№ 17/17

Вечная молодость мозга

Взрослым многое недоступно. Они перестают расти, их тело теряет гибкость, а мозг не пополняется новыми нервными клетками. Казалось бы, картина уныло ясна, но открытия последних четырех лет заставляют нас отчасти от нее отказаться. Теперь мы знаем, что мозг взрослого человека постоянно пополняется новыми клетками.

Без права на потерю

Странно устроен человек. Почти все наши клетки неизменно обновляются. Лишь мозг, самый важный орган тела, обделен этой счастливой судьбой. С момента появления на свет число нейронов в нем неизменно убывает.

Мимоходом, по слабости душевной или случайности, мы теряем тысячи нервных клеток, и поправить убыль нельзя. Рюмка водки — и новая порция клеток сражена горячительным оружием. Удар головой по мячу, и еще одна команда нейронов в ауте. И вот все замены исчерпаны. Никто не выйдет на поле нашего мышления. Игроки слетают с него один за другим, унесенные ветром жизни. Остаются лишь Альцгеймер и Паркинсон, далее — запустение.

Эта неутешительная доктрина давно считалось непререкаемой. Известный испанский гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль, нобелевский лауреат 1906 года, напрасно искал «новорожденные» нейроны в головном мозге человека — их не было. Казалось бы, точку в этих исследованиях поставил американский нейробиолог Пашко Ракич в 1985 году. Изучив сотни образцов мозга обезьян, он категорично заявил: «В головном мозге ни одного взрослого животного не удалось найти хотя бы одной-единственной новой клетки, наделенной морфологическими особенностями нейрона».

Все! Помощи ждать неоткуда. Мы обречены остаться с тем же набором нейронов, который Природа презентовала нам при рождении. Мы его порядком подрастеряли, не задумываясь о последствиях, да и чем вскоре будем думать, если так идиотски растрачиваем мозги?

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. Для примера: крупный нейрон коры головного мозга может иметь десятки тысяч синапсов. Как перенести их на новую клетку?

Тем временем зоологи понемногу подтачивали прежнюю догму, оставляя человека на островке, окруженном бессчетными «примитивными животными». Так, в 1965 году Джозеф Олтмен и Гопал Д. Дас из Массачусетсского технологического института, используя маркирующие вещества, выяснили, что в головном мозге мышей все-таки появляются новые нейроны.

В начале восьмидесятых годов американский биолог Фернандо Ноттебом, исследуя головной мозг самцов канареек, обнаружил, что его отделы, отвечающие за разучивание мелодий, то расширяются по весне, когда птицы пытаются привлечь пением самок, то позднее сжимаются. При этом меняется и число нейронов! Кстати, канарейка с потерей нейронов при «усыхании» мозга теряет и свои песни — их приходится разучивать заново.

Значит, у многих животных есть потенциал для восстановления тканей мозга. А человек? Неужели он обделен такой возможностью? Ведь другие ткани и органы нашего тела могут восстанавливаться благодаря складам, размещенным по всему организму. Там хранятся стволовые клетки — прототипы всех остальных клеток. Они словно семена: если где-то повредится телесная ткань, организм бросает это семя, и оно вырастает, например, клеткой печени или хряща.

Перелистывая сводку открытий, обязательно упомянем, что в середине девяностых годов стволовые клетки — прямые предшественницы нейронов — были обнаружены в головном мозге крыс и обезьян, весьма умных млекопитающих. Появилась надежда, что и в их мозге могут возникать новые нейроны.

Нервные клетки восстанавливаются?

В 1998 году немецкий биолог Эберхард Фукс и американский психолог Элизабет Гоулд проводили опыты, вводя в различные части мозга обезьян препарат бром-деоксиуридин. Он удобен для маркировки новых нейронов, ведь при делении клеток его молекулы встраиваются прямо в структуру ДНК. Если в головном мозге подопытного животного позднее обнаружат искаженную ДНК, значит здесь произошло деление клеток и появились новые нейроны.

В самом деле, уже через несколько часов после введения препарата в мозге животных обнаружились новые клетки. Выяснилось и основное место их рождения: гиппокамп — отдел мозга, играющий ключевую роль в формировании памяти. Очевидно, там на протяжении всей жизни обезьян из стволовых клеток постоянно возникают тысячи новых клеток. Впрочем, общее число нейронов в мозге обезьян почти не меняется, поскольку старые нейроны теми же темпами отмирают.

