Академик Павел Балабан: Можно ли полностью стереть мучительные воспоминания

Как стресс может заставить "замолчать " или "заговорить" гены? В десятке лучших достижений Российской академии наук 2024 года названа работа ученых Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, связанная с феноменом памяти. О ее сути корреспондент "РГ" беседует с руководителем исследований академиком Павлом Балабаном.

Павел Милославович, в прошлом нашем интервью вы рассказывали об открытом вашим коллективом удивительном механизме долговременной памяти. Что главную роль в ней играют вовсе не нейроны, а глиальные клетки, астроциты ("РГ" от 16.01.2024 "Мозг играет в прятки"). Сейчас отмечена новая ваша работа, связанная с влиянием на память эпигенетики. Но, насколько я знаю, еще недавно сама эпигенетика в научной среде считалась чуть ли не научной ересью...

Павел Балабан: Так и было, но это уже в прошлом. Сейчас все кардинально изменилось. Сегодня эпигенетика - перспективное прорывное направление исследований, сюда, говоря образно, ринулись многие ученые самых разных специальностей - генетики, медики, биологи и т.д.

Давайте в общих чертах поясним ее суть.

Павел Балабан: Каждый из нас обладатель знаменитой спирали ДНК - последовательности генов, которую мы получили от папы с мамой и которая определяет нашу личность. Этот набор ДНК не меняется в течение всей жизни. Но оказалось, что в организме есть регуляторы, которые меняют активность генов, не меняя сами ДНК. Работают как своеобразный командир, давая генам команды "усилить" или "приглушить". Так вот этой системой регуляции и занимается эпигенетика.

Откуда поступают эти команды?

Павел Балабан: Отовсюду. Мы живем в открытом мире, пьем, едим, работаем, испытываем стрессы. Все это, как оказалось, может влиять на ДНК, не вызывая при этом классических мутаций. Например, стресс может не менять последовательность нуклеотидов в генах, но способен изменить их активность, а это, как уже известно, способно радикально повлиять на здоровье. Если стресс длительный, то "командир" генов запомнит это измененное состояние. Аналогичная картина и с нашими хроническими болезнями.

А как конкретно работает такой регулятор активности гена?

Павел Балабан: Сегодня наиболее изучен механизм, когда к основаниям ДНК присоединяется так называемая метильная группа - один атом углерода и три атома водорода. Именно она и меняет уровень экспрессии гена.

Кстати, еще 15 лет назад считалось, что эпигенетика важна для организма только в самые начальные периоды его развития. Что она определяет, во что превратятся стволовые клетки - в кожу, сердце, в мозг, в другие органы. Сейчас, повторяю, эпигенетика, по сути, определяет нашу жизнь.

Хорошо. А как это связано с вашими экспериментами по управлению памятью?

Павел Балабан: Сразу подчеркну, что речь идет о долговременной памяти. Известно, что любой организм стремится сохранить свой гомеостаз. Его стабильность - гарантия безопасности, а сбой - путь к патологии. Чтобы сохранить память, в генах стоят блокаторы, которые не позволяют генам произвольно менять активность. Такими "стражами" и являются те самые метильные группы.

Мы решили посмотреть, как работает этот механизм памяти на самых примитивных животных - улитках. Им давали пищу с определенным запахом, который сочетался с ударом током. Обучали: если пахнет - есть нельзя. И они быстро этот урок усвоили.

А что произошло в генах улитки при ударе током?

Павел Балабан: К определенным генам присоединились метильные группы. Они изменили активность генов, и улитки узнали и надолго запомнили важное для себя: этот запах сигналит об опасности. От него надо держаться подальше.

Но мы решили посмотреть, а что будет, если в генах заблокировать метильные группы! И тут произошло неожиданное: улиток словно и не били током, они вновь стали поедать то, от чего еще вчера воротили нос.

То есть урок не пошел впрок?

Павел Балабан: Они про него напрочь забыли. Эта память в генах исчезла. Почему? Может, потому, что память была новая, свежая, еще не успела основательно закрепиться в ДНК. И тут мы вмешались со своим ударом. Но дальше было еще интересней. Когда мы ввели улиткам определенное вещество, которое усилило активность генов, память у них восстановилась без дополнительного обучения. Они вспомнили и про ток, и про запахи.

Наш эксперимент показал совершенно необычную вещь: при блокировании метильной группы некоторые виды памяти исчезают. Это новые фундаментальные механизмы формирования и хранения памяти. Разобравшись в них, можно искать способы ее регулировать, понять причины патологии памяти, лечить людей за счет мобилизации собственных ресурсов и регуляции активности генов без приема ежедневных лекарств.

А можно стереть какие-то негативные воспоминания, которые сидят в мозге человека? Например, фобии, мешающие жить?

Павел Балабан: Пока о конкретике говорить рано, но в принципе возможен вот такой вариант. Сегодня врачи могут вызвать в мозге человека в мельчайших деталях травмирующие его воспоминания, и в этот момент попробовать применить блокаторы метильных групп. Вполне возможно, что эти мучительные воспоминания удастся стереть. Но это надо проверять.

Мечта каждого - улучшить память. А это реально? Например, быстро выучить китайский язык?

Павел Балабан: Должен вас разочаровать: с языком эпигенетика не поможет. Придется самому прикладывать усилия. Вообще я сейчас не стал бы обсуждать вопрос об улучшении памяти, потому что здесь множество сложнейших аспектов, которые требуют специального разговора.

Кстати

О том, что наш мозг способен хранить в 10 раз больше информации, чем считалось ранее, сообщили ученые Института биологических исследований Солка. Такой вывод они сделали, изучая с помощью теории информации синапсы гиппокампа крысы. Эта область мозга в первую очередь отвечает за обучение и объем памяти. Расчеты дали показали, что мозг способен удерживать информацию, равную одному петабайту.

Но почему мы, имея возможность хранить такой огромный архив, постоянно что-то забываем? Так решила мудрая природа. Память - это не архив. Мы не храним, а отбираем только значимое для каждого из нас. Но есть исключения. Невероятные резервы мозга демонстрируют феномены из Книги рекордов Гиннесса. Например, могут назвать в числе Пи более 20 тысяч знаков после запятой, сказать, какой в 1314 году 26 марта был день недели, извлечь корень 73 степени из 500-значного числа. Знаменитый чудесами памяти американец Ким Пик стал прототипом героя фильма "Человек дождя". Впрочем, многие подобные феномены расплачивались за свои рекорды когнитивными расстройствами. Например, Ким Пик был аутистом.

По сути, феномену памяти посвящен роман Евгения Водолазкина "Авиатор", где герой не помнит своего прошлого. Проводниками к нему становятся запахи, звуки, призрачные образы и т.д. Это напоминает приемы мнемоники, когда для запоминания событий их ассоциируют с какими-то образами. В данном случае происходит обратное: образ вызывается из памяти связанными с ним явлениями.