Замок нашей мечты

Я помню периоды в моей жизни в науке, когда единственной «реальностью» была мечта. Повседневная работа как бы делалась сама собой. Еще почти ничего нет, со стороны кажется – и начала-то нет, а Замок Мечты уже построен. И вижу его во всех основных деталях так ясно, что почти любуюсь им. Сейчас, когда моя жизнь подошла так близко к естественному концу, могу сказать: мечтали, создавали, а когда что-то уже было создано, любоваться, как правило, либо времени не было, либо казалось: все было так просто – чем здесь любоваться? Дальше, глубже, дальше… Вот впереди… А любоваться было чем – и жаль, что такие праздники как-то выпадали из ускоряющегося ритма нашей жизни. А может быть, так получалось потому, что самым лучшим было само научное творчество, мечты и их воплощение с хорошо известной коррекцией мечты – реальностью. Главное из того, что удалось, описано в наших книгах (см. примечания в конце этой книги), да и в этой, хотя здесь – при некотором упрощении.

Но главная мечта научной юности казалась абсолютно несбыточной, нереальной. Вместе с уже ушедшим из жизни Генрихом Вартаняном мы в середине и конце 60-х рисовали на песке – даже не здание, а что-то, что позволило бы безраздельно заняться раскрытием общих и частных принципов работы мозга.

Сама физиология человеческого мозга тогда еще была только слабеньким подростком, и потому речь, естественно, шла о мозге высших животных и человека.

Мы работали в многопрофильном Институте экспериментальной медицины (ИЭМ), и, так как меня вскоре после прихода явочным порядком (директор института Д. А. Бирюков: «Уж прости ты меня, старика, назвал тебя своим замом по науке, так уж вышло») приобщили к администрации, много сил уходило на узнавание других дисциплин, в том числе сил творческих, особенно когда формировалось что-то вроде общей стратегии этого многопрофильного института. В чем-то можно было скользить по верхам, а во что-то другое надо было вдумываться, буквально вгрызаться. Сил было много, свое дело если и страдало, то все-таки быстро двигалось. А хотелось, очень хотелось заниматься только им!

Жизнь, к сожалению, показала наряду с нашими традициями «право на существование» и американской формы организации научного труда: во главе большей или меньшей лаборатории – творческая личность, остальные, за редким исключением, – и разного уровня стажеры, и более или менее способные исполнители, при нередкой смене этих вспомогательных сотрудников. Дело в том, что сил на воспитание «своих» уходит много, отдача поначалу кажется стоящей затрат, движение вперед как будто бы ускоряется и идет более широким фронтом, однако далее все происходит по одной из тривиальных схем: действительно одаренные сотрудники находят свою научную нишу и рядом или на отдалении работают как друзья, а часто и единомышленники, что, конечно, прекрасно. К сожалению, этот оптимальный вариант реализуется далеко не всегда. Чаще сотрудникам менее одаренным начинает казаться, что и они все могут сами, более того, они порой весьма переоценивают свой, в общем-то ручной, труд… Далее – известно… Уж лучше им с самого начала пути быть исполнителями американского варианта. Всем меньше невротизирующих ситуаций, в том числе и руководителю.

Г. А. Вартанян и я – о Замке нашей Мечты

Но хватит грустных экскурсов – отношения «отцов и детей» все же не всегда развиваются по Тургеневу…

Вернемся к тому солнечному прошлому, когда мечталось об институте, где все будет подчинено только изучению мозга. Что стало далее с этими мечтами? Реализовывались, как почти все другие (научные)? Ничего подобного, они просто потихоньку растворились в моих двадцатилетних многоплановых заботах как директора многопрофильного института…

Собственное «дело» (отдел) крепло, росло, нас уже знали и у себя в стране, и далеко за ее пределами. Повидали мы мир, повидал ученый мир нас, с кем-то подружились, у кого-то поучились, кто-то стал учиться у нас… И почувствовали мы буквально на пике признания, что так дальше жить нельзя. Нужны принципиально новые подходы к изучению мозга, комплементарная технология, к началу и особенно к середине 80-х годов бурно развивавшаяся на Западе. Ее возможности мы оценили уже тогда, когда работы по родной нам проблеме «Мозг и мышление» еще не хлынули бурным потоком, тогда, когда мы увидели принципиально огромные возможности неинвазивной техники.

А дорогая она, современная неинвазивная техника! О том, чтобы купить прибор, мы поначалу просто не думали. Вместе с сотрудниками ходили мы с завода на завод, из института в институт – с большим или меньшим успехом. Но ходили. И горели!! И зажгли – как многих нам удалось зажечь проектом создания отечественного позитронно-эмиссионного томографа! Почти всех, кто нам был нужен. Кроме директора Гатчинского института ядерной физики им. Б. П. Константинова. Удивительно выносливый человек! Слушал нас добрых два часа – и как сказал вначале «нет», так даже не добрался до «когда-нибудь, в другое время» и т. д. и т. п. Нет! Покупайте. И на том же стоял на заседании в Ленинградском научном центре: «Пусть покупают!» Не знаю, получился ли бы у нас отечественный позитронно-эмиссионный томограф, но западный вариант ПЭТ работает у нас восьмой (!) год. Мы его все-таки действительно купили. Но это не значит, что так бывает. Так – не бывает… Никогда. Почти никогда.

А произошло вот что.

Идет в Москве какое-то очень важное заседание психологов. Я в нем участвую – в разных вариантах. В одном из них я сопредседатель, один из трех председателей. А дел много, я директор ленинградского института, надо куда-то зайти, где-то что-то выпросить, у кого-то что-то подписать – так не хочется ехать в Москву по каждому поводу отдельно… В общем, столичные заботы провинциального директора…

Опоздала я к началу заседания, сижу, слушаю доклады – а ко мне один из председателей: «Да где же вы были, срочно идите к нам», – и т. д. и т. п. Да так горячо… «Господи, из-за чего сыр-бор?» – подумала я, пробираясь к председательскому стулу (как всегда, слушатели – в креслах, председатели – на стульях, хорошо, если устойчивых). Опять сижу, слушаю – и, как обычно в этих случаях, просматриваю зал. Знакомые, незнакомые лица, и вдруг – стоп! Это, кажется, что-то неожиданное – или сходство? Спрашиваю соседа. «Да-да, вы верно угадали, это она, Раиса Максимовна». Почему здесь? И тут я понимаю – она же здесь по своим научным интересам! Доклады увлекают и вовлекают. Азартно выступает Раиса Максимовна Горбачева – кажется, речь шла об условиях труда трактористов и комбайнеров. Докладчик резок. Раиса Максимовна – еще резче. По какому-то другому поводу включаюсь в дискуссию и я.

Ни о чем другом я тогда не могла говорить, кроме ПЭТ, который жизненно нужен для современных исследований мозга человека.

Раиса Максимовна Горбачева

В начале перерыва ко мне подошла Раиса Максимовна и сказала мне на ухо: «Вы – наша гордость!» Я и не подозревала, что она меня знает… Пригласила меня попить с ней кофе, а затем – сесть рядом в зале и внимательно слушала мой шепот о ПЭТ. Я ей рассказывала потому, что в тот период рассказывала бы всем и каждому, какое звездное будущее сулит в науке ПЭТ. У меня было что-то вроде навязчивой идеи. Слушала-слушала Раиса Максимовна, да и говорит: «Вот мой адрес, это адрес фонда, письма ко мне туда доходят без проверки, напишите обо всем, что вы мне рассказали, на имя Михаила Сергеевича».

Я пишу об этом подробно потому, что в одной из глав буду говорить о том, что считается «чудесами». То, что произошло в результате этой встречи, гораздо большее чудо, чем все остальные. Спасибо, Раиса Максимовна!

К этому времени моя команда рыцарей ПЭТ сильно поредела: не верящие в успех занялись каждый своим делом, и остались мы вдвоем со Святославом, моим сыном.

Как писать письмо Горбачеву? Опыт моих прошлых контактов с начальством – 2,5–3 страницы. К счастью, у Святослава тогда такого опыта не было, и он настоял на полном изложении. Мы ждали и не ждали, уж очень невероятным все казалось. Потом перестали ждать…

До сих пор ношу с собой вместе с фотографиями самых близких первый листок нашего крика душ с дивной резолюцией Михаила Сергеевича Горбачева: «Надо уважить просьбу академика Бехтеревой». Рассказывали нам потом служащие Госплана (резолюция была адресована А. Н. Яковлеву и Ю. Д. Маслюкову), что по ходу исполнения этой резолюции не только потребовалось огромное количество виз, но и было проведено что-то вроде опроса «научной популяции» страны, примерно так: 1. Что это за лаборатория Бехтеревой, чего она стоит? 2. Нужен ли нам ПЭТ? Судя по дальнейшим событиям, на первый вопрос оценка была приличная, а на второй по крайней мере большинство ответило: очень нужен. Нам!

ПЭТ был на подходе, строители превзошли себя: выстроили для него здание много раньше срока. На пути к Замку встретились нам добрые люди, и самая добрая фея с государственным мышлением – маленькая Джанна Павловна. Всегда добром будем мы вспоминать за корпус ПЭТ главного строителя Юрия Ромуальдовича Кожуховского.

