Mózg to święta rzecz, nie możesz się nim bawić

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Laureat Nagrody Nobla Eric Kandel o molekułach pamięci, LSD dla kotów, tresurze skorupiaków, Wiedniu w 1938 roku i uchodźcom syryjskim.

Freud mieszkał w sąsiedniej dzielnicy Wiednia, przy Berggasse 19, a przyszły noblista miał wszelkie okazje spotkać go w drodze do szkoły. W filmie biograficznym, który prędzej czy później zostanie nakręcony, to spotkanie z pewnością odbędzie się - gdzieś w tle, jako obowiązkowy szczegół miejskiego pejzażu, z pewnością błyśnie ojciec psychoanalizy z rozpoznawalną brodą i cygarem. W 1938 roku, kiedy naziści zmusili Freuda do opuszczenia Austrii, Candel miał osiem lat.

Candelu ma teraz 87 lat i kontynuuje pracę na Uniwersytecie Columbia w Nowym Jorku. Na progu swojego biura pojawia się w muszce i olśniewającej białej koszuli – jakby działo się to w przedwojennej Europie. „Właśnie przyleciałem z Wiednia”, mówi. A wyobraźnia - automatycznie, bo właśnie tym razem i w tym miejscu poświęcona jest "Wiek samowiedzy", ostatnia książka przełożona na rosyjski przez Kandela - prześlizguje się obraz dyżurnego Wiednia sprzed stu lat z jego secesją, Klimt, Wittgenstein, Gödel i Webern, gdzie profesorowie medycyny byli czymś w rodzaju koncertujących pianistów, teatry anatomiczne sprzedawały bilety na autopsje, a wśród artystów popularna była nowa modna freudowska teoria nieświadomości.

Zarówno Freud, jak i Kandel byli zaangażowani w pamięć przez całe swoje kariery naukowe – każdy na swój sposób. Z czego zbudowana jest nasza psychika? Dla Freuda - od kompleksów, stłumionych lęków, stłumionych wspomnień. Dla Kandela - od prionowego białka CPEB, tłumionego ekspresję genów i skoki stężenia enzymów zwanych „kinazami białkowymi” w procesach komórek nerwowych. Nauka lat 30. i 2010 r. mówi o mózgu różnymi językami, ale Kandel biegle posługuje się obydwoma.

Neurofizjologia zainteresowała go na uniwersytecie przede wszystkim dlatego, że dała mu szansę rozwiązania problemów psychoanalizy. „W 1957 roku, kiedy po raz pierwszy zacząłem pracować, musiałem porzucić pomysł, że możemy znaleźć w mózgu miejsce dla funkcji takich jak ego. Ale teraz, na przykład, instynktowne popędy Freuda nie są już taką tajemnicą. Wiemy, że podwzgórze odgrywa w tym ważną rolę. Ważną rolę odgrywa również ciało migdałowate. Zaczynamy więc stopniowo wiązać te funkcje z określonymi obszarami mózgu”- mówi Kandel.

W wieku 36 lat musiał wybrać – albo „to”, albo fizjologię komórek nerwowych. Kandelowi zaproponowano kierownika jednego z najbardziej szanowanych wydziałów psychiatrii w Stanach Zjednoczonych, gdzie psychoanaliza była główną metodą pracy z pacjentami, ale Kandel nie przyjął tej oferty, aby zamiast badać pamięć w eksperymentach laboratoryjnych na zwierzętach. Za te studia otrzyma Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2000 roku.

Jak możesz badać pamięć zwierząt, jeśli nie mogą dzielić się wspomnieniami? Nie piszą książek, nie przeglądają zdjęć z dzieciństwa, nie zagłębiają się w archiwa. Jeśli nie są do tego zdolni, to prawdopodobnie konieczne jest przynajmniej wzięcie na przedmiot testu kogoś bardzo podobnego do osoby. Szympans? Słonie, które – według popularnej angielskiej piosenki dla dzieci – „nigdy nie zapominają”? Czyj mózg może być dla nas dobrym wzorem – z wypartymi wspomnieniami traumy z dzieciństwa i pamięcią o tym, jak jeździć na rowerze?

Kandel na rolę modela wybrał niespodziewanego bohatera: mięczaka Aplysia californica, czyli zająca morskiego, stworzenia podobnego do ślimaka, ale tylko półmetrowego lub dłuższego i ważącego do siedmiu kilogramów. Aplysia w ogóle nie ma mózgu w zwykłym tego słowa znaczeniu.

