Глава 11. Взлом кода

Глава 11. Взлом кода

Для целого ряда мертвых языков такие попытки не привели к желаемому результату. Robinson, 2002.

Он не мог назвать имя нынешнего президента… Corkin, 2002.

…похоже, СВД играет важнейшую роль в накоплении новых воспоминаний, но не в хранении старых. Медики называют заболевание А. М. острой антероградной амнезией. Термин «антероградный» означает, что амнезия касается лишь событий после операции. Память больного о событиях до нее осталась практически в неприкосновенности, хотя А. М. хуже помнил то, что произошло незадолго до хирургического вмешательства, чем отдаленное прошлое. А значит, у него развилась и слабая форма ретроградной амнезии, причем с градацией по времени.

Дальнейшие эксперименты касались ее роли в процессах припоминания. Gelbard-Sagiv et al., 2008.

Возможно, эти связи позволяют группам нейронов из CA-3 формировать клеточные ансамбли. Идея принадлежит Дэвиду Мэрру, который первым стал теоретизировать насчет клеточных ансамблей в CA-3. Нейроны остальных частей гиппокампа создают синапсы с нейронами других зон мозга, а не со своими ближайшими соседями.

…у человека область CA-3 все-таки довольно большая, и мы пока не в состоянии отыскать ее коннектом. Более того, не до конца ясно, действительно ли воспоминания и соответствующие клеточные ансамбли ограничены лишь участком CA-3. Возможно, для новых воспоминаний это и так, если вначале они хранятся в гиппокампе, а затем передаются в неокортекс, как полагают некоторые теоретики. Однако такие клеточные ансамбли могут оказаться с самого начала распределены и по всему гиппокампу, и по всему неокортексу. Возможно, вначале в гиппокампе больше нейронов, но затем, по мере накопления воспоминаний, больше нейронов будет уже в неокортексе.

В этой памяти – и события автобиографического характера… и факты об окружающем мире… Речь идет о так называемых эпизодической и семантической памяти соответственно. Семантическая память у А. М. пострадала меньше эпизодической.

Трудно изучать декларативную память на подопытных животных… Может показаться, что в основе декларативной памяти обязательно лежит язык, поскольку термин как будто подразумевает вспоминание через «декларирование», произнесение с помощью слов. Однако некоторые ученые (Eichenbaum, 2000) настаивают, что термин все-таки следует применять и к животным, поскольку у них есть мнемонические способности, сопоставимые с теми, благодаря которым человек обладает декларативной памятью. К тому же эти способности реализуются благодаря аналогичным областям мозга. И потом, попугаи и некоторые другие представители фауны могли бы «декларировать» свои воспоминания путем произнесения слов или же с помощью других коммуникативных навыков и умений.

Поскольку они не вскармливают потомство молоком, их не относят к млекопитающим. Вам может показаться, что птиц от зверей отличает способность пернатых откладывать яйца, но некоторые виды млекопитающих (например, утконос) тоже это делают.

Самцы других видов поют еще и для того… Вообще-то не все птичьи звуки считаются пением. Менее сложные звуки именуются среди орнитологов «криками».

У Моцарта жил ручной скворец… West, King, 1990.

Затем он начинает «лепетать»… Doupe, Kuhl, 1999.

…ему все-таки удается воспроизвести песню отца. Если птенец зебровой амадины не слышит пение взрослого самца, он все-таки будет петь, когда вырастет, но «неправильно». Однако было показано (Feh?r, 2009), что если таких «изолированных» птиц затем разводить на протяжении нескольких поколений, чтобы каждое следующее поколение училось у предыдущего, их пение постепенно будет становиться всё более нормальным. Вероятно, в организме птицы есть некая врожденная предрасположенность к определенным характеристикам песни – кроме тех, что постигаются на опыте.

…с помощью мышц, расположенных вокруг нижней гортани… Также в этом участвуют дыхательные мышцы: они регулируют скорость потока воздуха, идущего через нижнюю гортань.

…нижняя гортань птицы преобразует эти сигналы в звуки. Вероятно, будет слишком большим упрощением сказать, что зоны RA и nXII просто передают или усиливают сигналы. Более точное описание процесса вы найдете в специальной литературе по данному вопросу. Кроме того, вы можете поинтересоваться, подходящая ли это модель – прямой путь сигнала. Поскольку птица сама слышит собственную песню, возможно, следует добавить еще одну стадию передачи сигнала – от нижней гортани обратно в мозг, а значит, нервный путь будет представлять собой, по сути, замкнутую петлю. В таком случае каждую ноту песни можно рассматривать как стимул, побуждающий птицу пропеть следующую ноту. Подобную петлю предлагали как модель последовательности нервных импульсов еще в XIX веке – например, американский психолог Уильям Джеймс. Но для птичьего пения, как выясняется, такая модель не очень подходит, ибо взрослый самец зебровой амадины может петь, даже если он глух.