Мы (гораздо чаще Святослав) по разным вопросам заходили в Госплан. Однажды нам рассказали, что думают о финансовой поддержке развития науки руководители Госплана. Буднично, как решенное до этого, сказал нам самое близкое для нас и неожиданное В. В. Симаков – среди разговоров по нашим делам: «Да, кстати, есть идея создать на базе ваших работ и лабораторий Институт мозга человека. Что вы об этом думаете?» И, не давая нам отреагировать, ответить, наконец, просто опомниться, пошел с нами к Юрию Дмитриевичу Маслюкову – председателю Госплана. Захватывающе говорил Юрий Дмитриевич. (Время было такое – казалось, что должно происходить все самое лучшее; и обязательно произойдет. 1989 год…)

Юрий Дмитриевич поведал нам свои планы в отношении финансовой стороны развития науки: 5–6 институтов разного профиля в стране (тогда – СССР), где исследования ведутся на мировом уровне или опережают его, получат финансовую возможность «реализовать свой потенциал». Получат то, что действительно нужно для исследований, и – в полном объеме!! Мы не знали тогда еще, что значит не получать на исследования ничего, как сейчас, но и тогда «в полном объеме», может быть, и получал кто-то, но уж, конечно, не мы. Зато так же точно мы знали, что нам нужно: для до-ПЭТ-овских исследований – МРТ, магнитно-резонансный томограф, или в крайнем случае КТ, «обычный» компьютерный томограф, для после-ПЭТ-овских «работ» (лечения) – гамма-нож (лучевая хирургия), современная операционная – это все в первую очередь! Время неслыханной свободы, время надежд – все несомненно будет!

Но время стремительно менялось, на смену эйфории свободы вылезла агрессия вместе со всем своим арсеналом разрушения. После ПЭТ абсолютно ничего мы больше не получили. Потеряв надежду на самовыражение, некоторые наши сотрудники уехали туда, где легче жить, где можно работать на тех технологиях, которые оптимальны для решаемой задачи, заказывать в библиотеке любое нужное издание, публиковаться в престижных журналах.

И все же: из Отдела нейрофизиологии, клиники Института экспериментальной медицины АМН СССР и лаборатории позитронно-эмиссионной томографии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова АН СССР Постановлением Совета Министров СССР от 12 марта 1990 года на основе полного одобрения Академии наук СССР и при трудном согласовании с Академией медицинских наук СССР был создан Институт мозга человека Академии наук СССР с 10 лабораториями и клиникой нейрохирургии и неврологии на 160 коек. Создание нашего института явилось вкладом СССР в Международную декаду мозга, объявленную по инициативе американских ученых. (А более конкретно – вкладом отделения физиологии АН и лично секретаря Академии академика П. В. Симонова в развитие физиологии человека!)

В будничных хлопотах, в ожидаемых радостях и неожиданных огорчениях строился наш Замок. Конечно, к 1990 году и не вспомнила я о молодых мечтах, и, конечно, не называли мы институт так торжественно и лирично. Это позже, много позже, сквозь заботы в уже очень любимом нами институте, слился он с образами далекого прошлого…

Корпус ПЭТ – Институт мозга человека РАН

Этические принципы изучения функциональной организации мозга человека, чему мы посвятили всю нашу жизнь, были заложены нами – и, конечно, не только нами – как незыблемые законы. Да, чтобы познавать работу мозга человека, нужно найти прямую или непрямую форму контакта с этим мозгом, с живым мозгом. Но! Всегда помнить – перед тобой живой мозг человека, завтра может оказаться – человека, тебе близкого… Какое бы то ни было экспериментирование – запрещено! Веди себя так, как ты хотел бы, чтобы вели себя с тобой. Человек болен – в первую очередь его нужно лечить.

Наблюдения, которые дают возможность двигаться по пути познания мозга, абсолютно необходимо проводить с соблюдением приоритетов – лечебных и диагностических. А также – с соблюдением всех возможных этических норм. Иными словами, всегда действовать только во спасение. И в то же время максимально рационально организовать наблюдение, с учетом индивидуальности болезни и наиболее высокого уровня современной технологии в медицине. Конечно, здесь еще более важно, чем всегда в науке (да и в жизни!), правильно сформулировать задачу, просчитать все, что поддается просчитыванию, – и в то же время не упустить ничего, на первый взгляд, может быть, маловажного. Нет маловажного в наблюдениях мозга человека.

Клиника нашего Института мозга человека – особая клиника… В связи с глобальной задачей института – изучением мозга человека – как минимум нужно было иметь возможность приблизиться (в буквальном смысле) к живому, работающему, думающему мозгу. Инвазивные исследования как основа микрокартирования мозга проводятся у тех лиц, которым прямой приборный контакт с мозгом показан в связи с их заболеванием, для диагностики и лечения. Неинвазивные исследования (ПЭТ) проводятся по таким же показаниям, но частично осуществляются и на волонтерах.

В клинике с нейрохирургическим и неврологическим отделениями делается практически все, что должны осуществлять отделения такого профиля. В них поступают больные с многообразием неврологических проявлений; используется консервативное лечение или операции, в зависимости от характера болезни. Но в отличие от других неврологических и нейрохирургических отделений в нашу клинику поступают и те больные, которым другие клиники отказывают. Потому что у нас реализуется и то, что является результатом наших фундаментальных исследований. Так, очень задолго до того, как с помощью неинвазивной техники была показана распространенность представительства речевых зон в мозге человека, в результате изучения этого вопроса с помощью инвазивных приемов была с успехом использована техника лечебной электрической стимуляции мозга для восстановления речи при ее утрате из-за поражения так называемых классических речевых зон. Клиника принимает больных с полным перерывом спинного мозга, больных с нарушениями зрения и слуха. И это не все виды поражений головного и спинного мозга, при которых именно мы нередко уже можем оказать помощь…

О применении в нашей клинике техники лечебной стимуляции при поражениях головного и спинного мозга, зрительного и слухового аппаратов говорится подробно в специальной книге (см. примечания в конце), а также в соответствующей главе данной книги («ЛЭС»). Вернитесь, пожалуйста, к с. 57 настоящей книги. Там речь идет о «почти Цицероне». А теперь – к с. 59–60, к описанию трагической судьбы юноши, вернувшегося с войны. В первом случае все пошло иначе, чем предписано учебниками. Читатель, дорогой, пожалуйста, найдите минутку, посмотрите вновь заодно и данные по лечебной стимуляции зрительного и слухового нервов. Теперь уже с позиций характеристики института и его клинических возможностей.

В клинике для лечения заболеваний мозга и нарушений органов чувств (зрения) используются также пептиды, что делается прежде всего на основе наших и некоторых других работ.

Осторожно нащупываются пути повышения эффективности эмбриотрансплантации и эмбриоимплантации при болезнях головного и спинного мозга. По трансплантации эмбрионального мозга в мозг больных и в другие области организма больного человека в Институте мозга человека накоплен хотя еще и относительно небольшой, но все же опыт такого рода, который дает основания говорить о перспективности этого метода для лечения болезней мозга и нервной системы. И одновременно с общей тенденцией, отраженной в научных публикациях, эта методика позволила наблюдать отдельные результаты, поражающие своей неожиданностью.

Несколько общих соображений об отдельных случаях. Всегда хочется получить подтверждение уникальным наблюдениям, прежде чем о них говорить в серьезной научной прессе. Но жизнь в науке учит не только осторожности. Она обязательно должна учить и умению видеть. В эксперименте на животных, особенно низших – и, что греха таить, высших, – то, что не укладывается в предвзятую идею, иногда просто изымается. И фигурально, и буквально. На самом деле – нельзя! Правдивость в науке – в том, чтобы не умолчать и о тенденциях, и об отклонениях. А в науке о человеке «изымать» – ну ладно, не принимать во внимание – и неумно, и просто опасно. Нельзя при дискуссии по поводу операций обойти стороной осложнения, пусть даже очень редкие и, казалось бы, не связанные с данной ситуацией. А почему тогда не рассказать, пусть в письмах в редакции журналов, пусть в научно-популярной литературе, о действительно невероятных… удачах?!

Такими удачами в опыте имплантаций эмбриональной ткани у нас на сегодня могут считаться по крайней мере два случая (не учитывая то, что «похоже»). Над ними, пусть даже ни завтра, ни послезавтра они не повторятся, обязательно надо задуматься не меньше, чем над неудачами.

У некоторых больных при эмбриоимплантации эффект настолько поражал полнотой исчезновения по крайней мере ряда проявлений заболевания, что, с одной стороны, ему непросто было поверить, а с другой стороны, эффекты были так надежно зарегистрированы, что результат просто необходимо было тщательно анализировать, стремиться понять, почему такое возможно… Я беру эти сведения из работы И. М. Акимовой, Ф. А. Гурчина, Л. А. Мелючевой, Н. Ю. Королевой и из совсем «свежего» наблюдения И. М. Акимовой, Ф. А. Гурчина и И. Д. Столярова (устное сообщение И. М. Акимовой).

