Значит, нужно было искать иные, косвенные свидетельства. Для начала требовалось показать, что в мозге взрослого человека тоже есть стволовые клетки, из которых могут образоваться новые нейроны. Мы уже видели, как сильно они в качестве аргумента способствовали тому, чтобы идея нейрогенеза взрослых вообще получила признание. Наличие стволовых клеток – необходимая предпосылка для данного процесса. Этого недостаточно: если мы видим такую клетку, это не значит, что она непременно превратится в нейрон; но ее присутствие говорит о такой возможности. Задача это совершенно нетривиальная. Где взять свежую, живую ткань человеческого мозга, из которой можно было бы выделить стволовые клетки?

Как всегда, когда речь идет о тканях и клетках человека, встают этические вопросы.

На самом деле можно попытаться выделить клетки из мозга умерших людей. По сути это ничем не отличается от донорства органов, хотя цель здесь другая. Любой может пожертвовать клетки своего мозга науке. В качестве органа для трансплантации он по понятным причинам не рассматривается (говорят также, что в этом случае речь шла бы о пересадке тела, поскольку именно мозг, а не все остальное туловище содержит личность).

Исследуя ткани мозга покойных, действительно удалось показать, что в гиппокампе и стенках желудочков у взрослого человека содержатся стволовые клетки. Но подобные эксперименты не только требуют деликатности («touchy», как сказали бы американцы). Это очень кропотливая работа, которая приносит скудные результаты. Стволовые клетки довольно прочные, но долго жить без питания и кислорода они все же не могут. То их малое количество, которое удается получить, оказывается очень неровного качества. Тем не менее был сделан еще один маленький шаг.

К счастью, есть более простой путь. Случается, что человеку приходится удалить часть гиппокампа. В силу анатомического строения при такой операции мы всегда получаем кусочек гиппокампа, в котором находятся стволовые клетки и из которого их можно выделить. Но зачем вообще кому-то может понадобиться такая процедура?

Судорожные припадки – одна из патологий мозговой деятельности, при которой внезапно возбуждается сразу большое количество нейронов. Преобладающий в нормальной ситуации нейрональный «шум» вдруг переходит в «грохот». В крайних случаях это состояние распространяется на весь мозг («генерализованный припадок»), что ведет к «большому припадку». Однако гораздо сильнее распространены более тонкие проявления. Если подобные припадки случаются часто, говорят об эпилепсии.

Существует вид эпилепсии, при котором судорожные припадки берут начало в гиппокампе. Эпилепсия считается очень распространенным диагнозом, но на самом деле он объединяет под собой множество совершенно различных заболеваний. Их общая черта – приступообразные эпизоды разряда нейронов. Обычно приступы проявляются в моторных явлениях, которые нам знакомы по «судорожным припадкам», но встречаются и совершенно иные симптомы, также в форме приступов, иногда и психического свойства. Вид симптома всегда зависит от того, где эпилепсия (или приступ) берет свое начало. Если это происходит в гиппокампе, они могут принимать очень сложные формы, поскольку он сам обладает сложными функциями. Эпилепсию с очагом в гиппокампе и прилегающих к нему областях называют височной, поскольку все это происходит в височной доле мозга. Контролировать такую эпилепсию может быть очень трудно. Большинство больных сегодня успешно получают медикаментозное лечение; многим при этом удается полностью свести приступы на нет. Но бывает, что никакие средства не действуют, и тогда приходит черед хирургов, которые удаляют очаг заболевания (его также называют «фокусом»). В частности, это случилось с пациентом H.M., только тогда такая операция была смелым единичным экспериментом, и отважный хирург, совершивший ее, еще не мог знать, что удалять оба гиппокампа ни в коем случае нельзя, иначе можно получить полную потерю способности к обучению. Человек прекрасно обходится одним гиппокампом, но без двух уже не справляется, поэтому в современной практике хирургического лечения эпилепсии больше одного гиппокампа никогда не удаляют.

Ткани, содержавшие очаг, хирург передает неврологу-патологу, чтобы тот проверил, не была ли причиной болезни опухоль, а ученые с согласия пациента могут использовать все остальное, чтобы получить стволовые клетки. Ведь без последних нейрогенез взрослых невозможен. Они составляют необходимое условие данного процесса, поэтому, когда доказали, что в человеческом мозге есть стволовые клетки, это послужило косвенным аргументом в пользу нейрогенеза взрослых.

С годами из исследований на мышах и крысах стало понятно, как именно развиваются нейроны во взрослом мозге. Чтобы выяснить, какие из так называемых маркеров, по выражению ученых, «экспрессируются» (синтезируются) в процессе нейрогенеза взрослых, помимо методической сноровки и терпеливости, требовалась сила воображения: на основании статичной картины, которую дает зафиксированный препарат ткани под микроскопом, нужно было определить процесс для использования в эксперименте. Маркеры – это особые молекулы, чаще всего белки (протеины), которые позволяют идентифицировать клетку или какое-то ее конкретное состояние. В ходе развития синтезируются самые разнообразные комбинации маркеров. Белки на каждой стадии и в каждом состоянии клетки выполняют узкоспециализированные функции. Из состава белков и их комбинаций можно сделать самые точные, детальные выводы.

