Гидродинамика мозговых извилин

Компьютерная модель работы мозга фиксирует зоны активности.
Источник: National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering and University of Minnesota

Оказывается, объем имеет значение не только, когда речь идет о рекламе средств для увеличения объема волос, но и в такой сугубо академической области, как неврология, а точнее – функциональная нейровизуализация. Этот метод реализуется сегодня с помощью так называемой функциональной ядерно-магнитно-резонансной томографии (фЯМР). Суть метода заключается в том, что он показывает активность участков мозга, решающего те или иные задачи. С самого начала внедрения фЯМР в 2003 году шли горячие споры относительно того, что же на самом деле регистрирует этот аппарат. Решению проблемы способствовал вместе с коллегами Евгений Сиротин, сотрудник Колумбийского университета в Нью-Йорке┘

Марсель Пруст в своих семи томах «Поисков утраченного времени» рассказывает о внезапно нахлынувших воспоминаниях, связанных с эмоциональными переживаниями. Ученые давно знают, что такого рода безотчетные – непроизвольные – воспоминания отличаются от наших «преднамеренных» попыток вспомнить нужный телефон или то место, куда припрятана денежная заначка.

Различные виды расстройств памяти – амнезии – и их восстановления представляют собой важную проблему неврологии, которой в самое последнее время стала успешно помогать нейрогенетика. Сотрудникам Торонтского университета удалось доказать, что люди различаются по своей способности что-либо запоминать в силу индивидуальных различий в гене АDR. Этот ген отвечает за синтез белкового адренорецептора. Рецептор этот, обильно представленный на оболочках клеток так называемой мозговой миндалины, связывает-улавливает адреналин и тем самым регулирует сокращение кровеносных сосудов. Миндалина, в свою очередь, – весьма древнее образование в глубине височной доли. О ее древности говорит тот факт, что ее клетки не образуют в отличие от коры мозга правильных слоев.

Уже давно известно, что миндалина – это центр эмоциональных переживаний, в том числе и страха, вызывающего у разных людей как прилив крови к голове, так и обратную реакцию, когда кажется, что вслед за кровью и душа уходит в пятки. Неудивительно в связи с этим, что миндалина очень важна и для формирования памяти о пережитом. Эмоциональные всплески – гнев и стыд, радость и возбуждение разного рода – сопровождаются реакцией со стороны кровеносной системы. Поэтому открытие канадских ученых, подтвержденное, кстати, с помощью фЯМР, позволяет увязать все воедино.

Ученые просили 57 человек (средний возраст 24 года) внимательно посмотреть фото нейтрального или эмоционального содержания (с нейтральным и эмоциональным (негативным) содержанием). Три десятка участников имели делецию – нехватку – гена адренорецептора в одной или обеих хромосомах. У всех участников исследования фЯМР отмечала повышение активности клеток миндалины при рассматривании «эмоциональных» фотографий. Но при наличии делеции реакция нервных клеток была выше. Проверка эмоциональной памяти показала, что она сильнее при большем дефекте гена.

В связи с этим нельзя не вспомнить пример Анны О., пациентки Зигмунда Фрейда, которая обратилась к нему за помощью в связи с мучившими ее ночными кошмарами. Основатель нового направления в психиатрии, проведя «анализ» души своей больной, пришел к выводу, что кошмары представляют собой подсознательные переживания, связанные с ее изнасилованием в восьмилетнем возрасте. Что такое подсознание, «венский шарлатан», как называл его Владимир Набоков, так никому и не объяснил (не объяснили этого и его многочисленные ученики). Думается, что объяснение и самому Фрейду не особенно было нужно. Теперь вот классические генетика вкупе с молекулярной хоть что-то нам разъяснили.

Уже известно, что адренорецептор подавляет выделение норэпинефрина, активность которого при делеции гена возрастает, что и приводит к резким колебаниям кровоснабжения и кровяного давления. Повышенная активация миндалины отмечается у больных, находящихся под воздействием стресса после травмирующих переживаний┘

Однако вернемся к важному уточнению, сделанному Евгением Сиротиным. Исследователи задались вопросом: что же в действительности отражает фЯМР? Сегодня практически все полагают, что нейрорадиолог видит потребление кислорода возбужденными клетками. Немногочисленные оппоненты уверены, что дело в увеличении объема крови, притекающей к активному участку коры или подкорковым структурам.

Ученые Колумбийского университета использовали двух макак, в глаза которых направляли «минимальный стимул», способный вызвать точечный сигнал в первичной зрительной коре затылочной области. Приходящий по зрительному нерву сигнал вызывает появление так называемой точки, которая затем начинает «растекаться» в направлении других нейронов. Проведенный анализ показал, что возбуждение зрительных нервных клеток связано в первую очередь с увеличением объема крови и только во вторую с потреблением кислорода.

Таким образом, для работы мозга и решения им различных задач важны гемодинамика и реакция мозговых сосудов. Вот почему мозг сильно страдает при нарушениях в поступлении крови, связанных в том числе и с эмоциональными переживаниями. Подобная «оцифровка» функций нервных клеток и питающих их кровеносных сосудов намного важнее и интереснее вековых рассуждений о психоанализе и подсознании. Зная, как работает мозг – в том числе и с помощью таких современнейших методов, как фЯМР, – врачи и фармакологи смогут разработать разнообразные лекарственные средства для лечения людей.