Hjernen er en hellig ting, du kan ikke leke med den

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Nobelprisvinner Eric Kandel om minnemolekyler, lsd for katter, skalldyrtrening, Wien i 1938 og syriske flyktninger.

Freud bodde i et nabokvarter i Wien, på Berggasse 19, og den fremtidige nobelprisvinneren hadde alle muligheter til å møte ham på vei til skolen. I en biografisk film som før eller siden vil bli filmet, vil dette møtet sikkert finne sted – et sted i bakgrunnen, som en obligatorisk detalj av bylandskapet, vil psykoanalysens far med gjenkjennelig skjegg og sigar helt sikkert blinke. I 1938, da nazistene tvang Freud til å forlate Østerrike, var Candel åtte år gammel.

Candelu er nå 87 og fortsetter å jobbe ved Columbia University i New York. På dørstokken til kontoret hans dukker han opp i sløyfe over en blendende hvit skjorte – som om dette skjedde i førkrigstidens Europa. "Jeg har nettopp fløyet inn fra Wien," sier han. Og fantasien - automatisk, fordi akkurat denne tiden og dette stedet er viet til "Selvkunnskapens tidsalder", den siste boken oversatt til russisk av Kandel, - glir et bilde av Wien på vakt for hundre år siden med sin løsrivelse, Klimt, Wittgenstein, Gödel og Webern, hvor professorene i medisin var som noe sånt som konsertpianister, anatomiske teatre solgte billetter til obduksjoner, og en ny fasjonabel freudiansk teori om det ubevisste var populær blant artister.

Både Freud og Kandel var engasjert i minnet gjennom hele sin vitenskapelige karriere – hver på sin måte. Hva er vår psyke laget av? For Freud - fra komplekser, undertrykt frykt, undertrykte minner. For Kandel - fra et prion-lignende CPEB-protein, undertrykte genuttrykk og hopper i konsentrasjonen av enzymer kalt "proteinkinaser" i prosessene til nerveceller. Vitenskapen på 1930- og 2010-tallet snakker forskjellige språk om hjernen, men Kandel er flytende i begge.

Nevrofysiologi interesserte ham ved universitetet først og fremst fordi det ga ham en sjanse til å løse problemene med psykoanalyse. I 1957, da jeg først begynte å jobbe, måtte jeg forlate ideen om at vi kunne finne et sted i hjernen for funksjoner som egoet. Men nå er for eksempel ikke Freuds «det», instinktive drifter, et slikt mysterium. Vi vet at hypothalamus spiller en viktig rolle i dette. Amygdala spiller også en viktig rolle. Så vi begynner gradvis å relatere disse funksjonene til bestemte områder av hjernen, sier Kandel.

Som 36-åring måtte han velge – enten «det» eller nervecellenes fysiologi. Kandel ble tilbudt sjefen for en av de mest respektable psykiatriavdelingene i USA, hvor psykoanalyse var hovedmetoden for å jobbe med pasienter, men Kandel aksepterte ikke tilbudet, slik at det i stedet for å undersøke hukommelsen i laboratorieforsøk på dyr. For disse studiene vil han bli tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin i 2000.

Hvordan kan du studere minnet til dyr hvis de ikke kan dele minner? De skriver ikke bøker, går ikke gjennom barndomsbildene sine, fordyper seg ikke i arkiver. Hvis de ikke er i stand til dette, er det sannsynligvis nødvendig i det minste å ta en som er veldig lik en person som testperson. Sjimpanse? Elefanter som - ifølge en populær engelsk barnesang - "aldri glemmer"? Hvem sin hjerne kan tjene som en god modell for vår - med sine fortrengte minner om barndomstraumer og minnet om hvordan man sykler?

Kandel valgte en uventet helt for rollen som modell: bløtdyret Aplysia californica, også kjent som havharen, en skapning som ligner på en snegl, men bare en halv meter eller mer lang og veier opptil syv kilo. Aplysia har ingen hjerne i den vanlige betydningen av ordet i det hele tatt.

