Революция в голове. Как новые нервные клетки омолаживают мозг - Кемперманн Герд

Солк был разносторонне образованным человеком и имел сильную тягу к искусству. Самым ярким проявлением этого интереса стала его женитьба на художнице Франсуазе Жило в 1970 году. Последняя, к сожалению, известна не столько своими произведениями, сколько тем, что в 40-е годы жила с Пикассо и родила ему двоих детей – Клода и Палому. Освободиться от чар художника было нелегко, но из его многочисленных женщин Франсуазе Жило это удалось лучше всех. Ее брак с Солком продлился до самой смерти ученого.

От своего большого замысла – создать институт, который в равной мере служил бы науке и искусствам, – Солку все же быстро пришлось отказаться. Несмотря на общие исторические корни этих двух сфер и при всем взаимном расположении их представителей, на самом деле трудно представить себе, как можно воплотить в форме института такое нестандартное сочетание. Зато благодаря огромным связям для строительства «своего» здания на берегу Тихого океана ученому удалось заполучить архитектора Луиса Кана. Проект Института Солка принадлежит к числу его главных работ, а изображение институтского двора украшает издания, посвященные как лично Кану, так и в целом архитектуре XX века (см. рис. 10 на вклейке).

Илл. 13. Основатель института Джонас Солк

Двор института выложен светлым травертином и смотрит на Тихий океан. В середине, точно по линии, где в начале весны и осени висит заходящее солнце, тянется канал – затем его воды каскадом падают на террасу ниже. Справа и слева возвышаются стены из бетона и тика, своей неровной формой напоминающие театральную кулису. Сюда выходят рабочие кабинеты руководителей исследовательских групп, а за ними располагаются уже сами лаборатории. Торжественные лаконичные линии навевают ощущение театральности, мистичности; они образуют совершенно невероятное строение, из подобных которому в мире можно найти разве что работы подражателей-единомышленников. Нельзя сказать, что все это сложилось случайно. Но такая земля, гениальный архитектор и щедрый бюджет при тогда еще низкой стоимости строительства… Сошлось несколько очень благоприятных факторов.

Это правильная архитектура в правильном пейзаже. Кану и его заказчику Солку подчинился гений места. С чисто практической точки зрения у здания масса недостатков, его содержание обходится очень дорого, зато его любят ученые, которые трудятся тут; лишь недавно здесь впервые провели дорогостоящий ремонт и внесли некоторые деликатные дополнения. Это яркий пример того, что архитектура может воодушевлять, а место, где вы работаете, подстегивать и питать ваш исследовательский дух. Здесь вдохновение одерживает победу над практичностью.

Гений места

Первый день моей работы в Институте Солка в 1995 году как раз совпал с похоронами его основателя – тот скончался 23 июня 1995 года. Похороны проходили в знаменитом внутреннем дворе, в центре которого несет свои воды «River of life» – река жизни. Перед гостями расстилался простор Тихого океана. Звучало множество речей, но подлинное завещание ушедшего заключалось не в словах. Для меня, молодого ученого, который на самом деле попал сюда благодаря большой удаче, этот эпизод при поступлении в институт был окрашен странной печалью, но при этом нес в себе огромную мотивацию. Солку было восемьдесят лет. Он управлял институтом до конца своих дней. В последние годы работал над вакциной против ВИЧ. Когда я своими глазами увидел эти стены и услышал речи, которые произносили присутствующие, мне подумалось, что Солк был правильным человеком в правильном месте. Так выглядят счастливые жизнь и старость.

Может быть, это просто совпадение, но именно здесь, в самой благотворной и стимулирующей обстановке, какую только может вообразить себе биолог, нам – мне и моему коллеге Гансу Георгу Куну – пришло в голову проверить, как влияет на нейрогенез взрослых обогащенная среда. Я склонен думать, что это не случайность, но, возможно, оглядываясь назад, идеализирую ситуацию. Как хорошо было бы позволить себе поверить в это: может быть, именно то место, где вдохновением гениального ученого была создана идеальная для развития науки обстановка, и навело нас на мысль, что мозг способен изменяться в результате пребывания и активной деятельности в подобной стимулирующей среде, а в данном конкретном случае такой опыт может даже вызвать образование новых нервных клеток.