Неожиданность первая. Больная А., 20 лет, с не поддающейся обычному фармакологическому лечению эпилепсией (идиопатическая, генерализованная форма). На момент поступления в клинику – статус миоклонических абсансов с периодическим модулированием сознания, дисфорические состояния и еженедельные судорожные приступы. Отмечаются пограничные изменения личности и снижение когнитивных функций. Была осуществлена трансплантация эмбриональной мозговой ткани. Приступы прекратились, уменьшилось количество дисфорических состояний. Отмечено улучшение в когнитивной сфере. Грубо измененная до трансплантации ЭЭГ полностью нормализовалась вскоре после операции. Такого не бывает на ЭЭГ при эпилепсии, скажет любой профессионал. Нет, все на ЭЭГ, даже если приступы исчезли (а здесь именно такой случай – учтем, что наблюдение кратковременное, не будем считать его выздоровлением), должно или сохраниться, или нормализоваться медленно, очень медленно, иногда это продолжается годы! Оказывается, бывает иначе.

Неожиданность вторая. Больной Г., 43 лет. Диагноз: эпилепсия, предположительно связанная с арахноидитом головного мозга. Головные боли, приступы тонических судорог правой руки. Ситуация аналогичная, но здесь речь идет о нормализации иммунологических показателей, грубо измененных до операции, почти сразу после операции (через 9 дней). В это мне, наверное, легче поверить. Прежде всего потому, что от моего личного опыта иммунология дальше.

Не возмущайтесь, читатель, по поводу этих примеров («Ах, как это неубедительно, несерьезно – один, два случая»), не упрекайте в неосторожности или в принятии желаемого за действительное. Я совсем не утверждаю, что нейротрансплантация приводит к нормализации эпилептической ЭЭГ и к нормализации иммунного статуса. Нет. Приведенные примеры свидетельствуют только о том, что такая нормализация может произойти. Безусловно, я заранее согласна, что все это статистически недостоверно. Пишу об этих примерах потому, что анализировать нужно все: и статистически вероятную направленность сдвигов, и отдельные (а может быть, закономерные?) неудачи, и обязательно – пусть уникальные, но явно «выпадающие из ряда вон» позитивные эффекты и удачи.

Мне случилось много лет работать с очень хорошей помощницей, у которой оказалась медленно растущая доброкачественная опухоль мозга. Тогда не было ни КТ, ни МРТ, ни другой великолепной диагностической техники. У Лидочки болела голова – все сильнее и сильнее. Я снимала ее ЭЭГ с первых головных болей и до дня операции. И эта одна (!) больная не только «уложила» в моей голове все различия ЭЭГ-характеристик опухолей мозга, но и помогла преодолеть мнение консилиума специалистов, уверенных в злокачественной природе опухоли и возможности помочь только паллиативной операцией. Я была в операционной, уточняя место расположения опухоли; великолепный нейрохирург И. С. Бабчин удалил менингиому именно оттуда, где ей и надлежало находиться по данным динамики ЭЭГ, а Лидочка, теперь уже такая же немолодая, как и я, живет до сих пор.

Вам, может быть, покажется, читатель, что я этим примером хочу ретроспективно прославить свое диагностическое умение? Кстати, я этот пример как-то раз уже приводила. Нет, здесь он нужен не как моя защита, а как защита ценности отдельных уникальных наблюдений.

Так, в частности, для изыскания путей предупреждения таких массовых инфекций, как грипп, исключительно важно все: изучение природы вируса, его происхождения, реакции организма и т. д., и т. п. И наверное, не менее, если не более, важно исследовать, почему из года в год некоторая часть популяции этой инфекцией, при всей ее вариативности, не заражается (или не болеет явно). Конечно, это исследуется. Но, по моим наблюдениям, реальной пользы от этого пока нет, как мало ее вообще у нас в профилактике гриппа. А кажется, что путь, о котором я пишу, никак не дорога в никуда, по контрасту с многими исследованиями гриппозного вируса.

Из года в год – и тогда, когда в клинике работал отдел нейрофизиологии человека ИЭМ, и тогда, когда клиника стала опорой Института мозга человека РАН, в известной мере определив уникальность этого учреждения в системе АН, – периодическая отчетность, как и полагается, базировалась на статистике. Здесь мы – как и все, только, может быть, наш «репертуар» несколько шире из-за взаимодействия с теоретической частью Института мозга. Так что, пожалуйста, простите экскурс в описание значения и подчеркивание необычных, неожиданных позитивов…

Теперь – собственно к Институту мозга человека. Его научный потенциал связан с успехами в двух основных научных направлениях:

I. Мозговая организация мыслительных и эмоциональных процессов и состояния сознания.

II. Оптимизация диагностики и лечения болезней мозга и нервной системы.

Вот это-то второе направление и явилось для института не только базисным («нельзя исследовать, не принося пользы»), но и в большей мере структурно-формирующим.

Действительно, для решения задач первого направления необходимы и достаточны лаборатории нейрофизиологической (в том числе и ПЭТ) направленности. Второе направление, без успехов которого не может жить первое, безусловно, требует организации и использования всех тех методических подходов, которые определяют современный уровень диагностики и лечения болезней нервной системы. Отсюда, как вполне понятно, и витальная необходимость всех десяти лабораторий института. И сожаление по поводу того, что нет сейчас средств для создания еще лаборатории магнитно-резонансной томографии. Она очень важна для диагностики тех больных, при исследовании которых (и при дополнении этих работ исследованием волонтеров) также получают данные о мозге человека, которые легли и ложатся в основу первого и второго прорывов в изучении мозговой организации собственно человеческих функций в XX веке.

Лаборатории института, подчиненные его основным задачам, создавались не так, как в многопрофильных институтах университетского типа. Принцип организации лаборатории там, если все разумно, базируется на двух основных позициях.

1. Жизнь настойчиво заставляет заняться какой-то проблемой – и адекватный времени, умный директор ищет человека, который бы за такую проблему взялся. Такое происходит, но не часто, особенно сейчас. И ставок нет, и оборудования нет (денег нет!!!). Есть только целесообразность, важность создания такой лаборатории.

2. Внутри большой лаборатории (отдела) сформировалось новое перспективное направление, а все остальное, необходимое для формирования лаборатории, хотя, может быть, и не полностью, есть. Умный директор формирует на этой основе лабораторию. Не буду объяснять, почему умный и чем это хорошо. Кто близок к этой ситуации – знает, остальные, знакомые с многообразием значения формулировки «человеческий фактор», поймут.

В Институте мозга человека формирование лабораторий жестко подчинено решению главной, своего рода суперпроблемы – изучению работающего, думающего, здорового и больного мозга человека.

Лаборатории используют в прямом или косвенном изучении мозговых механизмов нейрофизиологические, нейрохимические, молекулярно-биологические, иммунологические подходы. Приведенные выше и первая и вторая задачи формально могли бы рассматриваться как продолжение работ отдела нейрофизиологии ИЭМ АМН СССР, внесшего очень существенный вклад в то, что мы обозначаем как первый прорыв в изучении мозга человека в XX столетии, явившийся прежде всего результатом возможностей инвазивной техники. Однако сегодняшняя работа Института мозга человека идет уже в рамках второго прорыва, при использовании не только инвазивной, но и современной неинвазивной техники (ПЭТ), а также ряда дополнительных приемов в изучении деятельности и организации мозга человека. При этом уровень инвазивных нейрофизиологических исследований определяется в большой мере и накопленным опытом в этом направлении, и постоянным совершенствованием инструментального аспекта осуществления инвазивных приемов. В этом последнем случае речь идет о нашей стереотаксической технике, стоящей выше мирового уровня и позволяющей широко варьировать стереотаксические вмешательства в зависимости от клинических задач.

Здание ПЭТ, здание, построенное специально для позитронно-эмиссионного томографа, стоит рядом с нейрохирургическим корпусом, где проводятся практически все чисто нейрофизиологические исследования по первому направлению. Позитронно-эмиссионный томограф работает и на первое, и на второе направления. Дом, где он «живет», украшен наверху кольцом из камня. Кольцо – как символ томографа, его неотъемлемой части. Это кольцо нельзя не заметить. На меня оно производит впечатление, которое я могу сопоставить только с еще одним образом в моей жизни, теперь, может быть, чуть-чуть поблекшим в свете кольца. Дело в том, что тогда, когда мы впервые увидели на экране осциллографа пляшущие иголки – разряды нейронов клеток человеческого мозга, у меня возникло и остается ощущение прикосновения к таинству. Я видела эти зеленые всплески на экране так, как будто все остальное, повседневное (не экстремальное, конечно!) проходило сквозь эти всплески. Это, наверное, трудно представить себе. Как аналогию могу привести любовь – любя и особенно влюбляясь, видишь весь мир в свете этого прекраснейшего чувства, даже если оно доставляет страдания. Я также вижу кольцо ПЭТ, причем каменное, как символ, – ярче, чем реальное. Думаю, что схожее влияние оказывает оно и на работающих в ПЭТ-корпусе, и, может быть, прочтя эти строки, они осознают, что это именно так. Для меня привыкания к возможностям ПЭТ практически нет. Я знаю о них, даже, к сожалению, об отсутствии некоторых, которые сейчас появились у функционального магнитно-резонансного томографа, – и все же!..

