Центр нейробиологических и поведенческих исследований

12. Центр нейробиологических и поведенческих исследований

В ноябре 1963 года после четырнадцати месяцев очень плодотворной работы в лаборатории Тауца я вернулся в Массачусетский центр психического здоровья в должности инструктора, занимавшей самую низкую ступеньку в иерархии сотрудников. Теперь я сам стал одним из наставников тех, кто проходил резидентуру, и обучал их психотерапии — я называл это занятие «слепые поводыри слепых». Они обсуждали со мной сеансы терапии, которые проводили со своими пациентами, а я пытался давать им полезные советы.

За три года до этого, когда я впервые пришел в Центр психического здоровья, чтобы проходить резидентуру по психиатрии, меня ждала непредвиденная удача. Работавшего в Университете Джонса Хопкинса Стивена Куффлера, чьи идеи так повлияли на мои собственные, взяли в Гарвардскую медицинскую школу, чтобы усилить нейробиологическую составляющую отделения фармакологии. Вместе с Куффлером туда перешли в качестве младших сотрудников несколько необычайно одаренных ученых, ранее работавших в его лаборатории постдоками: Дэвид Хьюбел, Торстен Визел, Эдвин Фершпан и Дэвид Поттер. Куффлеру удалось одним махом собрать самую сильную группу нейробиологов в стране. Он всегда был первоклассным экспериментатором, а теперь стал самым уважаемым и успешным лидером в американском сообществе нейробиологов.

После возвращения из Парижа я начал активнее взаимодействовать с Куффлером. Ему нравилась моя работа с аплизией, и он оказывал мне всяческую поддержку. До самой его смерти в 1980 году он оставался для меня другом и советчиком безмерной значимости и щедрости. Он относился к людям, их карьере, их семьям с глубоким участием. Даже через много лет после того, как я покинул Гарвард, он время от времени звонил мне по выходным, чтобы обсудить какую-нибудь мою статью, которая показалась ему интересной, или просто расспросить о жизни нашей семьи. Посылая мне экземпляр книги «От нейрона к мозгу», которую он написал в 1976 году вместе с Джоном Николлсом, он снабдил ее надписью: «Этот подарок — для Пола и Минуш» (которым тогда было пятнадцать и одиннадцать).

Второй, еще более принципиальный и сложный, выбор состоял в том, что я решил не становиться психоаналитиком и посвятить все свое рабочее время биологическим исследованиям. Я понял, что не смогу успешно совмещать фундаментальные исследования с клинической практикой по психоанализу, на что надеялся ранее. Одна из проблем, с которыми я постоянно сталкивался, работая в сфере академической психиатрии, состояла в том, что молодые врачи вроде меня берут на себя намного больше, чем в состоянии делать эффективно, и со временем проблема только усугубляется. Я решил, что не могу и не буду так поступать.

И наконец, я покинул Гарвард и мир гарвардской клиники ради работы на фундаментально-научном отделении в моей альма-матер — медицинской школе Нью-Йоркского университета. Там мне предстояло организовать в рамках отделения физиологии небольшую исследовательскую группу, специализирующуюся на нейробиологии поведения.

В Гарварде, где я провел годы учебы в колледже и два года резидентуры и где впоследствии был младшим сотрудником, было здорово. Бостон — удобный город для жизни и для того, чтобы растить детей. Кроме того, Гарвардский университет необычайно продвинут в большинстве областей знания. Решение покинуть его бурную интеллектуальную жизнь далось мне нелегко. И все же я это сделал. Мы с Дениз переехали в Нью-Йорк в декабре 1965 года, через несколько месяцев после рождения Минуш — нашего второго и последнего ребенка.

В то время, когда я бился над этими решениями, завершились и мои визиты к психоаналитику, которого я начал посещать в Бостоне. Они особенно помогли мне в этот трудный и напряженный период. Они позволили отбросить побочные соображения и сосредоточиться на принципиальных вещах, в которых нужно было разобраться, чтобы сделать правильный выбор. Мой психоаналитик, который оказывал мне огромную поддержку, подал идею завести небольшую медицинскую практику, специализирующуюся на пациентах с каким-то одним расстройством, и принимать их раз в неделю. Но он быстро понял, что в то время я был слишком целеустремлен, чтобы успешно делать карьеру в двух разных областях.

Меня часто спрашивают, помогли ли мне сеансы психоанализа. Лично я в этом почти не сомневаюсь. Они позволили мне по-новому взглянуть на собственные поступки и поступки других и в результате сделали меня более хорошим отцом и более чутким и тонким человеком. Я стал разбираться в некоторых аспектах бессознательной мотивации и связях между своими поступками, которых я до этого не осознавал.