Обогащенная среда стимулирует нейрогенез взрослых

Мы обнаружили, что мыши, пребывающие в так называемой обогащенной среде (в данном случае не в институте с видом на океан, а всего лишь в более просторной клетке, где было больше таких же животных, игрушек и лабиринтов, которые мы постоянно перестраивали), во взрослом возрасте демонстрировали более активный нейрогенез в гиппокампе (см. рис. 11 на вклейке){33}. С одной стороны, в определенной мере положительный результат дополнял фундаментальное открытие Лиз Гульд, согласно которому стресс снижает нейрогенез, с другой – это было первое робкое свидетельство того, что гиппокампальный нейрогенез взрослых действительно для чего-то нужен и может иметь значение для деятельности мозга. До демонстрации соответствующих функций все еще предстоял долгий путь, но, раз нейрогенез регулируется опытом, это отчетливо указывало на то, что первый может быть полезен для формирования второго. Подобные выводы следует делать с большой осторожностью, но вдохновляться ими не запрещено.

В рамках своего первого проекта в лаборатории Гейджа я хотел и должен был показать, что в гиппокампе мыши вообще есть нейрогенез взрослых. На тот момент это было доказано только для крыс, но крысы большие и дорогие, а их генетика сложнее поддается исследованию. Во многих отношениях мыши – более удачная модель (хотя и не всегда). Но в своих опытах я, тогда еще не понимая этого, допустил некоторые ошибки. Мне казалось, что я в точности воспроизвел метод БДУ, который был не открыт, но доработан Гансом Георгом Куном для широкого применения и который служил нерадиоактивным вариантом методики, использованной Джозефом Альтманом. Поначалу мы обнаружили, что у мышей, по-видимому, нейрогенез взрослых очень ограничен. Собственно, его почти не было. Это нас расстроило.

Помню, как мы сидели в лаборатории и обсуждали, нельзя ли каким-то образом немного усилить слабый нейрогенез. Может быть, у наших мышей просто слишком скучная жизнь, и этот процесс у них как будто спит. В принципе, это была очень зрелая гипотеза, в конечном итоге сыгравшая большую роль, но впервые она прозвучала в порядке послеобеденной болтовни. Ну ладно, подумали мы, тогда предложим нашим мышкам нечто большее и посадим их в более просторные клетки с более увлекательной и разнообразной жизнью. Мы снова использовали метод Куна, чтобы маркировать новые нейроны, но теперь, опять же не понимая этого, все сделали правильно.

Никогда не забуду, как я положил под микроскоп первый обработанный препарат мозговой ткани. Это было совершенно будничное действие. Я только что закончил покраску, и меня давно уже ждали на дне рождения коллеги. Я хотел только быстренько убедиться, что все получилось. Вечеринку я в итоге пропустил, коллегу пришлось поздравить позже. И все это из-за того, что под микроскопом я увидел много-много новых нервных клеток. Так значит, мыши все же способны к нейрогенезу взрослых! Но это было еще не все. Мне быстро стало ясно, что препараты, на которые я смотрел, делятся на две группы: одни демонстрировали высокий уровень нейрогенеза взрослых, а другие – очень высокий.

Чтобы правильно проанализировать такой эксперимент, используют слепой метод. Это значит, что по кодовому номеру на предметном стекле, которое кладут под микроскоп, невозможно понять, что на нем за препарат: ткани мыши, которая жила в обогащенной стимулами среде, или контрольного животного из обычной клетки. Так делают, чтобы исследователь в процессе анализа не мог сознательно или бессознательно принять желаемое за действительное и каким-то образом исказить результаты. Но я еще не подготовил препараты для слепого анализа, потому что просто хотел убедиться на нескольких из них, что окраска в принципе получилась. Мне бросились в глаза незаклеенные подписи на предметных стеклах: у животных из обогащенной среды было больше новых нейронов. Опыт стимулирует нейрогенез взрослых! Это внезапное осознание поразило меня. Нейрогенез взрослых регулируется опытом! Он составляет «какую-то» часть взаимосвязи между структурой и функцией. Что-то похожее на то, что было у птиц Фернандо Ноттебома, но в другом участке мозга, который у мышей (как и у всех млекопитающих, а значит, и у человека) отвечает за обучение и память и играет определенную роль в так называемых высших когнитивных функциях.