Nad biurkiem Kandela wisi pełnometrażowy czarno-biały portret małża. Zamiast mózgu Alysia ma pięć par węzłów nerwowych z gigantycznymi komórkami nerwowymi - które w rzeczywistości lubiła Candelę: im większa komórka, tym łatwiej w nią zajrzeć. Przestraszona Alysia wypuszcza chmurę kolorowego atramentu. Dla nauki najciekawsze jest to, że związek między reakcją a bodźcem nie jest sztywno ustalony raz na zawsze - aplysia wie, jak uczyć się nowych rzeczy. Innymi słowy, mięczak bez mózgu może zapamiętywać. A jeśli przyjrzysz się pracy jej komórek nerwowych w procesie zapamiętywania, Kandel zdecydowała w połowie lat 70., pomoże to zrozumieć, jak ludzie pamiętają.

Jeśli wiemy, z jakich molekularnych części składają się wspomnienia, teoretycznie możemy liczyć na tabletki na zapomnienie, a na zapomnienie, jak w filmie „Eternal Sunshine of the Spotless Mind”, gdzie udają się na leczenie do neurofizjologa. nieszczęśliwa miłość. O tej perspektywie ciągle się mówi i pisze, ale Candel szczerze nie lubi takiego formułowania kwestii swojej twórczości.

„Nie interesują mnie pigułki. Po co w ogóle ingerować w mózg? Dlaczego nie tylko zrozumienie, bez ingerencji? Ty dbasz o kontrolę umysłu, a ja dbam o świadomość. Chcę zrozumieć, jak działa pamięć na wszystkich poziomach i zrozumieć, skąd bierze się kreatywność”.

* * *

Według popularnonaukowego magazynu New Scientist, komórki krwi odnawiają się całkowicie w ciągu 150 dni: żadna z czerwonych krwinek, które krążyły w naszych żyłach rok temu, już nie istnieje. Żywotność komórki skóry wynosi dwa tygodnie. Nawet komórki kostne żyją tylko 10 lat. Tkanki naszego ciała są rzeczą krótkotrwałą: są włączone w cykl ciągłego przetwarzania. Jeśli organizm w szaleńczym tempie trawi własną krew, skórę i kości, to jaki biomateriał jest w stanie przenosić szczegółowe wspomnienia sprzed 80 lat?

W swojej książce „W poszukiwaniu pamięci” Kandel szczegółowo opisuje, jak w listopadzie 1938 r. do ich mieszkania wkroczyła nazistowska policja i nakazała oczyszczenie lokalu – zamieszkanie na czas nieokreślony w innej żydowskiej rodzinie. Na następnych kilku stronach wspomina się o znaczkach pocztowych, które brat zdołał zabrać ze sobą, oraz o bandażu, który miał zachować kształt wąsów – używała go głowa rodziny, która ich schroniła kładąc się spać, oraz o zniszczeniu w domu, znaleźli, kiedy wrócili.

Gdyby to wszystko zostało nagrane na kliszę, od 1938 roku zdążyłoby wyschnąć i pęknąć. Ale gdzieś w głowie tajemnicze, nietrwałe cząsteczki organiczne przechowują te informacje lepiej niż film.

Aplysia mięczaków dała szansę, by choć z daleka podejść do tego zagadnienia. Kandel zaczął od zbadania pamięci krótkotrwałej, w której żyją wrażenia z ostatnich kilku sekund. Sekunda to już bardzo długi czas według standardów komórki nerwowej, która w tym czasie ma czas na naładowanie się prądem setki razy i wystrzelenie impulsu elektrycznego w swoich sąsiadów. Skąd w środku tej burzy elektrycznej biorą się tysiące razy wolniejsze procesy? Opisanie związków przyczynowych, które za tym stoją, zajęło ponad piętnaście lat.

Pierwszym jest neuron pomocniczy, który działa jak pokrętło głośności dla elektrycznej kanonady. Najbliższym jakościowym odpowiednikiem tej „głośności” u mięczaków jest stres u ludzi, który tłumi reakcje emocjonalne. Co oznacza „przekręcić klamkę”? Wyizolować cząsteczki neuroprzekaźnika serotoniny, które niczym klucz w zamku leżą w czekających na nie receptorach na powierzchni komórki docelowej i wpływają na zachodzące w niej procesy. Jakie są te procesy? Synteza specjalnych cząsteczek zwanych „cyklicznymi AMP”, które żyją w komórce znacznie dłużej niż impulsy elektryczne. Tempo syntezy jest kontrolowane przez enzymy, praca enzymów jest regulowana przez geny, aktywność genów zależy od sieci regulacji genów - i tak dalej: łańcuch przyczynowo-skutkowy jest długi.