Как абсолютно нереальным казалось мне в те далекие годы, когда начинались наши инвазивные исследования, увидеть то, что происходит в целом мозге! Как говорилось выше, уже с момента получения первых сведений о развитии новых технологий поняли мы их возможности в нашей проблеме… И какое удивительное чувство возникает, когда видишь то, что разыгрывается в мозгу человека, когда он думает! Как «долгожитель» я жила и работала еще и в совершенно других условиях, когда серийный электроэнцефалограф рассматривался как уникальное оборудование. Не претендую на значение обобщения своего видения развития физиологии мозга человека – через очарование пляшущих игл, через символическое и реальное кольца. Допускаю, что некоторые более молодые сотрудники из нейрофизиологических лабораторий и лаборатории ПЭТ идут в институт как на обычную службу… А жаль, если это так… Удивление перед чудом природы – мозгом человека, постепенно познаваемым через все развивающуюся технологию, и озаряющие мозг ученого идеи – большая, стимулирующая радость в жизни.

Нам трудно жить сейчас. Товаров стало много, соблазны и для главы семьи, и для всех ее требовательных членов резко возросли – и не всегда хочется судить тех, которые уходят «в деньги». Но пусть те, кто остается с нами, всегда знают, помнят: их мыслью, их трудом создается история познания высочайшего творения природы – мозга человека, история, которая обязательно будет иметь отражение в медицине, в технологии и в развитии общества! Нельзя упрощать соотношение мозг человека – общество людей, но и нельзя не видеть здесь взаимосвязи, взаимовлияния при (желательно) опережающей роли мозга человека. Активное использование законов развития общества возможно не только благодаря углубленному их изучению, но и путем применения знаний о мозге человека. А уж как общество, в свою очередь, влияет на мышление человека – не мне об этом писать, этому посвящено много томов и научной, и художественной литературы!

Но – опять к жизни нашего Института мозга человека. Проходят ученые советы. Каждая лаборатория отчитывается на равных правах, никто не говорит о подчиненности одной лаборатории другой. Пишется годовой отчет, где «в первых строках» указываются основные направления, а затем разномасштабно по числу строчек описывается то, что руководитель лаборатории считает важнейшим вкладом в развитие этих направлений за год, за три года, за пять лет – в зависимости от запроса Академии наук. И не потому, что ПЭТ-лабораторией руководит директор института С. В. Медведев, исследования, проводимые в этой лаборатории – и прежде всего с используемой ею техникой, – стали центрообразующими в Институте мозга человека. Именно эти исследования позволили нам войти полноправными партнерами во второй прорыв в изучении мозга человека в нашем столетии.

С самого начала в работах с помощью ПЭТ решались клинические задачи – и о них уже написано в соответствующей главе – и исследовались прежде всего различные аспекты мозговой организации речи. Это нашло отражение в серии статей, вышедших из этой лаборатории, при участии сотрудников нейрофизиологических лабораторий. Исследование мозговой организации речи важно и интересно само по себе. Последовательное изучение вопроса – от пробных, пилотных исследований до работ по изучению организации наиболее тонких характеристик речи – было важным и для сопоставления наших результатов с международным опытом. Многие результаты работы представлены выше.

В исследованиях лаборатории ПЭТ была не только подтверждена, но и развита обнаруженная ранее в наших нейрофизиологических работах особенность системы обеспечения мышления. Показана возможная динамичность осуществления одной и той же деятельности пространственно различно организованными мозговыми системами. Особенно наглядно это обнаружилось в исследованиях с переориентацией внимания. В поисках эталона сравнения была выявлена непригодность так называемого состояния покоя для этой цели – нет покоя в мозгу при формальном ничегонеделании… Ну а детали работ – в журналах и в другой главе данной книги.

Однако и сама работа ПЭТ-лаборатории принципиально базируется на результатах нейрофизиологических исследований, и, что очень важно подчеркнуть и здесь, дальнейшее развитие в изучении мозговой организации мыслительных процессов, физиологической сущности этой организации немыслимо, нерационально без взаимообогащения ПЭТ-исследований нейрофизиологическими данными. При этом, как это, на первый взгляд, ни парадоксально, важно, чтобы нейрофизиологические исследования имели свои фундаментальные задачи. Именно в этом и только в этом случае возможно взаимообогащение ПЭТ и нейрофизиологических работ – при постоянном альтернативном опережении.

Нейрофизиологические исследования в исторически короткий период работы Института мозга человека РАН (8 лет) проводились в рамках общей задачи микрокартирования мозга применительно к организации психических функций. Иными словами, развивались далее наши работы по мозговой организации мыслительной деятельности, но уже на более тонком и точном уровне. Те, кто проводил исследования физиологической организации живого мозга, в том числе в эксперименте на животных, хорошо знают возможность наблюдать (и это особенно наглядно у человека представляет ПЭТ) активацию и инактивацию разных, но всегда сравнительно больших зон мозга. Микрокартирование на основе нейрофизиологических исследований открывает и структурно-функциональные отношения в мозге, и физиологическую микроорганизацию включающихся или не включающихся по данным ПЭТ в деятельность зон мозга. Примеры результатов такого рода работ приведены в настоящей книге и опубликованы в большом количестве статей в отечественных и зарубежных журналах.

В книге много написано не только о фундаментальных, но и о так называемых прикладных нейрофизиологических и ПЭТ-исследованиях. Успехи, достигнутые в изучении и формализации состояний мозга и организма, применяются для оценки эффективности лечения неврологических больных и для его коррекции. Наряду с топической диагностикой ПЭТ позволяет оценивать степень злокачественности или, наоборот, доброкачественности и так называемых злокачественных, и так называемых доброкачественных опухолей. ПЭТ-исследования смогли «раскрыть тайну» известного, хотя и не частого, долгожительства при гистологически злокачественных процессах и «злое» течение некоторых вполне благополучных менингиом и т. д. и т. п. Однако прикладное направление в исследованиях мозга человека не должно расцениваться как банальный «выход в практику». Любые исследования человека, и особенно в таком институте, как наш, делают исследуемого человека центральной фигурой работы. А поэтому институт обязан включать в себя как минимум и нейрохимические (молекулярно-биологические), и нейроиммунологические лаборатории. И точно так же, как обстоит дело с нейрофизиологическими лабораториями, эти два направления имеют и свои фундаментальные задачи, определяющие высокий уровень работ. Лаборатории включаются прикладным аспектом своих работ во вторую главную задачу института – оптимизацию диагностики и лечения болезней нервной системы. Не имея постоянного иммунологического контроля состояния больных, врачи вряд ли смогли бы обнаружить описанный выше поразительный эффект нормализации иммунного статуса, приведенный выше по поводу значения уникальных позитивных находок.

А если бы не было в лаборатории иммунологии стержневой проблемы изучения коварнейшего неврологического заболевания – рассеянного склероза, вряд ли стала бы сейчас, в период многоплановых финансовых сложностей, наша лаборатория нейроиммунологии центром, к которому идут постоянные научные связи и на базе которого стали уже традиционными нейроиммунологические конференции. Институту – 8 лет. В июне 1998 года у нас в институте прошла VII ежегодная конференция нейроиммунологов с участием иностранных ученых.

Еще две лаборатории имеют настолько самостоятельное значение, что для одного института того, что они делают, как бы даже слишком много. Они могли бы работать одновременно на несколько институтов, но существование нашего института без них немыслимо. Речь идет о лаборатории стереотаксиса и о лаборатории создания меченых препаратов для ПЭТ.

Стереотаксическая лаборатория А. Д. Аничкова работает давно, много и плодотворно над усовершенствованием одного из важных аспектов обеспечения нейрохирургических операций (стереотаксиса) – расчетов и техники малотравматичного выключающего или активирующего воздействия на различные, чаще всего глубокие, структуры мозга через небольшие отверстия в покровах и костях черепа. Шаг за шагом совершенствовалась расчетная часть стереотаксиса Аничкова при опережающем снижении травматичности процедуры.

Есть такое понятие – «гамбургский счет». Говорят, что раз в год спортсмены разных стран, собираясь в Гамбурге, боролись по-честному, – предполагается, что в случаях парадных встреч далеко не всегда победа оказывалась за сильнейшим (по разным параспортивным мотивам). Так вот, если бы что-то в этом роде было проведено для сравнения различных вариантов стереотаксиса, победа несомненно досталась бы Андрею (Аничкову). Не нужен на самом деле здесь гамбургский ринг, то же самое произошло бы и в открытом соревновании. Но… Необъявленное соревнование потихоньку идет, фирмы, поставляющие стереотаксические аппараты, как всякие такого рода фирмы, не дремлют… В интересах больных хотелось бы глобального распространения нашего стереотаксиса, но честолюбие опять же нашего Андрея направлено на совершенствование своей методики, а не на рекламу. Может быть, действительно, и здесь – «каждому – свое»? Но ведь то, что создал Андрей, нужно, к счастью, не ему… Что-то мы не просчитываем и не учитываем в отстаивании своих научных и технических достижений. А стереотаксис, созданный Андреем Аничковым, действительно самый безопасный, самый точный, самый малотравматичный – одним словом, «самый-самый». О сложной судьбе некоторых наших научных работ я уже говорила в этой книге, в том числе в главе «Почему ПЭТ?».

