Кто такой академик анохин
Академик Анохин Петр Кузьмич: биография, открытия, достижения и интересные факты
Биография ученого
Анохин Петр Кузьмич родился в Царицыне, сейчас это Волгоград. Он появился на свет в 1898 году. Он вырос в семье рабочего, в 15-летнем возрасте стал выпускником высшего начального училища, уже тогда проявляя тягу к наукам и знаниям.
Несмотря на то что ему приходилось много трудиться, герой нашей статьи решил не забрасывать учебу. Он экстерном сдал экзамены сразу за шесть классов реального училища, поступив в землемерно-агрономическое училище в Новочеркасске.
При советской власти
Анохин Петр Кузьмич, как и большинство выходцев из рабочего класса, поддерживал революцию. Будущий академик принимал участие в Гражданской войне, а когда в стране установилась советская власть, стал комиссаром по печати, руководил выпуском газеты «Красный Дон» в Новочеркасске в должности главного редактора.
Большое влияние на судьбу Петра Кузьмича, биография которого приведена в этой статье, оказала встреча с Луначарским. Первый нарком просвещения в то время объезжал на агитпоезде войска Южного фронта. Анохин Петр Кузьмич и Луначарский обсудили перспективы изучения мозга, герой нашей статьи стремился понять материальные механизмы, которые движут человеческой душой.
Уже в 1921 году он получает официально приглашение из Петрограда поступить в Институт медицинских знаний в Ленинграде, в то время им руководит легендарный ученый Бехтерев. Анохин выделился уже на первом курсе, защитив работу, посвященную влиянию минорных и мажорных звуков на отдельные части коры головного мозга.
Работа с Павловым
В 1922 году он посещает цикл лекций академика Павлова, которые тот читает в Военно-медицинской академии, решает поступить в его лабораторию.
Параллельно продолжает обучение, а после и работу в институте. В 1926 году получает место старшего ассистента на кафедре физиологии в зоотехническом институте Северной столицы, а еще через два года становится доцентом.
В лаборатории Павлова он исследует кровообращение головного мозга, а также влияние, которое оказывает ацетилхолин на функции слюнной железы, в частности, на секреторную и сосудистую.
В 1930 году Павлов рекомендует Анохина на место заведующего кафедрой физиологии в медицинском университете Нижнего Новгорода. В том же году факультет отделяется от университета, образуя отдельный медицинский институт. Анохин продолжает работу в новом вузе, а параллельно преподает на биологическом факультете нижегородского университета.
Изучение рефлексов
Как раз в этот период ученый Петр Анохин начинает проводить смелые исследования. Он создает принципиально новый метод изучения условных рефлексов. Он предложил оригинальный метод, позволивший сделать вывод, что в центральной нервной системе формируется особый препарат, в котором существуют параметры так называемого «заготовленного возбуждения». Со временем его назвали акцептором результата действия.
В 1935 году физиолог Анохин Петр Кузьмич вводит в научный обиход понятие санкционирующей афферентации. Тогда же приблизительно дает и первое определение функциональной системы. В этом заключается важный вклад в науку Анохина Петра Кузьмича.
Позже, составляя собственную автобиографию, герой нашей статьи отмечал, что в этот период своей профессиональной карьеры, когда он уже дослужился до звания профессора, у него возникла концепция, всерьез повлиявшая на многие его научно-исследовательские интересы. Ему одному из первых в физиологии удалось сформулировать теорию функциональной системы. Таким образом, Анохин наглядно продемонстрировал, что наиболее эффективным и продуктивным для решения физиологических проблем является именно системный подход.
Переезд в Москву
В 1938 году Николай Бурденко приглашает Анохина возглавить психоневрологический сектор на базе Центрального нейрохирургического института, в котором герой нашей статьи начинает разрабатывать еще одну теорию. На этот раз изучает нервный рубец. К этому же периоду относятся его фундаментальные исследования, посвященные новокаиновой блокаде, которые он проводил совместно со специалистами клиники Вишневского.
Великая Отечественная война
Когда началась война, Анохина вместе с институтом экспериментальной медицины экстренно эвакуировали в Томск. В этом сибирском городе он возглавил отделение нейрохирургии, занимался вопросами периферической нервной системы.
Ему удалось систематизировать результаты своих довоенных теоретических исследований, а также важного и уникального нейрохирургического опыта. Все эти работы он объединил в монографию под названием «Пластика нервов при военной травме периферической нервной системы», которая увидела свет в 1944 году. Также им было продолжено исследование теории нервного рубца, первоначально сформулированной ранее.
При этом в Москву Анохин вернулся уже в 1942 году, получив назначение на пост заведующего физиологической лабораторией. Его новым местом работы стал институт нейрохирургии. Тут он продолжает лично оперировать и консультировать других врачей, а также совместно с Бурденко проводит уникальные для того времени исследования хирургического лечения военных травм нервной системы.
Итогом этой деятельности стала статья, посвященная особенностям нервов и их хирургического лечения, которую Анохин написал вместе с Бурденко. Тогда же его избрали профессором на кафедру физиологии Московского университета.
Институт физиологии
Важным вкладом Петра Анохина в развитие науки стала работа в отделе физиологии нервной системы, который был сформирован в 1944 году на базе только что появившегося института физиологии. Ключевую роль в этом сыграла Академия медицинских наук. В тоже время он исполнял обязанности директора института, а ранее заместителя, который курировал научную работу.
