В 1990 году стипендиальной комиссии докторантуры по психологии выпала непростая задача: на всю страну выделили всего пять стипендий, и необходимо было определить, кому они достанутся. Пикантность ситуации заключалась в том, что среди главных кандидатов на стипендию двое работали в одной и той же лаборатории, у одного и того же научного руководителя и в довершение ко всему состояли в браке. Было бы очень странно выделить две пятых всего научного финансирования одной исследовательской группе, но их заявки были очень сильными. Они особенно поразили двух членов комиссии, и те очень старались привлечь на свою сторону остальных. Это были профессор Бергенского университета Кеннет Хюгдал и Свейн Магнуссон из Университета Осло[20]. После долгих обсуждений комиссия все-таки решила присудить каждому из супругов по отдельной стипендии.

Несмотря на то, что с момента открытия долговременной потенциации в лаборатории Пера Андерсена прошло уже 20 лет, до сих пор не имелось надежных доказательств того, что этот эффект усиления нейронных импульсов действительно задействован в обучении людей и животных в реальной жизни. Следующим шагом могло стать изучение долговременной потенциации у свободно передвигающихся животных – именно к этой задаче хотел подступиться Эвард Мозер. Чтобы это сделать, необходимо было вживить в мозг крысы электроды, с которыми она должна была прожить всю оставшуюся жизнь. До сих пор ему и Мэй-Бритт доводилось только удалять фрагменты гиппокампа и наблюдать, как это влияет на способность крыс к обучению, и у них не было опыта вживления электродов и проведения замеров нейронных импульсов на живых подопытных. И поскольку остальные сотрудники лаборатории Андерсена тоже этого не умели, им пришлось обратиться за помощью к Болеславу (Болеку) Сребро.

Сребро раньше занимался исследованиями гиппокампа в известном нейрологическом институте в Польше – Институте экспериментальной биологии им. М. Ненцкого. В 1969 году он переехал в Норвегию и начал работать в недавно открытой исследовательской группе нейробиологов при Бергенском университете.

Эдвард и Мэй-Бритт получили приглашение в лабораторию Сребро, где в течение недели обучались тому, как изготовить достаточно маленькие электроды, чтобы те уместились в гиппокампе крысы, как провести операцию и как считывать измерения нейронных импульсов у бодрствующих крыс.

Нейроны отличаются от других клеток тем, что испускают электрические импульсы. В состоянии покоя нейрон имеет отрицательный заряд по сравнению с окружающей его средой. Но когда нейрон реагирует на что-либо, ситуация меняется на обратную – за малую долю секунды нейрон из отрицательно заряженного превращается в положительно заряженный. Это называется потенциалом действия, нервным импульсом, или же разрядкой. Импульс можно измерить, если ввести тонкие электроды в мозговую ткань рядом с нервной клеткой или прямо в клетку, хотя последнее гораздо сложнее. Поскольку изменение потенциала происходит молниеносно, в 100 раз быстрее, чем мы успеваем моргнуть, исследователи используют для его измерения довольно сложный прибор – осциллограф. На экране осциллографа поток электронов отображается в виде линии на экране, а любые изменения заряда исследователи наблюдают в виде зубцов на этой линии.

Эдвард собирался замерить нервные импульсы в ткани вокруг нейрона, то есть сумму электрических импульсов от многих клеток мозга. Такая сумма импульсов носит название «полевой потенциал». Если полевой потенциал растет, это трактуется как признак усиления связей между клетками. Это, в свою очередь, рассматривается как признак долговременной потенциации, свидетельствующей о том, что клетки чему-то научились. Полевой потенциал можно измерить только после электрической симуляции нервных путей. Поэтому в мозг крысы необходимо было вживить целых два электрода: один для подачи электрического тока, а другой для регистрации реакции нейронов.

Вернувшись в Осло, Эдвард приступил к измерению полевого потенциала в гиппокампе крыс. Для начала он провел несколько пробных замеров «на берегу» – в открытой коробке, стоявшей на полу. Первые результаты показались многообещающими: как и ожидалось, электрические импульсы, регистрируемые в те моменты, когда крыса исследовала окружающую среду, были сильнее, чем импульсы в состоянии покоя. Это уже отмечалось другими исследователями ранее и считалось признаком того, что животное учится и возникает долговременный потенциал. Но когда Эдвард провел аналогичные измерения у крыс в водном лабиринте, то получил неожиданный результат: вместо того чтобы становиться сильнее, импульсы ослабевали. Это вызвало недоумение, ведь было очевидно, что в такой ситуации крыса чему-то учится. Так в чем же дело?

Мэй-Бритт, в свою очередь, потратила немало времени на поиск подходящего проекта для своей докторской диссертации. Они договорились, что Эдвард займется долговременным потенциалом, а она придумает другую тему, связанную с механизмами обучения. Андерсен внес интересное предложение. У него в Институте токсикологии был знакомый, интересовавшийся тем, как алкоголь влияет на связи между нейронами в гиппокампе животных. Однако Мэй-Бритт эта тема не вдохновила. Во-первых, ей претила мысль о том, что придется давать крысам большие дозы алкоголя. Во-вторых, она предполагала, что возникающие в результате повреждения будут слишком неспецифичными, чтобы можно было сделать какие-то однозначные выводы. Она отказалась от проекта под тем предлогом, что выросла в религиозной среде, и воспитание не позволяет ей спаивать крыс.

Ей в голову пришла другая идея. Вместо того чтобы изучать вещество, разрушающее нейронные связи, она решила исследовать обратный процесс: тренировать животных в стимулирующей среде, где им придется решать разнообразные задачи, и проверить, приведет ли это к увеличению числа связей между нейронами по сравнению с крысами, выросшими в скучной среде, не требующей от них постоянных усилий. Андерсен как раз заказал дорогой сверхсовременный конфокальный микроскоп, и Мэй-Бритт была уверена, что с его помощью получится увидеть, зависит ли объем связей между клетками мозга от объемов обучения животных. Она составила описание проекта и представила его Андерсену. Тот не согласился, что подобные различия можно увидеть с помощью микроскопа, и посоветовал ей отказаться от идеи. Но Мэй-Бритт не сдавалась, и в итоге он дал добро.

Исследовательская группа Пера Андерсена в течение долгого времени привлекала самых способных студентов, но теперь для нее наступила поистине золотая эпоха. Эдвард и Мэй-Бритт были окружены мотивированными, трудолюбивыми и увлеченными исследователями. Помимо них двоих в группе трудились четверо медиков – Мари Троммалд, Мортен Ростад, Уле Паульсен и Паола Педардзани. Все они практически жили в институте, который переехал в новое здание в Гаустаде. Как правило, домой они уходили, только