Ложь во спасение: как с помощью наших воспоминаний ученые смогут лечить психические расстройства

— Меня зовут Стив Рамирес, и я доцент кафедры психологии и наук о мозге в Бостонском университете. Случай вдохновил меня заняться нейробиологией. В старших классах и колледже я думал, что получу стипендию за занятия музыкой. Я любил гуманитарные науки, музыку и медицину. Я понятия не имел, что хотел делать.

У меня состоялся разговор с бывшим консультантом, который спросил: «Если вы интересуетесь астрономией, медициной, музыкой и Шекспиром, почему бы не изучить то, что породило все это, а именно — мозг?» Это один из немногих моментов в моей карьере, когда я понял, что, изучая мозг, я получу возможность изучать то, что породило все когда-либо существовавшее. Эта идея зацепила меня. Я решил стать волонтером в исследовательских лабораториях и получить некоторый практический опыт. Мне понравилась нейробиология, и со временем я окончательно влюбился в нее.

— Национальные институты здравоохранения ежегодно инвестируют около $10 миллиардов в исследования в области нейробиологии, но мозг все еще не изучен до конца. Почему это происходит и что делает мозг таким сложным органом для изучения?

— Земле около четырех миллиардов лет, и мозгу потребовалось примерно столько же времени, чтобы эволюционировать в то, чем он является сегодня. Наша средняя продолжительность жизни составляет 76 лет. И у нас есть около 76 лет, чтобы перепроектировать то, что за четыре миллиарда лет превратилось в мозг современного человека. Нейробиология существует около 100 лет. На самом деле, только в эти последние сто лет мозг начал всерьез восприниматься как центр контроля наших мыслей, действий, чувств и так далее.

Нейробиология относительно молода по сравнению с физикой или математикой, которые старше ее на несколько тысяч лет. Прогресс был огромным, но это только верхушка айсберга, поскольку человеческий мозг насчитывает 86 миллиардов мозговых клеток и более ста триллионов соединений. Поразительно, на какую вычислительную мощность он способен. Тот факт, что теперь мы можем проникнуть внутрь этой системы и использовать новые технологии для прослушивания мыслей и чувств мозга, отражает то, где находится современная нейробиология.

Мы не знаем, как работает эта машина, и мы все еще обнаруживаем новые соединения внутри нее. В мозге все еще много неизведанных территорий, и, на мой взгляд, мы еще не раскрыли всю его схему и все еще не разобрались в принципах ее работы.

— В своем последнем исследовании вы изучали воспоминания. Что подразумевается под воспоминанием и как оно может изменить мозг?

— Есть самые разные воспоминания. Есть воспоминания о том, что мы делали прошлой ночью. Существует другой вид воспоминаний — моторная память при игре на пианино или воспоминания о пережитых эмоциях и удержание чувств того, что произошло. Когда мы думаем о памяти, большинство из нас склонны представлять такого рода наши личные переживания, которые мы можем вспомнить. Мы можем отправиться во времени в какой-то момент нашего прошлого, закрыть глаза и временно пережить некоторые его фрагменты. В этом смысле воспоминание — это способ мозга кодировать какой-то аспект опыта и сохранять эту информацию для последующего использования.

Воспоминание — это постоянное изменение, существующее в мозге, и мозг может каким-то образом возвращаться к этому постоянному изменению, чтобы вспомнить определенный опыт, каким бы он ни был.

С точки зрения психологии это способность мозга кодировать, хранить и извлекать информацию. С точки зрения нейробиологии — это идея о том, что клетки мозга изменяются в результате опыта, но эти паттерны и изменения могут быть пересмотрены позже, чтобы сделать возможным само воспоминание. Каждое из них — это копирование опыта, будто ты нажимаешь в Microsoft Word кнопку с надписью «Сохранить как».

— Если воспоминание незначительно меняется каждый раз, когда мы думаем о нем, есть ли вероятность, что если мы будем достаточно часто вызывать значимое воспоминание, однажды оно окажется совершенно другим?

— Есть поговорка, что нельзя дважды войти в одну и ту же реку. Я думаю, что это справедливо и в отношении памяти, потому что вы не можете вспомнить одно и то же воспоминание дважды. Некоторые фрагменты искажаются и обновляются или модифицируется каждый раз, когда мы вспоминаем о нем. Я все еще могу с некоторой уверенностью вспомнить, что я делал на свой 21-й день рождения или где я был, когда получил свою нынешнюю работу. Но когда мы мысленно воспроизводим прошлое, то постоянно немного искажаем свое воспоминание.

