Поломки мозга

— На самом деле это очень удобный прием — отталкиваться от поломок. Мозг чрезвычайно сложен. Сравнение с компьютером, которое обычно приводят, — явное упрощение. Он больше похож на интернет, где каждая клетка — отдельный компьютер. Каждый раз, когда мы о чем-нибудь думаем или реагируем на окружающую действительность, в мозге работают миллиарды нервных клеток, причем каждая связывается с другими через тысячи различных соединений. Пока мы очень ограничены в наших знаниях, но, когда происходят поломки, например из-за инсульта или травмы, некоторые участки мозга перестают работать. Если мы видим, что при этом пропадает какая-то функция, можем понять, за что отвечает нарушенный регион.

— Так и происходит, особенно на ранних стадиях развития, когда мозг только формируется. И это только добавляет сложности. За каждый процесс отвечает не одна конкретная клетка, а сотни и тысячи. Они посылают друг другу сигналы сложным, непонятным для нас образом. Даже в таких простых чувствах, как обоняние, зрение, слух, участвуют целые группы регионов, которые вместе, по цепочке, анализируют эти сигналы. Что говорить о более сложной деятельности — мышлении, принятии решений, самоосознании.

В структуре мозга заложен принцип избыточности, который и обеспечивает ему довольно большой запас прочности. Поэтому при травмах, повреждениях, процессах нейродегенерации симптоматика проявляется не сразу, а только когда изменения уже зашли далеко. Например, при старческой деменции выраженные симптомы возникают, когда больше половины нервных клеток в определенных регионах мозга погибли. А до этого ни сам человек, ни его близкие ничего не замечают.

Но есть какие-то участки, функции которых трудно скомпенсировать. Например, первичные регионы, куда поступают сигналы от органов чувств. Они могут проходить по мозгу разными путями, но, если повреждена точка ввода, сигнал дальше уже никуда не пойдет.

— Совершенно верно. Но там, к счастью, все не так плохо. Никаких необратимых изменений мозга при ковиде быть не должно, поскольку сами нервные клетки не гибнут. У нейронов нашего обонятельного эпителия есть отростки, на которых находятся белки-рецепторы, улавливающие молекулы ароматических веществ из воздуха. Чтобы эти рецепторы хорошо работали, обычные клетки эпителия должны их подпитывать. А они при ковиде сами страдают, их сил уже не хватает. Отростки "скукоживаются", и мы перестаем ощущать запах, а после выздоровления они опять распрямляются и обоняние восстанавливается. Но так как нервные клетки достаточно медленно регенерируют, часто для этого требуются недели и даже месяцы.

— Такие распространенные поломки, как шизофрения, депрессия, аутизм, биполярное расстройство, влияют на достаточно продвинутые функции нашего мозга. Но, как ни парадоксально, мы до сих пор не знаем их механизма. Мы даже не знаем, один и тот же он у всех этих состояний или у каждого свой. Если основываться только на симптомах, тогда надо выделять даже разные формы шизофрении. В то же время у страдающих ею часто есть признаки депрессии, когда человек ничего не хочет, ему ничего не интересно. И с развитием болезни эти симптомы становятся все более выраженными. А результаты исследований показывают, что многие "гены депрессии" находят у пациентов с шизофренией, и наоборот.

Сейчас в науке есть две крайних точки зрения. Сторонники одной, основываясь на симптоматике, говорят, что существует целый спектр психических заболеваний, и у каждого свой принцип. Другие считают, что действует один и тот же механизм, но у разных людей он проявляется по-разному. Вопрос важный, потому что от этого зависит подход к диагностике и лечению.

— В нашей лаборатории много замороженных образцов мозга уже умерших пациентов, у которых при жизни диагностировали шизофрению, депрессию, биполярное расстройство или аутизм. Мы хотим сравнить метаболизм их мозга, биохимию, состав мембран, создать карты липидного состава регионов, отвечающих за те или иные функции. По сути, разложить мозг по полочкам. Этого практически никто в мире до нас не делал.

Если мы увидим, что изменения очень похожи, будут основания говорить о наличии общего механизма. Если же они отличаются, значит это разные заболевания. Но, возможно, мы обнаружим несколько вариантов депрессии или шизофрении. Этого мы пока не знаем.

— Да, наши исследования похожи на работу археологов. По остаткам мертвого города они могут многое сказать о том, какая там была жизнь, восстановить ее уклад, даже какие-то культурные аспекты. Так же мы работаем с умершим мозгом. Конечно, электричества в нем уже нет. Но "стены", "улицы" — сохранились. Мы смотрим, из чего были сделаны "дома", "дороги", как устроена сеть этих "дорог", то есть, как связаны нейроны друг с другом. Как и на местности, в мозге есть "тропинки" и широкие "трассы". Даже на мертвом мозге видно, какие пути более развиты, какие менее, где нейронная активность была выше, а где ниже. Детальную картину мы, конечно, не сможем восстановить, но общее представление получим и точно увидим, какие участки вышли из строя.

— Наш мозг, если удалить из него воду, примерно на 60 процентов состоит из липидов. Из них сложены клеточные мембраны, через которые идут все сигналы, передаваемые клетками друг другу. У нас есть хорошо отработанная технология измерения концентраций этих соединений методом масс-спектрометрии. С его помощью мы можем определять липидный состав отдельных регионов мозга. Мы уже провели пилотный эксперимент на образцах пациентов с шизофренией и обнаружили очень много изменений. И это неудивительно. Ведь, как мы уже говорили, у мозга есть запас прочности, и явные симптомы проявляются, только когда повреждения уже серьезные.

Теперь даже по образцам мертвого мозга мы можем сказать, была у человека шизофрения или нет. Маркером служит липидный состав определенных регионов. Мы планируем то же самое сделать для депрессии. И посмотрим, насколько карты изменений при этих двух заболеваниях совпадут или будут отличаться. Дальнейшая задача — выяснить причины сбоев и найти возможность на них воздействовать.