Kitobni o'qish: «100 великих тайн сознания»

Shrift:

Глава 1
Хрупкий сосуд сознания

ТРЕТИЙ ГЛАЗ ЧЕЛОВЕКА

На островах Новой Зеландии обитает существо, удивительно похожее на ящерицу Это гаттерия, или туатара, что значит – «несущая шипы». У этого организма много уникальных особенностей, но самая интересная из них – наличие теменного (или третьего) глаза, который находится под кожей на верхней стороне головы. Впрочем, глазом его можно назвать лишь с некоторой натяжкой, так как этот орган хотя и имеет хрусталик и сетчатку с нервными окончаниями, но лишен мышц или каких-либо иных приспособлений для аккомодации.

У гаттерии, только что вылупившейся из яйца, теменной глаз виден достаточно отчетливо – как голое пятнышко, окруженное, подобно цветочным лепесткам, чешуйками. Со временем «третий глаз» зарастает, и у взрослых туатар он уже не заметен. Да и видеть им гаттерия уже не может. Зато он чутко реагирует на освещенность и тепло, помогая тем самым животному регулировать температуру тела путем выбора места и позы по отношению к солнечным лучам.

«Третий глаз» имеют и некоторые пресмыкающиеся. Но у современных высших позвоночных, в том числе и у человека, он видоизменился, превратившись в гормональный орган – эпифиз, или шишковидную железу. Такое название он получил потому, что по внешнему виду напоминает сосновую шишку (греч. epiphysis – шишка, нарост).

Гаттерия, или туатара – знаменитая ящерица с «третьим глазом»

Впрочем, шишковидную форму эпифиз имеет редко. Чаще он бывает округлым или шаровидным. Есть сведения и о конусовидном эпифизе.

Сам по себе эпифиз – довольно скромное и неприметное образование, примостившееся в неглубокой борозде между верхними холмиками среднего мозга и над таламусом. Кстати, ученые подтверждают, что эволюционно эпифиз оказался в центре головного мозга не сразу – раньше он и впрямь выполнял функцию «затылочного глаза», и только позднее, по мере развития полушарий мозга, эта железа оказалась практически в центре.

Длина его не более 8–15 миллиметров, а ширина и толщина – 6–10 и 4–6 миллиметров, соответственно. Масса шишковидной железы у взрослого человека – 100–180 миллиграммов, или около 0,2 грамма. Но в связи с тем, что с возрастом в эпифизе могут появляться кисты и отложения мозгового песка, его размеры и масса могут быть значительно больше указанных средних цифр.

По цвету шишковидная железа обычно темнее соседних отделов мозга и имеет красновато-сероватый цвет.

Многие столетия роль этой железы в организме оставалась непонятной и загадочной.

И чтобы хоть как-то объяснить присутствие эпифиза в организме, ему нередко приписывали мистические свойства, в частности, функции «третьего глаза».

Многие мистики в своих творениях утверждали, что именно благодаря шишковидной железе осуществляется связь мозга с особым эфирным телом, которое незримо присутствует над каждым человеком. Более того, эпифизу приписывалась способность восстанавливать образы и опыт прошлой жизни, регулировать поток мыслей и осуществлять телепатический контакт.

Например, великий французский философ XVII века Рене Декарт считал, что эта железа выполняет функции посредника между разумом и духами, то есть впечатлениями, поступающими от парных органов – глаз, ушей, рук. Но фантазия великого француза на этом не остановилась, и он наделил миниатюрный орган возможностью двигаться, а также направлять «животные духи» через поры мозга по нервам к мышцам.

В качестве доказательства особой исключительности эпифиза длительное время являлся тот факт, что этот орган, так же как в грудной клетке сердце, не имеет пары и занимает срединное положение в мозге.

Путь познания извилист и тернист, и порой в процессе изучения того или иного явления или предмета у ученых появляются самые противоречивые, порой – диаметрально противоположные точки зрения в отношении предмета исследования. Похожая история случилась и с эпифизом.

Действительно, в двадцатых годах прошлого века многие специалисты вдруг посчитали, что щитовидная железа – это всего лишь рудиментарный орган, который никакой существенной функции в организме не выполняет, а значит, и заниматься им вплотную не имеет смысла.

Более того, появилось даже предположение, что у человека миниатюрное тельце вообще не функционирует ни в эмбриогенезе, ни после рождения.

