Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть - Себастьян Сеунг

…гиппокампе и обонятельной луковице. Kornack, Rakic, 1999, 2001. Появление новых нейронов в этих частях мозга у взрослых крыс продемонстрировал Джозеф Альтман (Joseph Altman) в 1960-е годы, но его пионерские исследования остались почти не замеченными в научном мире.

…гиппокамп – своего рода «ворота» памяти. Kempermann, 2002.

…чтобы лучше запоминать запахи. Lledo, Alonso, Grubb, 2006.

…появляется на свет со сросшимися пальцами… Flatt, 2005.

…примерно одно и то же число нейронов умерло и уцелело. Cowan et al., 1984.

Не расточительство ли это – создавать так много нейронов, а потом уничтожать их? Buss, Sun, Oppenheim, 2006.

…такие процессы, проходящие в зрелом мозге, я буду называть регенерацией. Нейробиологи, употребляя термин «регенерация», обычно имеют в виду отрастание аксонов после их повреждения, но это (как и сходные процессы изменения межнейронных связей) я называю переподключением. Я использую термин «регенерация» в значении, типичном для биологии, где он относится к созданию и исчезновению клеток.

…начиная с шестидесятых годов… Гросс (Gross, 2000) дает обзор таких сообщений и рассуждает о том, почему на них обращали мало внимания.

…содержатся какие-то зерна истины… Корнак и Ракис (Kornack, Rakic, 2001) обвиняли Гулд в том, что она ошибочно приняла за нейроны те клетки, которые в действительности нейронами не являются. Многие разновидности мозговых клеток не относятся к нейронам.

…более естественные условия жизни будут способствовать росту обучаемости и пластичности… Некоторые специалисты утверждают, что эксперименты Розенцвейга демонстрируют следствия депривации, а не обогащения среды. Хорошенькие клетушки с игрушками и товарищами негоже считать «обогащенной средой», поскольку они лишь облегчают депривацию, от которой страдает крыса и в «обогащенной», и в обычной лабораторной клетке. Просто вторая являет собой совсем уж «обедненную» среду по сравнению с естественной средой обитания крысы.

…повреждение неокортекса «привлекает» новорожденные нейроны, мигрирующие в зону повреждения… Carmichael, 2006.

…Розалинд Франклин, Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику… Уотсон и Крик использовали данные кристаллографа Розалинд Крик. Из-за своей безвременной кончины она на смогла разделить с ними Нобелевскую премию.

…не до конца осознал его важность. Левенгук сообщил о своих наблюдениях сперматозоидов в письме к президенту лондонского Королевского научного общества. Несколько смущенный темой послания, он подчеркивал, что образец получен естественным и законным путем, на собственном брачном ложе ученого. Он заклинал президента не предавать письмо огласке, если тот сочтет его оскорбительным (Ruestow, 1983).

…устройства Левенгука десятикратно улучшили этот показатель с помощью всего одной линзы, но очень мощной. Форд (Ford, 1985) излагает историю однолинзового микроскопа, заявляя, что Левенгук изготавливал лучшие в тогдашнем мире линзы, позволяя расплавленному стеклу застывать в форме небольших шариков. Рустоу (Ruestow, 1996) отмечает, что Левенгук делал линзы и более стандартным методом – попросту шлифуя стекло (как голландец и уверял в своих статьях).

…на нем все-таки видны очертания лишь отдельных нейронов. На рис. 26 показаны помеченные по методу Гольджи нейроны коры головного мозга (верхней височной извилины) взрослой макаки-резус. Область изображения – от белого вещества в нижней части до третьего слоя коры вверху, это расстояние примерно равно полутора миллиметрам.

…среди этих нитей затесалась одна темная… Наблюдательный читатель мог заметить, что на рис. 27 показаны макароны букатини, которые толще спагетти и имеют отверстие в центре. (Благодаря особой текстуре их очень приятно жевать, весьма рекомендую.) Если каждую макаронину букатини пометить своим цветом, можно будет проследить путь всех макаронных нитей, даже на немного размытой картинке. Ученые применили такой подход, с помощью методов генной инженерии заставив мышиные нейроны флуоресцировать различными цветами, выбираемыми случайным образом. Это явление Джефф Лихтман окрестил «мозговой радугой» (Livet, 2007; Lichtman, 2008). Однако число различимых нашим глазом оттенков ограничено, так что «мозговой радуги» будет, скорее всего, недостаточно для того, чтобы проследить за большим количеством тесно сплетенных и перепутанных нейритов. Может быть, положение удастся улучшить, сочетая метод «мозговой радуги» с методами получения более четких изображений – например, с помощью недавно созданных разновидностей световой микроскопии, преодолевающих дифракционный барьер (Hell, 2007). Применяя иной подход, Тони Задор (Tony Zador) предложил с помощью генной инженерии наделить каждый нейрон определенной цепочкой РНК или ДНК (тоже подбираемой случайным образом). Такая последовательность могла бы являться уникальной для каждого нейрона, поскольку число возможных цепочек в данном случае очень велико – куда больше количества различаемых нами оттенков. С помощью других молекулярных хитростей и геномных технологий можно попытаться найти такие цепочки для каждой пары связанных друг с другом нейронов. В итоге мы получим желанный коннектом. Мы пока не знаем, смогут ли эти направления исследований дать нам надежную альтернативу электронной микроскопии, стандартному методу поиска коннектомов. Я упоминаю о них лишь для того, чтобы показать: коннектомика сейчас переживает вдохновляющий период – то и дело появляются новые методы и подходы.

Пример эффективности окрашивания по методу Гольджи… Из раствора смеси бихромата калия и нитрата серебра выпадает осадок хромата серебра, по неизвестной причине содержащий небольшую долю нейронов.

А когда Гольджи посмотрел в свой микроскоп… Guillery, 2005. Гипотезу Кахаля назвали «нейронной доктриной», а гипотезу Гольджи – «теорией сетчатости».

…он объединяет две клетки в одну большую, как и представлял Гольджи. Слышали шутку: «Экономика – единственная область, где два человека могут получить одну Нобелевскую премию за противоположные взгляды»? Видимо, она датируется 1974 годом, когда премию разделили Гуннар Мюрдаль и Фридрих Хайек, немало потрясенные тем, что их чествуют одновременно, ведь их воззрения были диаметрально противоположны. Произнося речь на торжественном банкете, Хайек заметил, что Нобелевская премия по экономике – вещь немного опасная. Позже Мюрдаль даже написал статью, где призывал больше не присуждать Нобелевскую премию в этой сфере (Myrdal, 1977). Он заявлял, что экономика – «неточная» наука, так что премия по экономике, учрежденная в 1968 году, не похожа на премии в области «точных» наук, чей список привел Альфред Нобель в своем знаменитом завещании 1895 года. Из уст Мюрдаля это слышать забавно, ведь именно он когда-то ратовал за учреждение Нобелевской премии по экономике. Учитывая, что в 1906 году Нобелевскую премию присудили Гольджи и Кахалю, можем ли мы считать нейробиологию точной наукой? Возможно, на шкале «точности наук» следует поместить ее где-то между экономикой и физикой. Да, взгляды Гольджи и Кахаля были противоположны друг другу, однако, насколько мне известно, никто не призывал на этом основании отказаться от присуждения Нобелевской премии по физиологии и медицине. И потом, оба все-таки оказались правы, так что Нобелевский комитет поступил справедливо.