Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

Шел январь 2006 года. Кристина Коллинз и еще один ученый, доктор Бейян Вонг, уже приготовили фиксированные образцы мозга нескольких видов приматов, готовых к измельчению и превращению в суп. Кроме того, они подготовили всю необходимую лабораторную посуду и реагенты, а также зарезервировали время для работы с микроскопом, так что к работе мы приступили сразу. Через три дня я пришла в кабинет Джона с открытым ноутбуком и показала первые графики сравнения мозга мармозеток, галаго и ночных обезьян (мозг у всех этих обезьянок очень мал и легко превращается в суп). Эти графики были добавлены к нашим (тогда еще не опубликованным) данным о мозгах грызунов. Результаты оказались весьма многообещающими: в мозгах этих приматов было упаковано больше нейронов, чем в мозгах грызунов, причем мозги имели сопоставимые размеры. Стало ясно, что мозг приматов устроен не так, как мозг грызунов. «Значит, это на самом деле работает!» – воскликнул Джон, откинув голову и широко раскрыв глаза. Я улыбнулась, все еще держа в руках ноутбук. «Так вы не ожидали, что это будет работать, не так ли?» Он непринужденно признался, что это так. «Но теперь вы получите все, что вам нужно. Просто назовите, что именно!»

Так начался подлинный праздник. Мы отложили несколько полушарий мозга различных видов приматов, включая несколько образцов, взятых у разных видов макак. Эти образцы я должна была забрать домой и проанализировать в своей новенькой – пусть и крошечной – лаборатории в Рио. Джон представил меня Кену Катания, своему бывшему ученику, биологу, работавшему в университете на правах экстраординарного профессора биологии. У Кена была целая колония голых кротовых крыс – жутких созданий, которые обитают в туннелях и метрополитене. Кен, кроме того, часто выезжал в экспедиции, где отлавливал насекомоядных (землероек и кротов). Мы начали сотрудничать в определении числа нейронов в мозге этих млекопитающих, которых сейчас в номенклатуре называют eulipotyphla, а раньше называли insectivore. К этому отряду относятся самые мелкие в мире млекопитающие. Кристина и Бейян приступили к препарированию зрительных и слуховых структур в коре и подкорке мозга разных видов, и теперь мы смогли исследовать, как изменялась численность нейронов в этих сенсорных путях в процессе индивидуального развития. Действительно ли по мере увеличения массы головного мозга приматов зрение начинает преобладать над слухом, как предполагалось в отношении в высшей степени визуальных высших обезьян? (Оказалось, что это не так, хотя мы выяснили, что зрение у них действительно преобладает: у животных-приматов в мозге в пятьдесят раз больше нейронов, отвечающих за обработку зрительных стимулов, чем нейронов, обрабатывающих слуховую информацию[60].) Я совершила налет на холодную комнату Джона, где обнаружила ненужные ему мозжечки и обонятельные луковицы. Лаборатория Джона специализирована для изучения мозговой коры, но, по счастью, лишние части мозга не были выброшены. (В следующем году, когда я вернулась с полным набором данных, который надо было превратить в печатную статью, мы начали собирать образцы спинного мозга животных, забитых с другими целями. Спинной мозг был нам нужен для выявления отношений между размерами тела и числом нейронов, которое требуется для того, чтобы им управлять[61].) Когда я во время первого визита оказалась в холодной комнате Джона, я обнаружила там четыре больших мозжечка – один гориллы и три орангутана, которые лет десять пролежали в ведре с параформальдегидом. Будучи весьма устойчивой молекулой, ДНК до сих пор присутствовала в ядрах, и поэтому ядра сохранили способность к окрашиванию DAPI, а, значит, мы могли их подсчитать, несмотря на длительное хранение. Я бросилась в кабинет Джона: «Можно мне их забрать?» «Конечно, можно», – ответил он. И вот теперь снова наступило Рождество.

Сотрудничество с Джоном перевернуло и изменило всю мою жизнь. Он очень мягкий человек, добрая душа, человек, добившийся огромных результатов в науке – как в области пластичности взрослого мозга, так и в области эволюционной нейроанатомии. Теперь же он, по его собственным словам, просто хочет «получать от науки удовольствие». Он немедленно принял участие в публикации нашей первой работы по грызунам в Proceedings of the National Academy of Sciences в 2006 году. Он начал говорить в кругах нейроанатомов мирового уровня о наших новых данных, именно он позаботился о том, чтобы я выступила с основным докладом на симпозиуме по эволюции головного мозга в 2010 году, где я наконец лично познакомилась с ведущими исследователями в области сравнительной и эволюционной нейроанатомии. Я уверена, хотя и никогда не спрошу, а он не ответит, что это он номинировал меня на премию фонда Джеймса МакДоннелла, которую я получила в том году, – беспрецедентную (по бразильским меркам) сумму в 600 000 долларов, которые я могла по своему усмотрению направить на исследования нейроанатомических основ когнитивного превосходства человеческого мозга. Моими достижениями я больше всего обязана влиянию Джона в этой отрасли науки, но надо честно признать, что мои данные не были бы опубликованы, а мои достижения признаны, если бы они того не стоили. Я безусловно благодарна Джону, и мы до сих пор получаем удовольствие от исследования эволюции головного мозга, как он того и хотел. Мы уже совместно опубликовали четырнадцать научных работ и, надеюсь, не остановимся на этом.

Использование приматов в наших исследованиях было большим шагом вперед и шагом необходимым, если мы хотели понять, является ли мозг человека стандартным мозгом приматов. Но мне хотелось поработать с большим спектром видов, чтобы изучить механизмы, порождающие эволюционное разнообразие. В этом контексте мне часто упоминали одно имя, говоря, что этот человек может стать возможным источником получения образцов мозга – от очень маленьких до очень больших. Этот человек – Пол Мэнджер, австралийский ученый, работающий в Южной Африке. Мэнджер занимается сравнительной нейрохимией стволовых структур мозга, а, кроме того, как я узнала позже, часто садится за руль своего джипа и едет в саванну, где лично занимается отловом животных.

Время познакомиться с Полом пришло в 2009 году, когда я натолкнулась на статью, в которой он описывал, как осуществлять перфузию мозга слонов в полевых условиях, чтобы сохранять его в состоянии, пригодном для последующих микроскопических нейроанатомических исследований. Только что было опубликовано наше исследование по подсчету среднего числа нейронов в мозге человека[62], и мы теперь были готовы перейти к следующему вопросу: действительно ли намного больший мозг африканского слона содержал больше или меньше нейронов по сравнению с мозгом человека? Из новой статьи Пола я узнала, что он легально добыл мозг трех взрослых африканских слонов-самцов, которые были застрелены в рамках регулирования численности популяции слонов по программе, осуществляемой в Зимбабве трестом Малилангве. Под наблюдением ветеринаров треста эти три слона были усыплены анестетиком, который не действует на людей, а затем застрелены в сердце. Головы всех слонов были отделены от туловищ, после чего была выполнена перфузия головного мозга через сонные артерии. Сначала, для того чтобы очистить мозг от крови, его промывают 100 л солевого раствора из емкостей, расположенных на возвышенной платформе, а потом сосуды мозга тем же путем перфузируют 100 л параформальдегида, чтобы сохранить мозг для перевозки в лабораторию для последующего изучения. Туши слонов были разделаны другими людьми, а мясо распределено между жителями окрестных деревень. Всего они получили десять тысяч порций отличного мяса. Эти три слона плюс еще несколько животных, застреленных в том году в Зимбабве, не только позволили накормить местных жителей, но и помогли науке благодаря работам Пола и его сотрудников по всему миру.