После окончания войны многие работы и исследования Анохина подверглись критике. В 1950 году состоялась известная резонансная сессия, на которой обсуждались проблемы физиологического учения, которое пропагандировал Павлов. На нем резкой критике были подвергнуты многие ученые, в том числе Бериташвили, Орбели, Сперанский и многие другие. В частности, многие оказались недовольны теорией функциональных систем, автором которой был Анохин.
Например, на этой сессии профессор Асратян отмечал, что понятно, когда с критикой Павлова выступают советские исследователи, которые никогда с ним не работали и не знакомы с самим духом науки. Но особое возмущение научной общественности вызывало то, что достижения Павлова критиковал один из его самых известных учеников Анохин. Героя нашей статьи обвиняли в лженаучных и идеалистических взглядах и теориях, которые, по их мнению, формировались под влиянием буржуазного Запада.
Ссылка в Рязань
Хоть официально это, конечно, и не было ссылкой, но сам Анохин, а также многие близкие ему люди именно так восприняли его увольнения из института физиологии и направление в Рязань. До 1952 года он работает в местном институте.
Вернуться в Москву Анохину удается сравнительно быстро, в 1953 году. Его назначают заведующим кафедрой патологии и физиологии в Московском институте усовершенствования учителей.
А с 1955 года он начинает служить профессором при Первом московском медицинском институте имени Сеченова, в наши дни это Медицинская академия в Москве.
Открытия Петра Кузьмича Анохина, которые можно отнести к этому периоду, это теория бодрствования и сна, которые ему удалось сформулировать, биологическая теория эмоций. Также им была разработана уникальная для своего времени теория голода, выведена трактовка механизма, способствующего внутреннему торможению. Основные тезисы он отразил в работе 1958 года под названием «Внутреннее торможение как проблема физиологии».
Коллеги и современники высоко оценивали его работу. Например, психолог Платонов, который был близко знаком с героем нашей статьи, отмечал, что Анохин был физиологом с большой буквы, а его страсть к науке была настоящим увлечением, которое порой доходило до полного абсурда. Анохин покинул ряды коммунистической партии, не платил членские взносы, утверждая, что партийная деятельность только отвлекает его от научных исследований.
Преподавание
Исследовательскую работу Анохин органично сочетал с педагогической деятельностью. При этом на протяжении многих лет оставался постоянным руководителем общества физиологов в Нижнем Новгороде, входил в правление Физиологического общества имени Павлова, в 70-х годах стал председателем столичного общества физиологов, выпускал журнал, посвященный проблемам и достижениям это отрасли знаний. Входил в редакционные коллегии многих других иностранных и отечественных медицинских изданий. Принял участие в издании Большой медицинской энциклопедии в качестве редактора раздела «Физиология».
Последняя опубликованная работа
Удивительно, но академик Петр Кузьмич Анохин трудился практически до самого конца. Свою последнюю работу он издал в 1974 году. Это была статья, посвященная системному анализу деятельности нейронов. В ней ему удалось сформулировать ключевые и основополагающие идеи обработки информации внутри нейронов.
Весной 1974 году Анохин скончался. Его похоронили на Новодевичьем кладбище. Академику было 76 лет.
Личная жизнь
Петр Анохин всю жизнь провел с супругой Анастасией Петровной, которая была младше его на 4 года. Жена намного пережила академика, скончавшись в 1993 году.
Петр Кузьмич Анохин
Фото Все
Петр Анохин — биография
Петр Кузьмич Анохин ученый физиолог, академик, основоположник новых знаний о человеческом мозге, основатель научной школы, внес огромный вклад в науку.
Детство
Родился Петр Кузьмич в простой рабочей семье 27 января 1898 года. Волей судьбы этот человек получил всемирную славу в области физиологии, принес науке признание в нейрофизиологии, периодически подвергался преследованию за свои не типичные для тех времен убеждения.
Родители Петра Кузьмича были неграмотными, подписывались крестиками. Его семья жила в Овраге, пролетарской частице Царицина. Отцом будущего академика был рабочий железной дороги. Кузьма Владимирович, отец Петра Кузьмича, являлся выходцем из донских казаков, был молчаливым и суровым человеком. Мать Аграфена Прокофьева была родом из Пензенской губернии, отличалась общительным и живым характером. В детстве Петр Кузьмич был любознательным, стремился узнать что- то новое.
Годы учебы
Получил Петр Кузьмич до революции среднее образование, окончил в 1914 году реальное училище, затем поступил в городе Новочеркасске в землемерно- агрономическое училище. Интересовался биологическими науками, знаниями относительно человеческого тела, особенно что касается мозга. Обучаясь в училище Петр интересуется научной литературой, активно общается с преподавателями естествознания.
Участие в гражданском противостоянии
Петр Кузьмич Анохин принимал участие в революции, затем в гражданском противостоянии на стороне большевиков. В 1918 году, во время восстания казаков, угроза нависла над Царицыно, и он участвовал в обороне города, в качестве инспектора штаба по строительству военных укреплений. Работал в 1920 году в коммунистической пропаганде, был комиссаром по печати и редактором газеты под названием «Красный Дон» в Новочервесске.