Такая точка зрения привела к тому, что эпифизом в течение нескольких десятилетий почти никто из исследователей не занимался. Впрочем, сложность изучения и труднодоступное для наблюдений местоположение эпифиза также сыграли в этом свою роль.

Однако ряд выдающихся открытий в физиологии мозга и эндокринологии, происшедших в 60-е годы прошлого столетия, вновь пробудили у биологов и медиков интерес и к изучению эпифиза.

Начались углубленные его исследования.

А вскоре выяснилось, что эпифиз вырабатывает два гормона: мелатонин и серотонин. Мелатонин синтезируется ночью и оказывает на организм успокаивающее действие. Серотонин, наоборот, вырабатывается днем и стимулирует активность и эмоциональный тонус организма. Если же в организме появляется избыток серотонина, то ночью он трансформируется в мелатонин, обеспечивая крепкий и спокойный сон.

Кроме того, мелатонин оказывает существенное влияние на активность половой функции у человека: подавляет раннее половое созревание и тормозит ее чрезмерное проявление у взрослых индивидуумов. То есть благодаря мелатонину половая активность сохраняется на неком среднем стабильном уровне, который обеспечивает продление детородной функции.

Эти выводы позволили ученым предположить, что мелатонин, удлиняя репродуктивный период, возможно, удлиняет и продолжительность жизни. В 1994 году высказанная догадка была доказана и в эксперименте на животных.

Сделал это итальянский ученый Д. Пьерпаоли, пересадивший шишковидные железы от старых мышей молодым, и, наоборот, от молодых – старым.

Спустя недолгое время молодые мыши преждевременно состарились, и, не прожив и двух третей обычной мышиной жизни, умерли. Старые же грызуны с молодыми железами, напротив, стали выглядеть и вести себя, как молодые, и прожили намного больше, чем обычные мыши. Более того, заметное омоложение давала и инъекция синтетического мелатонина пожилым мышам.

На основании полученных данных была выдвинута гипотеза, согласно которой старение наступает оттого, что эпифиз перестает вырабатывать мелатонин. И если ее функцию поддержать искусственно, то старение не наступит.

Теософы, в свою очередь, не сомневаются, что эпифиз помимо выработки гормонов является еще и связующим звеном между миром физическим и миром духовным, способным воспринимать и излучать «тонкую» энергию не электромагнитной природы. И основную роль в этом играют особые, достаточно прочные песчинки, уже давно обнаруженные в эпифизе почти всех взрослых людей. Их назвали «мозговым песком».

Е.П. Блаватская в «Тайной Доктрине» писала: «…этот песок весьма таинственный и ставит в тупик исследования всех материалистов. Только этот знак внутренней самостоятельной активности шишковидной железы не позволяет физиологам классифицировать ее как абсолютно бесполезный атрофировавшийся орган».

И только в недавнее время гистохимики попытались установить природу и значение «мозгового песка». Выяснилось, что размеры песчинок колеблются от 5 микрон до 2 миллиметров, и по внешнему виду часто напоминают тутовую ягоду или шишку. Состоят они из органической основы: коллоида, пропитанного фосфатами или карбонатами кальция, фосфатами магния или аммония, который считается секретом пинеалоцитов – клеток эпифиза. И при этом мозговые песчинки в поляризованном свете обнаруживают двойное лучепреломление с образованием «мальтийского» креста.

Благодаря наличию фосфорнокислого кальция песчинки первично флуоресцируют в ультрафиолетовых лучах, как и капельки коллоида, голубовато-белым свечением.

Подобную же голубую флуоресценцию дают и миелиновые оболочки нервных стволов. Обычно отложения солей имеют характер колец – слоев, чередующихся со слоями органического вещества. Чего-то большего о «мозговом песке» ученым пока выяснить не удалось.

НЕЙРОНЫ ВСЕ ЖЕ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ

Каждое мгновение, каждые сутки в тканях человеческого организма разрушается и восстанавливается огромное количество клеток. Например, согласно профессору А.П. Мясникову, гибнет и заменяется 450 миллиардов эритроцитов, от 22 до 30 миллиардов лейкоцитов и от 270 до 430 миллиардов тромбоцитов, 50 % от общего числа эпителиальных клеток желудка и кишечника, 1/75 часть костных клеток скелета и 1/20 часть всех покровных клеток тела.

