Он, она и мозг. Взгляд нейробиолога на наши сходства и различия - Маркус Хейлиг

Теперь уменьшите это в несколько сотен тысяч раз, и вы увидите зарождение железнодорожной сети, связывающей клеточные сообщества мозга. Именно эти связи так красиво смотрятся на снимках МРТ, когда мы измеряем перемещение воды в различных направлениях. Вполне вероятно, что отклонения, возникающие в этих связях, виновны в том, что в один прекрасный день логика внутреннего мира нарушается. У каждого из нас порой возникают внутренние картины, которых не существует в реальности. Но когда перед моим внутренним взором возникает образ монстра, другие части мозга немедленно посылают сообщения: «Внимание! Это кадр из “Звездных войн”, а не из моей жизни!» Это сообщение должно поступать по скоростной линии. Если же ее построили неправильно, сообщение может не попасть к адресату или пойти по узким путям местного назначения и придет слишком поздно. И тогда однажды пропадет способность различать, какие ощущения поступают к нам из внутреннего мира, а какие – из внешнего. Оценка реальности нарушается, и психоз становится фактом.

Геном – это чертеж нашего будущего тела. Но строительство дорожной сети мозга не следует готовому, подробному плану, все части которого хранятся в нашей ДНК. Даже трех миллиардов букв ДНК не хватит, чтобы описать все возможные связи в мозге. Должны быть указаны только основные характеристики, чтобы у человека по ошибке не вырос мозг шимпанзе. Но детали, отличающие индивидов нашего вида, определяются непосредственно по ходу развития. Иногда влияние оказывают незначительные генетические различия в отдельных ДНК, но чаще всего виновата внешняя среда. К примеру, мы знаем, что употребление алкоголя или инфекционное заболевание матери во время беременности могут нарушить развитие мозга плода и повлиять на формирование его связей. В других случаях развитие может пойти иными путями по случайности.

Код ДНК человека во многом определяет риск развития шизофрении, но, так как схема связей определяется и другими факторами, вовсе не предопределено, заболеет ли человек или нет. У однояйцевых близнецов совпадают все буквы в коде ДНК, а также частично совпадает риск развития шизофрении. Но даже в идентичных парах близнецов встречаются разные варианты. Если один из близнецов страдает шизофренией, ею же заболевает только половина их братьев и сестер, несмотря на идентичные ДНК. Различия зависят от случайностей и факторов окружающей среды.

Это понимание позволило значительно продвинуться вперед по сравнению с тем временем, когда многие связывали шизофрению с материнским влиянием. Получалось, что уже и без того пострадавшие родители страдали еще больше. Если мы хотим использовать нейробиологию для лечения и диагностики, нужно сначала решить два больших вопроса. Во-первых, какие именно связи нарушаются? И во-вторых, почему заболевание проявляется только во взрослом возрасте, хотя основные связи в мозге закладываются на этапе развития плода и сразу после этого? Что происходит на протяжении десятилетий, лежащих между этими событиями? Многие ученые считают, что задержка связана с тем, что важные части мозга развиваются только к двадцати пяти годам. И похоже, что биологический пол тоже оказывает на это какое-то влияние. Одно из самых устойчивых различий между полами в психиатрии в том, что, по статистике, у мужчин шизофрения начинается в среднем на два года раньше, чем у женщин[139].

Ракель Гур из Университета Пенсильвании посвятила свою научную карьеру исследованию шизофрении. Она получила образование психолога и врача, и ее специализация включает психиатрию и неврологию, а также диагностику по снимкам (медицинскую визуализацию) – то, что мы раньше называли «рентгеном». После сорока лет жизни в Филадельфии у нее сохранился характерный израильский акцент, и она говорит так тихо, что нужно очень внимательно слушать ее выступления. Но внешность обманчива. Профессор Гур возглавляет Центр изучения шизофрении этого престижного университета и является членом Медицинского института Американской академии наук, а также ее избрали председателем ряда самых уважаемых исследовательских организаций[140].

Чтобы понять причины возникновения шизофрении, нужно сперва узнать, каким образом закладываются связи в здоровом мозге, как они развиваются и как влияют на индивидуальные различия в работе психики. Поэтому Ракель и ее коллеги начали с описания нормального развития мозга. Они одними из первых воспользовались новыми техническими возможностями и увидели, как работает живой мозг, а магнитная камера стала их самым важным инструментом. Начатый ими проект потрясает уже своими масштабами – они отсканировали мозги 949 здоровых людей из Филадельфии. Среди участников были дети, подростки и молодежь. Так удалось отследить изменения, связанные с развитием мозга, не сканируя раз за разом мозги одних и тех же людей по мере их взросления, задерживая таким образом исследования на много лет. Среди участников были 521 женщина и 428 мужчин[141].

Я уверен, что такое исследование моделей связей в мозге через несколько лет будет считаться устаревшим. В этом проекте ученые измеряли движение воды «всего лишь» в 64 направлениях, а также изучали связность между 95 разными областями, или узлами, мозга. Это были довольно большие узлы, сравнимые с городами на карте страны. Со временем анатомию мозга можно будет разделить на тысячи и тысячи мелких частей, и тогда мы сможем увидеть не только ключевые магистрали, но, может быть, и ветку метро из пригорода в центр. Всего через три года после публикации результаты филадельфийского исследования другие ученые подготовили описания связности между более чем шестью сотнями узлов. В этой области исследований принято делиться данными исследований и выкладывать их в общий доступ. Вы сами можете следить за развитием здесь: http://www.humanconnectomeproject.org/.

Филадельфийское исследование имело свои ограничения, но для первой попытки было сделано очень много. Ученым пришлось разработать новые способы обработки результатов, чтобы понять, какие открытия могли прятаться в массивах данных. Эта задача досталась Раджини Верме и ее сотрудникам. Раджини – невообразимо талантливая коллега Ракель Гур. В ранней молодости она защитила диссертацию по математике и информационным технологиям в Индийском институте технологий в Дели, а затем получила специализацию по медицинской визуализации и начала заниматься анализом данных снимков мозга. Ее совершенно не беспокоит, что среди людей со схожим уровнем математического таланта преобладают мужчины. Она смеется и отвечает, что от этого ее способности не увеличиваются и не уменьшаются.

Когда компьютеры под командованием