Потомственный дворянин М. В. Корсаков очень даже востребован. Создавая необходимые для работы с ПЭТ короткоживущие радиоизотопы, он путешествует по свету, помогая своим менее удачливым коллегам. Или просто тем, кому легче пользоваться чужим трудом, чем разрабатывать все самим. Дело в том, что ПЭТ, как известно, работает на основе применения короткоживущих изотопов. При этом используются и такие, которые мозаично характеризуют кровоток в мозге больных и здоровых (волонтеров), в зависимости от болезни и решаемой задачи. Такие, которые характеризуют так же мозаично энергетику, такие, которые лучше всех других пока известных высвечивают опухоль, и т. д. и т. п. Все эти радионуклиды создаются у нас, в Институте мозга человека.

А кстати, будь в нашей стране соизмеримое, скажем, с США количество ПЭТ, кто-то деловой под разработки института мог бы создать поточное производство. Но Михаил Вадимович Корсаков ушел из Института, и лаборатория стала работать никак не хуже. И такое бывает!

В проблеме «Мозг и психика», которой мы занимаемся уже несколько десятилетий, нейрофизиологический задел обеспечил нам лидирующую роль в первом прорыве. Вхождение во второй прорыв – это результат работы с помощью ПЭТ, и, пожалуй, правильнее сказать – самого создания Института мозга человека – вклада нашей страны в Международную декаду мозга. Богатство наше – в участии, хотя и разном по масштабу, в обоих этих прорывах, наш задел по третьему прорыву. И все же все это не компенсирует нашей сегодняшней бедности. Уехали на Запад трое сотрудников нашего института – чтобы полнокровно работать и есть и вкусно и досыта, как ни грустно об этом говорить… Мы получаем гранты, но ни одного из жизненно необходимых для развития института крупных приборов мы не можем на них приобрести. Удивительный человеческий научный потенциал нашего института в том же положении, в котором большинство институтов России. Я прожила в науке более 50 лет и знаю, что тогда, когда все созданное нашими жизнями разрушится, его будет очень трудно восстановить. Образуются другие институты, вырастут новые таланты, но в проблеме «Мозг и психика» мы можем потерять свой потенциал, который определил наше равноправие в международном научном сообществе, завоеванное таким долгим трудным путем, то, чем может гордиться наша страна и что мы уже сегодня, сейчас даем больным.

И все-таки… Идут в Замок нашей Мечты больные. Бабушка с внуком, пролежавшим без сознания почти месяц и потерявшим, казалось бы безвозвратно, все человеческое… Она ведет прелестного мальчонку за руку на выход из института, объясняя малышу, вполне адекватному теперь человечку, что для него сделал нейрохирург Ф. А. Гурчин. Идут больные к нашим нейрохирургам и невропатологам с самыми сложными проблемами. Идет способная молодежь в науку – у нас стало много молодежи, – счастливого вам пути в нашей сложной науке о мозге человека! Зовите к нам друзей, у нас очень интересно!

В этой главе рассказано о чудесной истории создания Института мозга человека, Замка нашей Мечты, и немножко – о некоторых формальных позициях. Научные результаты, наряду с более ранними, рассмотрены в соответствующих главах. Специально для тех, кто хочет подробнее познакомиться с сегодняшней работой Института мозга человека РАН, прилагаю здесь статью, опубликованную в журнале «Наука и жизнь» на эту тему директором Института мозга человека, моим учеником, моим сыном, членом-корреспондентом РАН Святославом Всеволодовичем Медведевым.

Что знает наука о мозге

Несмотря на все достижения современной науки, человеческий мозг остается самым загадочным объектом. Шаг за шагом исследователи раскрывают его тайны. С помощью сложнейшей тонкой аппаратуры ученые Института мозга человека смогли «проникнуть» в глубины мозга, не нарушая его работы, и выяснить, каким образом происходят запоминание информации, обработка речи, как формируются эмоции. Эти исследования не только помогают разобраться в том, как выполняет мозг свои важнейшие психические функции, но и разработать методы лечения тех людей, у которых они нарушены. Об этих и других работах сотрудников Института мозга человека рассказывает публикуемая статья.

Член-корреспондент РАН, директор Института мозга человека Российской академии наук С. В. Медведев (Санкт-Петербург)

Мозг против мозга – кто кого?

Проблема исследования мозга человека, соотношения мозга и психики – одна из самых захватывающих задач, которые когда-либо возникали в науке. Впервые поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось, – и атом, и галактика, и мозг животного – было проще, чем мозг человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь кроме приборов и методов главным средством познания мозга остается опять-таки наш человеческий мозг. Обычно прибор, который изучает какое-то явление или объект, сложнее этого объекта, в этом же случае мы пытаемся действовать на равных – мозг против мозга.

Грандиозность задачи привлекала многие великие умы – о принципах работы мозга высказывались и Гиппократ, и Аристотель, и Декарт, и многие другие.

В прошлом веке были обнаружены зоны мозга, отвечающие за речь, – по имени открывателей их называют области Брока и Вернике. Однако настоящее научное исследование мозга началось с работ нашего гениального соотечественника И. М. Сеченова. Далее В. М. Бехтерев, И. П. Павлов… Здесь я остановлюсь в перечислении имен, так как выдающихся исследователей мозга в двадцатом веке было много и слишком велика опасность кого-нибудь пропустить (особенно из ныне здравствующих, не дай Бог). Были сделаны великие открытия. Однако методик изучения человеческих функций было мало, и они были ограничены в возможностях – психологические тесты, клинические наблюдения и, начиная с тридцатых годов, электроэнцефалограмма. Это все равно что пытаться узнать, как работает телевизор, по гудению ламп и трансформаторов или по температуре футляра либо попробовать понять роль составляющих его блоков, исходя из того, что произойдет с телевизором, если этот блок разбить.

Однако устройство мозга, его морфология, было уже известно довольно хорошо. А вот представления о функционировании отдельных нервных клеток были очень отрывочными. Таким образом, не было полноты знаний о «кирпичиках», составляющих мозг, и не хватало необходимых инструментов для их исследования.

Два прорыва в исследованиях мозга человека

Реально первый прорыв в познании мозга человека был связан с применением метода долгосрочных и краткосрочных имплантированных электродов для диагностики и лечения больных. В то же время ученые начали понимать, как работает отдельный нейрон, как происходит передача информации от нейрона к нейрону и по нерву. В нашей стране первой в условиях непосредственного контакта с мозгом человека стала работать академик Н. П. Бехтерева и ее сотрудники.

Так были получены данные о жизни отдельных зон мозга, о соотношении его важнейших разделов – коры и подкорки – и многие другие. Однако мозг состоит из десятков миллиардов нейронов, а с помощью электродов можно наблюдать лишь за десятками, да и то в поле зрения исследователей часто попадают не те клетки, которые нужны для исследования, а те, что оказались рядом с лечебным электродом.

Тем временем в мире совершалась техническая революция. Новые вычислительные возможности позволили вывести на новый уровень исследование высших функций мозга с помощью электроэнцефалографии и вызванных потенциалов. Возникли и новые методы, позволяющие «заглянуть внутрь» мозга: магнитоэнцефалография, функциональная магнитно-резонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. Все это создало фундамент для нового прорыва. Он действительно произошел в середине восьмидесятых годов.

В это время научный интерес и возможность его удовлетворения совпали. Видимо, поэтому Конгресс США объявил девяностые годы десятилетием изучения человеческого мозга. Эта инициатива быстро стала международной. Сейчас во всем мире над исследованием человеческого мозга трудятся сотни лучших лабораторий.

Надо сказать, что у нас в то время в верхних эшелонах власти было много умных и болеющих за державу людей. Поэтому и в нашей стране поняли необходимость исследования мозга человека и предложили мне на базе коллектива, созданного и руководимого академиком Бехтеревой, организовать научный центр по исследованию мозга – Институт мозга человека РАН.

Главное направление деятельности института – фундаментальные исследования организации мозга человека и его сложных психических функций – речи, эмоций, внимания, памяти. Но не только. Одновременно ученые должны вести поиск методов лечения тех больных, у которых эти важные функции нарушены. Соединение фундаментальных исследований и практической работы с больными было одним из основных принципов работы института, разработанных его научным руководителем Натальей Петровной Бехтеревой.