Фото: Петр Кузьмич Анохин
У молодого человека проявляется писательский талант, в результате чего он регулярно пишет статьи для газеты. Которые и привлекают внимание А. В. Луначарского, наркома просвещения, который неоднократно ездит на фронт в агитационных целях. Он знакомится с автором статей, и эта встреча для Анохина выявляется судьбоносной. Молодой человек рассказывает наркому о своем интересе к человеческому мозгу, об огромном желании учиться.
Школа Бехтерева
Через некоторое время тот посылает письмо с просьбой направить Анохина на обучение к ученому В. М. Бехтереву, руководителю института медицинских знаний в городе Петрограде. В результате чего Петр Кузьмич поступает туда на учебу. Анохин отмечал, что Берехтерев для него сделал главное, привязал к такой научной проблеме, как тайне работы человеческого мозга, с первого же курса молодой человек был привлечен к исследовательской деятельности. Через некоторое время Анохин осознает, что больше его интересует психиатрия. В ней он видит много недосказанного и неконкретного. Петра Кузьмича интересует принцип работы мозга, его изучение с помощью экспериментов и получения определенных результатов. На то время в данной области авторитетной личностью являлся И. П. Павлов. В лабораторию которого и поступает Анохин, в 1922 году.
Молодого ученого Павлов привлекает к экспериментам касательно вопросов внутреннего торможения.
Ученик Павлова
Великий физиолог учил в науке бояться рутинности, избегать однобоких взглядов и выводов. Павлов всячески продвигал своего талантливого ученика, в результате чего Анохин сперва стал преподавателем кафедры физиологии в зоотехническом институте города Ленинграда, после профессором факультета медицины университета города Нижегорода.
Через некоторое время на базе данного факультета был создан Горьковский медицинский институт. Там на кафедре физиологии он начал самостоятельную научную деятельность. Петр Кузьмич оставил значимый след не только в истории института и города.
Работа в институте экспериментальной медицины
В 1932 году в Горьковском институте на базе кафедры физиологии, являлась которая лучшей в России благодаря стараниям Анохина, открыто было отделение Всесоюзного института непосредственно экспериментальной медицины, которое он и возглавил. В 1935 году он перешел в столицу в ВНИЭМ, где руководил отделением нейрофизиологии. В этот же период деятельности он установил связи с клиническими учреждениями, осуществлял исследования вместе с многими нейрохирургами и неврологами. Результаты осуществленных работ помогали Анохину решать проблемы травм нервной системы полученные во время войны.
Преследование
Некоторые исследователи считают, что Анохин был переведен в Нижний Новгород из столицы по желанию Павлова, который целенаправленно спасал его от преследования за независимые идеи.
Многих соратников Анохина привело в смятение решение не платить партийные взносы и выйти из партии. Петр Кузьмич считал что общественная деятельность будет мешать ему проводить научные исследования. Критике также подвергались взгляды академика.
Последние годы
В последние годы жизни Петр Кузьмич активно изучал теории сна и бодрствования, теории эмоционального состояния, механизмы внутреннего торможения. Академик совмещал исследования в области науки с деятельностью в зарубежных и отечественных научных обществах, принимал участие в редакционных коллегиях изданий. Умер Анохин пятого марта 1974 года, после себя оставил большое научное наследие.
Анохин П.К.. Книги онлайн
Пётр Кузьмич Анохин (14 (26) января 1898, Царицын — 5 марта 1974, Москва) — советский физиолог, создатель теории функциональных систем, академик АМН СССР и АН СССР, лауреат Ленинской премии.
В 1913 году окончил высшее начальное училище. Участвовал в Гражданской войне. В первые годы советской власти — комиссар по печати и главный редактор газеты «Красный Дон» в Новочеркасске. Случайная встреча с А.В. Луначарским, объезжавшим в этот период с агитпоездом войска Южного фронта, и беседа о желании заняться изучением мозга, чтобы «понять материальные механизмы человеческой души» становится знаковой в судьбе Анохина.
К осени 1921 года он получает вызов в Петроград и направление на учёбу в Ленинградский государственный институт медицинских знаний, (ГИМЗ), которым руководил В.М. Бехтерев.
Прослушав ряд лекций И.П. Павлова в Военно-медицинской академии, поступает работать в его лабораторию (1922). По окончании в 1926 году ГИМЗа избирается на должность старшего ассистента кафедры физиологии Ленинградского зоотехнического института (с 1928 г. — доцент).
В 1930 году П.К. Анохина, рекомендованного на конкурс И.П. Павловым, избирают профессором кафедры физиологии медицинского факультета Нижегородского университета. С 1938 года по приглашению Н.Н. Бурденко руководит психоневрологическим сектором Центрального нейрохирургического института, где занимается разработкой теории нервного рубца.
С началом Великой Отечественной войны осенью 1941 года вместе с ВИЭМ эвакуируется в Томск, где назначается руководителем нейрохирургического отделения травм периферической нервной системы. В 1942 году возвращается в Москву и назначается заведующим физиологической лабораторией в Институте нейрохирургии.
Осенью 1950 года на известной научной сессии, посвященной проблемам физиологического учения И.П. Павлова, критике подверглись новые научные направления, развиваемые учениками физиолога Л.А. Орбели, И.С. Бериташвили и А.Д. Сперанским и другими. Острое неприятие вызвала теория функциональных систем Анохина.