Aby doprecyzować szczegóły, trzeba było dokonać sekcji złotej rybki i wydedukować - zrobili to już inni naukowcy - linię genetyczną zmutowanych much o oficjalnej nazwie „dunce” (dunce): nie byli w stanie zapamiętać, jak pachnie zanim zostali zranieni. Aby dowiedzieć się, jak serotonina, ta sama „kontrola głośności”, wiąże się w korze wzrokowej, Kandel podał LSD kotom: zaczął pracować z tą substancją w 1955 roku, zanim pierwsi hipisi spróbowali tego.

A co z ludzkimi doświadczeniami? To samo LSD, chociaż naukowcom zabroniono go używać już w latach 60-tych, powróciło w 2000 roku do laboratorium wraz z meskaliną i psilocybiną, gdzie zdrowi ochotnicy zabierają je pod nadzór naukowców. A potem i teraz Kandel kategorycznie sprzeciwia się temu: „Ludzki mózg jest rzeczą świętą. Nie możesz się z nim bawić”.

* * *

Kiedy książka „W poszukiwaniu pamięci” została po raz pierwszy opublikowana w języku angielskim w 2006 roku, Kandel napisał, że nawet najbardziej rutynowe operacje naszego mózgu – na przykład rozpoznawanie twarzy i obiektów – to zadania o niewyobrażalnej złożoności obliczeniowej: komputery”. Od tego czasu coś się zmieniło: w 2012 roku doktorant z Uniwersytetu w Toronto, Alex Krizhevsky, wymyślił sieć neuronową, która z rekordowo niskim poziomem błędów zdołała sklasyfikować 1,3 miliona zdjęć na tysiąc zajęć w konkursie ImageNet. W szczególności konieczne było odróżnienie gekonów od legwanów, a Yorkshire terierów od Norfolk - a sam program komputerowy, bez wyraźnych instrukcji, nauczył się znajdować subtelne różnice między gatunkami jaszczurek a rasami psów.

Skomplikowane wersje tej sieci neuronowej do 2014 roku zaczęły lepiej rozwiązywać problem rozpoznawania obrazu niż człowiek. „Robią z tym świetną robotę”, Kandel kiwa głową: teraz musisz zilustrować wyższość żywego mózgu nad wszystkim innym czymś nowym. Gdzie sztuczna inteligencja jest jeszcze gorsza od naturalnej inteligencji - a teraz co ta ostatnia musi zrobić, aby prześcignąć mózg?

„Myśl twórczo” - mówi Kandel. Sieci neuronowe już wiedzą, jak komponować teksty podobne do wierszy Letova i przerysowywać fotografie w stylu Van Gogha, ale to wszystko, według Kandela, nie jest tym samym: „Naśladowanie to jedno, wymyślanie nowych stylów to drugie”.

Najmniej można posądzać laureata Nagrody Nobla o to, że nie wierzy w taką możliwość. Jego książka „The Age of Illumination” opowiada o tym, jak dostrzec w twórczości artysty specyficzne metody oddziaływania na mózg, umiejętność pociągnięcia we właściwym czasie odpowiedniej dźwigni mechanizmów empatii. Kandel jest kolekcjonerem i wielkim fanem wiedeńskiej secesji, dlatego głównymi bohaterami jego książki, rozumowania o naturze twórczości, którą rozciąga na wszystkich artystów w ogóle, są Klimt, Schiele i Kokoschka.

Obrazy Kokoschki „działają na ciało migdałowate jak porażenie prądem”. Linie węzłowe na jego obrazach powtarzają ruchy spojrzenia, które zostały naszkicowane przez radzieckiego psychofizjologa Alfreda Yarbusa (zamocował na gałkach ocznych ciasno dopasowane soczewki kontaktowe połączone z rejestratorem ruchu). A kanciastości i zniekształcenia w ekspresjonistycznych portretach są sygnałami, które są doskonale odczytywane przez liczne strefy rozpoznawania twarzy w mózgu.