Недопустимо ставить эксперименты на человеке. Поэтому большая часть исследований мозга проводится на животных. Однако есть явления, которые могут быть изучены только на человеке. Например, сейчас молодой сотрудник моей лаборатории защищает диссертацию об обработке речи, ее орфографии и синтаксисе в различных структурах мозга. Согласитесь, что это трудно исследовать на крысе. Институт специально ориентирован на исследование того, что нельзя изучать на животных. Мы проводим психофизиологические исследования на добровольцах с применением так называемой неинвазивной техники, не «залезая» внутрь мозга и не причиняя человеку особенных неудобств. Так осуществляются, например, томографические обследования или картирование мозга с помощью электроэнцефалографии.

С. В. Медведев: «Ура! Меня выбрали членкором РАН!»

Но бывает, что болезнь или несчастный случай «ставят эксперимент» на человеческом мозге – например, у больного нарушается речь или память. В этой ситуации можно и нужно исследовать те области мозга, работа которых нарушена. Или, наоборот, у пациента утерян или поврежден кусочек мозга, и ученым предоставляется возможность изучить, какие свои «обязанности» мозг не может выполнять с таким нарушением.

Но просто наблюдать за такими пациентами, мягко говоря, неэтично, и в нашем институте не только исследуют больных с различными повреждениями мозга, но и помогают им, в том числе и с помощью новейших, разработанных в институте методов лечения. Для этой цели при институте существует клиника на 160 коек. Две задачи – исследование и лечение – неразрывно связаны в работе наших сотрудников.

У нас прекрасные высококвалифицированные доктора и медсестры. Без этого нельзя – ведь мы на переднем крае науки и нужна высочайшая квалификация, чтобы реализовать новые методики. Практически каждая лаборатория института замкнута на отделения клиники, и это – залог непрерывного появления новых подходов. Кроме стандартных методов лечения у нас проводят хирургическое лечение эпилепсии и паркинсонизма, психохирургические операции, лечение мозговой ткани магнитостимуляцией, лечение афазии с помощью электростимуляции, а также многое другое. В клинике лежат тяжелые больные, и, бывает, удается помочь им в случаях, считавшихся безнадежными. Конечно, это возможно не всегда. Вообще, когда слышишь какие-либо безграничные гарантии в лечении людей, это вызывает очень серьезные сомнения.

Будни и звездные часы лабораторий

В каждой лаборатории есть свои достижения. Например, лаборатория, которой руководит профессор В. А. Илюхина, ведет разработки в области нейрофизиологии функциональных состояний головного мозга.

Что это такое? Попробую объяснить на простом примере. Каждый знает, что одна и та же фраза иногда воспринимается человеком диаметрально противоположно в зависимости от того, в каком состоянии он находится – болен или здоров, возбужден или спокоен. Это похоже на то, как одна и та же нота, извлекаемая, например, из органа, имеет разный тембр в зависимости от регистра. Наш мозг и организм – сложнейшая многорегистровая система, где роль регистра играет состояние человека. Можно сказать, что весь спектр взаимоотношений человека с окружающей средой определяется его функциональным состоянием. Оно определяет и возможность «срыва» оператора за пультом управления сложнейшей машиной, и реакцию больного на принимаемое лекарство.

В лаборатории профессора Илюхиной исследуют функциональные состояния, а также то, какими параметрами они определяются, как эти параметры и сами состояния зависят от регуляторных систем организма, как внешние и внутренние воздействия изменяют состояния, иногда вызывая болезнь, и как, в свою очередь, состояния мозга и организма влияют на течение заболевания и действие лекарственных средств. С помощью полученных результатов можно правильно сделать выбор между альтернативными путями лечения. Проводится и определение приспособительных возможностей человека: насколько он будет устойчив при каком-либо лечебном воздействии, стрессе.

Очень важной задачей занимается лаборатория нейроиммунологии. Нарушения иммунорегуляции часто приводят к возникновению тяжелых заболеваний головного мозга. Это состояние надо диагностировать и подобрать лечение – иммунокоррекцию. Типичный пример нейроиммунного заболевания – рассеянный склероз, изучением которого в институте занимается лаборатория под руководством профессора И. Д. Столярова. Не так давно он вошел в совет Европейского комитета, занимающегося исследованием и лечением рассеянного склероза.

В XX веке человек начал активно изменять окружающий его мир, празднуя победу над природой, но оказалось, что праздновать рано: при этом обостряются проблемы, созданные самим человеком, так называемые техногенные. Мы живем под воздействием магнитных полей, при свете мигающих газосветных ламп, часами смотрим на дисплей компьютера, говорим по мобильному телефону… Все это далеко не безразлично для организма человека – например, хорошо известно, что мигающий свет способен вызвать эпилептический припадок. Можно устранить вред, наносимый при этом мозгу, очень простыми мерами – закрыть один глаз. Чтобы резко снизить «поражающее действие» радиотелефона (кстати, оно еще точно не доказано), можно просто изменить его конструкцию – так, чтобы антенна была направлена вниз и мозг не облучался. Этими исследованиями занимается одна из лабораторий. Показано, что воздействие переменного магнитного поля отрицательно сказывается на процессе обучения.

На уровне клеток работа мозга связана с химическими превращениями различных веществ, поэтому для нас важны результаты, полученные в лаборатории молекулярной нейробиологии, руководимой профессором С. А. Дамбиновой.

Сотрудники этой лаборатории разрабатывают новые методы диагностики заболеваний мозга, проводят поиск химических веществ белковой природы, которые способны нормализовать нарушения в ткани мозга при паркинсонизме, эпилепсии, наркотической и алкогольной зависимости. Оказалось, что употребление наркотиков и алкоголя приводит к разрушению нервных клеток. Их фрагменты, попадая в кровь, побуждают иммунную систему вырабатывать так называемые аутоантитела. Аутоантитела остаются в крови еще долгое время, даже у людей, переставших употреблять наркотики. Это своеобразная память организма, хранящая информацию об употреблении наркотиков. Если измерить в крови человека количество аутоантител к специфическим фрагментам нервных клеток, можно поставить диагноз «наркомания» даже через несколько лет после того, как человек перестал употреблять наркотики.

Можно ли «перевоспитать» нервные клетки?

Одно из самых современных направлений в работе института – стереотаксис. Это медицинская технология, обеспечивающая возможность малотравматичного, щадящего, прицельного доступа к глубоким структурам головного мозга и дозированное воздействие на них. Это нейрохирургия будущего. Вместо «открытых» нейрохирургических вмешательств, когда, чтобы достичь мозга, делают большую трепанацию, предлагаются малотравматичные щадящие воздействия на головной мозг.

В развитых странах, прежде всего в США, клинический стереотаксис занял достойное место в нейрохирургии. В США в этой сфере сегодня работает около 300 нейрохирургов – членов Американского стереотаксического общества. Основа стереотаксиса – математика и точные приборы, обеспечивающие прицельное погружение в мозг тонких инструментов. Они позволяют «заглянуть» в мозг живого человека. При этом используются позитронно-эмиссионная томография, магнитно-резонансная томография, компьютерная рентгеновская томография. «Стереотаксис – мерило методической зрелости нейрохирургии», – мнение ныне покойного нейрохирурга Л. В. Абракова. Для стереотаксического метода лечения очень важно знание роли отдельных «точек» в мозге человека, понимание их взаимодействия – знание того, где и что именно нужно изменить в мозге для лечения той или иной болезни.

В институте существует лаборатория стереотаксических методов, которой руководит доктор медицинских наук, лауреат Государственной премии СССР А. Д. Аничков. По существу, это ведущий стереотаксический центр России. Здесь родились самые современные направления стереотаксиса – компьютерный стереотаксис с программно-математическим обеспечением, которое осуществляется на электронной вычислительной машине. До наших разработок стереотаксические расчеты проводились нейрохирургами вручную во время операции, сейчас же у нас разработаны десятки стереотаксических приборов, некоторые прошли клиническую апробацию и способны решать самые сложные задачи. Совместно с коллегами из ЦНИИ «Электроприбор» создана и впервые в России серийно выпускается компьютеризированная стереотаксическая система, которая по ряду основных показателей превосходит аналогичные зарубежные образцы. Как выразился неизвестный автор, «наконец робкие лучи цивилизации осветили наши темные пещеры».

В нашем институте стереотаксис применяется при лечении больных, страдающих двигательными нарушениями (паркинсонизмом, болезнью Паркинсона, хореей Гентингтона и другими), эпилепсией, неукротимыми болями (в частности, фантомно-болевым синдромом), некоторыми психическими нарушениями. Кроме того, стереотаксис применяется для уточнения диагноза и лечения некоторых опухолей головного мозга, лечения гематом, абсцессов, кист мозга. Стереотаксические вмешательства (как и все остальные нейрохирургические вмешательства) предлагаются больному только в том случае, если исчерпаны все возможности медикаментозного лечения и само заболевание угрожает здоровью пациента или лишает его трудоспособности, делает асоциальным. Все операции производятся только при согласии больного и его родственников, после консилиума специалистов разного профиля.

