В 1930-е годы австрийский психолог Альфред Адлер обронил фразу, которая сегодня читается почти как предсказание из области нейробиологии: «Каждый человек является творцом, ибо он творит нечто из...» Что именно он имел в виду — индивидуальный жизненный стиль, уникальную картину мира — можно спорить. Но спустя почти век учёные из Швейцарского федерального института в Лозанне, кажется, нашли нейронный механизм, стоящий за этим «творением из ничего». И он похож не на податливый пластилин, как думали раньше, а на детский конструктор «Лего».

Мозг — не пластилин, а «Лего»

Долгое время среди исследователей мозга бытовало представление, что его структура пластична, как пластилин: нейроны способны соединяться друг с другом в самых причудливых комбинациях, а сам орган легко меняет форму под воздействием опыта. Эта метафора казалась удобной — она объясняла и обучаемость, и восстановление после травм. Но команда под руководством Генри Маркрема предложила принципиально иную модель. По его мнению, мозг работает не как аморфная масса, а как конструктор «Лего», где элементарные блоки — не отдельные клетки, а устойчивые группы примерно из полусотни нейронов. Именно эти «кирпичики» и служат базовыми единицами обработки информации.

Чтобы проверить гипотезу, учёные разработали метод, позволяющий одновременно регистрировать электрическую активность сразу нескольких нейронов. Для этого использовались сверхтонкие иглы-электроды. В качестве подопытных взяли двухнедельных крыс — их мозг достаточно прост для анализа, но уже демонстрирует ключевые принципы организации. За время работы провели более двухсот экспериментов, в каждом из которых отслеживали «переговоры» внутри группы из 12 нейронов.

Схема была такой: один нейрон искусственно возбуждали извне и смотрели, как на это реагируют его соседи. По характеру ответов строили карту связей — кто с кем «дружит», а кто остаётся равнодушным. Если бы мозг действительно напоминал пластилин, каждый нейрон имел бы примерно равные шансы соединиться с любым другим, независимо от его расположения. Но реальность оказалась иной.

Правило соседних клеток и число 50

Выяснилось, что вероятность установления связи между двумя нейронами напрямую зависит от того, сколько у них общих соседей. Чем больше клеток уже «знакомы» с обоими, тем легче и устойчивее образуется новая связь. Это правило, названное правилом соседних клеток, стало ключом к пониманию того, как мозг собирает свои функциональные единицы.

Когда исследователи смоделировали эксперимент на компьютере, используя систему из 2000 виртуальных нейронов, результаты совпали с данными, полученными на крысах. Анализ показал, что оптимальный размер такой группы — от 40 до 50 нервных клеток. Именно эти кластеры, по мысли Маркрема, и есть те самые «нейронные кирпичики», из которых строится всё здание нашего опыта.

Нейронные кирпичики как носители памяти

Каждый такой кирпичик обладает собственным узором внутренних связей. И именно индивидуальный характер взаимодействия между этими блоками, а не между отдельными нейронами, определяет то, как мы воспринимаем и запоминаем мир. Один и тот же предмет — скажем, чашка кофе или лицо прохожего — у разных людей будет закодирован разными комбинациями «кирпичиков». Отсюда и уникальность воспоминаний, и тот факт, что два свидетеля одного события часто описывают его по-разному. Это напоминает открытие о том, что детский мозг работает как единая сеть, где нейронные сети функционируют слитно, без чётких границ, что также способствует уникальному восприятию.

Генри Маркрем идёт дальше: он предполагает, что комбинации этих структур служат своего рода нервными носителями информации. На них, как на крошечные жёсткие диски, записывается всё, что мы узнаём и переживаем в течение жизни. Если эта гипотеза верна, то память — не непрерывная плёнка, а мозаика, собранная из дискретных блоков. И каждый новый опыт не просто добавляет деталь к картине, а пересобирает узор из уже существующих кирпичиков.

Это возвращает нас к мысли Адлера. Человек действительно творит нечто из... нейронных кирпичиков — из ограниченного набора базовых элементов, комбинируя их бесчисленными способами. И, возможно, именно в этой комбинаторике и кроется секрет индивидуальности. Пока что работа Маркрема — лишь один из шагов к разгадке, но метафора «Лего» уже заставила многих нейробиологов пересмотреть свои взгляды на пластичность мозга. Ведь если мозг — конструктор, то понять его можно, только разобравшись в правилах сборки.