Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть - Себастьян Сеунг

Один из методов здесь состоит в том, чтобы сначала испытать вещество на животных. Но отыскать подходящую «животную модель» для психического заболевания еще труднее, чем для других видов болезней. Как я уже говорил, для создания «мышиных моделей» аутизма и шизофрении учение используют генетические механизмы. Но мыши, скорее всего, не настолько похожи на людей, чтобы у зверьков действительно могли развиваться эти заболевания, так что некоторые исследователи намереваются разрабатывать модели с привлечением приматов.

Лекарства можно проверять и на моделях заболеваний in vitro. Один из вдохновляющих подходов основан на применении стволовых клеток, которые (как я уже отмечал) можно вырастить из клеток кожного покрова пациента и затем перепрограммировать так, чтобы при делении они давали нейроны. Я уже описывал планы трансплантации этих нейронов в мозг пациента для лечения нейродегенеративных заболеваний. Еще один путь – держать эти нейроны живыми in vitro и использовать их для тестирования новых лекарств. Выращенные таким способом нейроны генерируют нервные импульсы и передают послания через синапсы, совсем как в мозгу. А следовательно, их можно использовать для изучения процессов воздействия лекарств на соответствующие функции мозга. Впрочем, схема подключения этих «пробирочных» нейронов существенно отличается от схемы подключения нейронов в реальном живом мозгу, так что модели in vitro могут оказаться бесполезными при исследовании психических расстройств, вызванных коннектопатиями.

И наконец, можно «очеловечить» животные модели, выращивая человеческие нейроны из стволовых клеток и затем пересаживая их в мозг животного. Возможно, это позволит получить более удачные животные модели, чем при традиционном подходе, когда в геном животного встраивают дефектные гены человека. Ученые уже сейчас применяют такие стратегии для создания «очеловеченных» моделей на основе лабораторных мышей – пусть и для лечения не психических расстройств, а других заболеваний.

Параллельно созданию новых моделей in vitro и животных моделей мы должны также постараться понять, как оценивать успех и неуспех проверки потенциальных лекарств на этих моделях. Напрашивающийся подход для животных моделей – ввести подопытному зверьку препарат и затем количественно оценить вызванные лекарством изменения в поведении животного. Чтобы сделать это, нужно как-то суметь пронаблюдать определенные формы поведения животных, аналогичные проявлению симптома того или иного психического расстройства человека. Но такие формы поведения найти нелегко. (Что это такое – мышь-психопатка?) Вот почему не очень-то очевидно, как оценивать потенциальные лекарства, следя за поведением подопытных животных, которым это лекарство ввели.

Нет ли другого способа тестирования? Препараты для борьбы с нейродегенеративными расстройствами (например, с болезнью Паркинсона) можно проверять на эффективность предотвращения гибели нейронов у животных, служащих модельными объектами для таких заболеваний. Опять же, не исключено, что лучше оценивать лекарства от аутизма и шизофрении, наблюдая их воздействие на нейропатологии, а не на поведенческие симптомы. Но такой подход сейчас нельзя применить, ведь пока мы не смогли выявить четкие и недвусмысленные нейропатологии, связанные с этими заболеваниями. Если выяснится, что аутизм и шизофрению вызывают коннектопатии, важно будет выявить аналогичное «неправильное подключение» нейронов у животных моделей. И тогда лекарства можно будет проверять на эффективность предотвращения или коррекции неправильного подключения. Чтобы этот подход удалось применить на практике, мы должны ускорить развитие технологий коннектомики, дабы получить возможность быстро сравнивать большое количество мозгов животных.

Я уже говорил, что изучение психических заболеваний без помощи коннектомики похоже на исследование инфекционных болезней без помощи микроскопа. Такое же утверждение, на мой взгляд, применимо и к разработке новых методов лечения. Если вы не можете даже увидеть коннектопатию, вы неизбежно столкнетесь с трудностями при поиске методов ее предотвращения или коррекции. Более того, изучение молекул, участвующих в четырех процессах изменения коннектома, может стать магистральным путем в выявлении мишеней для будущих лекарств. На мой взгляд, коннектомика будет играть ключевую роль в развитии новых методов лечения психических болезней – подобно тому, как геномика уже заняла центральное место в фармацевтических исследованиях самых разных заболеваний.