Реальность такова, что каждое воспоминание — это маленькая ложь во спасение, которую преподносит нам мозг. По большей части в нем содержится наиболее важная информация, необходимая нам для выживания или повседневных дел. Наша память необычайно хороша, но иногда в системе возникают ошибки, из-за которых воспоминания со временем могут немного искажаться.

Каждый раз, когда мы погружаемся в воспоминание, если мы постоянно обновляем его по крупицам информации, то тогда само собой разумеется, как сказала Даниэла Шиллер, профессор Маунт Синай: иронично, но самые правдивые воспоминания, которые у вас есть, вероятно, те, которые вы никогда не вспоминаете. Это те, которые в конечном итоге становятся самыми чистыми воспоминаниями, хранящимися в мозгу, — не запятнанные несовершенным процессом вспоминания. Воспоминания — это то, что объединяет наше самоощущение. Мы в пределах нашего собственного разума немного слепы к тем изменениям, которые происходят с ними с течением времени.

— Каковы потенциальные преимущества и недостатки этих измененных воспоминаний?

— Именно здесь научная грамотность становится еще более важной, чем когда-либо, особенно если мы используем память в качестве доказательства; делать это всегда нужно с некоторой долей скептицизма. Это не означает, что воспоминания не соответствуют действительности или что люди откровенно лгут. Это говорит о том, что мы полагаемся на биологический процесс, который несовершенен точно так же, как и все в биологии. Воспоминания могут быть удивительно последовательными, но некоторые несовершенства и детали, которые оказываются искажены, могут действительно иметь значение.

В науке мы не полагаемся на свидетельства очевидцев. Мы опираемся на измерения с помощью инструментов, которые не имеют эмоциональных предубеждений или каких-либо встроенных биологических недостатков, что могло бы дать нам противоречивые данные. Мы используем воспроизводимые инструменты или производим что-то воспроизводимое и внешнее по отношению к нашим несовершенствам. Предположим, мы можем использовать такие линейки, шаблоны, чтобы, так сказать, иметь возможность измерить истинность чего-либо. В этом случае, например, память становится важным компонентом показаний в суде, но не единственным.

Воспоминания могут быть удивительно последовательными, но некоторые искажения и детали могут действительно иметь значение.

— В вашем последнем исследовании эта концепция была применена для определения молекулярных и генетических различий между позитивными и негативными воспоминаниями. Почему вы решили заняться этим исследованием и можете ли вы рассказать нам, как вы его проводили? Что вы узнали об этих воспоминаниях?

— Одна из причин, по которой мы выбрали эту тему, заключалась в том, что положительные и отрицательные воспоминания нам очень близки и дороги. Они говорят об их силе и чем они могут быть для нас. Мы попытались выяснить: когда мозг обрабатывает положительные или отрицательные воспоминания, делает ли он это случайным образом? Есть ли в мозгу какие-то особые места, где хранятся положительные или отрицательные воспоминания? Существует ли специальная нейросхема для каждого из них?

Мы начали с важной области мозга, отвечающей за память, — гиппокампа. Мы использовали технологии, с помощью которых могли бы проникнуть в мозг и найти ячейки, которые хранят либо положительные, либо отрицательные воспоминания. Для начала мы заставили эти клетки светиться определенным цветом. Ячейки, обрабатывающие позитивные воспоминания, светились зеленым, а ячейки, обрабатывающие негативные воспоминания, — красным. Если поместить мозг под микроскоп, то можно посмотреть и сказать: «Вот где находится зеленый цвет. Вот где красный».

Примечательно, что первое открытие в этом исследовании заключалось в том, что позитивные и негативные воспоминания, по-видимому, действительно расположены в разных отделах в мозге. Положительные воспоминания находятся в одной части гиппокампа, а отрицательные — в основном в другой части. Затем мы использовали инструменты, с помощью которых искусственно активировали некоторые клетки мозга, и задались вопросом: «Можем ли мы активировать позитивное воспоминание? А негативное?» И визуализировали позитивные и негативные воспоминания. Когда мы искусственно активируем их, то возвращаем соответствующее позитивное или негативное воспоминание.

