№ 17/17

Берегите голову

Кажется, любой человек знает, что именно мозг управляет всеми функциями организма, однако о его здоровье мы обычно не задумываемся, активно разрушая, пожалуй, самый главный наш орган стрессами, лекарствами, плохой экологией. К счастью, нейрофизиологи борются с этими процессами. В России успешно функционирует Лаборатория гормональных регуляций Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, которую возглавляет один из крупнейших специалистов в области мозга, академик РАН Михаил УГРЮМОВ. Михаил Вениаминович рассказывает о том, как работает наш генератор идей, что приводит к страшным болезням и как их лечить.

Мозг - это десятки миллиардов нейронов, каждый из которых связан с другими 10-20 тысячами связей, В секунду в мозгу возникает 200 тысяч сигналов. То есть это такая система, которую, наверное, никогда нельзя будет воспроизвести, и все разговоры об искусственном интеллекте носят спекулятивный характер. И вряд ли, думаю, в ближайшие десятилетия, если не столетия мы приблизимся к ее осуществлению. Мы можем создать только отдельные элементы, отдельные блоки мозга.

Теперь о поверье, что мозг создан с большим запасом прочности и работает только 10-20 процентов нейронов. Действительно, есть экспериментальные аргументы в пользу этого. Но если мы не понимаем, для чего нейроны созданы с таким переизбытком, это не означает, что они не нужны. Они могут понадобиться в состоянии повышенной нагрузки - тогда, может быть, потребуется не 20, а все 100 процентов нейронов. То есть существуют огромные компенсаторные резервы, или так называемые механизмы пластичности мозга.

Само понятие пластичности возникло давно - в конце XIX - начале XX века было проведено много исследований на эту тему. Например, когда повреждали мозг и нарушалась одна из функций, к примеру, двигательная, ученые заметили, что в ряде случаев она могла со временем восстанавливаться. То есть одни структуры мозга брали на себя обязанности другой структуры, и таким образом обеспечивалась компенсация нарушенных функций. Сейчас мы уже знаем много механизмов пластичности мозга. Хорошим примером являются болезни Паркинсона и Альцгеймера. При этих заболеваниях у больных с повышенной скоростью начинают погибать нейроны. Вообще, у нас в мозге нейроны гибнут постоянно - в течение жизни мы теряем около 20 процентов нейронов, что никак не сказывается на нашей деятельности - и это опять-таки говорит о пластичности мозга. Скажем, если нарушается область, регулирующая двигательную активность, развивается болезнь Паркинсона, если область, которая отвечает за память, - болезнь Альцгеймера.

Проявления этих болезней - симптомы - у больных проявляются очень поздно, через 20-30 лет после того, как начинается гибель нейронов. Из этого можно сделать вывод, что небольшого количества нейронов в принципе достаточно, чтобы обеспечить регуляцию основных функций - память, двигательную активность. Но на самом деле это не так - просто включаются механизмы пластичности мозга, которые и компенсируют функциональную недостаточность, связанную с гибелью этих нейронов. Еще Гиппократ писал, что врач должен не лечить болезнь, а помогать больному справляться с ней.

Чтобы выстроить полную картину, как развивается заболевание, нужно смоделировать подобную систему гибели нейронов в эксперименте. С этой целью и используются токсические вещества. Есть вещество, которое вызывает болезнь Паркинсона, оно же используется в эксперименте для моделирования заболевания. А на самом деле люди с ним столкнулись как с наркотическим веществом - синтетическим аналогом героина; Стали замечать, что у наркоманов, которые постоянно его принимали, со временем развивалась болезнь Паркинсона.