Но вот нервные клетки, как считалось до последнего времени, восстановлению не подлежат, хотя на протяжение жизни их количество в человеческом мозге неизменно убывает. А ведь это, по сути, – самый важный орган тела.

Разрушить эту устоявшуюся истину более ста лет назад, в 1906 году, попытался известный испанский гистолог и нобелевский лауреат Сантьяго Рамон-и-Кахаль. Однако «новорожденных» нейронов в головном мозге человека он не нашел.

Но вот что любопытно: у многих животных, в том числе и у высших, нервные клетки восстанавливаются. Это явление у лягушек и аксолотлей, а потом – и у крыс, в 1967 году обнаружил немецкий исследователь В. Кирше.

Нейроны, которые все-таки восстанавливаются

Ради справедливости следует отметить, что еще в 1956 году российский биолог И. Рампан восстановление нервной ткани обнаружил у собак, волков, а также крыс и других видов животных. Он выяснил, что после повреждения мозга сохранившиеся нервные клетки светлеют и внутри них формируются два ядра, затем делится пополам цитоплазма. В результате этого процесса появляются два нейрона, то есть новые нервные клетки.

Затем, с разницей в несколько лет, в 1962 году американский ученый Жозеф Олтман провел эксперимент, который доказывал наличие у млекопитающих нейрогенеза – возникновения новых нервных клеток в головном мозге взрослых животных. Для этого ученый с помощью электрического тока разрушил один из участков мозга крысы и ввел в него радиоактивное вещество, обладающее способностью проникать в молодые клетки. А спустя несколько месяцев Олтман обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе и коре головного мозга.

И хотя результаты своих исследований ученый опубликовал в столь престижном журнале, как «Science», нейробиологи должного внимания им не придали.

В 70-е годы прошлого века советские ученые, изучая повреждения различных участков мозга у крыс и собак, установили, что по краям раны нервные клетки размножаются и появляются новые нейроны. Тем не менее нервная ткань в области травмы полностью не восстанавливалась.

В начале 1980-х годов американский нейробиолог Фернандо Ноттебом, исследуя головной мозг самцов канареек, обнаружил, что те отделы, которые отвечают за песенный репертуар, весной, когда птицы пытаются привлечь пением самок, расширяются, а позднее – сжимаются. Происходят эти явления, соответственно, за счет увеличения и сокращения количества нейронов.

Кстати, «усыхая», мозг теряет и свои песни, и их приходится разучивать заново.

Выходит, что у многих видов животных потенциал для восстановления тканей мозга все же имеется. Но в отношении человека этот вопрос решен не был, и большинство ученых склонялись к пессимистическому прогнозу.

Наконец, в 1985 году разобраться с этой проблемой попытался американский нейробиолог Пашко Ракич. Для этого он изучил сотни образцов мозга ближайшего по эволюционной лестнице человеческого предка – обезьян. Вывод, сделанный ученым на основании полученных результатов, был категоричен: «Ни у одного из взрослых животных в головном мозге не удалось найти даже одной новой клетки с морфологическими особенностями нейрона».

Но в 1998 году немецкий биолог Эберхард Фукс и американский психолог Элизабет Гоулд заявление Ракича опровергли.

Они тоже изучали мозг обезьян. Но в своих исследованиях для маркировки новых нейронов применили бром-деоксиуридин, молекулы которого при делении клеток встраиваются в структуру ДНК. И если в головном мозге подопытного животного позднее появляется измененная ДНК, значит, в нем произошло деление клеток и появились новые нейроны.

И, действительно, спустя всего несколько часов после введения препарата в мозге животных обнаружились новые нейроны. Было также установлено и место, где они рождались. Им оказался гиппокамп – отдел мозга, играющий ведущую роль в формировании памяти.

Однако этот эксперимент отнюдь не доказывал, что такой же механизм действует и в головном мозге человека. Потому что без быстрого вскрытия нельзя установить, что в головном мозге произошли определенные изменениях, в частности, появились новые нейроны.

Но на помощь исследователям пришел бром-деоксиуридин – тот самый препарат, который в своих экспериментах использовали Фукс и Гоулд. Оказалось, что это соединение применяется и в онкологических клиниках для контроля над ростом раковых клеток. Воспользовался этой особенностью препарата шведский нейробиолог Петер Эрикссон.

Получив разрешение на исследование головного мозга пациентов, умерших от рака, ученый в конце 1998 года обнародовал сенсационный результат: в гиппокампе больных людей каждый день вплоть до их смерти возникало от пятисот до тысячи нейронов.