Наконец, мы хотели проникнуть в их геном и узнать: «Есть ли различия между позитивным и негативным опытом на генетическом уровне? Или это все воспоминания и между ними нет никакого реального различия на позитивные и негативные?» И когда мы посмотрели на уровень генома и молекулярные отпечатки пальцев, которые оставляют за собой позитивные и негативные воспоминания, то увидели в них значительные различия. Клетки позитивных воспоминаний, казалось, были полны генов, участвующих в защите клеток мозга от отмирания с течением времени. Клетки негативной памяти, по-видимому, полны генов, участвующих в ухудшении состояния и даже связанных с болезнью Альцгеймера.

— Ваше исследование стало возможным только благодаря передовой технологии под названием «оптогенетика». Как работает эта технология и как достижения в области нейробиологии за последние десять лет позволили реализовать новые исследовательские проекты, которые ранее были невозможны?

— Десять лет назад покойный коллега и друг Ху Лю и я смогли показать, что мы можем искусственно активировать воспоминания, и это стало началом нашей карьеры. Цель всегда была двоякой. Во-первых, можем ли мы искусственно манипулировать воспоминаниями, чтобы увидеть, что это говорит нам о мозге? Шаг первый — это искусственная повторная активация памяти и наблюдение за тем, на что способен мозг. Во-вторых, можем ли мы искусственно манипулировать воспоминаниями таким образом, чтобы-либо предотвратить разрушение мозга с течением времени, либо восстановить его?

Долгосрочная цель заключается в том, чтобы ответить на вопрос — могут ли сами воспоминания использоваться в качестве лекарства или лечения? Что мы надеемся получить, имея возможность каталогизировать положительные и отрицательные воспоминания в мозге? Это проникнуть внутрь и начать рассматривать очень специфические переживания и следы, которые они оставляют в мозге. Можем ли мы составить карту этих переживаний во всем мозге? Можем ли мы увидеть, как меняется эта карта по мере того, как мозг переходит в дегенеративное состояние? Или когда мозг входит в какое-то патологическое изменение, как меняется позитивное воспоминание? Подвержено ли оно изменениям больше, чем негативное воспоминание, или негативное может исчезнуть в случае определенной патологии?

Мы надеемся, что сможем сказать, что у нас есть рычаги воздействия на положительные и отрицательные воспоминания в мозге, и использовать это для некоего блага самого мозга.

— Надеетесь ли вы, что при продолжении исследований мы однажды сможем использовать свой же мозг для лечения психических расстройств, таких как ПТСР и депрессия? Чтобы это имело практическое значение не только для медицинской науки, но и для миллионов людей, у которых есть проблемы с ментальным здоровьем?

— Пока у вас есть мозг, психическое здоровье имеет значение. Нейронный отпечаток, который у нас есть, уникален для каждого. С точки зрения психологического здоровья одна из моих целей как ученого — гуманизировать научный процесс, потому что нет науки без ученого. Наука — это человеческое начинание, и если мы не ценим ее человеческую составляющую, то проигрываем.

В центре внимания всегда находится человек, страдающий определенным заболеванием, это имеет большое значение для того, каким образом мы рассматриваем психическое здоровье. Человек ли это, живущий с некоторым расстройством, пытающийся пережить расстройство или, возможно, излечившийся от определенного расстройства. Личностно ориентированная перспектива напоминает нам, что психологическое здоровье напрямую влияет на человека и его мозг.

Это попытка нормализовать психическое здоровье как что-то, что мы все испытываем, что-то, что мы все переживаем, так, чтобы вокруг этого не было табу, чтобы была возможность сказать: «Вот конкретное расстройство, которое я либо пережил, либо страдал от него, либо нахожусь в процессе попытки справиться с ним». Чтобы это рассматривалось не как вина человека, а как то, что человек делает, чтобы попытаться улучшить свое самочувствие.

Память лежит в основе многих психических и нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера. Когда у нас отнимают воспоминания, у нас в конечном итоге отнимают нашу личность, то, кто мы есть, и то, как мы воспринимаем мир с течением времени. Итак, идея о том, что мы могли бы однажды либо восстановить память человека, либо предотвратить разрушение воспоминаний, на фундаментальном уровне является достойным, стоящим и по-настоящему хорошим человеческим начинанием.

Пока у вас есть мозг, психологическое здоровье имеет значение.

— Верите ли вы, что с появлением большего числа исследователей, расширяющих границы возможностей нейробиологии, мы откроем новые способы преобразования медицины? Что вас больше всего воодушевляет в области нейробиологии?

