Роберт Сапольски - Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки

Затем на целое десятилетие наступило затишье. И вдруг из лаборатории Фернандо Ноттебома, сотрудника Университета Рокфеллера, хлынули новости. Ноттебом, исключительно грамотный и опытный нейробиолог, прекрасный во всех отношениях человек, занимался исследованием нейробиологии птичьих песенок. У него имелась хорошая, высокочувствительная техника, и с ее помощью он показал нечто замечательное: в мозге птиц каждый год при выучивании новой территориальной песенки появляются новые нейроны.

С учетом того уважения, которым пользовался Ноттебом, а также высокого качества его научных изысканий, скептически настроенным оппонентам взрослого нейрогенеза пришлось примолкнуть. Однако они зашли с другой стороны: мол, птички, песенки, все это прекрасно, но с настоящими животными, с млекопитающими как быть?

Вскоре и с млекопитающими разобрались, подтвердив результаты на крысах с помощью новейших технологий. В основном это было сделано силами Элизабет Гулд из Принстонского университета и Фреда Гейджа из Института Солка.

Вскоре очень многие, используя разработанные методики, включились в работу по нейрогенезу у взрослых, и даже – подумать только! – сам Ракич {275} 275 S. Goldman and F. Nottebohm, “Neuronal Production, Migration, and Differentiation in a Vocal Control Nucleus of the Adult Female Canary Brain,” PNAS 80 (1983): 2390; J. Paton and F. Nottebohm, “Neurons Generated in the Adult Brain Are Recruited into Functional Circuits,” Sci 225 (1984): 4666; F. Nottebohm, “Neuronal Replacement in Adult Brain,” ANYAS 457 (1985): 143. Поразительная сага о нейрогенезе описана у: M. Specter, “How the Songs of Canaries Upset a Fundamental Principle of Science,” New Yorker , July 23, 2001. . Снова с его стороны повеяло скептицизмом. Ну да, мы видим новые нейроны у взрослых, но этих новообразований мало, они живут недолго и появляются не там, где нужно, – не в коре. И более того, новообразования наблюдаются у грызунов, а про приматов нам ничего неизвестно. Однако через некоторое время и для обезьян был доказан взрослый нейрогенез [140] В своем превосходном интервью для еженедельника The New Yorker Ноттебом, излагая всю эту историю, сказал: «Паско исполнял роль твердолобого защитника стандартов. Что очень неплохо и даже необходимо… Но, как ни ужасно для меня говорить такое, я думаю, что Паско Ракич своими личными действиями затормозил развитие нейробиологии по меньшей мере на десятилетие». {276} 276 D. Kornack and P. Rakic, “Continuation of Neurogenesis in the Hippocampus of the Adult Macaque Monkey,” PNAS 96 (1999): 5768. . «Да-да, – сказали скептики, но как обстоят дела с человеком? И потом, кто сказал, что эти новые нейроны встраиваются в имеющиеся нейронные пути и там реально функционируют?»