Теперь ученым остается лишь понять, какие факторы влияют на этот процесс. И это очень важно для лечения болезней, связанных с патологией мозга.

Ведь зная, почему в гиппокампе появляются новые нервные клетки, ученые смогут заставить обновляться и другие части мозга. А это, в свою очередь, поможет справиться с некоторыми болезнями мозга и последствиями его травм.

И хотя факторы, стимулирующие появление новых клеток, пока не установлены, зато ученые в опытах над обезьянами выяснили, что возникновение молодых нейронов подавляет даже незначительный стресс.

Кстати, в отдельных опытах ученым удавалось наблюдать рост нейронов не только в гиппокампе, но и в других частях мозга. И если удастся понять, что за механизм приводит к появлению здесь новых нейронов, станет ясно, почему при болезнях Альцгеймера и Паркинсона эта программа не работает.

«РЕМОНТИРУЕТСЯ» МОЗГ

Многие психические заболевания связаны с тем, что в каком-то определенном участке мозга происходят патологические изменения, в результате чего он перестает нормально функционировать.

Если нечто подобное происходит с другими органами, например, с сердцем или печенью, на помощью приходит трансплантация. Но в случае с хранилищем разума и мыслей осуществить такую операцию очень и очень сложно, по крайней мере в настоящее время. И тем не менее идея трансплантации постоянно находится в поле зрения ученых.

Так, еще в 1962–1963 годах академик Л. Полежаев и его сотрудница Э.Н. Карнаухова осуществили пересадку кусочка перетертой в бесклеточную массу нервной ткани от одной крысы к другой. Опыт прошел успешно – поврежденная ткань мозга животного восстановилась.

Десятилетие спустя подобные операции делали уже во многих странах мира, правда, использовали для этих целей нервную ткань не взрослых животных, а зародышей. В этом случае нервная ткань не отторгалась, а приживлялась и соединялась с нервными клетками мозга хозяина в нормально функционирующие нервные структуры.

Но такие операции до последнего времени проводились исключительно на животных. Впрочем, и ученые из Лондонского института психиатрии тоже сначала провели свои эксперименты на крысах.

Подопытная крыса в лаборатории

Вызвав инсульт у нескольких сотен этих грызунов, исследователи ввели в их мозг измененные методом генной инженерии нервные клетки от очень ранних мышиных эмбрионов. Эти «полуфабрикаты» нейронов самостоятельно нашли поврежденные участки в мозгу, осели там, развились в настоящие нейроны и стали выполнять ту же самую работу, которую делали их отмершие предшественники. В результате поведение подопытных крыс нормализовалось. При этом измененные мышиные клетки после их превращения в нейроны теряли способность делиться, и тем самым устранялась опасность возникновения опухоли мозга.

Большим сюрпризом стал для ученых тот факт, что даже те мышиные клетки, которые были введены сравнительно далеко от места повреждения, самостоятельно преодолевали путь до него и оседали там, где требовалась замена отмершим клеткам. И затем они превращались именно в тот сорт клеток, который требовался для «ремонта».

Чуть позже такие же опыты были проведены и на обезьянах. Итог тот же, что и в экспериментах с крысами: животные выздоровели.

Почему это происходит и какие механизмы участвуют в этом процессе, пока не известно. Предполагается, что поврежденный участок мозга выделяет некие химические вещества, привлекающие сюда будущие нейроны.

Столь долгий путь к лечению человеческого мозга с помощью трансплантации наконец к началу 90-х годов XX столетия увенчался первыми успехами. Именно в этот период шведские хирурги показали, что облегчить страдания пациентов, пораженных болезнью Паркинсона, можно, введя в их мозг кусочки нервной ткани от погибших человеческих эмбрионов.

Благо, эти кусочки не отторгаются, так как, во-первых, иммунная система мозга вообще менее активна, и, во-вторых, клетки от ранних эмбрионов еще не имеют четких признаков своего организма и могут приниматься другим организмом за собственные нейроны.

Этот способ лечения был испытан на сотнях больных пациентов, и во многих случаях – с замечательными результатами. Правда, каждая операция требовала материала от нескольких эмбрионов, причем погибших на определенной стадии развития, поэтому широкого применения этот метод не нашел.

Чтобы обойти эту сложность, английские исследователи использовали клетки, которые сравнительно легко получить в любой лаборатории и в любых количествах.

