумели вызвать у испытуемых отчетливые воспоминания о тех временах, когда их еще и на свете не было. И такая генетическая память для человечества, пожалуй, не менее важна, чем та, что помогает вам учить уроки и помнить, как кого зовут. Ведь иначе может получиться, что мы с вами и в самом деле превратимся в Иванов, не помнящих родства.

Однако иногда в нашем организме имеют место и процессы противоположной направленности. Некое эмоциональное или физическое воздействие может оказаться настолько неприятным для человека, что его мозг, руководствуясь инстинктом самосохранения, напротив, выбрасывает, стирает воспоминания о нем из памяти. Иначе это воспоминание не дало бы возможности мозгу нормально функционировать в дальнейшем.