Realizm, z jego dążeniem do jak najdosłowniejszego odtworzenia geometrii trójwymiarowego świata, nie jest w tym sensie najlepszym sposobem na zmuszenie naszych mózgów do włączenia empatii. Z fotograficzną dokładnością nie ma sensu przerysowywać osoby centymetr po centymetrze, jeśli w mózgu znajdują się zupełnie nieproporcjonalne obszary odpowiedzialne za percepcję twarzy, rąk - i reszty ciała.

Co się stanie, jeśli jeszcze dalej odejdziemy od malarstwa klasycznego? Kandel wydaje się być sceptycznie nastawiony do sztuki po latach pięćdziesiątych: na przykład akcjonizm – nawet wiedeński, bez względu na to, jak ciepło czuje do Wiednia – pozostawia go obojętnym. Co neurofizjologia ma do powiedzenia na temat takich emocji jak wstręt czy strach, z którymi współpracują Marina Abramowicz i Valli Export,podczas eksperymentów na własnym ciele? „To mnie nie interesuje”, mówi krótko i zmienia temat.

* * *

Jakie tematy polityczne władze powinny przede wszystkim dyskutować z naukowcami? Imigranci, Kandel natychmiast odpowiada. „Trump zakazał wjazdu ludziom z różnych krajów i uważam to za bardzo niebezpieczne”, wspomina dekret prezydencki, który w styczniu uniemożliwił obywatelom Iranu, Iraku, Syrii, Jemenu, Libii, Somalii i Sudanu wjazd do Stanów Zjednoczonych. Państwa. Zakaz, później uchylony przez sąd, był bezwarunkowy – nawet ci, którzy mają rodzinę w Ameryce, kontrakt z Microsoftem lub wydział na Ivy League University byli lub mieli zamiar rozmieścić na granicy.

Co mogłaby na to powiedzieć nauka? Kandel mówi: „Podam ci osobisty przykład”. Laureat Nagrody Nobla - migrant i syn migranta. Jego rodzina musiała opuścić Wiedeń prawie w tym samym czasie co Freud. Ale najpierw ksiądz Kandel, wraz z innymi wiedeńskimi Żydami, został zmuszony do szorowania szczoteczką do zębów z chodnika haseł anty-Anschlussowych. Potem zabrali i przenieśli sklep z zabawkami ojca do nowego aryjskiego właściciela. Następnie sam Kandel został wyrzucony ze szkoły, w której uczył się z nieżydowskimi dziećmi, i przeniesiony do nowej, tylko dla Żydów, na obrzeżach miasta.

„Ja, amerykańska gwiazda, a ja migrantka” to popularny argument: kiedy dziennikarze znaleźli współzałożyciela Google Sergeya Brina wśród protestujących przeciwko decyzji Trumpa w styczniu, rozumował w ten sam sposób. Ale jeśli Brin przybył do Ameryki z ZSRR w 1979 r. jako syn profesora matematyki, to rodzina Kandelów w 1939 r., według wszelkich kryteriów formalnych, nie należała do kategorii imigrantów, których wita się z otwartymi ramionami. Jego ojciec urodził się w maleńkim ukraińskim miasteczku pod Lwowem i miał niepełne wykształcenie. A sam Kandel po przybyciu do Ameryki został wysłany do szkoły religijnej – na naukę hebrajskiego i Tory.

Najbliższym analogiem tej sytuacji jest teraz ośmioletni arabski chłopiec, syn niewykształconego robotnika z Syrii, który zaraz po przeprowadzce udaje się na studia do medresy. Z punktu widzenia europejskiej czy amerykańskiej prawicy jest to doskonały przykład kogoś, kto w żadnym wypadku nie powinien być wpuszczany na Zachód.

Kandel jest przekonany, że jego przypadek jest bardziej regułą niż wyjątkiem. Kiedy ludzie mówią o amerykańskiej nauce, że jest to dzieło europejskich imigrantów, zwykle wyobrażają sobie celebrytów, takich jak Einstein czy Fermi, które miały już miejsce w Europie. Ale było ich tylko kilku: „Większość naukowców-imigrantów przybyła tutaj nie dlatego, że rząd liczył na ich przyszły wkład w naukę. Wielu z nich było bardzo młodych i ratowało sobie życie: gdyby oni, Żydzi, zostali w Europie, zostaliby po prostu zabici. Dotyczy to zwłaszcza Niemiec i Austrii. Ale wykorzystali Stany Zjednoczone i dorastali w tym cudownym środowisku. I osiągnęli wszystko, czego chcieli”.