…специальная комиссия нейробиологов постановила, что на самом деле… Jarvis et al., 2005.

…дорсальный желудочковый гребень… Karten, 1997.

Микаль Фи и его сотрудники… Hahnloser, Kozhevnikov, Fee, 2002.

Такого рода последовательное импульсообразование – именно то, чего мы ожидаем от стандартной синаптической цепочки. На самом деле синаптическая цепочка – это все-таки слишком простая модель для HVC. Чтобы мелодия песенки могла повторяться, последние нейроны в цепочке должны создавать синапсы с первыми нейронами, создавая замкнутую структуру, а не линейную цепь. К тому же понадобился бы какой-то дополнительный механизм, обрывающий пение после нескольких повторений мелодии.

…устроен ли он подобно синаптической цепочке. По оценкам Фи и его сотрудников, в процессе пения порождают нервные импульсы сто HVC-нейронов, дающих проекцию на RA (Fee, Kozhevnikov, Hahnloser, 2004). Эти исследователи предполагают, что HVC содержит синаптическую цепочку, каждое звено которой состоит из ста нейронов.

Чтобы лучше разобраться в этом, обратимся к схемам на рис. 47. В идеальном случае коннектом HVC попадет нам в руки, будучи распутан естественным образом, и никакой дополнительной работы по его распутыванию уже не понадобится. Но это если нейроны HVC расположены так, чтобы давать нервные импульсы в пространственно заданном порядке – к примеру, от начала цепочки к ее концу. Однако, судя по всему, на самом деле нейроны располагаются в цепочке вне зависимости от хронометража их импульсов (Fee, Kozhevnikov, Hahnloser, 2004).

…реальный коннектом HVC посложнее, и для его анализа уже потребуется компьютер. Если бы цепочка была идеальной и совершенной, мы бы могли распутывать ее вручную. Но если в ней есть какие-то «неудобные» связи (к примеру, синапсы, работающие в обратную сторону), нахождение такой цепочки становится куда труднее и требует помощи компьютера (Seung, 2009). Распутывание нейронов – пример применения так называемой теории графов, хорошо знакомой ученым-компьютерщикам.

…являли собой мигающие огоньки – светлея, когда возникает пик, и темнея, когда нейрон «умолкает». Эти окрашенные пятна флуоресцировали, когда на них попадал свет, как дорожный знак, который начинает светиться, оказываясь в луче фар проезжающей машины. Интенсивность этой флуоресценции зависит от концентрации кальция, на которую, в свою очередь, влияет нервный импульс.

Может статься, мы не сумеем расположить нейроны в таком порядке… Но даже такой результат оставит простор для сомнений. Возможно, нейроны действительно располагаются последовательно, просто наши алгоритмы распутывания их связей чересчур плохи. Ученым-компьютерщикам придется немало потрудиться, чтобы гарантировать достаточно надежные алгоритмы, позволяющие обнаружить последовательность в нейронных связях, если таковая вообще существует.

…всегда найдется множество связей, которые будут чересчур высовываться назад или вперед. Даже если обнаружатся какие-то «неподобающие» связи, нарушающие последовательность, мы все-таки сможем сказать, что этот коннектом – приближенная модель синаптической цепочки. Но если «неправильных» связей окажется слишком много, нам придется признать, что коннектом-цепочка – неподходящая модель.

…HVC-нейроны молодых самцов… Jun, Jin, 2007; Fiete et al., 2010.

Кевин Бригман. Briggman, Helmstaedter, Denk, 2011. Дэви Бок. Bock et al., 2011.

…прапрабабушка опознавала своего пса. А к чему привязать память, где у птицы хранится ее песенка? Отыскав полный коннектом птицы, мы могли бы обследовать нервные пути, идущие от каждого нейрона зоны HVC к голосовым мышцам. Как полагают ученые, эти пути преобразуют абстрактные импульсы HVC в определенные моторные команды, требуемые для того, чтобы издавать звуки. (Этой трансформации, судя по всему, птица тоже учится на практике.) Анализ связей в этих путях, возможно, позволит нам расшифровать, какие движения регулирует каждый нейрон HVC. Для успешного применения такого метода нужно выявить правила связи для нейронов, отвечающих за моторику, что аналогично отысканию правил «части и целого» для нейронов восприятия. Вообще говоря, для привязки воспоминаний требуется проследить весь нервный путь от центра мозга до сенсорной и двигательной периферии.

…правила связи… Такие правила связи можно формализовать математически, сведя их к вероятностным моделям возникновения графов, основанным на скрытых переменных, являющихся узлами графов (Seung, 2009).

…это событие тоже не слишком вероятно… Mooney, Prather, 2005.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.