Хотелось бы рассказать о двух видах стереотаксиса. Первый, нефункциональный, применяется тогда, когда в глубине мозга имеется какое-то органическое поражение, например опухоль. Если ее удалять с помощью обычной техники, придется затронуть здоровые, выполняющие важные функции структуры мозга и больному случайно может быть нанесен вред, иногда даже несовместимый с жизнью. Предположим, что опухоль хорошо видна с помощью магнитно-резонансного и позитронно-эмиссионного томографов. Тогда можно рассчитать ее координаты и ввести с помощью малотравматичного тонкого щупа радиоактивные вещества, которые выжгут опухоль и за короткое время распадутся. Повреждения при проходе сквозь мозговую ткань минимальны, а опухоль будет уничтожена. Мы провели уже несколько таких операций, бывшие пациенты живут до сих пор, хотя при традиционных методах лечения у них не было никакой надежды.

Суть этого метода в том, что мы устраняем «дефект», который четко видим. Главная задача – решить, как до него добраться, какой путь выбрать, чтобы не задеть важные зоны, какой метод устранения «дефекта» выбрать.

Принципиально другая ситуация – при «функциональном» стереотаксисе, который тоже применяется при лечении психических заболеваний. Причина болезни часто заключается в том, что одна маленькая группа нервных клеток или несколько таких групп работают неправильно. Они либо не выделяют необходимые вещества, либо выделяют их слишком много. Клетки могут быть патологически возбуждены и тогда стимулируют «нехорошую» активность других, здоровых клеток. Эти «сбившиеся с пути» клетки надо найти и либо уничтожить, либо изолировать, либо «перевоспитать» с помощью электростимуляции. В такой ситуации нельзя «увидеть» пораженный участок. Мы должны его вычислить чисто теоретически, как астрономы вычислили орбиту Нептуна.

Именно здесь для нас особенно важны фундаментальные знания о принципах работы мозга, о взаимодействии его участков, о функциональной роли каждого участка мозга. Мы используем результаты нового направления – стереотаксической неврологии, – разработанного в институте покойным профессором В. М. Смирновым. Стереотаксическая неврология – это «высший пилотаж», однако именно на этом пути нужно искать возможность лечения многих тяжелых заболеваний, в том числе и психических.

Результаты наших исследований и данные других лабораторий указывают на то, что практически любая, даже очень сложная психическая деятельность мозга обеспечивается распределенной в пространстве и изменчивой во времени системой, состоящей из звеньев различной степени жесткости. Понятно, что вмешиваться в работу такой системы очень трудно. Тем не менее сейчас мы это умеем, например, можем создать новый центр речи взамен разрушенного при травме.

При этом происходит своеобразное «перевоспитание» нервных клеток. Дело в том, что существуют нервные клетки, которые от рождения готовы к своей работе, но есть и другие, которые «воспитываются» в процессе развития человека. Научаясь выполнять одни задачи, они забывают другие, но не навсегда. Даже пройдя «специализацию», они в принципе способны взять на себя выполнение каких-то иных задач, могут работать и по-другому. Поэтому можно попытаться заставить их взять на себя работу утраченных нервных клеток, заменить их.

Нейроны мозга работают, как команда корабля: один хорошо умеет вести судно по курсу, другой – стрелять, третий – готовить пищу. Но ведь и стрелка можно научить готовить борщ, а кока – наводить орудие. Нужно только объяснить им, как это делается. В принципе, это естественный механизм – если травма мозга произошла у ребенка, у него нервные клетки самопроизвольно «переучиваются». У взрослых же для «переучивания» клеток нужно применять специальные методы.

Этим и занимаются исследователи – пытаются стимулировать одни нервные клетки выполнять работу других, которые уже нельзя восстановить. В этом направлении уже получены хорошие результаты – например, некоторых пациентов с нарушением области Брока, отвечающей за формирование речи, удалось обучить говорить заново.

Другой пример – лечебное воздействие психохирургических операций, направленных на «выключение» структур области мозга, называемой лимбической системой. При разных болезнях в разных зонах мозга возникает поток патологических импульсов, которые циркулируют по нервным путям. Эти импульсы появляются в результате повышенной активности зон мозга, и такой механизм приводит к целому ряду хронических заболеваний нервной системы, таких как паркинсонизм, эпилепсия, навязчивые состояния. Пути, по которым проходит циркуляция патологических импульсов, надо найти и максимально щадяще «выключить».

В последние годы проведены многие сотни (особенно в США) стереотаксических психохирургических вмешательств для лечения больных, страдающих некоторыми психическими нарушениями (прежде всего, навязчивыми состояниями), для которых оказались неэффективными нехирургические методы лечения. По мнению некоторых наркологов, наркоманию тоже можно рассматривать как разновидность такого рода расстройства, поэтому в случае неэффективности медикаментозного лечения может быть рекомендовано стереотаксическое вмешательство.

Детектор ошибок

Очень важное направление работы института – исследование высших функций мозга: внимания, памяти, мышления, речи, эмоций. Этими проблемами занимаются несколько лабораторий, в том числе та, которой руковожу я, лаборатория академика Н. П. Бехтеревой, лаборатория доктора биологических наук Ю. Д. Кропотова.

Присущие только человеку функции мозга исследуются с помощью различных подходов: используется «обычная» электроэнцефалограмма, но на новом уровне картирования мозга, изучение вызванных потенциалов, регистрация этих процессов совместно с импульсной активностью нейронов при непосредственном контакте с мозговой тканью – для этого применяются имплантированные электроды и техника позитронно-эмиссионной томографии.

Работы академика Н. П. Бехтеревой в этой области достаточно широко освещались в научной и научно-популярной печати. Она начала планомерное исследование психических процессов в мозге еще тогда, когда большинство ученых считали это практически непознаваемым, делом далекого будущего. Как хорошо, что хотя бы в науке истина не зависит от позиции большинства! Многие из тех, кто отрицал возможность таких исследований, теперь считают их приоритетными.

В рамках статьи можно упомянуть только о самых интересных результатах, например о детекторе ошибок. Каждый из нас сталкивался с его работой. Представьте, что вы вышли из дома и уже на улице вас начинает терзать странное чувство – что-то не так. Вы возвращаетесь – так и есть, забыли выключить свет в ванной. То есть вы забыли выполнить обычное, стереотипное действие – щелкнуть выключателем, и этот пропуск автоматически включил контрольный механизм в мозге. Этот механизм в середине шестидесятых был открыт Н. П. Бехтеревой и ее сотрудниками. Несмотря на то что результаты были опубликованы в научных журналах, в том числе и зарубежных, сейчас они «переоткрыты» на Западе людьми, знающими работы наших ученых, но не гнушающимися прямым заимствованием у них. Исчезновение великой державы привело и к тому, что стало больше случаев прямого плагиата.

Детекция ошибок может стать и болезнью, когда этот механизм работает больше, чем нужно, и человеку все время кажется, что он что-то забыл.

В общих чертах нам сегодня ясен и процесс запуска эмоций на уровне мозга. Почему один человек с ними справляется, а другой «западает», не может вырваться из замкнутого круга однотипных переживаний? Оказалось, что у «стабильного» человека изменения обмена веществ в мозге, связанные, например, с горем, обязательно компенсируются направленными в другую сторону изменениями обмена веществ в других структурах. У «нестабильного» же человека эта компенсация нарушена.

Кто отвечает за грамматику?

Очень важное направление работы – так называемое микрокартирование мозга. В наших совместных исследованиях обнаружены даже такие механизмы, как детектор грамматической правильности осмысленной фразы. Например: «голубая лента» или «голубой лента». Смысл понятен в обоих случаях. Но есть одна «маленькая, но гордая» группа нейронов, которая «взвивается», когда грамматика нарушена, и сигнализирует об этом мозгу. Зачем это нужно? Вероятно, затем, что понимание речи часто идет в первую очередь за счет анализа грамматики (вспомним «глокую куздру» академика Щербы). Если с грамматикой что-то не так, поступает сигнал – надо проводить добавочный анализ.

Найдены микроучастки мозга, которые отвечают за счет, за различение конкретных и абстрактных слов. Показаны различия в работе нейронов при восприятии слова родного языка (чашка), квазислова родного языка (чохна) и слова иностранного (вахт – время по-азербайджански).

В этой деятельности по-разному участвуют нейроны коры и глубоких структур мозга. В глубоких структурах в основном наблюдается увеличение частоты электрических разрядов, не очень «привязанное» к какой-то определенной зоне. Эти нейроны как бы любую задачу решают всем миром. Совершенно другая картина в коре головного мозга. Один нейрон словно говорит: «А ну-ка, ребята, помолчите, это мое дело, и я буду его выполнять сам». И действительно, у всех нейронов, кроме некоторых, понижается частота импульсации, а у «избранников» повышается.

Благодаря технике позитронно-эмиссионной томографии (или сокращенно ПЭТ) стало возможно детальное изучение одновременно всех областей мозга, отвечающих за сложные «человеческие» функции мозга. Суть метода состоит в том, что малое количество изотопа вводят в вещество, участвующее в химических превращениях внутри клеток мозга, а затем наблюдают, как меняется распределение этого вещества в интересующей нас области мозга. Если к этой области усиливается приток глюкозы с радиоактивной меткой – значит, увеличился обмен веществ, что говорит об усиленной работе нервных клеток на этом участке мозга.