Исцеление психических болезней – благая цель. Не менее благая задача – научиться переподключать нейроны в мозгу солдата, пострадавшего на войне, или ребенка, ставшего жертвой чрезвычайно жестокого обращения. Однако средства, которые я обсуждал выше – манипулирование генами и нейронами животных и людей, – могут вызвать некие опасения. Люди с давних пор побаиваются биотехнологий. В своем романе-антиутопии 1932 года «О дивный новый мир!» английский писатель Олдос Хаксли изобразил мир будущего, основанный на трансформациях тела и мозга. Люди там рождаются на фабриках под контролем государства, разделяются на пять каст, специально наделенных многочисленными различиями при помощи биоинженерии, и принимают «сому» – наркотик, изменяющий сознание и заменяющий обитателям этого мира религию.

Да, нам следует бдительно следить, не попытается ли кто-нибудь применить биотехнологию во зло. Но не думаю, что этого нужно так уж опасаться. Живые системы очень сложно устроены, и их, как выяснилось, не так-то легко перенастроить или переоборудовать. Нет, это не совсем невозможно, но обычно занимает куда больше времени, чем предполагают алармисты. Прогресс развивается медленно, и человеческое общество еще успеет понять, как обращаться с его плодами.

Оптимизм касательно биотехнологии так же стар, как и пессимизм. Современник Хаксли биолог Дж. Д. Бернал, ирландец по происхождению, представил свои жизнерадостные взгляды на сей предмет в статье 1929 года «Мир, плоть и дьявол». Историю человечества он рассматривает как вечную погоню за тремя типами контроля. Стремление к власти над миром росло у ученых уже тогда – это была цель физических и инженерных наук. Контроль над плотью казался делом более отдаленного будущего, однако Бернал предсказал, что биологи научатся манипулировать генами и клетками. Самые же пророческие слова он приберег для третьего:

Почему первые линии атаки против неорганических сил мира и органических структур нашего организма кажутся столь зыбкими, утопическими? Потому что оставить мир и подчинить плоть можно, лишь сперва изгнав дьявола. Хоть в современном обществе он и утратил индивидуальность, он по-прежнему силен. С дьяволом иметь дело труднее всего: он внутри нас самих, нам его не разглядеть. Наши способности, наши желания, наши потаенные метания сейчас почти невозможно понять, с ними невозможно справиться, и уж тем более мы не в состоянии предсказать, что с ними станет в будущем.

Бернал опасался, что наши умственно психические недостатки (дьявол) окажутся последним барьером на пути нашего прогресса. Третий и последний вызов для человечества – изменение души.

Обрадовался бы Бернал, увидев, как далеко мы продвинулись на этом пути? Мы пережили угрозу уничтожения ядерным оружием (во всяком случае, на данный момент). Возможно, история преподала нам достаточно внятный урок, чтобы мы больше никогда не развязывали кровопролитных войн, как в XX столетии. Но Бернал не преминул бы отметить, что мы сейчас больше, чем когда-либо, стараемся справиться с последствиями собственных желаний. Наш контроль над «миром» всё лучше позволяет решать проблему нехватки ресурсов, но ведь изобилие, как выяснилось, тоже может оказаться опасным. Недостаточный самоконтроль побуждает нас загрязнять окружающую среду и до тошноты предаваться избыточному потреблению.

Возможно, мы сумеем противостоять «дьяволу», перестраивая экономическую систему и реформируя политическую, а также шлифуя свои этические идеалы. Это проверенные временем пути совершенствования мозга. Но со временем наука изобретет и новые. Бернал надеялся, что человечество одержит победу над миром, плотью и дьяволом – «тремя врагами рациональной души». Мы можем выразить его мечту иначе – ставя задачу контролировать атомы, геномы и коннектомы.

«Наука – моя территория, – писал физик Фримен Дайсон, – а научная фантастика – пейзаж, о котором я мечтаю». В последней части этой книги я поделюсь с вами двумя мечтаниями из наших коллективных воображаемых пейзажей. Речь пойдет о крионике – замораживании трупа в надежде, что в будущем какая-то высокоразвитая цивилизация сумеет воскресить покойника, – и об оцифровке, подразумевающей долгую и счастливую жизнь в качестве компьютерной модели.