Et svart-hvitt-portrett i full lengde av en musling henger over Kandels skrivebord. I stedet for en hjerne har Alysia fem par nerveknuter med gigantiske nerveceller – som hun faktisk likte Candela: Jo større cellen er, jo lettere er det å se inn i den. Når hun er redd, slipper Alysia ut en sky av farget blekk. For vitenskapen er det mest interessante at sammenhengen mellom reaksjon og stimulus ikke er stivt fast en gang for alle - aplysia vet hvordan man lærer nye ting. Med andre ord kan et bløtdyr uten hjerne huske. Og hvis du ser på arbeidet til nervecellene hennes i prosessen med memorering, bestemte Kandel på midten av 1970-tallet, vil det hjelpe å forstå hvordan folk husker.

Hvis vi vet fra hvilke molekyldeler minner er satt sammen, kan vi teoretisk sett stole på piller for glemsel, og piller som hjelper til å glemme, som i filmen "Eternal Sunshine of the Spotless Mind", hvor de går til en nevrofysiolog for å bli behandlet for ulykkelig kjærlighet. Dette perspektivet blir det stadig snakket om og skrevet om, men Candel liker ærlig talt ikke en slik formulering av spørsmålet om arbeidet hans.

«Jeg er ikke interessert i piller. Hvorfor forstyrre hjernen i det hele tatt? Hvorfor ikke bare forstå, ingen forstyrrelser? Du bryr deg om tankekontroll, og jeg bryr deg om bevissthet. Jeg ønsker å forstå hvordan hukommelsen fungerer på alle nivåer, og forstå hvor kreativiteten kommer fra."

* * *

Blodceller, ifølge det populærvitenskapelige magasinet New Scientist, fornyer seg fullstendig på 150 dager: ingen av de røde blodcellene som reiste gjennom årene våre for et år siden eksisterer ikke lenger. Levetiden til en hudcelle er to uker. Selv benceller lever i bare 10 år. Vevet i kroppen vår er en kortvarig ting: de er inkludert i syklusen med konstant prosessering. Hvis kroppen fordøyer sitt eget blod, hud og bein i et hektisk tempo, hvilket biomateriale er da i stand til å bære detaljerte minner fra 80 år siden?

I sin bok "In Search of Memory" beskriver Kandel i detalj hvordan nazipolitiet i november 1938 kom til leiligheten deres og beordret dem til å rydde lokalene - å flytte inn i en annen jødisk familie på ubestemt tid. De neste sidene nevner frimerkene som broren klarte å ta med seg, og bandasjen for å opprettholde formen på barten - familiens overhode som beskyttet dem brukte det når de la seg, og ødeleggelsene i huset som de fant da de kom tilbake.

Hvis alt dette ble tatt opp på film, ville det ha hatt tid til å tørke ut og sprekke fra 1938. Men et sted i hodet lagrer mystiske forgjengelige organiske molekyler denne informasjonen bedre enn film.

Bløtdyraplysien ga en sjanse til å nærme seg dette problemet i det minste langveisfra. Kandel begynte med å undersøke korttidshukommelsen, hvor inntrykkene fra de siste sekundene lever. Et sekund er allerede veldig lang tid etter standarden til en nervecelle, som i løpet av denne tiden har tid til å lade seg selv med elektrisitet mange hundre ganger og avfyre en elektrisk impuls mot naboene. Hvor, midt i denne elektriske stormen, kommer prosesser tusen ganger langsommere fra? Det tok mer enn femten år å beskrive årsakssammenhengene bak dette.