Учитывая то, что нейродегенератив-ные заболевания проявляются в пожилом возрасте, несколько фантастически звучит гипотеза о том, что предрасположенность к ним появляется у человека задолго до рождения. Действительно, в период внутриутробного развития или во время родов на развивающийся организм могут влиять либо вредные химические вещества, либо вредные физические воздействия, например гипоксия (недостаток кислорода).
К таким химическим факторами могут относиться некоторые лекарства, обладающие особым сродством к мозгу и способные вызывать нарушения его развития. Поэтому врачи должны быть особенно внимательны, предлагая ту или иную лекарственную терапию, антибиотики, гормоны и др. беременным женщинам. В противном случае могут возникнуть так называемые врожденные заболевания - за счет изменения химического состава межклеточной среды мозга, влияющей на его развитие. Что касается физических факторов, то гипоксия, например, в период внутриутробного развития приводит к тому, что в мозгу образуется меньше нейронов, чем должно было бы быть. В этом случае после рождения даже если нейроны погибают с нормальной небольшой скоростью, может быть достигнута критическая масса потери нейронов в 80%, что неизбежно приведет к возникновению нейродегенеративных заболеваний, в частности болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Депрессия абсолютно точно будет лидировать среди неврологических заболеваний. Ведь с чем связана депрессия? Здесь нельзя не коснуться политико-социальных причин: всему миру долгое время внушали, что на современной стадии развития капитализма кризисов не может быть, а именно жестокий экономический кризис и охватил весь мир, оказавшись к тому же многофазовым. В период кризиса проявляется определенная тенденция - бедные беднеют, а богатые богатеют. При этом значительная часть населения погружается в депрессию, возникает чувство безысходности - мы ничего не можем изменить. Понятно, что молодежь, в том числе ученые, в таком эмоциональном состоянии стремится уехать заграницу.

Кризис сейчас охватывает, наверное, весь мир, за исключением одной страны - Китая, где сохранился социализм, но при этом система была либерализована. Я несколько раз бывал в Китае и могу сказать, что там за последние десять лет у людей появилось самоуважение, самоидентификация по национальному признаку. У них нет чувства «потолка», они говорят: даже если мы сегодня этого не можем, завтра обязательно сможем и будем первыми.

С точки зрения медицины я могу сказать, что человечество пока не придумало лучшего средства для продления жизни, чем создание профилактической медицины. Создание такой системы было одним из важнейших достижений в СССР, причем до сих пор недосягаемое для других стран, включая США. К сожалению, эта система была разрушена после перестройки. Президент США Обама хотел хоть в какой-то степени построить похожую систему, но ему не удалось, поскольку это требует огромных денег. Тем не менее отдельные элементы профилактической медицины продолжают развиваться в нашей стране. Возьмем для примера рак молочной железы и рак простаты - сейчас существуют эффективные методы их диагностики на самой ранней стадии, и если бы существовала обязательная система диспансеризации здорового населения с использованием этих тестов, то об этих заболеваниях можно было бы скоро забыть.

Нейропротекторные вещества ищут во всем мире: с одной стороны они предотвращают гибель нейронов, с другой - восстанавливают их после повреждения. Их уникальность в том, что их можно использовать при любой болезни мозга - инсульте, черепно-мозговой травме, стрессе. Сейчас таких веществ много, но главное, когда начать их применять - чем раньше, тем лучше. Например, при инсульте разрываются или закупориваются сосуды, развивается гипоксия и нервная ткань в этом участке погибает. Но если диагноз поставлен быстро и в течение 3х часов начата терапия, то происходит быстрое восстановление временно утраченных функций. А вот если затянуть постановку диагноза на 10 часов и больше, эффект будет незначительный.

