Вчера вечером научный журналист Алексей Паевский прочитал лекцию о том, как развивалась нейрофизиология на протяжении последнего столетия. Корреспондент NDNews.ru побывал на ней – и приводит самые интересные выдержки из услышанного. О том, почему мы должны быть благодарны изобретателю лоботомии, как узнать о болезни Альцгеймера за 20 лет до ее наступления и почему люди, живущие без половины мозга, не глупее остальных, читайте ниже.
Главред издания «Нейроновости» и научный редактор портала «Индикатор» Алексей Паевский выступил вчера перед екатеринбуржцами в Ельцин-центре. В небольшом зале собралась, в основном, молодежь – студенты, младшие научные сотрудники и просто любопытствующие, не имеющие отношения к науке. Для них Паевский и рассказал, как человечество узнавало, что происходит в мозге.
Одним из первых ученых, кто изучал мозг на предмет его связи с электричеством, был Николай Веденский, который в 1860-1870 гг. проводил опыты на собаках с помощью телефона. В мозг собаке вставлялись электроды, соединенные с телефонной трубкой, через которую ученый слушал, что происходит в мозге собаки. Работа называлась «Телефоническое исследование Мозга».
Другой ученый, Владимир Неминский, создал прообраз ЭЭГ. В 1914 году он снял электрический ритм мозга собаки, с открытого черепа. Но это было не совсем ЭЭГ. Никто не будет делать по любому поводу трепанацию – для профилактики или потому что голова болит.
Десятью годами позднее опубликовал свои работы Ханс Бергер, который искренне верил в телепатию и, как честный ученый, решил доказать факт ее существования. Потом он, конечно, признал, что телепатии не существует, но снял энцелфалограмму своего сына.
Следующий метод исследования мозга ждали ещё 12 лет. Первая нобелевка по физике была вручена Рентгену за открытие икс-лучей. Он произвел революцию в медицине. Стало ясно, где сломана кость, а где застрял осколок. Но мозг на рентгене не видно. И пришлось ждать, пока открытие не сделал бывший министр иностранных дел Португалии, нобелевский лауреат Эгаш Мониш, который не снискал славы в политике и вернулся в науку, которая тогда считалась престижнее. Мониш понял, как сделать мозг видным для рентгена, – ввести контраст. Так появилась ангиография. И Мониша четырежды номинировали на Нобелевскую премию за ангиографию, но дали за другое. Когда ему было 60, он придумал ещё один метод терапии, и обессмертил свое имя. Ему вручили премию за облегчение страданий при некоторых психических заболеваниях. За лоботомию. Тогда еще никто не понимал, что люди после этой процедуры становятся овощами, но как только Мониш получил нобелевку, в США стали использовать этот факт как рекламу метода. Причем в Штатах лоботомию делал человек без хирургического образования – через глазной проход ножом для колки льда. В СССР, несмотря на, в общем, официальное применение методов карательной психиатрии, лоботомию попробовали и решили – нам такого не надо. А в США через это прошли десятки тысяч человек.
Следующий метод интересен тем, что в нем принял участие Нобель, правнук того самого Нобеля, Микаэль. Он тоже должен был получить премию, но нельзя же дать нобелевку Нобелю. Он участвовал в изобретении МРТ – метода исследования, который позволяет видеть, как работает мозг, какие его области потребляют больше всего кислорода. Нейрофизиологи обрадовались этому новшеству – берем пациента, кладем в томограф, просим думать о сессии. И у него в мозге начинают работать определенные зоны. И ученые говорят: «Ага! Мы открыли зону, ответственную за сессию». И таких статей много, хотя это не совсем так.
Но и этого мало. Ученые придумали метод, который для исследования использует антивещество. То самое, которое описано у Дэна Брауна в «Ангелах и Демонах». Оно существует на самом деле, и его используют, с помощью аннигиляции в мозге. Для этого нужен один живой мозг, один ускоритель элементарных частиц – например, позитронно-эмиссионный томограф. Это очень дорогой метод. Вы приходите в клинику ровно в 12 часов дня, как вам назначили, и желательно не опаздывать – на ускорителе производят радиоактивный изотоп, который живет всего лишь несколько минут. К нему добавляют глюкозу, потому что наш мозг очень эгоистичный, он занимает всего 2% от массы тела, но жрет 20% энергии. Делается предположение – более активные зоны едят больше глюкозы. Мы пьём фторзамещенную глюкозу, фтор при распаде испускает позитрон – античастицу к электрону. Вылетая из атома, античастица сталкивается с электроном, аннигилирует в гамма-излучение, и в этот момент два гамма-кванта вылетают из вашего мозга, и их регистрирует томограф. И мы понимаем, какая зона работает. Это очень дорого, но очень точно. В этом году шведские учёные показали, что по активности клеток мозга при исследовании с помощью ПЭТ можно делать выводы о возможности развития болезни Альцгеймера у человека за 20 лет до появления симптомов.