Den første er hjelpeneuronen, som fungerer som en slags volumknapp for elektrisk kanonade. Den nærmeste kvalitative analogen til denne "lydstyrken" i bløtdyret er stress hos mennesker, som sløver følelsesmessige reaksjoner. Hva betyr "vri håndtaket"? For å isolere molekylene til nevrotransmitteren serotonin, som, som en nøkkel i en lås, ligger i reseptorene og venter på dem på overflaten av målcellen og påvirker prosessene inne i den. Hva er disse prosessene? Syntese av spesielle molekyler kalt "syklisk AMP" som lever i cellen mye lenger enn elektriske impulser. Syntesehastigheten styres av enzymer, enzymers arbeid reguleres av gener, aktiviteten til gener avhenger av det genregulerende nettverket – og så videre: kjeden av årsak og virkning er lang.

For å avklare detaljene var det nødvendig å dissekere gullfisken og utlede - dette har allerede blitt gjort av andre forskere - den genetiske linjen av mutante fluer med det offisielle navnet "dunce" (dunce): de klarte ikke å huske hvordan den luktet før de ble skadet. Og for å finne ut hvordan serotonin, den samme "volumkontrollen", binder seg i den visuelle cortex, ga Kandel LSD til katter: han begynte å jobbe med dette stoffet tilbake i 1955, før de første hippiene prøvde det.

Hva med menneskelige erfaringer? Den samme LSD, selv om forskere ble forbudt å bruke den allerede på 1960-tallet, returnerte på 2000-tallet til laboratoriet sammen med meskalin og psilocybin, hvor friske frivillige tar dem under tilsyn av forskere. Og da, og nå, er Kandel kategorisk imot: «Den menneskelige hjernen er en hellig ting. Du kan ikke leke med ham."

* * *

Da boken "In Search of Memory" først ble utgitt på engelsk i 2006, skrev Kandel at selv de mest rutinemessige operasjonene i hjernen vår - for eksempel gjenkjenne ansikter og objekter - er oppgaver med ufattelig beregningsmessig kompleksitet: datamaskiner ". Siden den gang har noe endret seg: i 2012 kom en doktorgradsstudent fra University of Toronto, Alex Krizhevsky, med et nevralt nettverk som med en rekordlav feilrate klarte å klassifisere 1,3 millioner bilder per tusen klasser i ImageNet-konkurransen. Spesielt var det nødvendig å skille gekkoer fra iguaner, og Yorkshire terriere fra Norfolk - og selve dataprogrammet, uten eksplisitte instruksjoner, lærte å finne subtile forskjeller mellom øglearter og hunderaser.

Kompliserte versjoner av dette nevrale nettverket i 2014 begynte å løse problemet med bildegjenkjenning bedre enn en person. "De gjør en utmerket jobb med det," Kandel nikker med hodet: nå må du illustrere overlegenheten til en levende hjerne over alt annet med noe nytt. Hvor er kunstig intelligens fortsatt dårligere enn naturlig intelligens - og hva må nå sistnevnte gjøre for å overgå hjernen?

"Tenk kreativt," sier Kandel. Nevrale nettverk vet allerede hvordan de skal komponere tekster som ligner på Letovs dikt og tegne om fotografier i Van Goghs stil, men alt dette er ifølge Kandel ikke det samme: «Imitasjon er én ting, å komme opp med nye stiler er en annen».

Minst av alt kan en nobelprisvinner mistenkes for ikke å tro på en slik mulighet. Boken hans "The Age of Illumination" handler om hvordan man i en kunstners verk kan skjelne spesifikke metoder for å påvirke hjernen, evnen til å trekke den rette spaken til empatimekanismene til rett tid. Kandel er en samler og en stor fan av wiensk jugendstil, derfor er hovedpersonene i boken hans, resonnementet om kreativitetens natur som han utvider til alle kunstnere generelt, Klimt, Schiele og Kokoschka.

Kokoschkas malerier "virker på amygdalaen som et elektrisk støt." Nodallinjene i maleriene hans gjentar blikkbevegelsene som ble skissert av den sovjetiske psykofysiologen Alfred Yarbus (han festet tettsittende kontaktlinser koblet til en bevegelsesregistrator på øyeeplene). Og vinklene og forvrengningene i ekspresjonistiske portretter er signaler som leses perfekt av de mange ansiktsgjenkjenningssonene i hjernen.