Научный взгляд

  • Звездные карты галактики «Человечество»
    В генетическом плане человеческий вид — континуум, где между расами нет четких границ. Границ нет, но континуум неоднороден, в нем наблюдаются «сгущения родства»: популяции, типы, расы, стволы.
  • Игра в жизнь, или Не сотвори себе микроба
    Кого же призовут к жизни создатели генетического алфавита? Возможно, на свет появятся организмы, готовые питаться радиоактивными отходами, словно травой на лугах. Другие микробы примутся расщеплять молекулы воды, изготавливая водород — источник энергии будущего.
  • Еще один важный шаг
    Израильские исследователи идентифицировали ген, ответственный за одну из неизлечимых наследственных болезней. В сущности, во всем мире ею страдают лишь несколько тысяч человек, однако это открытие явилось еще одним важным шагом на пути постижения генетики человека
  • Немецкие ученые утверждают: теория относительности Эйнштейна лжива!
    Большинство людей убеждены в том, что Альберт Эйнштейн был одним из величайших гениев в истории человечества, а его частная теория относительности явилась одним из крупнейших достижений науки. Неужели теперь всем нам впору «сжечь все, чему мы поклонялись»?
  • Прав ли Эйнштейн?
    Вряд ли какое-нибудь из научных свершений ХХ века можно сравнить по масштабам воздействия не только на ученый мир, но и на «широкие народные массы», с теорией относительности Эйнштейна.
  • Ревизия биологических вех
    Как известно, в ходе биологической эволюции на Земле то и дело происходили перерывы, когда в результате той или иной (климатической, геологической, космической и т.п.) катастрофы погибали многие прежние виды, а освободившиеся жизненные ниши захватывали новые
  • Поведение клетки, слезающей с ветки
    Одна из великих загадок биологии — сложные целенаправленные движения клеток. Клетки путешествуют, изменяют форму, охотятся — порой ведут себя, как «разумные» существа.
  • Давайте подождем, доктор Антинори!
    Доктор Джонатан Хилл из Корнельского университета, который занимается клонированием крупного рогатого скота, говорит, что примерно треть подсаженных в матку эмбрионов отторгается уже на первом месяце.
  • Вечная молодость мозга
    Разумеется, ученые нашли объяснение, почему у ящериц и других примитивных созданий мозг всю жизнь прирастает нейронами, а мы этого прибытка лишены. Каждый наш нейрон со всеми его связями, материализующими опыт, неповторим.
  • Кто бы мог подумать?
    Американские ученые вот уже который год подряд привязывают к серьезной и торжественной стокгольмской процедуре вручения высочайших научных наград свою насмешливую и веселую затею вручения «Иг-Нобелевских» знаков отличия за самые смешные исследования и бесполезные открытия года.
  • Космический мирок микробов
    С помощью генетических манипуляций можно заранее, еще при подготовке к полету, изменить ДНК этих микроорганизмов, приспособив их к марсианскому образу жизни. Со временем, когда климат на Марсе удастся изменить, а бактерии взрыхлят его почву и насытят ее питательными веществами, можно будет выселять на Марс высшие растения.
  • Зеркальные нейроны
    Тот факт, что зеркальные нейроны именно «повторяли» наблюдаемое действие, а не просто возбуждались при его наблюдении, подтвердился, когда экспериментаторы поощряли обезьян проделать то же действие своими руками.
  • «Make love, not war»
    «Наивысшей точкой их интеллектуальной жизни является умение решать конфликты и чуткость в отношениях с близкими».
  • Мы не обезьяны. И обезьяны — не мы
    Человек — венец природы. Это принимается «for granted» и приятно щекочет наше человечье самолюбие. Хотя у тех из нас, кто имеет склонность к сомнениям и самоанализу, нередко возникает вопрос: не льстим ли мы себе?
  • Феномен Пригожина
    Фундаментальные характеристики мироздания, утверждает он — нестабильность, неравновесность, нелинейность, ни к чему простому не сводимая сложность.
  • И все-таки — Африка!
    В давнем и яростном споре «африканистов» и «мультирегионалистов» произошло очередное важное событие.
  • О предках, потомках и друзьях человека