А теперь представьте, что человек выполняет какое-то сложное задание, требующее от него знания правил орфографии или логического мышления. При этом у него наиболее активно работают нервные клетки в области мозга, «ответственной» именно за эти навыки. Усиление работы нервных клеток можно зарегистрировать с помощью ПЭТ по увеличению кровотока в активизированной зоне. Таким образом удалось определить, какие области мозга «отвечают» за синтаксис, орфографию, смысл речи и за решение других задач. Например, известны зоны, которые активизируются при предъявлении слов, неважно, надо их читать или нет. Есть и зоны, которые активизируются, чтобы «ничего не делать», когда, например, человек слушает рассказ, но не слышит его, следя за чем-то другим.

Что такое внимание?

Не менее важно понять, как «работает» внимание у человека. Этой проблемой в нашем институте занимается и моя лаборатория, и лаборатория Ю. Д. Кропотова. Исследования ведутся совместно с коллективом ученых под руководством финского профессора Р. Наатанена, который открыл так называемый механизм непроизвольного внимания. Чтобы понять, о чем идет речь, представьте ситуацию: охотник крадется по лесу, выслеживая добычу. Но он и сам является добычей для хищного зверя, которого не замечает, потому что настроен только на поиск оленя или зайца. И вдруг случайный треск в кустах, может быть и не очень заметный среди птичьего щебета и шума ручья, мгновенно переключает его внимание, подает сигнал: «Рядом опасность». Механизм непроизвольного внимания сформировался у человека в глубокой древности как охранный механизм, но работает и сейчас: например, водитель ведет машину, слушает радио, слышит крики детей, играющих на улице, воспринимает все звуки окружающего мира, внимание его рассеяно, и вдруг тихий стук мотора мгновенно переключает его внимание на машину – он осознает, что с двигателем что-то не в порядке (кстати, это явление похоже на детектор ошибок).

Такой переключатель внимания работает у каждого человека. Мы обнаружили зоны, которые активизируются на ПЭТ при работе этого механизма, а Ю. Д. Кропотов исследовал его с помощью метода имплантированных электродов. Иногда в самой сложной научной работе бывают смешные эпизоды. Так было, когда мы в спешке закончили эту работу перед очень важным и престижным симпозиумом. Ю. Д. Кропотов и я поехали на симпозиум делать доклады и только там с удивлением и «чувством глубокого удовлетворения» неожиданно заметили, что активизация нейронов происходит в одних и тех же зонах. Да, иногда двоим сидящим рядом надо поехать в другую страну, чтобы поговорить.

Если механизмы непроизвольного внимания нарушаются, то можно говорить о болезни. В лаборатории Кропотова изучают детей с так называемым дефицитом внимания и гиперактивностью. Это трудные дети, чаще мальчики, которые не могут сосредоточиться на уроке, их часто ругают дома и в школе, а на самом деле их нужно лечить, потому что у них нарушены некоторые определенные механизмы работы мозга. Еще недавно это явление не рассматривалось как болезнь и лучшим методом борьбы с ним считались «силовые методы». Мы сейчас можем не только определить это заболевание, но и предложить методы лечения детей с дефицитом внимания.

Однако хочется огорчить некоторых молодых читателей. Далеко не каждая шалость связана с этим заболеванием, и тогда… «силовые методы» оправданы.

Кроме непроизвольного внимания есть еще и селективное. Это так называемое «внимание на приеме», когда все вокруг говорят разом, а вы следите только за собеседником, не обращая внимания на неинтересную вам болтовню соседа справа. Во время эксперимента испытуемому рассказывают истории, в одно ухо – одну, в другое – другую. Мы следим то за историей в правом ухе, то в левом и видим, как радикально меняется активизация областей мозга. При этом активизация нервных клеток на историю в правом ухе значительно меньше – потому что большинство людей берут телефонную трубку в правую руку и прикладывают ее к правому уху. Им следить за историей в правом ухе проще, нужно меньше напрягаться, мозг возбуждается меньше.

Я расчесывал твои волосы и думал словами песни: «Юный паж коснулся смело руки прекрасной королевы…» (Из откровений новогодней ночи 1998/99)

Тайны мозга еще ждут своего часа

Мы часто забываем очевидное: человек – это не только мозг, но еще и тело. Нельзя понять работу мозга, не рассматривая все богатство взаимодействия мозговых систем с различными системами организма. Иногда это очевидно – например, выброс в кровь адреналина заставляет мозг перейти на новый режим работы. В здоровом теле – здоровый дух – это именно о взаимодействии тела и мозга. Однако далеко не все здесь понятно. Изучение этого взаимодействия еще ждет своих исследователей.

Сегодня можно сказать, что мы хорошо себе представляем, как работает одна нервная клетка. Многие белые пятна исчезли и на карте мозга, определены области, отвечающие за психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный, уровень – совокупность нервных клеток, ансамбль нейронов. Здесь пока еще много неясного. С помощью ПЭТ мы можем проследить, какие области мозга «включаются» при выполнении тех или иных задач, а вот что происходит внутри этих областей, какие сигналы посылают друг другу нервные клетки, в какой последовательности, как они взаимодействуют между собой – об этом мы пока знаем мало. Хотя определенный прогресс есть и в этом направлении.

Раньше считали, что мозг поделен на четко разграниченные участки, каждый из которых «отвечает» за свою функцию: это зона сгибания мизинца, а это зона любви к родителям. Такие выводы основывались на простых наблюдениях: если данный участок поврежден, то и функция его нарушена. Со временем стало ясно, что все более сложно: нейроны внутри разных зон взаимодействуют между собой весьма сложным путем, и нельзя осуществлять везде четкую «привязку» функции к области мозга в том, что касается обеспечения высших функций. Можно только сказать, что эта область имеет отношение к речи, к памяти, к эмоциям. А сказать, что этот нейронный ансамбль мозга (не кусочек, а широко раскинутая сеть) и только он отвечает за восприятие букв, а этот – слов и предложений, пока нельзя. Это задача будущего.

Обеспечение мозгом высших видов деятельности похоже на вспышку салюта: мы видим сначала множество огней, а потом они начинают гаснуть и снова загораться, перемигиваясь между собою, какие-то кусочки остаются темными, другие вспыхивают. Так же и сигнал возбуждения посылается в определенную область мозга, но деятельность нервных клеток внутри нее подчиняется своим особым ритмам, своей иерархии. В связи с этими особенностями разрушение одних нервных клеток может оказаться невосполнимой потерей для мозга, а другие вполне могут заменить соседние «переучившиеся» нейроны. Каждый нейрон может рассматриваться только внутри всего скопления нервных клеток. По-моему, сейчас основная задача – расшифровка нервного кода, то есть понимание того, как конкретно обеспечиваются высшие функции мозга. Скорее всего, это можно будет сделать через исследование взаимодействия элементов мозга, через понимание того, как отдельные нейроны объединяются в структуру, а структура – в систему и в целостный мозг. Это главная задача следующего века. Хотя кое-что еще осталось и на долю двадцатого.

Словарик

Магнитоэнцефалография – регистрация магнитного поля, возбуждаемого электрическими источниками в мозгу.

Магнитно-резонансная томография – томография, основанная на явлении ядерного магнитного резонанса.

Позитронно-эмиссионная томография. Суть метода ПЭТ заключается в высокоэффективном способе слежения за чрезвычайно малыми концентрациями ультракороткоживущих радионуклидов (УКЖР), которыми помечены физиологически значимые соединения, для исследования их метаболизма. Метод позитронно-эмиссионной томографии основан на использовании свойства неустойчивости ядер УКЖР, в которых количество протонов превышает количество нейтронов. При переходе ядра в устойчивое состояние оно излучает позитрон, свободный пробег которого заканчивается столкновением с электроном и их аннигиляцией. Аннигиляция сопровождается выделением двух противоположно направленных фотонов с энергией 511 КэВ, которые можно зарегистрировать с помощью системы детекторов. Если два противоположно установленных детектора одновременно зарегистрируют сигнал, можно утверждать, что точка аннигиляции находится на линии, соединяющей детекторы.

Если расположить детекторы в виде кольца вокруг исследуемого объекта, то можно зарегистрировать все акты аннигиляции в этой плоскости, а при присоединении к системе электронно-вычислительного комплекса, используя специальные программы реконструкции, можно получить изображение этого объекта.

Для исследования какой-либо функции мозга нужно ввести УКЖР в вещество, участвующее в реализации данной функции, и следить за его поведением. При исследовании мыслительной деятельности используется слежение за водой, меченной кислородом-15. Ее концентрация коррелирует с локальной скоростью мозгового кровотока, а еще в прошлом веке показано, что та зона, которая более интенсивно работает, более интенсивно снабжается кровью.

Афазия – расстройство речи в результате повреждения речевых зон мозга или нервных путей, ведущих к ним.

В статье Святослава, конечно, не только сегодняшний день института – показан и фундамент в той мере, в какой это нужно, чтобы полнее представить себе, что же это такое – реализованный Замок нашей Мечты.