В результате П.К. Анохин был отстранен от работы в Институте физиологии и направлен в Рязань, где до 1952 года работал профессором кафедры физиологии медицинского института. С 1953 год по 1955 год заведует кафедрой физиологии и патологии высшей нервной деятельности Центрального института усовершенствования врачей в Москве.
В 1955 году — профессор кафедры нормальной физиологии 1-го Московского медицинского института имени И. М. Сеченова (ныне Московская медицинская академия).
Последней опубликованной работой при жизни Анохина стал «Системный анализ интегративной деятельности нейрона» (1974 год), где были сформулированы основные идеи о внутринейрональной переработке информации.
Могила П.К. Анохина на Новодевичьем кладбище.
Книги (9)
Монография содержит описание новейших достижений науки, обобщенных ведущим и авторитетным физиологом.
Автор поднимает широкий круг вопросов биологии, нейрофизиологии, нейрохимии, высшей нервной деятельности, нейрокибернетики и с разных сторон освещает главную проблему учения И. П. Павлова — нейрофизиологические механизмы условного рефлекса.
Написать научную биографию великого исследователя — это значит прежде всего восстановить творческую историю различных этапов его жизни, дать посильный анализ тех руководящих его идей, которые определили успех отдельных блестящих фактов.
Нет действия без причины — вот тезис, которого держался И. П. Павлов всю жизнь в своей научной творческой деятельности. Точно так же не может быть никаких серьезных научных открытий или обобщений, которые бы не были строго обусловлены предшествующими этапами научного развития, совокупностью знаний и общественным строем данной эпохи.
В предлагаемую вниманию читателей книгу вошли работы П.К. Анохина, опубликованные в разные годы в сборниках научных работ, трудах съездов и конференций, юбилейных изданиях.
В частности, представляют интерес работы П.К. Анохина о кибернетике как науке об управлении саморегулирующимися системами, о понятии обратной связи, моделировании функциональных систем и их информационном эквиваленте.
Книга содержит работы по теории функциональных систем организма.
Показана универсальная модель работы мозга с формулировкой центральных узловых механизмов целостных приспособительных актов любой степени сложности: афферентный синтез, принятие решения, акцептор результатов действия, программа действия, обратная афферентация, сличение результата.
С помощью общей теории функциональных систем были сделаны обобщения: концепция системогенеза, проблема интегративной деятельности нейрона и т. д. Все эти проблемы подробно освещены в книге.
Трудно найти в истории цивилизации такой момент, о котором можно было бы сказать, что именно тогда возникла идея о целостности, о единстве мира.
Вероятно, уже при первой попытке понять мир мыслящий человек столкнулся с поразительной гармонией между целым, универсумом, и отдельными деталями, частями. Однако по самой сути человеческого ума он всегда имеет дело с непосредственным, с его конкретным окружением, с явлениями изолированной ниши, и это коренным образом повлияло на весь ход его познавательной деятельности.
Монография содержит избранные труды выдающегося советского физиолога, ученика И.П. Павлова, лауреата Ленинской премии академика Петра Кузьмича Анохина.
В книге рассматриваются исторические корни возникновения и развития системных аспектов учения о высшей нервной деятельности, анализируются системные закономерности работы коры головного мозга и ряда подкорковых образований, составляющих основу сложных и многообразных проявлений целенаправленного поведении.
На всём протяжении истории культуры человека не перестаёт интересовать природа сновидений и их отношение к его реальной жизни.
Как относиться к переживаниям, событиям, таинственным образам, которые по какой-то непонятной причине посещают нас во время сна? Почему человек может переживать такие ощущения, видеть такие картины, которые потом долгое время кажутся ему каким-то сверхъестественным вмешательством в его внутренний мир?
Именно в силу этих особенностей сновидении с ними связано бесконечное количество суеверий, предрассудков, мифов и легенд.
Едва ли кто решится отрицать ту огромную роль, которую теория отражения опирала в прогрессе всестороннего научного познания природы, в понимании последней как объективно существующего движения материи, адекватно отражающегося в сознании человека.
На протяжении многих лет вплоть до наших дней в философской литературе раскрываются все новые и новые черты теории отражения, которые позволили ей одержать подлинную победу над идеалистическими концепциями, ведущими к агностицизму, солипсизму и т. п.
Книга содержит избранные работы академика П.К. Анохина, посвященные философским и методологическим проблемам теории функциональной системы.
Большой интерес представляет разработка автором таких актуальных тем, как опережающее отражение действительности, естественный и искусственный интеллект, физиология и кибернетика, рефлекс цели, эмоции, принятие решения и др.
Академик-нейробиолог Константин Анохин рассказал о поисках разгадки природы сознания
«Мозг — не биологический орган»
«Сознание — это ветер, который дует по улицам города разума (если хотите — души). Без города, в степи, ветер не сформирует потоки». Это фраза академика РАН, нейробиолога Константина Анохина. Более 30 лет он посвятил исследованию механизмов памяти, а сегодня занят, пожалуй, одной из самых главных тайн человека — природой сознания, нашего «Я». Разгадывать ее стало возможным с помощью новых методов нейронауки, проникающих в ранее недоступные механизмы головного мозга. Из разговора с ним мы узнали:
— что наука о мозге уже способна заглядывать в глубины субъективного мира человека и распознавать некоторые из его мыслей;
— что ей остро нужны новые инструменты, отличающие сигналы от нейронов, кодирующих образы Холли Берри и матери Терезы;
— что с помощью этих инструментов можно добывать знания для создания будущих поколений искусственного интеллекта.
