Грегори Бернс - Что значит быть собакой. И другие открытия в области нейробиологии животных

Собственно, отлавливали изначально одну мать. И только в округе Колумбия после изнурительного трехнедельного путешествия через океан, а затем по железной дороге через все Штаты выяснилось, что в сумке волчицы находятся детеныши. Выжили они исключительно чудом. На десятый день пребывания в зоопарке один из щенят скончался.

Мать, к несчастью, была так измучена и ослаблена перевозкой, что спустя четыре месяца умерла тоже – от «острого воспаления кишечного тракта» и обширного заражения организма ленточными червями. В итоге осталось двое щенят.

Самец прожил до 11 января 1905 года, причиной смерти указан геморрагический энтерит. Затем голова его попала к анатому Алешу Грдличке, который извлек мозг – тот самый, что хранился теперь в смитсоновских запасниках. Самка прожила в одиночестве еще несколько лет.

Какую пользу извлекла наука из этой замечательной возможности понаблюдать за тилацинами? Судя по всему, никакой [116] Там же. . Научных исследований при жизни сумчатых волков не велось. И вот теперь передо мной открывалась перспектива реконструкции разума тилацина по единственному оставшемуся фрагменту – мозгу.

На встрече в Смитсоновском институте Лунд и Ланган рассказали, что уже пробовали сканировать этот мозг методом МРТ много лет назад, но изображение получилось некачественным, поэтому публиковать результаты не стали. Не особенно рассчитывая на удачу, я спросил, не согласятся ли они попробовать еще раз – на более мощном аппарате и с новой программой, разработанной для исследования мертвого мозга.

Они согласились. Но ввиду чрезвычайной редкости образца нам предстояло соблюдать строжайшие правила обращения с экспонатом и меры предосторожности для его сохранения.

Насколько мне было известно, никто еще не пробовал подступиться с нейровизуализацией к мозгу настолько древнему. Наш тилацин умер в 1905 году, то есть образцу исполнялось сто десять лет, и, хотя все это время он хранился в формалине, кто знает, как отразился на нем целый век в «маринаде». Как показал дельфиний проект, даже десяти лет в консерванте достаточно, чтобы изменить свойства тканей. Но прогнозировать что-то методом простой экстраполяции было бессмысленно: за сто лет изменения могли как усугубиться, так и замедлиться. Нам предстояло довольно долго экспериментировать с разными настройками программы, чтобы извлечь из мозга тилацина как можно более сильный сигнал – если, разумеется, еще есть чему издавать этот сигнал.

Кроме того, нам требовалось уложиться в сжатые сроки. Мне не хотелось злоупотреблять великодушием Смитсоновского института, предоставившего нам образец. Музейный экземпляр необходимо хранить в надежном месте, и я не собирался распространяться о том, что у меня в руках оказалось национальное достояние. В идеале его хорошо было бы просканировать и сразу отослать обратно. Я понимал: чем меньше он будет под моей ответственностью, тем лучше.

Соответственно, нужно было как можно тщательнее провести предварительную подготовку, от чего зависел успех сканирования. Чтобы отработать процедуру заранее, Лунд предложил потренироваться на мозге енота той же давности. Содержащийся в смитсоновских запасниках мозг енота, датированный началом прошлого века, представлял исключительно исторический интерес и не имел естественнонаучной ценности. Что немаловажно для нас, этот мозг извлекал и консервировал тот же анатом, который занимался мозгом тилацина, а значит, мог совпадать и консервант, изготовленный, вероятнее всего, по единому рецепту.

Спустя неделю в лабораторию доставили деревянный ящик размером с обувную коробку. Поскольку правила воздушной перевозки запрещают транспортировать горючие жидкости, образец был завернут в пропитанную марлю и запакован в два запаянных пакета. Он оказался меньше, чем я думал, – примерно с грецкий орех, до этого я имел дело с более крупными плотоядными.

Уложив мозг между двумя слоями губки, я поместил его в цилиндрический пластиковый контейнер и залил инертной жидкостью, которая не создает магнитного резонанса.

Для головной катушки мозг был слишком маленьким. Считывающие датчики не могли уловить сигнал, но времени и средств на сооружение миниатюрной катушки у меня не хватало, поэтому альтернатива оставалась одна – гибкая катушка. Это штатный комплектующий элемент для томографа, представляющий собой полотно из вспененного материала с двумя вмонтированными датчиками. Его можно обернуть вокруг любой части тела, поэтому в клинике он используется при сканировании таких участков, как, например, плечо, которые неудобно или невозможно поместить в цилиндрическую катушку.

Не идеал, но хоть что-то. Я обернул контейнер с образцом гибкой катушкой и отправил в тоннель томографа. Скорее всего, предел разрешения магнитного резонанса окажется около миллиметра. Это значит, что каждый воксель на сканах маленького мозга будет содержать больше структур, чем воксель на сканах большого. Я надеялся, что разрешение все-таки позволит рассмотреть подробности устройства мозга енота.

Мы с Питером настроили программу и нажали «сканировать». Томограф откликнулся положенными подготовительными щелчками и жужжанием, а затем со звуком погружающейся подлодки приступил к сканированию. С таким крошечным мозгом аппарат управился за две минуты.

Изображения показались на экране. Что ж, на вид вполне прилично. Очень даже прилично. Мы выжали из градиентов максимум, доведя предел разрешения до 0,3 мм – гораздо выше, чем я ожидал. Все просматривалось четко: хвостатое ядро, мозолистое тело, мозжечок, гиппокамп. Радовал также хороший контраст между серым и белым веществом. Это значит, что ткани за столетие в формалине не расползлись в кашу.

А вот диффузионная МРТ не удалась. При тех настройках, которые мы использовали для мозга морских львов и дельфинов, получились бледные снимки, почти целиком состоящие из пикселированного шума. Я вновь обратился за консультацией к Карле Миллер, оксфордскому специалисту по физике МРТ, – она подсказала мне подсчитать скорость отклика на магнитные поля в законсервированном мозге и настроить время сканирования так, чтобы аппарат успевал отловить сигнал прежде, чем тот угаснет.

Поведение объекта в магнитном поле характеризуется двумя величинами: Т 1означает время полного намагничивания ткани, помещенной в магнит, Т 2 – время дефазировки протонов (фазового сдвига векторов их вращения) под воздействием резонансной радиоволны. Эти показатели называются временами релаксации, и, поскольку у каждой ткани они свои, за счет разницы обеспечивается контрастность изображения. У здорового мозга, помещенного в магнитное поле напряженностью 3 Тл, Т 1составляет 1300 миллисекунд для серого вещества и 830 миллисекунд для белого. Т 2у него еще короче – 80 миллисекунд, то есть магнитно-резонансный сигнал в здоровом мозге угасает очень быстро. У законсервированных образцов дельфиньего мозга, пролежавших в формалине десять – пятнадцать лет, Т 1сократилось до 350 миллисекунд. У мозга енота Т 1снизилось до 200 миллисекунд, а Т 2 – до ничтожных 30 миллисекунд.