Диалоги (октябрь 2003 г.)

А то, что центр тяжести мирового сообщества перенесется в Тихий океан, предсказывал больше столетия назад русский географ Воейков. У него была на эту тему статья, над которой тогда смеялись. Смеяться уже оказалось не нужным, центр тяжести мирового хозяйства перенесся в Тихий океан. Он был в Средиземном море, он был в Северной Атлантике, теперь он перенесся туда. Впрочем, я совсем не специалист в этих вопросах, и вам следует спросить об этом кого-нибудь другого.

А.Г. Спасибо.

Нейрональная пластичность

Участник:

Алексей Васильевич Семьянов – доктор биологических наук

Алексей Семьянов: Разум возник в результате эволюционного развития головного мозга. Другими словами, головной мозг является продуктом эволюции, который позволил человеку достигнуть определенного уровня и стать доминирующим видом на планете. В связи с этим изучение мозга является крайне важным для того, чтобы человек мог лучше понять самого себя, объяснить, почему он действует так или иначе в разных ситуациях. Существует также и медицинский аспект исследований головного мозга. Человеческий мозг возник сравнительно недавно и не так хорошо «отлажен» природой, как остальные органы нашего тела – «поломки» случаются довольно часто.

Я расскажу историю, которая со мной приключилась совсем недавно. Благотворительные фонды в Великобритании иногда собирают деньги просто на улицах. Подходят к людям и спрашивают, не могли бы они пожертвовать на развитие того или иного направления медицинских исследований. И ко мне подошли из фонда, занимающегося финансированием науки о мозге, и начали с вопроса: не знаю ли я, какой процент населения Великобритании страдает заболеваниями мозга в течение их жизни.

Александр Гордон: Нашли адресата для вопроса…

А.С. … и совершенно случайно. И выяснилось, что 25 процентов, то есть каждый четвертый. Вдумайтесь в цифры.

С чем это связано? Европейские цивилизации достигли такого уровня развития, когда они способны избежать многих заболеваний. Те заболевания, которые были летальными в какой-то исторический период, перестали наносить урон популяции. А вот проблема заболеваний мозга до сих пор остается крайне острой. Мы недостаточно знаем о мозге. В результате интенсивных исследований человечество получило большой объем информации, но так и не узнало главного – как работает система в целом…

А.Г. Но при этом (простите, что перебью вас, просто у нас неоднократно были разговоры на эту тему) вы стоите на той материалистической позиции, которая считает сознание – вы с этого начали – функцией мозга.

А.С. Да, совершенно верно. Я подхожу к пониманию сознания, как функции мозга и как результату биологической эволюции. Усложнение и совершенствование мозга привело к тому, что у человека, у единственного вида на планете, появился разум, который позволил ему выделиться из царства животных и создать собственную среду обитания. Всё, что существует вокруг нас: политика, экономика, бизнес, культура, искусства, религия – всё является продуктом нашего разума, а значит, результатом биологической эволюции.

А.Г. Еще один уточняющий вопрос. Вы считаете, что, исследуя морфологию, анатомию мозга, его функции, можно приоткрыть завесу над тем, что такое сознание и разум.

А.С. Сознание и разум – это то, как мы обрабатываем информацию, полученную из окружающего нас мира. Варианты нашего поведения в той или иной ситуации могут быть предсказаны и непосредственно зависят от функций мозга. Мы знаем, что в мозге существуют отделы, которые ответственны за речь, кратковременную память и т. д. Хотя у нас в руках пока еще «молоток», а не тонкий инструмент, мы уже можем менять работу мозга так, чтобы изменить личность человека.

А.Г. Только хотел заметить, что даже эта экспериментальная база не может доказать того, например, тезиса, что мозг в данном случае является генератором, а не приемником-передатчиком, как думают некоторые, в том числе и морфологи. Потому что, изменяя настройку, мы таким же образом можем изменить программу. Связь между мышлением, сознанием и мозгом есть вне всякого сомнения.

А.С. Я понимаю ваш аргумент. Многие пытались найти ответ на этот вопрос, исходя из доступных знаний и наблюдений.

А.Г. Я поэтому и хулиганничаю…

А.С. Он интересует всех. Если вы сюда посадите, скажем, человека, занимающегося квантовой физикой, он вам расскажет свой взгляд на работу мозга.

А.Г. Недавно у нас это и было…

А.С. Другое вы услышите от священника или представителя искусства. У всех людей есть интерес к этой проблеме. Мне хотелось рассуждать с научной точки зрения и говорить о вещах, которые мы можем или сможем проверить экспериментально. Поэтому, прежде всего, я хотел бы рассказать о методах, которые используются для изучения мозга. Их можно классифицировать в зависимости от экспериментального подхода.

Подход – «сверху вниз». Мозг рассматривается как система в целом. Всем известна электроэнцефалография, когда на голову устанавливают электроды и с их помощью записывают активность разных участков мозга. И при этом мы можем наблюдать генерацию или исчезновение ритмов в тех или иных областях мозга. И дальше вас просят сделать то или иное движение, открыть-закрыть глаза, показывают различные изображения. Описывая изменения в электроэнцефалограмме, можно предположить, что собственно происходит в мозге. Это один подход. Другой похожий метод – компьютерная томография. В этом случае мы можем видеть на экране монитора, как возникают вспышки активности в разных областях мозга на различной глубине. При этом можно получить трехмерную реконструкцию отделов мозга.

А.Г. Практически в реальном времени.

А.С. Как правило, в реальном времени.

Есть другой, более практичный подход: «мозг – черный ящик». Мозг рассматривается как система, у которой есть вход и выход. Этот подход находит применение в фармакологии. Разрабатывается какой-то химический препарат, который влияет на тот или иной клеточный рецептор. Что происходит в мозге за пределами взаимодействия лиганда с рецептором, исследователя уже не интересует. Важно определить, помогает ли это вещество вылечить то или иное заболевание, как влияет на поведение, память и обучение. Так появляются новые лекарства.

А.Г. То есть механизм неважен, важен результат.

А.С. Да, но это опасный подход. Часто клеточные механизмы действия лекарственных препаратов оказываются крайне важными. Если какая-то коммерческая компания выпустила препарат на рынок, который излечивает то или иное заболевание, а через десять лет появляется побочный эффект, который завязан на геном, то этот эффект может быть более неприятным, чем само заболевание. Поэтому опасность такого подхода очевидна, хотя и позволяет получить быстрый результат.

Третий подход – «снизу вверх». О нем я хотел бы сегодня поговорить более подробно, поскольку сам занимаюсь данного рода исследованиями. Ученые пытаются понять, как происходит передача и обработка сигнала на уровне локальных нейрональных сетей, и дальше – сделать обобщения о функциях структур мозга.

Чтобы начать говорить о том, что происходит на уровне нейронов, основных клеток мозга, я хотел бы показать несколько изображений, полученных с помощью светового микроскопа. Если мы возьмем небольшой кусочек мозга и погрузим его в физиологический раствор, то клетки будут жить достаточно долгое время. Эту ткань можно получить от экспериментальных животных или в результате хирургических операций на человеке. В последнем случае – это ткань поврежденного или больного мозга. Она несет важную информацию о причине заболевания.

Сейчас вы видите типичное изображение, полученное с участка гиппокампа морской свинки. Гиппокамп – это структура мозга, ответственная за кратковременную память и обучение. Если у человека повреждены оба гиппокампа, то он попадает в «день сурка». Он помнит всё, что происходило раньше, но не может запоминать новую информацию, и каждый день начинается с одного и того же момента.