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

Величайшим нейроанатомом всех времен почти бесспорно считается испанец Сантьяго Рамон-и-Кахаль (1852–1934); пожалуй, для нейробиологии он то же, что Сезанн для современной живописи. Он сыграл роль отца-основателя при переходе к современной науке, пользуется гигантским влиянием, его работы имеют широчайший охват и образуют фундамент многих исследовательских областей, а последователи ссылались и до сих пор ссылаются на них в самых разных ситуациях. Сегодня, читая труды Рамон-и-Кахаля, не устаешь удивляться, сколько он уже тогда знал или, по крайней мере, обоснованно предполагал. При этом в его распоряжении по сравнению с нынешним техническим арсеналом были лишь самые примитивные методы. Он рассматривал окрашенные препараты под микроскопом, делал прекрасные зарисовки увиденного, при этом демонстрировал незаурядную способность к абстрактному мышлению. Он легко выделял главное и обладал даром находить следы развития и динамики в статичной картине своих препаратов. По косвенным данным, которые он сумел получить, ему удалось сделать удивительно точные выводы о взаимосвязях.

В XIX веке между учеными еще встречалась полемика, можно сказать, личного характера, какой сегодня, к счастью, уже не бывает. О вражде – иначе это не назовешь – между Кахалем и его противником, также очень крупным итальянским ученым Камилло Гольджи, ходят легенды. Вначале Гольджи шел впереди. Он разработал метод окраски, с помощью которого можно чудесным образом выделить отдельные нейроны из толщи препарата мозговой ткани, благодаря чему ученые не только узнали об их существовании, но и получили представление об их многообразии и протяженности. Если рассматривать мозг, не окрашивая клетки, кажется, что структура в нем почти отсутствует, поэтому вплоть до эпохи Просвещения его представляли себе как что-то похожее на губку. Структуру мозга удалось выявить только с помощью красителей, которые наносятся на тончайшие срезы. Тогда, в XIX веке, люди стали догадываться о том, как сложно он устроен (см. рис. 7 на вклейке).

Илл. 8. Испанский ученый Сантьяго Рамон-и-Кахаль считается отцом современной науки о мозге, в первую очередь нейроанатомии. Он мог исследовать лишь моментальные срезы под микроскопом, но уже задавался вопросом о пластичности (которая тогда еще так не называлась): способен ли мозг изменять форму или же все в нем стабильно?

Почему при импрегнации [15] Импрегнация – пропитывание, насыщение. – Примеч. перев. серебром по методу Гольджи окрашиваются лишь некоторые отдельные клетки, а остальные – нет, по-прежнему до конца не ясно. В результате получаются картинки исключительной красоты и четкости. Они позволяют с помощью микроскопа подробно описать тонкую структуру нейронов. Пришла эпоха картографирования мозга. Вооружившись препаратами толщиной в несколько микрометров (тысячных долей миллиметра) [16] Обычно срезы для метода Гольджи делают толстыми (10–100 мкм), чтобы увидеть нейрон с большинством его отростков. , окрашенными по методу Гольджи или другому из распространенных в те времена методов, отцы нейробиологии взялись за описание микроструктуры мозга, стремясь дать имена ее элементам и разложить ее на осмысленные единицы. Вначале нужно было идентифицировать основные типы клеток: нейроны и все остальные. «Другие клетки» исходно обозначали просто как «нервный клей», заполняющий пустоты между нейронами, которые так четко выделяются благодаря окрашиванию Гольджи. Это выражение придумал великий немецкий патолог Рудольф Вирхов. От греческого слова «глия», означающего клей, происходит термин, которым и сегодня называют клетки мозга, отличные от нейронов (тот же корень мы видим в английском «glue», см. рис. 8 на вклейке) [19].

Илл. 9. Итальянец Камилло Гольджи был крупным противником Сантьяго Рамон-и-Кахаля

Тут уже Кахаль обошел своего конкурента. Несмотря на испанский темперамент, он был гораздо более терпеливым наблюдателем и обладал более богатым воображением. Кроме того, представьте себе, какая это невероятная работа – из отдельных статических картин, которые дают такие срезы, делать выводы об отношениях и взаимодействии единиц в объемном пространстве и даже об их развитии. Это Рамон-и-Кахалю отлично удалось. Он описывает грубую и тонкую структуру мозга (включая гиппокамп) в массе масштабных работ, каждая из которых снабжена превосходными цветными рисунками, подготовленными за микроскопом, и подробность этих описаний продолжает поражать и сегодня. Он использовал всего лишь несколько примитивных методов окраски, зато обладал острым глазом и способностью ясно видеть взаимосвязи, в результате чего составленные им карты по-прежнему пригодны к использованию, а современные исследователи все еще с симпатией и благодарностью нередко включают их в свои публикации как историческую реминисценцию или отсылку.

Илл. 10. Среди прочего Кахаль уже с большой точностью описал гиппокамп и его структуру связей. Небольшая область в форме буквы «C», глядящей вниз, справа в середине рисунка – это зубчатая извилина, в которой протекает нейрогенез взрослых

При всем своем величии, Кахаль был не один: вклад Гольджи также неоспорим. Некоторые из своих важнейших открытий Кахаль не в последнюю очередь совершил благодаря окрашиванию Гольджи. В 1906 году они оба вместе заслуженно получили Нобелевскую премию. Но это награждение не сблизило ученых.

Конечно же, помимо этих двух небожителей, было множество классиков-нейроанатомов, которые внесли значительный вклад в описание мозга. Эру больших открытий и картографии, по крайней мере в области классической анатомии, замыкают великий немецкий нейроанатом Оскар Фогт и его ученик Корбиниан Бродман, предложивший деление коры головного мозга на функциональные зоны, которое и сегодня во многом считается верным и широко используется. Возможно, Фогт понимал, что с ним уходит эпоха. В основанном им Институте исследований мозга имени кайзера Вильгельма в Берлин-Бухе, крупнейшем в мире исследовательском институте до создания Национальных институтов здравоохранения под Вашингтоном в 1948 году, у Фогта уже было отделение, где занимались генетикой. В названии отделения это отражено не было, потому что работавший здесь молодой ученый по имени Макс Дельбрюк еще только делал первые шаги к созданию этой области в ее современном виде.