Академик РАН Константин Анохин. Фото Андрей Луфт, «Научная Россия»
Справка: Константин Анохин – академик РАН, директор Института перспективных исследований мозга МГУ имени М. В. Ломоносова, заведующий лабораторией нейробиологии памяти НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина.
Высокопорядковая сущность мозга
— Константин Владимирович, феномены сознания, души на протяжении многих веков пытались осмыслить самые выдающиеся умы человечества, но, по-моему, так и не пришли к какому-то единому выводу. Вы препарируете эти понятия по-своему, исключительно с нейробиологической точки зрения. Раскройте секрет: так что же, по-вашему, кроется за ними?
— Вначале о душе. Это понятие имеет два смысла. По религиозным представлениям это бессмертная нематериальная субстанция. В одних верованиях ею обладают все тела, даже неживые, в других — лишь живые, в-третьих — она есть только у животных, но не растений, в-четвертых, к которым относится христианство, она присуща лишь человеку и сохраняется вечно после его смерти. Наука не имеет дело с этой гипотезой. Но есть и второй смысл, заключенный в выражениях «душевная боль», «в ее душу закрались сомнения», в словах Цветаевой «душа от всего растет, больше же всего — от потерь». Понятие души в этом смысле созвучно человеческому «Я», личности человека. Ее познание и есть, на мой взгляд, самое важное, чем может обогатить человечество наука о мозге.
Теперь о мозге. Вы сказали, что мы изучаем его исключительно с нейробиологической точки зрения. Звучит очень научно. И тем не менее это принципиально неверно. Как это ни странно, но мозг не биологический орган. На сегодняшний день это может показаться абсолютно парадоксальным. Но именно через понимание этого утверждения лежит путь к познанию истинной природы души и сознания.
— Если мозг не биологический орган, тогда что же он?
— Это орган, который подчиняется биологическим законам, но его истинная суть состоит совсем не в этом. В действительности мозг — орган когнитивный, то есть психический. И это уже совсем иная форма организации материи, для ее понимания нужны принципы, которым не учат биолога. Сложность, однако, состоит в том, что им не учат и психолога. Современная нейронаука предлагает этому специалисту разместить закономерности психики и сознания в контейнере, в котором нет для этого адекватного места. В философии сознания эта ситуация получила название провала или разрыва в объяснении (explanatory gap).
Как можно преодолеть его? Мои искания последних лет посвящены решению именно этой задачи: устранить разрыв между психикой и мозгом, подняв принципы устройства и работы мозга с чисто анатомического и физиологического на принципиально более высокий, когнитивный уровень. Понятие когнитома, которое я ввел для охвата этой высокопорядковой сущности мозга, а также новая теория мозга — теория нейронных гиперсетей — целиком направлены на эту цель.
— Что может дать для решения этой задачи современная нейронаука?
— Достаточно многое. Например, с помощью карт магнитно-резонансной томографии (МРТ) она уже может идентифицировать определенные мысли, которые возникают в голове у человека. А с помощью тонких клеточных методов она способна выявлять и отдельные элементы, из которых состоит человеческое «Я».
— Речь идет о характере человека: добрый-злой, умный-неуч?
— Нет, это были бы слишком грубые деления, они мало что принесут для фундаментальной теории. Заглянув в клеточную жизнь мозга, можно выяснить гораздо более принципиальные вещи: что человек знает об окружающем мире, каким образом он его дробит и что именно из этого имеет для него большую ценность. Важнее для вас, к примеру, пудели или таксы, знакомо ли вам здание Сиднейской оперы и отличаете ли вы его от храма Лотоса в Нью-Дели, какую часть вашего внутреннего мира занимают Лев Толстой, Киану Ривз, Криштиану Роналду или Дональд Трамп?
Правда, необходимо сделать оговорку, что заглянуть в мозг человека можно только в редких клинических случаях, когда на мозге проводятся нейрохирургические операции. Однако вышеописанные закономерности можно исследовать и на животных. Если у вас есть собака или кошка, знайте: в их мозге тоже существуют нейроны, несущие образы хозяев, их собственный жизненный путь, их воспоминания. И мышь тоже имеет свой субъективный мир, наполненный ее уникальным опытом. И его тоже можно изучать.
— Ну так как же?!
— Мозг «знает» мир своими нервными клетками. Можно сказать и по-другому, уже без кавычек, — мы знаем мир своими нервными клетками. И понять, что мы знаем, можно, заглянув в этот нейронный мир.
Делается это разными способами. У животных мы сегодня чаще всего используем подходы нейрофотоники. Они позволяют проникнуть в глубины мозга с помощью тонких методов оптики, показывающей отдельные нервные клетки в те моменты, когда они, подсвеченные специальными сенсорами, испускают сигналы о том, что им значимо в мире. С этой целью в геном клеток мозга лабораторных мышей вводятся особые конструкты для синтеза белков, изменяющих свое свечение, когда нейрон дает разряд.