Что я думаю о своем решении отказаться от клинической практики? Останься я в Бостоне, рано или поздно я, возможно, последовал бы совету психоаналитика и завел небольшую практику. В 1965 году в Бостоне я по-прежнему мог без труда это сделать. Но в Нью-Йорке, где мало кто из врачей достаточно хорошо представлял себе мою врачебную компетенцию, чтобы направлять ко мне пациентов, это было намного сложнее. Кроме того, человек должен познать себя. Я добиваюсь наибольших успехов, когда могу сосредоточиться на чем-то одном. Я осознал, что исследование обучения у аплизии — это все, с чем я мог справиться на раннем этапе моей карьеры.

Работа в Нью-Йоркском университете, то есть в Нью-Йорке привлекала меня тремя вещами, которые, как стало ясно, в итоге, имели для нас принципиальное значение. Во-первых она позволила нам с Дениз жить ближе к моим родителям и к ее матери. Они старели, у них были проблемы со здоровьем, и для них было нелишним, чтобы мы жили неподалеку. Кроме того, мы хотели, чтобы и наши дети росли ближе к нашим родителям. Во-вторых, когда мы были в Париже мы с Дениз не раз проводили выходные в художественных галереях и музеях, а в Бостоне начали собирать графические работы немецких и австрийских экспрессионистов, со временем увлекаясь этим все сильнее. В середине шестидесятых в Бостоне находилось немного галерей, в то время как Нью-Йорк был художественной столицей мира. Кроме того, пока я учился в медицинской школе, я вслед за Льюисом влюбился в театр Метрополитен-опера, и жизнь в Нью-Йорке позволила нам с Дениз вернуться к этому увлечению.

Помимо этого, должность в Нью-Йоркском университете давала мне чудесную возможность снова работать вместе с Олденом Спенсером. После работы в Национальных институтах здоровья Олден стал адъюнкт-профессором в Медицинской школе Орегонского университета. Но эта работа его разочаровала, потому что преподавание отнимало слишком много времени и оттесняло исследования на второй план. Я безуспешно пытался помочь ему получить место в Гарварде. Предложенная мне должность в Нью-Йоркском университете позволяла нанять еще одного старшего нейрофизиолога, и Олден согласился переехать в Нью-Йорк.

Олден полюбил этот город. Там нашла выход любовь его и Дианы к музыке, и вскоре после переезда Диана начала учиться игре на клавесине под руководством Игоря Кипниса — одаренного клавесиниста, который, как выяснилось, был моим однокурсником по Гарварду. Олден занял лабораторию, соседнюю с моей. Хотя мы и не проводили совместных экспериментов (потому что Олден работал с кошками, а я — с аплизией), мы каждый день разговаривали о нейробиологии поведения и почти обо всем на свете — вплоть до его безвременной смерти одиннадцать лет спустя. Никто другой не повлиял на образ моего научного мышления больше, чем он.

В течение следующего года к нам присоединился Джеймс Шварц (рис. 12–1), биохимик, которого медицинская школа взяла на работу независимо от нас с Олденом. Мы с Джимми дружили и были соседями по дому во время летнего курса в Гарварде в 1951 году, а впоследствии он учился на два курса младше в медицинской школе Нью-Йоркского университета, где наша дружба возобновилась. Однако мы не поддерживали связей с тех пор, как я покинул медицинскую школу в 1956 году.

12–1. Джеймс Шварц (1932–2006), с которым я познакомился летом 1951 года, получил степень доктора медицины в Нью-Йоркском университете и степень доктора философии в Рокфеллеровском университете. Он был одним из первых исследователей биохимии аплизии и внес существенный вклад в изучение молекулярных основ обучения и памяти. (Фото из архива Эрика Канделя).
Окончив медицине кую школу, Джимми получил степень доктора философии в Рокфеллеровском университете, где изучал механизмы работы ферментов и биохимию бактерий. К тому времени, когда мы снова встретились весной 1966 года, Джимми заслужил репутацию выдающегося молодого ученого. По ходу нашего разговора о науке он сказал, что подумывал переключиться в своих исследованиях с бактерий на нервную систему. Поскольку нейроны аплизии так велики и индивидуально опознаваемы, они казались неплохим выбором для изучения их биохимической индивидуальности, то есть того, чем одна клетка отличается от другой на молекулярном уровне. Джимми начал с изучения специфических нейромедиаторов, используемых для передачи сигналов разными нейронами аплизии. Джимми, Олден и я составили ядро нового отделения нейробиологии и поведения, которое я основал в Нью-Йоркском университете.

Группа Стивена Куффлера из Гарварда очень сильно повлияла на нашу — не только тем, что они делали, но и тем, чего они не делали. Куффлер организовал первое сплоченное нейробиологическое отделение, работа которого позволила объединить электрофизиологические исследования нервной системы, биохимию и клеточную биологию. Это было необычайно сильное, интересное и влиятельное отделение — коллектив, образцовый для современной нейробиологии. Его исследования были сосредоточены на отдельной клетке и отдельном синапсе. Куффлер был согласен с мнением многих талантливых нейробиологов, что белое пятно, разделявшее клеточную биологию нейронов и поведение, было слишком обширно, чтобы его картировать и заполнить в какой-либо обозримый промежуток времени (такой как время жизни каждого из нас). В результате в гарвардскую группу в первые годы ее работы не взяли никого, кто специализировался на исследовании поведения или обучения.

