Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №04

• Название: Вокруг Света 2006 №04
• Автор: Вокруг Света
• Жанр: Путешествия и география

---

«Все эти исследования очень убедительно показывают УЧАСТИЕ данного гена в той или иной деятельности, но показать его РОЛЬ они, конечно, не могут. И получается, что один ген заставляет организм совершить сложное целенаправленное действие», — иронизирует сотрудник лаборатории нейрофизиологических основ психики Института психологии РАН кандидат психологических наук Александр Горкин. По его мнению, сегодня физиология столкнулась на молекулярно-генетическом уровне с тем же, с чем на уровне морфологическом она уже сталкивалась во времена опытов начала прошлого века. Дело в том, что любая деятельность не только мозга в целом, но и всех его частных механизмов всегда системна, целостна и нацелена на достижение определенного результата, а потому заведомо пластична. Если обычный путь достижения результата почему-то невозможен, система ищет и находит другие пути. Это и позволяет мозгу всякий раз обманывать исследователей, пытающихся «привязать» его функции к определенным структурам, будь то участки коры, клетки или гены. Предположив, что такая-то структура играет ключевую роль в неком процессе, исследователь удаляет или блокирует ее, а мозг тут же находит ей замену.

И тем не менее, по мнению Александра Горкина и его коллег, массированная атака на мозг с применением новых методов все-таки приносит свои плоды — в последние десятилетия мы узнали немало нового. Оказалось, например, что вопреки известной фразе «нервные клетки не восстанавливаются» у взрослых людей и животных идет созревание нейронов из клеток-предшественников. Этот процесс доказан для обонятельных луковиц и гиппокампа (неприметной, но очень популярной у ученых складочки древней коры, играющей важную роль в процессах памяти), и есть подозрения, что он происходит и в новой коре. Другим открытием последних лет стала долговременная потенциация — то самое постулированное Хеббом улучшение проводимости постоянно работающего синапса. Правда, в лаборатории этот эффект зарегистрирован при таких условиях, которые вряд ли происходят в организме, но умозрительная модель Хебба все больше обретает реальные очертания. Наконец, возможность регистрировать активность большого числа нейронов одновременно и изощренные способы обработки результатов позволяют подступиться к анализу согласованной работы нейронных ансамблей. Таким путем, например, немецкий физиолог Морис Ингер обнаружил своеобразный тип синхронизации активности нейронов, возникающей лишь тогда, когда совокупность движущихся точек складывается для животного в целостный образ. А в конце прошлого года группа американских ученых во главе с Роберто Фернандесом нашла в мозгу пчелы нечто очень похожее на еще одно теоретическое построение Дональда Хебба — модель кратковременной памяти. Когда экспериментаторам удается обнаружить и опознать явления, предсказанные теоретически, это считается показателем хорошего понимания изучаемого предмета. Но обольщаться не следует: человеческий мозг гораздо сложнее и неожиданнее самых логичных и обоснованных теорий, какие только можно придумать. Однако комплексный подход к изучению процессов, происходящих в мозгу, с использованием аппаратов, позволяющих получать «карту» метаболической активности различных отделов мозга, в сочетании с молекулярно-генетическим анализом позволяет по-новому взглянуть на проблему лечения самых сложных заболеваний.