Но и этого тоже мало. Нам теперь интересно управлять клетками мозга. Лет 10-12 назад придумали метод оптогенетики – берется белок апсин, который «видит» синий свет в нашем глазу. Белок встраивается в мембрану нервных клеток. Добавляем туда же красный флюорестцентный белок, который испускает свет и активируется при активации нервной клетки. Светим синим лучом в мозг – возбуждается определенная зона. И мы видим, какая именно, потому что она светится красным. Но есть проблема – мозг непрозрачный. Но и это решили. Мозг вводят в среду, которая делает его с тем же показателем преломления света, что и внутричерепная жидкость. И мы видим целиком работающий мозг. Это новые технологии, пока более-менее секретные, называются «кристал брейн».
И что мы знаем сейчас, благодаря всем этим методам? Первое главное открытие было сделано благодаря многолетней дискуссии двух учёных. Один из них, Камилло Гольджи, учитель всех гистологов, создал метод окрашиваний нервных клеток серебром. Его оппонентом был Сантьяго Рамон-и-Кахаль. В чем суть дискуссии? Тело состоит из клеток. Но нервные клетки не похожи на другие. Они более вытянутые. И ученые спорили, есть ли места соединения нервных клеток, или они сплошные – то есть мозг это такая огромная клетка с кучей ядер? Сейчас мы знаем, что в мозге около 86 млрд нервных клеток, которые соединяются с помощью шипиков. И эти соединения называются синапсами. Это увидел Рамон-и-Кахаль. И им обоим дали по нобелевке, мол, успокойтесь уже мужики, не ссорьтесь. Тем не менее, мы узнали, что есть синапс, из которого идет нейромедиатор – то, что принято называть гормонами счастья, например. Но это не гормоны – дофамин, серотонин. Это нейромедиаторы, которые передают сигнал. Но это уже гораздо позже было открыто.
Следующим стал Отто Леве. Он тоже долго пытался понять, как происходит передача импульса от клетки к клетке. Он чувствовал, что это происходит с помощью химических веществ, но не мог это доказать. Пока как-то пасхальной ночью ему не приснился сон, как поставить нужный эксперимент. Он проснулся, записал все и лег спать дальше. А утром проснулся и понял, что не может прочитать, что написал. И вспомнить не может. К счастью, следующей ночью ему снова приснился тот же сон. Леве тогда не стал ложиться спать, а пошел в лабораторию и провел эксперимент. Известно, что если сердце лягушки изолировать, то некоторое время оно еще будет биться. В чем суть метода Леве? Берем два лягушачьих сердца. Одно омываем физраствором и стимулируем блуждающий нерв, который замедляет ритм биения сердца. Берем этот же физраствор, который омывает первое сердце, и капаем чуть-чуть на второе – и оно тоже замедляется. Это значит, что блуждающий нерв выделяет какое-то вещество, которое заставляет сердце замедляться. Надо сказать, что Леве повезло. Если бы сон приснился ему на Покров, а не на Пасху, ничего бы не получилось. В блуждающем нерве лягушки есть нервные волокна как замедляющие, так и ускоряющее ритм сердца, их соотношение меняется в зависимости от времени года. И только весной нерв выделяет вещество, замедляющее ритм. В итоге за свое открытие Леве получил нобелевку.
Вы наверняка слышали выражение «нервные клетки не восстанавливаются». На самом деле нет, восстанавливаются и еще как. В мозге есть гиппокамп – он похож на морского конька, поэтому так и называется. Гиппокамп обрабатывает память – именно он решает, что сохранить, а что отправить нафиг. У любого взрослого в гиппокампе идёт постоянное формирование новых нервных клеток. В других областях мозга клеток так много, что их больше не нужно. Но важно ведь не количество, а качество их связи. Все, как в жизни, – чтобы чего-то добиться, нужны хорошие связи. В том числе нейронные. Плюс после инсульта, бывает, растут новые нервные клетки. Кстати, у детей нервных клеток слишком много, больше, чем у взрослого.