Так, стволовые клетки, с которых начинается процесс клеточного развития, характеризуются работой определенных генов, именуемых генами стволовых клеток. Благодаря им такие клетки остаются недифференцированными, сохраняя возможность дальнейшего развития по любому пути. Примеры таких генов – Sox2 и нестин. Кстати, в качестве названий генов используют странные обозначения, иногда совершенно фантастические, а иногда очень техничные; их часто употребляют в виде сокращений и аббревиатур. На самом деле это всего лишь названия, и не следует слишком задумываться об их возможных буквальных значениях. Как правило, они складываются исторически и часто сохраняются, даже если оказалось, что, помимо локализации или функции, давших гену имя, существует большое количество другой важной информации о нем или что они вообще определены неверно. Такие названия нужно воспринимать просто как обозначения, не следует пытаться интерпретировать их. Sox2 означает «SRY-box-containing gene 2» (ген, содержащий SRY-бокс 2), а SRY, в свою очередь, – это «sex-determining region Y» (определяющий пол регион Y). Даже для тех, кто постоянно имеет дело с данным геном и белком, который он кодирует, его название перестало быть интуитивно понятным или стало совершенно нечитаемым; при этом оно вообще не содержит никакого указания на то, что речь идет о важнейшем гене стволовых клеток.

Стволовые клетки предрасположены к делению, поэтому в них можно найти множество белков, связанных с этим процессом и с клеточным циклом. Готовому же нейрону они, как и множество другого белкового строительного материала, уже не нужны (даже если учесть, что некоторые белки ведут себя коварно и в зависимости от момента времени и от ситуации выполняют совершенно различные функции). В отличие от делящейся стволовой клетки, нейрон содержит все те белки, которые требуются, чтобы перерабатывать и передавать дальше электрическое возбуждение и выделять нейромедиаторы – они обеспечивают связь с соседней нервной клеткой. Клетка крови обладает иными свойствами, чем мышечная или костная, и, соответственно, каждой из них понадобится свой собственный набор всевозможных молекул; то же самое можно сказать о клетках одного и того же типа, но находящихся на разных этапах развития. Чтобы превратиться в нейрон, стволовая клетка проходит длинный путь, при этом ее свойства неоднократно коренным образом изменяются. По мере развития она все меньше становится похожа на стволовую клетку и все больше на нервную. Это сложный процесс, он подчиняется жесткой генетической программе. Поскольку здесь все очень четко определено, исследование белков, содержащихся в клетке, позволяет получить огромное количество информации.

Исследуя нейрогенез взрослых у мышей и крыс, ученые установили, что при образовании новых нервных клеток всегда присутствует белок под названием даблкортин, сокращенно DCX. Он синтезируется в течение некоторого времени, когда клетка выходит из фазы стволовой и начинается созревание нейрона. Этот белок, вероятно, играет некоторую роль в миграции клеток к месту назначения. Он иногда описывается как своего рода дестабилизатор внутреннего скелета клетки («цитоскелета»). Цитоскелет обеспечивает относительную жесткость и помогает сохранять форму клетки. Если ген DCX в результате мутации не работает, в процессе развития коры нарушается миграция нейронов и возникает аномальное расслоение, «двойная кора», с которой и связано название белка. В мозге взрослых особей DCX, вообще-то, встречается далеко не только в новых нейронах, но в «зонах нейрогенеза» он совершенно определенно связан с ними.

В результате DCX стали регулярно использовать как своего рода косвенный маркер нейрогенеза.

Это относительно надежно (хотя нельзя сказать, что всегда точно), а поскольку способов подтвердить наличие нейрогенеза взрослых у человека довольно мало, вскоре стали появляться многочисленные работы, в которых из присутствия в человеческом мозге DCX-положительных клеток исследователи делали порой очень глубокие выводы относительно данного процесса – например, что он может быть ослаблен при шизофрении. Здесь ученые попали в порочный круг, поскольку тогда еще не было подтверждено, что DCX в предполагаемых зонах нейрогенеза у человека обладает той же спецификой, что у мышей и крыс: для этого потребовалось бы как раз то самое доказательство, которое пытались обойти с помощью DCX как косвенного маркера (см. рис. 6 на вклейке).

Впрочем, DCX – не единственный белок, который можно обнаружить при нейрогенезе взрослых. Используя этот факт, ученые вызвали синтез DCX в присутствии определенного состава других белков, который повышал вероятность того, что DCX действительно указывает в том числе на формирование нейронов и у взрослого человека тоже. Для этого использовали множество маркеров, присутствие которых удалось достоверно установить в процессе нейрогенеза у грызунов. Поскольку все эти белки – не просто маркеры, а имеют в основном совершенно конкретные функции в развитии нервных клеток и поскольку генетические программы реализуются в жестком порядке, было все менее и менее вероятно, что появление этих же сочетаний маркеров у человека говорит не о нейрогенезе, а о чем-то совершенно ином.

В результате подобных исследований накопилось множество косвенных признаков того, что, по крайней мере, в гиппокампе человека нейрогенез взрослых мог бы протекать точно так же, как у мышей и крыс. Были также очень убедительные, хотя и несколько умозрительные сообщения, например, о том, что, возможно, при шизофрении это явление ограничено. Поскольку методы использовались косвенные, а количественная оценка затруднена, очень сложно делать подобные заключения, но не следует безоговорочно отметать их на основании методологических сомнений. Такого рода сообщения продолжали подогревать эмоции. Что, если нарушения в нейрогенезе взрослых позволят объяснить одно из самых пугающих человеческих заболеваний? Все острее стояла необходимость в независимом подтверждении работ Эрикссона 1998 года.