— Одна из вещей, которая меня больше всего волнует, — это идея о том, что не существует универсального подхода к психологическому здоровью и лечению мозга. Например, для отдельных людей некоторые аспекты когнитивно-поведенческой терапии могут работать лучше всего. Для других лучше всего подойдет подход, основанный на лекарствах. Для третьих сработает и то и другое. Но как мы можем предсказать, какой рецепт или коктейль из лекарств сработает, прежде чем прибегнуть к методу проб и ошибок? Цель персонализированной медицины такова: «Давайте возьмем вас в целом, человека с мозгом, с очень специфическим образованием и своей историей, и спросим: «Что лучше всего подойдет вам лично?»

Надеюсь, медицина эволюционирует в нашем восприятии мозга и психических расстройств, и мы, оглядываясь назад, сможем сказать: «Как мы выжили, используя эти грубые подходы к технологиям?» Я надеюсь, что наш взгяд на психологическое здоровье и лечение мозга человека через 2000 лет не будет похож на то, как это выглядит сегодня, потому что с течением времени мы сильно продвинемся в лечении человека.

— Недавно вы были удостоены премии Чана Цукерберга за лидерство в области научного разнообразия. Что для вас значит эта награда и почему для вас так важно поощрять и обучать ученых из разных слоев общества? Какие преимущества для исследований дает наличие разнообразной команды?

— Разнообразие в науке помогает всем. Оно дает людям возможность устанавливать связь на принципиально более глубоком уровне и глядеть на мир с разных точек зрения. Эта связь является основой командной работы для групп ради достижения общей цели, такой как открытие чего-то нового о мозге или о том, как устроен мир. Эта награда позволяет нам устанавливать такие связи с еще более обширной и разнообразной командой. Когда вы привлекаете к работе людей, которые понимают друг друга — или уважают очень разные жизненные пути друг друга и то, откуда они родом, — они не только проводят эксперименты и занимаются наукой вместе, но и учатся на жизненном опыте друг друга, что, я искренне верю, может сделать работу в лаборатории еще более ценным опытом. Все это помогает формировать следующее поколение граждан мира.

Я воочию убедился, как это помогает людям мыслить творчески или думать вслух, не чувствуя себя самозванцем или неадекватным. Это среда, которая принимает, поддерживает вас, хочет помочь вам развиваться. И потом, когда вы работаете с другими людьми, у которых есть общая цель, выигрывают все. Сама награда помогает моей лаборатории готовить следующее поколение нейробиологов, которые будут продолжать вдохновлять друг друга и весь мир.

— Что дальше ждет вас и ваши исследования?

— Два направления, которые мы собираемся сейчас исследовать, таковы. Во-первых, учитывая, что мы можем видеть картинку позитивных и негативных воспоминаний в мозге, что если мы добавим четвертое измерение — время — и спросим: «Как позитивные и негативные воспоминания меняются со временем?» Вместо одного снимка этой красивой картинки с красными и зелеными клетками, активность которых динамически меняется с течением времени, когда организм создает больше позитивных или негативных воспоминаний или сталкивается с каким-то психическим расстройством или входит в состояние нейродегенерации, мы хотим смотреть на воспоминания в режиме реального времени по мере их создания, обновления и по мере того, как в мозгу создается, сохраняется и активируется все больше воспоминаний. Именно тогда мы сможем принять во внимание всю сложность памяти.

Во-вторых, с воспоминанием связаны образы, звуки, запахи и эмоции, которые задействуют различные участки мозга, которые их обрабатывают. Воспоминания существуют в мозге в трех измерениях. Воспоминание — это сеть активности, которая существует во всем мозге. Как выглядит эта паутина активности? В исследовании мы сможем посмотреть на снимок — «вот поперечный срез клеток, участвующих в этом воспоминании в гиппокампе». Но давайте добавим третье измерение — пространство — и спросим: «Как конкретный опыт выглядит во всей его полноте в мозге?» Тогда мы сможем увидеть, где обрабатываются виды, звуки, запахи, эмоции и так далее. Мы увидим мозг, где все переплетено, перемешано друг с другом и разговаривает само собой, меняясь с течением времени.

Адаптированный перевод: Ксения Шумилова, участник проекта «Волонтеры рулят»
Иллюстрации: Дарья Иоанна Галимская, участник проекта «Волонтеры рулят»