Все это было, естественно, доказано и продемонстрировано. У взрослых людей новые нейроны появляются в гиппокампе (каждый месяц в нем заменяется около 3 % нейронов) и несколько меньше – в лобной коре {277} 277 G. Ming and H. Song, “Adult Neurogenesis in the Mammalian Central Nervous System,” Ann Rev Nsci 28 (2005): 223. Скорость замены нейронов в гиппокампе: G. Kempermann et al., “More Hippocampal Neurons in Adult Mice Living in an Enriched Environment,” Nat 386 (1997): 493; H. Cameron and R. McKay, “Adult Neurogenesis Produces a Large Pool of New Granule Cells in the Dentate Gyrus,” J Comp Neurol 435 (2001): 406. Нейрогенез у людей: P. Eriksson et al., “Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus,” Nat Med 4 (1998): 1313. Модуляторы нейрогенеза: C. Mirescu et al., “Sleep Deprivation Inhibits Adult Neurogenesis in the Hippocampus by Elevating Glucocorticoids,” PNAS 103 (2006): 19170. Роль новых нейронов в познавательной способности: W. Deng et al., “New Neurons and New Memories: How Does Adult Hippocampal Neurogenesis Affect Learning and Memory?” Nat Rev Nsci 11 (2010): 339; T. Shors et al., “Neurogenesis in the Adult Rat Is Involved in the Formation of Trace Memories,” Nat 410 (2001): 372; T. Shors et al., “Neurogenesis May Relate to Some But Not All Types of Hippocampal-Dependent Learning,” Hippocampus 12 (2002): 578. . Этот процесс идет на протяжении всей жизни человека. Нейрогенез в гиппокампе усиливается, например, во время обучения и повторения упражнений, при выделении эстрогена, использовании антидепрессантов, содержании в обогащенной среде, поражении мозга [141] Известие о том, что травмы, в частности при инсультах, индуцируют нейрогенез, вызвало волну радости. Ура! У мозга имеются свои способы для самовосстановления, ну не чудесно ли? Но с самого начала стало ясно, что если нейрогенез и срабатывает, то далеко не в полной мере, ведь многие неврологические инсульты оставляют после себя невосстановимую кашу. Исследования мало-помалу открывают, что новые нейроны, выросшие после инсульта, могут иногда не улучшать, а ухудшать положение, прорастая в таких областях, где они совсем некстати, встраиваясь неудобным образом в нейронные пути и вызывая склонность к припадкам. Пользуясь терминологией из главы 1, можем назвать это своего рода нейронным «патологическим альтруизмом» – будьте осторожны, когда юные нейроны, еще не знающие жизни, протягивают аксон помощи. , но приостанавливается при действии стрессогенных факторов [142] Перечисление различных факторов, которые усиливают или ослабляют нейрогенез, тонет в деталях. Если определенное число нейронов встроилось в действующий нейронный каскад, то для этого потребовалось: а) произвести некоторое количество новых клеток из стволовых клеток мозга; б) превратить некоторое количество новых клеток в нейроны; в) устроить все так, чтобы эти новые нейроны не деградировали, а, наоборот, в темпе образовали функциональные синапсы. И каждый из процессов – обучение, упражнения, стресс и т. д. – влияет по-своему на эти этапы нейрогенеза. К тому же – и это только усложняет картину – стрессовые факторы и сами разнятся. Если крыса вырабатывает глюкокортикоиды, потому что где-то неподалеку хищник и у нее включается сирена «замри-беги», то это совсем не то же самое, как если бы она в свое удовольствие бегала в колесе и у нее выбрасывалось бы ровно столько же глюкокортикоидов. В первом случае нейрогенез затормаживается, а во втором – усиливается (иными словами, «плохой» и «хороший» стресс срабатывают противоположным образом). {278} 278 К сноске о беге, глюкокортикоидах и нейрогенезе: S. Droste et al., “Effects of Long-Term Voluntary Exercise on the Mouse Hypothalamic-Pituitary-Adrenocortical Axis,” Endo 144 (2003): 3012; H. van Praag et al., “Running Enhances Neurogenesis, Learning, and Long-Term Potentiation in Mice,” PNAS 96 (1999): 13427; G. Kempermann, “New Neurons for ‘Survival of the Fittest,’” Nat Rev Nsci 13 (2012): 727. . И что интересно, новые нейроны, встраиваясь в действующие нервные пути, демонстрируют возбудимость, как в перинатальном мозге. Вступив в работающий коллектив нейронов, они становятся ключевыми фигурами в деле интеграции новой информации в уже существующие схемы; данный процесс иногда называют вычленением паттерна. Это происходит, когда вы понимаете, что два объекта, которые вы раньше считали одним и тем же, на самом деле различаются – тюлени и моржи, например, или разрыхлитель для выпечки и сода, или, скажем, Зои Дешанель и Кэти Перри [143] Эти американские киноактрисы внешне поразительно похожи друг на друга. – Прим. ред. .

В современной нейробиологии нейрогенез у взрослых – это горячая тема. Так, за пять лет после публикации статья Альтмана была процитирована (в положительном ключе) 25 раз, за последние пять лет она получила больше тысячи цитирований. Изучается, например, как упражнения стимулируют нейрогенез (в основном исследования направлены на исследование уровня факторов роста в мозге), как нейроны узнают, куда им расти, вызывается ли депрессия нарушением нейрогенеза в гиппокампе и является ли стимуляция нейрогенеза необходимым условием работы антидепрессантов {279} 279 L. Santarelli et al., “Requirement of Hippocampal Neurogenesis for the Behavioral Effects of Antidepressants,” Sci 301 (2003): 80. .