Realisme, med sin ambisjon om å reprodusere geometrien til den tredimensjonale verden så bokstavelig som mulig, er i denne forstand ikke den beste måten å tvinge hjernen vår til å slå på empati. Med fotografisk nøyaktighet gir det ingen mening å tegne en person om centimeter for centimeter hvis det er helt uforholdsmessige områder i hjernen som er ansvarlige for oppfatningen av ansikter, hender - og resten av kroppen.

Hva vil skje hvis vi forlater det klassiske maleriet enda lenger? Kandel ser ut til å være skeptisk til kunst etter 1950-tallet: for eksempel gjør aksjonisme – selv wiener, uansett hvor varmt han føler for Wien – ham likegyldig. Hva nevrofysiologi har å si om følelser som avsky eller frykt som Marina Abramovich og Valli Export jobber med,når de gjør eksperimenter på egen kropp? «Det interesserer meg ikke,» sier han kort og endrer emne.

* * *

Hvilke politiske emner bør myndighetene først og fremst diskutere med forskere? Migranter, svarer Kandel umiddelbart. "Trump har forbudt folk fra forskjellige land å komme inn, og jeg synes det er veldig farlig," minnes han et presidentdekret som i januar gjorde det umulig for innbyggere fra Iran, Irak, Syria, Jemen, Libya, Somalia og Sudan å komme inn i USA. stater. Forbudet, som senere ble opphevet av retten, var ubetinget – selv de med familie i Amerika, en kontrakt med Microsoft eller en avdeling ved Ivy League University var eller var i ferd med å utplassere ved grensen.

Hva kan vitenskapen si til dette? Kandel sier: "Jeg vil gi deg et personlig eksempel." Nobelprisvinner - en migrant og sønn av en migrant. Familien hans måtte forlate Wien nesten samtidig med Freud. Men først ble far Kandel, sammen med andre wienske jøder, tvunget til å skrubbe anti-Anschluss-slagordene av fortauet med tannbørster. Så tok de bort og overførte farens leketøysbutikk til den nye ariske eieren. Så ble Kandel selv utvist fra skolen hvor han studerte med ikke-jødiske barn, og overført til en ny, kun for jøder, i utkanten av byen.

«I, an American celebrity, and myself a migrant» er et populært argument: Da journalister fant Sergey Brin, medgründeren av Google, blant demonstrantene mot Trumps avgjørelse i januar, resonnerte han på samme måte. Men hvis Brin kom til Amerika fra USSR i 1979 som sønn av en professor i matematikk, så falt ikke Kandel-familien i 1939, etter alle formelle kriterier, inn i kategorien innvandrere som blir tatt imot med åpne armer. Faren hans ble født i en liten ukrainsk by nær Lvov og hadde en ufullstendig skolegang. Og Kandel selv, da han kom til Amerika, ble sendt til en religiøs skole - for å studere hebraisk og Torah.

Den nærmeste analogen til denne situasjonen nå er en åtte år gammel arabisk gutt, sønn av en uutdannet arbeider fra Syria, som umiddelbart etter flytting går for å studere i en madrasah. Fra den europeiske eller amerikanske høyresidens synspunkt er dette det perfekte eksempelet på noen som under ingen omstendigheter bør slippes inn i Vesten.

Kandel er sikker på at hans sak er mer regel enn unntak. Når folk sier om amerikansk vitenskap at det er europeiske immigranters verk, ser de vanligvis for seg kjendiser som Einstein eller Fermi som allerede har funnet sted i Europa. Men det var bare noen få av dem: «De fleste av innvandrerforskerne kom hit ikke fordi regjeringen håpet på deres fremtidige bidrag til vitenskapen. Mange av dem var veldig unge og reddet livet: hvis de, jøder, hadde blitt i Europa, ville de rett og slett blitt drept. Dette gjelder spesielt for Tyskland og Østerrike. Men de utnyttet USA og vokste opp i dette fantastiske miljøet. Og de oppnådde alt de ønsket."