Но это еще не все. В принципе, не так важно, какая зона мозга за что отвечает. Потому что мы можем это менять. Мы можем менять функции мозга. Это называется нейропластичность. Это слово придумал польский ученый, который работал и в СССР, Ежи Конорски. Что такое нейропластичность? Обычно, пытаясь сказать собеседнику, что он глуп, мы говорим: «Ты что, вообще безмозглый»? Хотя это не такое уж ругательство. В США был случай – мужчина пришел к врачам с жалобой на боль в ноге. Его долго проверяли и решили сделать МРТ. Которое показало, что у него осталось всего 10% мозга. В детстве у него была гидроцефалия, и ему поставили трубку, которая откачивала жидкость, скапливающуюся вокруг мозга, потом ее убрали, и мозг по каким-то причинам стал разрушаться. При этом этот мужчина остался вполне дееспособным. Не очень умным – IQ всего 75, но у него трое детей, он коммуникабелен и вообще работает чиновником. Просто оставшиеся 10% взяли на себя функции всего остального мозга. Мужчина этот живой, работает, вполне возможно, что даже пошел на повышение. Другой случай произошел с молодой девушкой, француженкой. Она пришла в клинику с жалобой на головную боль, и на томограмме оказалось, что у нее нет одного полушария. Причем с рождения. И у этой-то девушки IQ далеко не 75, она говорит на двух языках. Да, у полушарий есть некая специализация, но она не жесткая. Ведь бывают же операции по удалению полушарий, но после этого человек продолжает работать двумя руками, ходить на двух ногах.
Кстати, эксперимент вы можете провести сами. На Е-bay продаются очки, они переворачивают картинку, которую вы видите. Если ходить в них недели две, не снимая, картинка перестает быть перевернутой, кора мозга перестраивает ее. И если потом очки снять, картинка снова окажется перевернутой. Но через какое-то время все вернется, картинка снова станет нормальной, уже быстрее, чем за две недели.
Есть еще одно замечательное открытие – зеркальные нейроны. Оно сделано совсем недавно. Оказывается, что если я покажу кому-то язык, он мне, скорее всего, покажет тоже. Это работают зеркальные нейроны. Когда я показываю язык, у меня загораются определенные нейроны, и эти же нейроны загораются у того, кто напротив меня. Процессы ответного возбуждения нейронов важны для нашего обучения. Например, шимпанзе приводит молодежь к термитнику, срывает палку, засовывает в термитник, держит там, потом вынимает и съедает. Это у них такой деликатес. А потом предлагает молодежи сделать то же самое. Это обучение с помощью зеркальных нейронов. Кстати, они же отвечают за узнавание себя в зеркале. Узнают себя, помимо людей, еще скаты и муравьи.
Было в этом году исследование – ученые наконец-то догадались провести. Дали человеку ЛСД, поместили его в томограф. Другому дали плацебо и тоже поместили в томограф – у него все сенсорные поля работали согласованно, а вот у человека под ЛСД мозг светился, как новогодняя елка. Он слышал все звуки, чувствовал прикосновения, но все у него в голове перепутывалось.
Другой метод стимуляции мозга, магнитным полем или током, тоже очень спорный. Считалось, что это может улучшать память. Но после опытов оказалось, что нет. Более того, может ухудшать. Вообще, вся стимуляция если и работает, то недолго. А вот что действительно реально, так это протезы сенсоров. 85-90% при передаче тактильных ощущений довольно точные, но когда происходят ошибки, человек испытывает довольно неприятные ощущения, боль или холод.
Человеку надо больше спать, чтобы забыть всю ненужную информацию. Нам нужно во время сна промыть мозги в прямом смысле. Пока мы спим, увеличивается поток спинномозговой жидкости, которая омывает клетки, очищая от продуктов метаболизма. Тем не менее, учиться лучше вечером – лучше информация запоминается, ее мозг лучше обрабатывает. С дневным сном такая штука может не сработать – он обычно поверхностный.
Екатеринбург, Екатерина Норсеева
Екатеринбург. Другие новости 09.12.16
«Гора не работает, все оборудование выведено из строя» – у комплекса «Ежовая» сменился собственник (СКРИНЫ). / В Нижнем Тагиле при пожаре погибла пенсионерка с дочерью, другие члены семьи – в больнице. / Свердловская область попала в тройку регионов по росту протестной активности. СКРИН. Читать дальше
Отправляйте свои новости, фото и видео на наш мессенджер +7 (901) 454-34-42
© 2016, РИА «Новый День»