    Рыцарские замки нашей фантазии украшены залами, где взорам гостей предстают блистательные портреты хозяев, а по обе стороны от них тянутся ряды предков, поражающие проблесками фамильного сходства, но уводящие к портретам совсем незнакомым
  • Время прощаться с квазарами
    Некоторые открытия впору назвать «закрытиями». Одно из последних событий в астрономии к таковым и относится. В течение десятилетий астрономы изучали квазары, и вот объект их научной страсти исчез.
  • Наши кремниевые коллеги
    А в одном английском университете города Абериствит пошли еще дальше и объявили о создании первого робота-микробиолога. Робот осуществляет эксперименты, разработанные программой ASE-Progol на компьютере в Йоркском университете.
  • Апокалипсиса не будет?
    На Западе защитники окружающей среды и антиглобалисты своими поступками часто напоминают тени знакомого прошлого — русских социалистов ХIХ века. Живя в благополучном обществе, они всячески расшатывают его из сочувствия к «падшим и угнетенным».
  • Как человек сам себя сотворил
    Современный человек — создание во всех отношениях необычное. Оказывается, еще и тем, что генетические различия между всеми людьми Земли ничтожны. Чего не скажешь о внешности — наверное, нет в природе еще одного такого же пестрого вида! Что же сделало возможным такое разнообразие?
  • Химия и жизнь: опасные связи
    В древности основным материалом было дерево; еще и сейчас запах деревянного дома кажется нам «удивительно здоровым». Теперь мы выбираем пластик, прессованные плиты, лаки и краски с их неповторимо резким запахом и надписью на этикетке: «Следует избегать попадания в пищу». А в дыхательные пути?
  • Могущественная крупица
    В известном смысле можно сказать, что гомеопатия лечит ядами, однако берутся они в таких микродозах, что само вещество уже почти не присутствует в растворе. На уровне десятого — двенадцатого разведения исходная субстанция практически отсутствует.
  • Запишите на ваши водофоны!
    Вода не похожа на другие жидкости. Возможно, она обладает памятью! Быть может, в таинственных свойствах воды коренится загадка гомеопатии?
  • Между чумой и эболой
    Болезнь, вызвавшая Черную смерть, бушевала в Европе в течение 300 лет, до 1666 года. За это время вспышки болезни наблюдались в самых отдаленных местах континента почти каждый год.
  • Возбудить ось сверхсознания
    Внушение, зомбирование, программирование поведения требуют измененных состояний сознания. Одна из дверей, ведущих туда, — психоактивные вещества, наркотические снадобья. Но далеко не единственная.
  • Конец прекрасной эпохи?
    Фундаментальная загадка, о которой упоминалось вначале, связана с движением галактик. Эти огромные звездные скопления демонстрируют явные отклонения от законов движения Ньютона.
  • Петербургский десант
    Семиотика — наука о знаках и знаковых системах — давно стала для гуманитарных наук «всем», она помогает навести порядок в изобилии фактов и фактиков.
  • Зигфрид и лесные врачи
    Изучение животных долго сводилось к их изгнанию из естественной среды обитания и последующему наблюдению за ними в неволе. Когда же ученые вошли в глубь леса, в племя обезьян, им предстала чужая — нечеловеческая — культура.
  • Чем человек отличается от обезьяны
    Чем генетически отличается человек от обезьяны и как это отличие возникло — скачком, благодаря нескольким считанным и резким мутациям, или постепенно, посредством накопления многочисленных мелких мутационных изменений?
  • Вторая жизнь генома: от структуры к функции
    Уотсон и Крик в апрельском номере журнала «Nature» за 1953 год сообщили о трехмерной структуре ДНК. Это было официальным началом современной молекулярной биологии, ее мощным стартом.
  • Большой климатический спор
    Вечна ли вечная мерзлота? В чем особенность вечномерзлых пород? Она заключается в том, что из-за наличия в них льда характер грунтов резко меняется при изменении температуры.
  • Новая напасть
    Со времени отказа США участвовать в «Киотском протоколе» — международном договоре о сокращении количества «тепличных» газов, выбрасываемых в атмосферу, — борьба вокруг вопроса о возможных последствиях такого выброса стала еще острее, чем прежде.
  • Селектроны, струны и симметрия