У человека для этих целей используются вживленные в мозг микроэлектроды. Как я уже сказал, такие исследования, например у некоторых больных с эпилепсией, проводятся в очень ограниченном количестве медицинских центров мира, и они приносят бесценные данные об устройстве нашего «Я», механизмах человеческого мышления и сознания.
— Почему для таких исследований мыслей не годится электроэнцефалограмма (ЭЭГ)?
— Она измеряет суммарную электрическую активность больших конгломератов нервных клеток, насчитывающих миллионы нейронов. Но в том-то и дело, что каждая нервная клетка — это своего рода индивидуальность. Если вы внимательно изучите клетки в коре головного мозга, где концентрируется большая часть наших знаний о мире, то увидите, что один нейрон может «знать» снега Килиманджаро, другой — Эйфелеву башню, третий — детскую куклу, с которой вы играли много лет назад, четвертый — пин-код вашей банковской карточки. Но когда вы регистрируете суммарную активность всех этих клеток при помощи ЭЭГ, вы получаете кашу из этих образов. Даже при помощи функциональной МРТ, разрешающая способность которой существенно выше ЭЭГ (она может получать сигнал всего от 1 кубического миллиметра мозговой ткани), ученые могут зарегистрировать усредненный голос около ста тысяч нейронов, атомов нашего «Я». И что нам скажет активность этой конгломерации, если один нейрон в ней, как было показано в одном из исследований, кодирует образ Холли Берри в ее роли женщины-кошки, а соседний с ним — образ матери Терезы? А рядом еще десятки тысяч других нейронов, несущих в своих сигналах знания о других образах мира человека. Если вы сложите этот гул стотысячной «толпы», вы потеряете всю необходимую информацию. Надо выслушивать каждого «члена общества» в отдельности.
Оптогенетическое исследование активности нейронов в мозге мыши. Исследователь на мониторе наблюдает изображение светящихся нейронов, в момент, когда лабораторное животное приобретает новые знания об объектах окружающего мира. Эксперимент проводился в Институте перспективных исследований мозга МГУ им. Ломоносова
— Как доказали, что отдельно взятая клетка связана с тем или иным образом?
— Пациенту, поступающему в клинику с диагнозом эпилепсия, требующим хирургического вмешательства, для определения зон эпилептического очага в мозг с диагностической целью иногда погружают микроэлектроды, отводящие электрическую активность. Эти электроды потом извлекают без каких-либо следов. Так вот, сам по себе такой электрод имеет диаметр около 1,5 мм и не позволяет снимать сигналы от отдельных клеток. Он «слушает» целую группу нейронов, выявляя их обобщенный сигнал. Но ученые, в частности профессор Фрайд из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, в клинике которого проводится особенно много таких исследований, придумали хитрость. На кончик такого толстого электрода они добавили проходящий сквозь него пучок совсем тонких платиноиридиевых проводков, толщиной около 40 микрон. Один из таких проводков, будучи расположенным рядом с нервной клеткой, способен понимать, как она «разговаривает», улавливать ее сигналы, когда она детектирует что-то важное для нее. А далее ученые показывают пациенту на экране монитора разные изображения: видео, фотографии, иногда меняют визуальные образы на произнесенные слова — и смотрят, на какой стимул клетка, соединенная с тем или иным тончайшим электродом, «ответит» своей электрической активностью. То же самое проделывают и с другими клетками, выясняя, за какой образ отвечают они.
— Пациенты при этом находятся в сознании?
— Да, конечно. Они проводят с электродами в клинике одну-две недели, и их, как правило, развлекают занятия, позволяющие им самим узнать, что особенно близко нейронам их мозга.
Где живет ваш Мастер Йода?
— Как часто удается найти четкую взаимосвязь отдельно взятой клетки с образом из внешнего мира?
— Достаточно часто. Тут надо иметь в виду, что, по расчетам группы Фрайда, среди примерно миллиарда нейронов медиальной височной доли, сигналы которой чаще всего записываются по клиническим соображениям, на тот или иной конкретный стимул отвечает 0,2–1% клеток.
— То есть сразу множество?
— Да, если вы обнаружили клетку, откликающуюся, к примеру, на образ рыцаря-джедая из «Звездных войн» — Люка Скайокера или Мастера Йоды, то, скорее всего, в данном участке коры разбросано еще несколько миллионов таких же клеточных образов. Это нейроны, реагирующие на рыцаря-джедая в унисон той самой первой клетке. Таким образом, шанс найти одну из клеток такой нейронной группы весьма высок. Но распределены они в мозге каждого человека очень индивидуально.
— То есть ваш Йода может «жить» в вашем мозге не в тех нейронах, где мой?
— Именно так. Когда мы слышим: «Гамлет», в каждом из нас пробуждается активность своего набора из миллионов нейронов, отражающих, чем Гамлет является для нас, как и при каких обстоятельствах он становился частью нашего «Я». Для кого-то это — символ глубокой драмы, для кого-то — знакомые слова знаменитого монолога; для кого-то это монолог в исполнении Лоуренса Оливье, для кого-то — образ Гамлета в исполнении Иннокентия Смоктуновского; для кого-то — спектакль Юрия Любимова, знаменитый занавес на Таганке и Владимир Высоцкий; для кого-то — все это и еще многое другое, взятое вместе, а для кого-то — лишь слабые отголоски чего-то отдаленного, затрагивающего не миллионы, а может, лишь десятки тысяч клеток в мозге, отдавших свои нейроны совсем другим вещам.
