§1 Привыкание и сенситация – простейшие формы научения

Элементы индивидуального научения появляются у весьма примитивных животных, задолго до того, как возникает такой орган, как мозг. Если вернуться к червям планария, то можно обнаружить, что прикосновение к телу стеклянной палочки заставляет их свёртываться в комочек. Это нормальная защитная реакция. Простейший безусловный рефлекс. Можно множество раз повторять такой опыт, а планария будет снова и снова сворачиваться, а потом распрямляться. И всё-таки если опыт продолжать достаточно долго, реакция червя начнёт постепенно ослабевать, пока не исчезнет вовсе. Нам с вами эта реакция также присуща. Одевая новую одежду, мы долго чувствуем её своей кожей, но проходит какое-то время – и забываем о ней. Эта реакция называется привыканием или габитуацией Нервные окончания продолжают воспринимать одежду (попробуйте раздеться!), но нервная система как бы игнорирует сигналы привычного комплекса раздражителей – они не учитываются как значимые характеристики среды.

Габитуация интересна ещё с одной стороны – если «привыкшую» к прикосновению палочки планарию подвергнут воздействию и ещё каким-либо стимулом (например, ярким светом), то она вновь станет извиваться от прикосновения палочки. Реакция полностью восстанавливается. Это называется – дегабитуация (снятие привыкания). Поэтому габитуация и дегабитуация, отвечающие критериям научения, рассматривают как очень примитивные формы кратковременной памяти, которые позволяют воздерживаться от ненужных реакций, а значит – предотвращают утомление.

Впрочем, у планарий можно обнаружить и качественно иную форму кратковременного научения, называемую – сенситизация. Реакция по сути своей противоположна привыканию Сенситизация – это явления усиление ответа на слабый специфический стимул в том случае, если он сочетается во времени с неприятным воздействием. Если слабые прикосновения палочкой, которые планария ранее не замечала, сопровождать воздействием электрическим ударом, то теперь планария резко реагирует на легчайшие прикосновения к ней. Что особенно важно, так это повышение чувствительности сенситизированного животного к любым стимулам, усиление реакции на воздействия, которые ранее им просто не замечались.

Неспецифичность габитуации и сенситизации – это главный отличительный признак простейших форм научения у многоклеточных животных, имеющих нервную систему. Они обычно объединяются в группу, называемую неассоциативным научением. «Истинная» память характеризуется высокой специфичностью и значительно большей долговременностью.

Память как феномен с древнейших времен интригует учёных. В разных культурах выдвигались свои представления об этом явлении.

У древних греков существовали весьма причудливые представления о связи памяти и обучения. Для них обучение представляло собой волевое усилие, направленное на получение информации. Память же была случайным хранилищем повседневных событий. Платон оформил очень оригинальный взгляд на обучение, считая, что технологии образования заключаются в пробуждении врожденно присущих человеку знаний. То есть ученик способен обучиться лишь тому, что уже существует в его психике. С первого взгляда эта идея кажется очень странной. Но насколько лучше механистическое утверждение Декарта, уподоблявшего животное часам, которые, будучи заведёнными и выставленными на нужное время, абсолютно исправно показывают время, «помня» исходный толчок и правильно исполняют свойственные их виду действия: одни отсчитывают нужное количество «ку-ку», а другие – отыгрывая гимны?

Философы древности относились к человеческой памяти с величайшим почтением. Дело доходило до того, что даже к достоинствам письменной культуры высказывалось резко негативное отношение. Так, Платон приписывает Сократу утверждение об античеловеческой природе письма: оно выносит за пределы нашего духа то, что на самом деле может существовать только в нём.

Проблема памяти столь грандиозна, что здесь постоянно кипят страсти и возникают дискуссии, граничащие со скандалом. Так, в середине 60-х годов, в период расцвета молекулярной биологии, когда в умы учёных проникла идея о том, что молекулы ДНК это информационные молекулы, они стали как бы воплощением информации. И если ДНК служит вместилищем генетической информации, то почему бы им не быть носителем памяти мозга? Ведь известно, что зрелые нервные клетки не способны делиться. Может быть данное свойство нейронов имеет целью предотвратить разрушение информации, приобретённой в индивидуальном опыте, которая каким-то образом сохраняется в их ДНК? Приверженцы таких взглядов встречаются и до сих пор. Нередко можно встретить утверждения о том, что существуют три типа биологической памяти: а) генетическая, б) обычная, которая является функцией мозга и в) иммунологическая. При этом утверждается, что различия между ними лишь видимые, что у них много общего и все три имеют общий механизм (пока не выясненный). Экспериментальные данные, указывающие на роль синтеза РНК и белков в образовании следов памяти, легко вписывались в новое «молекулярное мышление». Если к этому добавить не вполне корректные сопоставления «обычной» памяти и памяти компьютеров, то картина совсем запутывается. Хотя для профессиональных нейробиологов и генетиков произвольное употребление термина «память» в столь разных случаях представляется лишь игрой слов. Впрочем, «что-то общее», действительно, может быть, но не на уровне общности механизмов.

В связи со сказанным, следует рассмотреть поучительный пример, который долго тревожил умы специалистов по исследованию поведения и общественное мнение. Положение было обострено в середине 60-х годов, когда появились сообщения о совершенно необычных опытах по «научению» планарий, которые, напомним, не имеют мозга. Но дело даже не в этом:

Инициатором этих исследований был непредсказуемый Д. Мак-Коннелл из Анн-Арбора (штат Мичиган), который в серии работ, появившихся в шестидесятые годы сначала в обычных научных журналах, а потом в его собственном издании под экзотическим названием Worm-Runner Digest описывал опыты с обучением плоских червей. Животных подвергали воздействию света в сочетании с электрическим ударом, после чего разрезали на мелкие части и скармливали другим, необученным червям. По утверждению Мак-Конелла, последние начинали вести себя так, будто помнили условные реакции, которые были свойственны съеденным ими особям, тогда как у червей, которым скармливали необученных собратьев, поведение не изменялось Упоминания об этих опытах в течение нескольких лет мелькали в заголовках научных и общедоступных публикаций, пока не приобрели дурную славу, так как выяснилось, что у плоских червей вообще очень трудно выработать ассоциацию между световым стимулом и электрическим ударом, не говоря уж о воспроизведении последующих этапов эксперимента.

Однако к тому времени это уже было неважно, так как стали появляться сообщения об аналогичных опытах на млекопитающих. Одна из первых публикаций принадлежала ученику Мак-Конелла Аллану Джекобсону, ... который в 1965 г. сообщил, что он обучал крыс подходить к кормушке при вспышке света или щелчке, после чего забивал животных, экстрагировал из их мозга РНК и вводил в пищеварительный тракт необученных особей; тогда последние тоже приобретали склонность подходить к кормушке при подаче соответствующего сигнала (щелчка или световой вспышки), хотя кормушка была пуста и животные не получали подкрепления. Джекобсону удалось даже передать таким образом навык подхода к кормушке от крыс хомячкам.

Сообщения о передаче опыта (или даже просто улучшения памяти) с помощью РНК вызвали волну полемики в научной литературе. В 1966 году в авторитетном журнале Science появилась статья, подписанная 23 авторитетными специалистами в области исследования памяти, которые категорически утверждали, что опыты Джекобсона совершенно невоспроизводимы.