Время от времени, после бокала-другого вина, Стив пускался в откровенные разговоры о высшей нервной деятельности, обучении и памяти, но он говорил мне, что на трезвую голову эти проблемы казались ему слишком сложными, чтобы браться за их изучение на клеточном уровне. Ему также казалось, по-моему, напрасно, что он маловато знает о поведении и изучать поведение ему не с руки.

В этом вопросе мы с Олденом и Джимми расходились с Куффяером. Нас не так сдерживала неизвестность, мы находили заманчивыми саму неисследованность этого белого пятна и важность связанных с ним проблем. Поэтому мы предложили новому отделению Нью-Йоркского университета заняться тем, как нервная система обеспечивает поведение и как поведение изменяется под действием обучения. Мы хотели добиться слияния клеточной нейробиологии и науки о простых формах поведения.

В 1967 году мы с Олденом анонсировали это направление в большой обзорной работе, озаглавленной «Клеточные нейрофизиологические подходы в исследовании обучения». В этом обзоре мы подчеркивали, как важно выяснить, что же происходит на уровне синапсов, когда поведение видоизменяется в результате обучения. Мы отмечали, что следующим принципиальным шагом будет пойти дальше аналогов обучения и связать синаптические изменения в нейронах и нейронных системах с реальными примерами обучения и работы памяти. Мы наметили основы подхода к решению этой задачи на клеточном уровне и обсудили сильные и слабые стороны разнообразных простых объектов, подходящих для таких исследований, — моллюсков, червей и насекомых, а также рыб и других простых позвоночных. У всех этих животных есть формы поведения, которые в принципе должны были видоизмениться в ходе обучения, хотя такие изменения еще не были продемонстрированы на примере аплизии. Мы были уверены, что после того, как будут намечены нейронные сети, обеспечивающие эти формы поведения, станет ясно, где именно происходят изменения, вызываемые обучением. Тогда у нас появится возможность использовать весьма эффективные методы клеточной нейрофизиологии для исследования природы этих изменений.

В то время, когда мы с Олденом писали обзор, я уже переходил не только из Гарварда в Нью-Йоркский университет, но и от клеточной нейробиологии синаптической пластичности к клеточной нейробиологии поведения и обучения.

Эффект, произведенный нашим обзором (возможно, самым влиятельным из всех, в написании которых я принял участие), ощущается по сей день. Он вдохновил ряд ученых на применение редукционистского подхода в исследованиях обучения и памяти, и повсюду пошли в ход простые экспериментальные объекты таких исследований — пиявки, слизень Umax, морские брюхоногие моллюски Tritonia и Hermissenda, медоносная пчела, тараканы, раки и омары. Работы подтверждали идею, впервые выдвинутую этологами, изучавшими поведение животных в их естественной среде. Согласно этой идее, механизмы обучения эволюционно консервативны, потому что необходимы для выживания. Животному нужно научиться отличать жертв от хищников, полезную пищу от вредной и удобные и безопасные укрытия от тесных и опасных.

Наши идеи оказали влияние и на нейробиологию позвоночных. Пер Андерсен, в лаборатории которого в 1973 году были проведены первые современные исследования синаптической пластичности в головном мозгу млекопитающих, писал: «Повлияли ли эти идеи на ученых, работавших в данной области до 1973 года? Для меня ответ очевиден».

Наш с Олденом обзор убедил Дэвида Коэна (с которым у нас было дружеское соперничество и который впоследствии перешел к нам в Колумбийский университет, где занял должность вице-президента по делам искусств и наук) в ценности простых экспериментальных систем. Поскольку Коэн был приверженцем изучения позвоночных, он обратился к голубям — любимым подопытным животным Скиннера. Но Скиннер игнорировал мозг, а Коэн сосредоточился на управляемых мозгом изменениях частоты сердцебиения, вызываемых сенсибилизацией и выработкой классических условных рефлексов.

Джозеф Леду, на которого тоже повлиял наш обзор, видоизменил методику экспериментов Коэна и провел их на крысах, заложив основы работы с экспериментальной системой, которая оказалась наилучшей для изучения клеточных механизмов приобретенного страха у млекопитающих. Леду сосредоточился на миндалевидном теле — структуре, расположенной глубоко под корой головного мозга и специализирующейся на реакциях страха. Через многие годы, когда появилась возможность получать генетически модифицированных мышей, я тоже обратился к изучению миндалевидного тела и под влиянием работ Леду исследовал на мышах молекулярно-биологические аспекты памяти, уже изученные у аплизии.