— Вот мы и подобрались к тому, что можно назвать нашим особым «Я», непохожим ни на какие другие «Я»?
— Да, и это момент, когда за россыпью новых и часто удивительных фактов, которые приносят нам современные исследования мозга, необходимо увидеть «лес», создать охватывающую их теорию. «Когда мы говорим, что понимаем группу природных явлений, — писал Эйнштейн, — мы имеем в виду, что нашли конструктивную теорию, которая охватывает их». В этот лес, в эту теорию мозга, должны входить все феномены отдельно взятого «Я», его психики, субъективных ощущений. Теория должна предсказывать, например, почему наша личность неотделима от мозга и переселилась бы с ним в другое тело, возникни в человеческой практике такие операции. Разработанная мною теория нейронных гиперсетей — гиперсетевая теория мозга — попытка увидеть такую объединяющую нейроны конструкцию.
— Расскажите подробнее об этой теории.
— Ее подробное изложение заняло бы слишком много времени. Но вкратце теория описывает любой мозг как нейронную гиперсеть — сеть, узлами в которой в свою очередь являются нейронные подсети, группы из рассеянных по мозгу, но связанных совместной деятельностью нервных клеток. В теории они называются когнитивными группами, или, сокращенно, когами, потому что каждая из них представляет собой сформировавшуюся в ходе индивидуального развития неделимую частичку нашего знания, когнитивного опыта, атом нашего «Я». В таких когах хранятся не только все следы наших соотношений с миром внешним, но и с миром внутренним, другими когами в этой гиперсети. Линкерами (связными) между когами выступают нейроны, одновременно входящие и в одну, и в другую когнитивную группу. Это позволяет нашей гиперсети обладать огромной ассоциативностью. Мысль, возникшая как возбуждение одной когнитивной группы, через нейроны, общие с другими когами, может моментально создать богатейшую сеть ассоциаций, перекинувшись через эти связывающие нейроны на другие образы, понятия, идеи, действия в нашем уме.
И вот вся эта гигантская нейронная гиперсеть, или когнитом, и есть наше «Я», образно говоря, геном нашей личности. Только в отличие от генома, элементы в котором не прибавляются с индивидуальным опытом, наш когнитом постоянно растет. Вначале — огромными темпами — в детстве, но и далее, до самого последнего момента жизни, в нем формируются все новые узлы, коги, и новые связи, лиги, наполняющие нашу личность все новыми впечатлениями, знаниями, ассоциациями, воспоминаниями. Это еще одно описание нейронной гиперсети, когнитома — он представляет собой гигантский сгусток памяти. И через исследование механизмов того, как эта память образуется, устроена, хранится и используется, у нас появляется еще одно экспериментальное окно в мир нашего «Я».
Как геном запоминает важное
— Пришло время вспомнить о вашей работе по изучению механизмов памяти.
— В середине 1980-х главным вопросом, который меня волновал, было то, как субъективный опыт закладывается в нашей памяти, хранится в ней десятилетиями, нередко всю жизнь. Ясно, что «запоминают» при этом нейроны. Но каким образом?
Как нервная клетка, которая впервые «увидела» в раннем детстве черепаху, способна хранить этот образ до поздней старости? Ведь все ее молекулы прошли за это время множество циклов обновления!
Было понятно, что запасать следы таких воздействий нейрон может с помощью генома, информационных макромолекул, хранящихся в клетке на протяжении всей жизни.
Но не было ясно, какие именно гены включаются в эти процессы, и я поставил перед собой задачу найти их. После многих проб и ошибок нам с коллегами из Института молекулярной генетики и Института молекулярной биологии Российской академии наук удалось обнаружить такие гены. В то время они были известны под именем клеточных протоонкогенов, а чуть позже получили используемое сейчас название «немедленных ранних генов». Эти гены включаются в нервных клетках взрослого мозга в момент, когда они запоминают новую информацию. Это сигнал геному: «То, что сейчас происходит, важно — запомни это!» Независимо от содержания информации, в одной клетке коры это будет форма игрушечного автомобиля, который так привлек внимание малыша, в другой — издаваемый им звук, в третьей — его движения. Но каждый раз, когда нервные клетки запоминают что-то новое — черепаху, игрушку или Мастера Йоду, — в их ядре вспыхивает этот сигнал, и в их геноме запускаются процессы, ведущие к откладыванию следа памяти. Прервите это тонкое звено, работу буквально одного гена, и мозг потеряет способность запоминать что-то на долгое время.
Это открытие привело далее ко многим важным выводам в молекулярной биологии памяти. Однако попутно у нас неожиданно появился новый инструмент, который позволил нам видеть процессы приобретения нового опыта на молекулярном уровне, регистрировать, как мозг животного, его отдельные клетки запоминают субъективную информацию. Если нервные клетки «удивились» чему-то, они это запомнят. Благодаря этому мы научились реконструировать клеточные карты следов памяти в целом мозге.
Слева – зафиксированный в формалине обычный мозг мыши, справа – мозг мыши после оптического просветления. Исследования проводились в Институте нормальной физиологии им. П.К. Анохина.
— Для этого нужно было визуализировать процесс. Как это удалось?