Однако этот и другие опыты не могли доказать, что такой же механизм действует в головном мозге человека. Сама постановка подобного опыта над Homo sapiens была бы немыслима, ибо без скорого вскры-тия нельзя убедиться в изменениях, произошедших в головном мозге.

Помогла случайность. Шведский нейробиолог Петер Эрикссон узнал, что в онкологических клиниках применяют тот же самый препарат, бром-деоксиуридин, чтобы следить за ростом раковых опухолей. Вскоре было получено согласие на исследование головного мозга пациентов, умерших от рака. В конце 1998 года был обнародован сенсационный результат: в гиппокампе больных вплоть до их смерти каждый день возникало от пятисот до тысячи нейронов.

Работать надо без стресса!

Теперь надо понять, какие факторы влияют на этот процесс. Ведь зная, почему гиппокамп плодит все новые нервные клетки, мы, может быть, заставим обновляться и другие части мозга. Это поможет справиться с некоторыми болезнями мозга и последствиями его травм.

Опыты над теми же обезьянами показали, что приносит особенный вред тканям мозга. Так, даже небольшой стресс подавляет появление новых нервных клеток. Вероятно, это связано с действием гормона стресса — кортизола. В опыте Элизабет Гоулд самцов сгоняли в тесную вольеру и запирали там. В такой «нервной» обстановке всего лишь часа было достаточно, чтобы число новых нейронов снизилось примерно на треть.

Таким образом, тот факт, что при стрессе страдает способность мыслить и запоминать, имеет не только физиологическую, но и анатомически точную причину.

Наш мозг — блокнот, где мы спешим записать впечатления, лишь бы под рукой оказались новые страницы. Отдыхая или работая в спокойной, творческой обстановке, мы принимаем как должное то, что каждую минуту в нашем блокноте открывается новая страница. Мы с интересом исписываем ее нашими мыслями и чувствами. Что-то еще нам откроет жизнь? В следующий час! В ближайшую минуту! Нам интересно жить. Другое дело, когда мы придавлены стрессом. Все валится из рук, а тут и блокнот наших мыслей внезапно кончается. Ни одного нового листка! Мы торопливо пишем поверх прежних впечатлений, стирая их. Жизнь становится скучным, серым фоном, как донельзя исчерканная страница блокнота. Нам нет сил ни читать ее, ни жить так. Мы в депрессии. «Башка тупеет», и хочется одного: забыться и заснуть.

«Резонная мечта!» — как заметят теперь ученые. Избавленные от гнета обстоятельств и влияния стрессовых гормонов, нервные клетки в головном мозге хоть чуть-чуть восстанавливаются.

Теперь понятно, как оценивать действие антидепрессантов. Барри Джейкобс и Казимир Форнал из Принстонского университета выяснили, что самые известные из них стимулируют рост нервных клеток в гиппокампе крыс. Возможно, делают вывод ученые, что именно перебои с образованием новых нейронов ведут к заболеванию депрессией. Вот почему, полагает Джейкобс, даже лечение этой болезни антидепрессантами растягивается на несколько недель, а то и месяцев. Ведь пройдет какое-то время, пока новые нейроны не созреют и не установят связи с другими клетками.

В отдельных опытах удалось наблюдать рост нейронов не только в гиппокампе, но и в других частях мозга. Если удастся понять, что за механизм приводит к появлению здесь новых нейронов, станет ясно почему при болезнях Альцгеймера или Паркинсона эта программа не работает.

В ХХ веке мы научились омолаживать свою внешность. Странно читать старинные книги, где сорокалетних людей порой именуют «стариками» и «старухами». В наши дни многие до очень преклонных лет сохраняют красоту и бодрость тела. Примеры показывают, что свежесть ума человек тоже может сберечь до глубокой старости. Когда эти случаи станут закономерным явлением? Мозг человека должен быть «вечно молодым». Девяносто лет — хороший возраст, чтобы думать, как подобает истинному мудецу!

Александр Грудинкин

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.
  • 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.
  • Берегите голову
    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.