    Когда сложность и запутанность физической картины мироздания стали нетерпимыми, ученые ХХ века предприняли беспрецедентные попытки ее упорядочивания.
  • Левый-правый мозг
    В отличие от краба, человек предпочитает работать не клешнями, а мозгом — который и приобретает у нас наибольшую асимметрию. Причем она неодинакова у разных отделов мозга — и тем выше, чем более «человеческую» функцию этот отдел выполняет.
  • Опасности года 2020
    Какое же будущее ждет нас, обреченных болеть и в 2020 году? Его попытались очертить Кристофер Мюррей из Гарвардского университета и Алан Лопес, представитель Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).
  • Филлотаксис – это расположение листьев
    Филлотаксис — это по-латыни. А по-русски — расположение листьев. Вроде, что тут сложного? Ан, нет. Интерес к этому отнюдь не случаен. Он вызван прежде всего тем, что повторяющиеся элементы создают симметричные структуры — паттерны, а в них совершенно четко прослеживаются числовые закономерности.
  • Миры в столкновениях, века в хаосе
    На что же замахивался Великовский своей теорией столкновений? В 1955 году он опубликовал свою третью книгу — «Земля в конвульсиях», — в которой развернуто изложил свои общенаучные взгляды.
  • Обесславленные науки возвращаются в новом обличье
    Френология, или наука о черепах была создана кипуче талантливым человеком, двоюродным братом Дарвина Франсисом Гальтоном. Он утверждал, что все наши качества поддаются количественному описанию, и разъезжал по всей Англии, измеряя людям черепа.
  • Игры всерьез и понарошку на поле любви и секса
    Вообще-то это не удивительно: размножение, продолжение рода — главное, ради чего природа производит нас на свет. Удивительно другое: как ярко и с каким разнообразием игровое начало проявляет себя на поле любви и секса.
  • Пришел, пометил, победил. Вокруг да около секса
    Всего важнее репродуктивное поведение, обеспечивающее виду само существование. Оно отнюдь не ограничивается сексом. Нужны еще три компонента: поиск брачного партнера, ухаживание и забота о потомстве. Как они выглядят у человека?
  • В постели с человеком
    Вопреки известной пословице, далеко не все, что естественно, не безобразно. Например, секс — несмотря на явный потенциал удовольствия, он считается весьма и весьма «безобразным». Почему? Поищем ответ в недрах эволюции культуры и поведения.
  • Запах теплых отношений
    Особые вещества — одоранты — вызывают различные эмоции, от ярости до наслаждения, а феромоны могут даже управлять работой организма, влияя на тонус нервной системы, баланс гормонов, циклические процессы.
  • Этос — значит «дикий нрав»
    Сегодня этологией называют любые исследования поведения. Похоже, споры между разными направлениями в этой области становятся достоянием истории. Но так было не всегда.
  • Кратчайшая история космоса
    В предельно кратком изложении они сводятся к утверждению, что существует бесконечное множество бесконечных во времени «малых вселенных», подобных той, в которой живем мы сами.
  • Сражаться или спариваться —вот в чем вопрос!
    Если не поступает иной команды, самцы мыши готовы спариваться с кем угодно — с самкой, с другим самцом и даже с самцом-кастратом, в точном соответствии с призывом: «Make love, not war».
  • Картинки мироздания из коллекции палеонтолога
    Что же касается концепции стабилизирующего отбора, то сегодня у подавляющего большинства биологов представление о ней весьма смутное. А уж в учебниках — просто уголовное безобразие: там пишут ровно противоположное тому, что говорил Шмальгаузен.
  • Запрет на клонирование Христа?
    Некая дама спросила у известного физика начала прошлого века, в чем ценность сделанного незадолго до того открытия. На что тот ответил вопросом на вопрос: а в чем ценность рожденного младенца? Никто не может знать, кто вырастет из мальчика, который «маленький с кудрявой головой»…
  • Земной шар: грядет время игр
    Время не милосердно ни к людям, ни к планетам. Через шесть миллиардов лет Солнце превратится в «красного гиганта». Его диаметр неимоверно увеличится. Край Солнца будет почти задевать Землю. Наша планета покроется тягучим, раскаленным месивом. Все на ней будет выжжено дотла. Таким окажется финал земной цивилизации.