— Мы нашли способы, как в мозге животного можно увидеть нейроны, отвечающие за запоминание того или иного опыта. Для этого мы использовали специальные молекулярные зонды, выявляющие активацию непосредственных ранних генов в нервных клетках. По вспышке их активности во время приобретения нового опыта можно как бы «сфотографировать» след памяти в мозге, зафиксировать такую клеточную сеть. Но дальше надо было научиться еще и «проявлять» такие изображения. Для этого мы разработали специальные химические составы, позволяющие сделать опущенный в них мозг животного абсолютно прозрачным, сохраняя при этом «свечение» нейронов, помеченных молекулярным зондом. И наконец, вместе с коллегами-физиками мы создали новые приборы для микроскопии такого прозрачного мозга, позволившие в конечном счете получить трехмерную картину клеточного следа памяти.
Измерить знания в битах
— Изучая, как формируется естественный разум, можно, наверное, извлечь уроки для создания разума искусственного?
— Да, такой путь всегда питал развитие искусственного интеллекта. В настоящее время большим коллективом ученых из МГУ, Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Института вычислительной математики им. Г.И.Марчука РАН мы работаем над проектом «Мозг и информация: от естественного интеллекта к искусственному». Его цель — создать новые методы и подходы, которые позволят понять, что является в мозге фундаментальным элементом, одним битом когнитивной информации, и научиться измерять эти ког-биты. Зная это, можно будет эмпирически измерить, сколько бит новой информации получает мозг животного в тот или иной момент, и перевести это субъективное знание в количественный эквивалент.
— И что же, по-вашему, может являться таким битом?
— Каждая нервная клетка бодрствующего мозга, которая в данный момент воспринимает образ новой совокупности сигналов от других нейронов мозга, кодирует новый элемент информации — это и есть мельчайший квант знания, который получает мозг. Если мы посчитаем их в штуках, нейронах, откликнувшихся геномным ответом на данное событие с организмом, то узнаем, сколько бит когнитивной информации мозг получил за определенный интервал времени.
— Предположим, с животным это получится при помощи прозрачного мозга. Но с человеком этот фокус не пройдет. Как же посчитать его новые знания, чтобы потом сделать искусственный интеллект по его образу и подобию? Или первый искусственный разум будет копией интеллекта мыши?
— Чтобы сделать следующий фундаментальный шаг в развитии искусственного интеллекта, вовсе не нужно копировать интеллект человека. Нам нужны прежде всего универсальные принципы, по которым любой мозг приобретает свои индивидуальные знания. Пока что ни одна из самых продвинутых систем искусственного интеллекта такими способностями не обладает, даже на уровне мыши.
— Итак, вы сегодня можете исследовать клеточные основы разума и памяти. А что насчет сознания?
— Это следующий и гораздо более сложный шаг.
Определим вначале эти понятия в терминах гиперсетевой теории мозга. Сознание и разум в ней — разные вещи. Разум, чему в английском соответствует слово mind, то есть наша личность, наше «Я», — это структура, особая высокоуровневая организация мозга. Она сохраняется даже в тот момент, когда вы засыпаете или другим образом теряете сознание. Эта нейронная гиперсеть отпечатана в мозге. Если бы такой структуры не было, то и ментальным процессам протекать было бы негде. Сознание — один из таких ментальных процессов. Оно — ветер, который дует по улицам города разума. Без города, в степи, ветер не сформирует свои потоки.
— Тогда интересно, что происходит с нашим городом, нашим «Я» после смерти?
— Теория говорит, что когда город разрушается, мы исчезаем. Если бы оказалось обратное, теорию ждало бы большое потрясение, требующее ее коренного пересмотра. Но с учетом того, что сегодня знает о мозге наука, не стоит строить планы на загробную жизнь.
— Не так давно вы участвовали в организации встречи российских ученых и философов с Далай-ламой. Начато большое исследование медитативных состояний тибетских монахов при помощи современных нейрофизиологических методов. Какую ценность оно для вас представляет?
—Во-первых, Далай-лама сам пригласил на эту встречу российских ученых, хотя диалог по проблемам мозга и сознания с западными учеными он ведет уже более 30 лет. Однако он хотел узнать, что об этом думают ученые из России, а мне в свою очередь хотелось рассказать ему о подходах к этой проблеме, разработанных у нас в стране и малоизвестных на Востоке и Западе. Во-вторых, Далай-лама обращал наше внимание на то, что один из трех ликов буддизма — это наука о разуме и сознании. Наука самонаблюдения, накопившая за два с половиной тысячелетия исследования этих феноменов, — огромный материал. Если вы посвятили свою жизнь изучению какого-то предмета, и вам вдруг открывается хранилище с неизвестными доселе материалами по вашему предмету, вы бы отказались от приглашения познакомиться с ним? Наконец, в-третьих, буддизм имеет дело с некоторыми загадочными с точки зрения современной науки феноменами. Если они действительно существуют, то вступают в противоречие со многими из наших текущих научных представлений, в том числе и разрабатываемой мною теорией. А как писал Макс Планк, «для настоящего теоретика ничего не может быть интереснее, чем такой факт, который находится в прямом противоречии с общепринятой теорией». Лично я думаю, что никакого разрушения научной картины мира от такой встречи не произойдет. Но тем не менее честному уму приличествует не уклоняться от таких рисков, а встречать их с открытым забралом.