«Мозг выделяет мысли, как печень — желчь, а слюнная железа — слюну»,— сказал в самом начале XIX века французский философ и врач Пьер-Жан-Жорж Кабанис. Но желчь, слюну или желудочный сок можно было без труда обнаружить, вскрыв соответствующий орган. Мозг же неизменно представал перед анатомами лишенным всяких следов своего главного «секрета». Сопоставляя его с разного рода устройствами, способными к сложным и совершенным действиям: механические часы, компас, простейшие гидравлические и пневматические машины, люди задались вопросом: «А что, если и мозг — такая же машина, только гораздо более сложная и совершенная?» Уже в середине XVII века подобные размышления привели великого математика и философа Рене Декарта к идее «отраженного действия» — рефлекса. Все очень просто: внешнее раздражение приводит в действие некие воздухоподобные частицы («животные духи»), которые устремляются в мозг, а из него в мышцы — и человек отдергивает руку от огня. Правда, так удавалось объяснить только самые простые непроизвольные действия. Тем удивительнее, что спустя полтора столетия основные положения его теории были доказаны работами целого ряда ученых из разных стран, один из которых, чешский анатом Ян Пуркинье, и ввел в обращение сам термин «рефлекс». Правда, наиболее четко эта схема реализовывалась в работе спинного мозга, особенно когда ему не мешал головной. Своей вершины этот подход достиг в знаменитом учении Ивана Павлова: превратив рефлекс в инструмент физиолога, русский ученый выдвинул концепцию работы мозга, позволяющую связать изменения в поведении животного с изменениями в работе нервной ткани. Но все эти выводы строились на косвенных данных, внешних проявлениях нервной активности, основанных на опытах с животными, которые не давали объяснения свойств мышления или психики. Средств же, позволяющих увидеть собственно работу мозга, у ученых в то время не было. Однако они не теряли надежды проникнуть в тайну этого загадочного органа. Еще в 1810-х годах австрийский анатом Франц Йозеф Галль, связав психическую деятельность человека с корой больших полушарий мозга, предположил, что каждый тип умственных способностей человека приурочен к определенной области коры, размер которой прямо пропорционален величине соответствующей способности. Теория и методика Галля, известные под именем «френология», некоторое время были весьма популярны, но из-за явного несоответствия фактам вскоре стали предметом насмешек. Однако 50 лет спустя французский антрополог и хирург Поль Брока на конкретном примере сумел доказать, что разрушение или сильное повреждение небольшого участка коры, а именно — задней трети нижней лобной извилины левого полушария, лишает человека дара членораздельной речи, сохраняя при этом способность издавать звуки и понимать чужие слова. В 1874 году немецкий психиатр Карл Вернике описал обратную картину — больных, которые могли говорить, но не понимали смысла слов, произносимых другими. И это тоже оказывалось следствием локального разрушения коры — на сей раз задней трети верхней височной извилины левого полушария. Однако «привязать» к конкретным структурам мозга все явления психики, а тем более найти участки нервной ткани, где хранятся конкретные воспоминания, знания и навыки, ученым так и не удалось — мозг не поддавался картированию.

  1. ПЭТ выявил участки мозга (красные), связанные со словестным обучением. Слева — участок, отвечающий за запоминание самого слова, справа — за сохранение в памяти его значения 2. Слуховая деятельность мозга. Красные и зеленые зоны воспринимают звук, желтая — его анализирует, розовая— отвечает за речевые функции 3. Микрокартирование зрительной активности. Голубым цветом окрашены зоны, где активность нейронов низка, красным и белым— зоны высокой активности

Высший пилотаж

Багаж полученных знаний об «ответственности» разных долей и участков головного мозга за определенные функции лег в основу стереотаксической нейрохирургии, обеспечивающей максимально щадящее воздействие на его глубокие структуры. Стереотаксис, то есть введение электродов или иных инструментов в точно определенные структуры в глубине мозга, уже много десятилетий широко применяется в экспериментах на животных. Однако в работе с человеческим мозгом к подобным операциям прибегают только в том случае, когда все возможности медикаментозных методов уже исчерпаны, а болезнь продолжает прогрессировать, принося человеку страдания и делая его асоциальным. Сегодня этот вид вмешательства получает более широкое распространение благодаря развитию томографии, позволяющей точно и оперативно определить расположение очага болезни. Стереотаксическая хирургия применяется при лечении больных, страдающих нарушениями двигательного аппарата, например болезнью Паркинсона или хореей Гентингтона, эпилепсией, атетозом, а также фантомноболевым синдромом и рядом других психических нарушений. Также стереотаксис используется для разрушения некоторых опухолей головного мозга, для лечения гематом, абсцессов, кист мозга или для уточнения диагноза.

Предположим, в глубине мозга имеется какое-то органическое поражение, например опухоль. Добраться до нее обычным хирургическим инструментом можно только сквозь толщу нервной ткани — естественно, рассекая и тем самым повреждая ее. Стереотаксическая методика позволяет, рассчитав точные координаты на основании данных магнитно-резонансного и позитронно-эмиссионного томографов, ввести с помощью малотравматичного тонкого щупа радиоактивные вещества, которые выжгут опухоль и за короткое время распадутся. Повреждения при проходе сквозь мозговую ткань минимальны, а опухоль будет уничтожена. Главная задача — решить, как до нее добраться, какой путь выбрать, чтобы не задеть важные зоны.