Мозг. Инструкция пользователя - Марко Магрини

Эндорфины

Об эндорфинах говорят во множественном числе – это особая группа опиатов («эндогенный морфин», то есть производимый внутри человеческого тела). Эти вещества блокируют сигналы боли, снижают чувствительность к ним, создают ощущение благополучия, порой даже эйфории. Они вырабатываются во время физических упражнений [см. стр. 109] или занятий сексом, а также при сильной боли. Выработке эндорфинов способствуют некоторые виды пищи, например шоколад.

Нейроны – клетки, отвечающие за интеллект, – составляют только часть мозга, а остальная часть его объема заполнена клеточной тканью, именуемой «глия», или «нейроглия» (от греческого γλοία – «клей»). Понятно, что сегодня наука может гарантировать человеку, что в голове у него вовсе не клей, что доказано уже более века назад – впервые эти клетки были описаны в конце XIX века и долгое время считались вспомогательной тканью для нейронов. Однако эти представления были отброшены, и не без участия гения ХХ века Альберта Эйнштейна.

Величайший физик, конечно, не занимался исследованиями в области нейрофизиологии, однако невольно поспособствовал важному открытию после смерти. В 1955 году патологоанатом Принстонского госпиталя Томас Штольц Харви, делая посмертное вскрытие тела Эйнштейна, решил исследовать мозг гения. Этот поступок, совершенный во имя науки, стоил ему множества проблем – разрешения на изъятие мозга он не имел.

Тем не менее в мозге Эйнштейна не оказалось ничего особенного. Только тридцать лет спустя профессор Мариан Даймонд из университета Беркли смогла обнаружить нечто особенное в одном из четырех образцов: в области теменной доли, отвечающей за математические способности, ориентацию в пространстве и внимание, у Эйнштейна обнаружилось значительно больше нейроглиальных клеток, чем у среднего человека. Открытие, как нередко случается, было оспорено и частично опровергнуто, но послужило поводом для новых исследований, которые активно продолжаются по сей день. Сегодня известно, что глиальные клетки играют несколько важных ролей.

Глиальные клетки действительно, как думали ученые раньше, играют роль клея – они окружают нейроны и удерживают их в определенном месте. Кроме того, они поставляют нейронам топливо – питательные вещества и кислород – и работают электриками, выстраивая миелиновые оболочки, регулирующие передачу потенциала вдоль аксонов. Освоили глиальные клетки и профессию дворников – они задерживают патогены и устраняют нейроны, прекратившие всякую активность. Без этих важных функций глиальных клеток человеческий мозг не мог бы функционировать столь эффективно, как сейчас. Уже во время эмбрионального развития, когда мозг только формируется внутри плаценты, глиальные клетки регулируют перемещение нейронов и производят молекулы веществ, которые вызывают ветвление дендритов и аксонов. Недавние исследования подтвердили, что нейроглия может коммуницировать внутри себя посредством химических посланий. В противовес нейронам глиальные клетки обладают способностью к митозу, то есть к делению и воспроизведению.

Многие источники утверждают, что глиальных клеток в пять – десять раз больше, чем нейронов. Однако недавнее исследование развенчало этот миф, доказав, что соотношение имеет красивый вид 1:1. Сложный метод подсчета клеток (тоже оспариваемый, естественно, некоторыми учеными) показал, что в мозге, вероятнее всего, 86 миллиардов нейронов и 84,6 миллиарда нейроглиальных клеток. При этом в разных отделах мозга это соотношение заметно варьируется: в коре головного мозга, выделяющей вид Homo sapiens среди других млекопитающих, глиальных клеток почти в четыре раза больше, чем нейронов. В белой материи коры, пронизанной рекордным количеством покрытых миелином аксонов, нейроглиальных клеток почти в десять раз больше, чем нейронов. И без несчастного мозга Альберта Эйнштейна ясно, что нейроглия играет весьма важную роль для формирования интеллекта.

Нейроглиальные клетки могут играть заметную и не всегда положительную роль в ситуации нарушения нормального функционирования мозга: к примеру, в случае заболевания синдромом Альцгеймера нейроглия может ухудшить состояние, вырабатывая чрезмерное количество цитокина, повреждающего нейроны. Нарушение функционирования нейроглиальных клеток играет важную роль в формировании болезни Паркинсона и рассеянного склероза, некоторые исследователи отмечают связь между их размерами и плотностью и депрессией. Таким образом, можно сделать вывод, что важнейшей задачей нейроглиальных клеток является поддержание гомеостаза, то есть физико-химического равновесия организма. Другими словами – сохранение статус-кво.

Эти клетки очень маленькие, несмотря на свою прожорливость. Из-за этой особенности их относят к категории макрофагов. Мозг тщательно изолирован от окружающего мира гематоэнцефалическим барьером [см. стр. 51], защищающим его от проникания крупных возбудителей инфекций. А когда что-то подозрительное все-таки проникает внутрь, микроглия, разбросанная по всему головному и спинному мозгу, немедля бросается в атаку. Она уничтожает захватчиков и снимает воспаление, вызванное вторжением. Микроглия, как можно догадаться по названию, – самые крошечные из глиальных клеток, и их главной задачей является неусыпный контроль за окружающей средой и благополучием нейронов, глиальных клеток и кровеносных сосудов.

Звезды в далеком космосе представляют собой гигантские комки раскаленного газа, однако в большинстве человеческих культур их рисуют с лучами, пятью, шестью или семью, из-за эффекта оптической дифракции света в атмосфере, а порой и из-за астигматизма наблюдателя. Астроциты, наиболее распространенные глиальные клетки, названы так из-за их отдаленного сходства с изображением звезды.

В микрокосмосе мозга, где количество нейронов вполне сравнимо с количеством звезд в галактике, астроциты формируют параллельную вселенную. Еще 25 лет назад их считали всего лишь вспомогательной структурой, поддерживающей всю клеточную конструкцию, однако сегодня ученые придают им весьма важное, особое значение. Клетки звездчатой формы действительно удерживают сложную архитектуру мозга, но не только. Они поддерживают состояние гомеостаза, запасают и перераспределяют энергию, защищают мозг от атак посторонних молекул, обеспечивают рециркуляцию нейротрансмиттеров, обеспечивают нормальное функционирование синапсов и контролируют работу всей системы передачи сигналов; и этот список можно продолжить.

Все поклонники Hi-Fi, так называемой высокой точности воспроизведения звука, знают, что достичь ее можно только тщательно изолировав провода, соединяющие вертушку с усилителем и усилитель с колонками: только так можно избежать интерференции и достичь точной передачи частот. Это прекрасно знают олигодендроциты (в переводе с греческого «клетки с веточками»), чья задача, собственно, и состоит в тщательной изоляции аксонов, чтобы вся система передачи электрических импульсов работала правильно.