Сейчас во многих лабораториях ведутся генно-инженерные опыты с клетками ряда животных. Ведь учитывая, что мышиные клетки успешно «срабатывали» на крысах и мартышках, ученые предполагают, что, возможно, и человеку не понадобятся клетки представителей своего собственного вида. Например, если не «подойдут» те же мышиные клетки, то, может быть, удастся подобрать подходящие обезьяньи.

«ЗАПАСНЫЕ» НЕЙРОНЫ

Мозг, как известно, – структура довольно хрупкая, тем не менее иногда она демонстрирует примеры высочайшей пластичности и устойчивости. Особенно наглядно это доказывают случаи, когда в результате травмы или болезни разрушается значительная часть мозга, а человек продолжает не только жить, но и ведет активную жизнь.

С подобным случаем столкнулись американские врачи Ян Брюэль и Джордж Олби. В 1957 году они провели успешную операцию по удалению у 30-летнего больного правого полушария. И, к удивлению самих хирургов, а также многих известных нейробиологов, после операции пациент не только быстро пошел на поправку, но и не утратил своих умственных способностей.

Такого же рода история произошла и с известным французским микробиологом Луи Пастером, который в 1869 году, в возрасте 46 лет, был поражен апоплексическим ударом, приведшем к параличу половины тела. Впоследствии, по некоторым сведениям, ученый перенес еще 27 микроинсультов.

Луи Пастер создал и возглавил научно-исследовательский институт микробиологии

И хотя последствия инсульта у него остались на всю жизнь, тем не менее ученый продолжал активную научную деятельность еще в течение 26 лет. За эти годы он разработал методы профилактической вакцинации против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). А в 1888 году Луи Пастер создал и возглавил научно-исследовательский институт микробиологии.

Но такие случаи – редкость. Чаще всего последствия инсульта человек ощущает всю оставшуюся жизнь. И лишь 20 % больных возвращаются к своей прежней работе, да и то лишь в том случае, если инсульт случился в молодом или среднем возрасте. Если же апоплексический удар настигает в зрелом возрасте, последствия становятся более серьезными. И чем старше человек, тем больше времени ему требуется, чтобы оправиться от последствий инсульта. А после 60–70 лет наступивший после инсульта паралич половины тела может стать приговором на всю оставшуюся жизнь.

Однако в последние годы изучение механизмов нейрогенеза – возникновения новых нервных клеток в головном мозге взрослых животных – позволило ученым сделать настоящий прорыв в борьбе за человеческий мозг.

Дело в том, что профессор анатомии и нейробиологии Калифорнийского университета Джеймс Фаллон разработал оригинальную теорию, согласно которой в каждом органе человеческого тела имеются своеобразные «запасные» клетки, которые начинают делиться лишь в особых, критических для организма случаях. Фаллон назвал их «спящими» клетками.

Появляются они еще у эмбриона. И пока зародыш развивается, клетки эти делятся и мигрируют по всему организму, «оседая» в самых разных тканях: эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной.

И хотя после рождения ребенка количество «спящих» клеток значительно уменьшается, они, однако, присутствуют в каждом органе. В том числе и в мозге.

Но если эти клетки «разбудить», они станут активно делиться, и в конце концов их появится столько, что хватит на то, чтобы заменить поврежденные клетки мозга. А это, в свою очередь, позволит травмированному участку восстановить утраченные функции.

Вопрос заключался лишь в том, как разбудить «спящие» клетки. И как раз-то Джеймс Фаллон и нашел способ активизации этих «дремлющих» нейронов.

В эксперименте это выглядело следующим образом. Сначала у взрослых крыс были повреждены те участки мозга, которые отвечают за движение. После того как крысы потеряли подвижность, им ввели особый протеин, так называемый «фактор роста». И через некоторое время грызуны снова стали двигаться.

Но если в работе с крысами ученые на большинство возникающих вопросов ответы находили довольно быстро, то с человеком ситуация оказалась намного сложнее.

Так, например, исследователи пока не знают необходимую человеку дозу протеина. Известно только, что передозировка может повлечь за собой непредсказуемые последствия.

Но можно быть уверенными, что рано или поздно, но объем оптимальной протеиновой инъекции будет установлен, и люди, страдающие болезнями головного мозга и даже просто травмами позвоночника, обретут шанс на выздоровление и полноценную жизнь в будущем.