Биохимический перенос памяти
Перенос памяти – гипотетическая возможность переноса памяти между организмами одного вида посредством молекул белка или РНК, популярная в 1960 – 1970 годах. Теория рассматривалась во многих странах мира, включая СССР. Некоторые эксперименты были опубликованы в весьма авторитетных журналах (Nature), но впоследствии названы авторами розыгрышами. Эти представления потеряли актуальность после признания того, что память формируется устойчивыми межнейронными контактами.
В конце 1950-х годов шведский биохимик Хольгер Хюде́н (швед. Holger Hydén, 1917 – 2000) выявил связь между степенью выработки двигательных навыков и количеством РНК в нейронах соответствующих моторных центров. Хюде́н заметил, что в процессе обучения содержание РНК в нейронах обучаемых животных заметно увеличивалось. Также он установил, что в организме наиболее активными продуцентами РНК являются нейроны, а в одной нервной клетке содержание РНК может быть в пределах от 20 до 20 000 пикограмм. На основании этих наблюдений Хюден выдвинул гипотезу о том, что именно молекула РНК является главным нейрохимическим субстратом памяти.
Вся эта увлекательная история с переносом памяти с помощью биохимических молекул началась с того, что американский биолог Джеймс В. Макконнелл (James V. McConnell, 1925 – 1990), специалист по уникальным возможностям планарий к регенерации, проверил, нельзя ли физически перенести память от одной планарии к другой.
Планарии – это небольшие свободноживущие плоские черви, обитающие в водоёмах по всему миру. Планарии умеют регенерировать утраченные части тела. Именно эта их особенность оказалась полезной для анализа механизмов переноса памяти.
Выработав у планарий простейший условный рефлекс – съёживаться под действием освещения, за которым следовало неприятное раздражение электричеством, исследователи разрезали подопытных животных пополам. Они предполагали проверить, сохранится ли условный рефлекс после процесса регенерации. Вдруг «обученная» нервная ткань с помощью каких-то химических веществ передаст возникшим в процессе регенерации новым отделам нервной системы выработанные знания. Рефлекс сохранился не только у животных, выросших из головного отрезка, но и из хвостового!
Тот вид планарий, с которыми работал Макконнелл, выделялся ещё одним редким свойством – каннибализмом. Учёный снова выработал у части планарий условный рефлекс. Затем порезал их на кусочки и скормил необученным. Планарии вскормленные таким образом воспроизвели результат обучения своих жертв. На ум сразу приходит мысль о ритуальном каннибализме, когда племя поедало мозг и сердце поверженного храброго воина или мудрого вождя дабы приобрести их мужество и мудрость!
Макконнелл предположил, что первичными элементами памяти в нервной системе являются молекулы рибонуклеиновых кислот. Неоднократные попытки воспроизвести опыт в других лабораториях, в том числе и прямыми инъекциями РНК, не дали никаких устойчивых результатов, и репутация Макконнелла оказалось сильно подорванной.
Опыты Макконнелла породили в научных кругах больше насмешек и забавных анекдотов, чем новых теорий. У всех на устах были вопросы меню. Студенты поговаривали, что следует съесть своих профессоров.
Однако, планарии до сих пор привлекают внимание исследователей как объекты, на которых удобно изучать процессы и регенерации, и памяти.
Джорджес Унгар из Бейлоровского университета в Хьюстоне был первым, кто отказался от популярной в те годы идеи, что переносчиками памяти служат рибонуклеиновые кислоты, и предложил на эту роль белки и пептиды, его основной посыл: «Один пептид – один акт поведения». [38]
Для своих экспериментов Унгар выбрал группу крыс у которых выработал противоестественный условный рефлекс – избегания темноты. Из мозга этих животных был выделен уникальный нейропептид, который никогда не наблюдался в мозге обычных крыс. Унгар расшифровал структуру этого пептида и назвал его скотофобин.
Описание этого эксперимента довольно долго считалось достоверным и даже входило в научные пособия.
К сожалению, вскоре Дж. Унгар – основоположник идеи молекулярного переноса памяти скончался. Но настоящий учёный воспитал достойных учеников.
Его дело продолжила Диана Десидерио, ученица и соратник Унгара, итальянка по происхождению – молодая обаятельная женщина. В итоге группа Десидерио сумела выделить и расшифровать более десятка пептидов, обеспечивающих перенос разнообразных навыков. Таким образом, Диана Десидерио развеяла тень сомнений над результатами пионерских исследований своего учителя.
Работы Унгара и Десидерио оказались отправной точкой, с которой в Институте экспериментальной медицины имени И.П.Павлова стартовали исследования молекул «прямого переноса памяти» в СССР.
После долгих, но безуспешных экспериментов исследователи убедились, что скотофобин не вызывает прямого переноса, а эффективность его действия проявляется лишь при частичном подкреплении реципиентов.
В тот момент учёным казалось, что дело за малым, нужно только подобрать подходящую экспериментальную модель, и интерес к теме сохранялся, несмотря на то, что она уже находилась под давлением критики.
За основу для новых исследований была выбрана «безмотивационная модель» по́зной асимметрии, базирующуюся на том, что результат раздражения оценивается по степени выраженности сгибания задней конечности. [38]
Но вновь не добившись результатов, исследователи сосредоточились на поиске влияния тех же пептидов на долговременную посттетаническую потенциацию (ДПП), одну из многообразных форм проявления пластичности и неассоциативного обучения.
После смерти Вартаняна в 1995 году все работы, связанные с исследованием переноса памяти, фактически закончились. Доказательств прямого переноса так и не получили [39].
Но поиски материальных следов памяти в мозге продолжились много лет спустя.
.