Нейрогенез взрослых – это механизм, позволяющий особям, а значит, в конечном итоге их виду гибко приспосабливаться к новым обстоятельствам. Это выгодно, но для чего? И если успешные особи передают своим потомкам эту особую гибкость по эпигенетическому механизму, то, чтобы получить преимущество в следующем поколении, не требуется изменений в последовательности генетической информации, нужно лишь передать информацию о том, как считывать и использовать ту же последовательность. Эпигенетическое наследование – это не то же, что наследование генетической последовательности оснований, но оно влияет на успех выживания и, если угодно, искажает классическую дарвинистскую картину.
Пластичность, а тем более в форме нейрогенеза взрослых, не вошла в концепцию эволюционной теории. Это большое мысленное испытание для ее классического варианта – что опыт может передаваться из поколения в поколение не только когда родители, основываясь на собственном опыте, регулируют поведение детей. Даже эту идею интегрировать уже достаточно сложно. Нет, опыт также передается из поколения в поколение совершенно непосредственно, когда передаются эпигенетические предпосылки.
Прошу заметить, что это еще не продемонстрировано и не доказано. Роль эпигенетики в регуляции нейрогенеза взрослых посредством активности точно нам пока что неизвестна. Но гипотеза напрашивается.
Конечно, эпигенетические изменения, накопленные в нейронах в зависимости от опыта, никоим образом не передаются напрямую. Два поколения связывает между собой только одна клетка, и это оплодотворенная яйцеклетка. Как же эпигенетическое изменение, связанное с опытом, попадает в половую клетку? Мы не знаем, поэтому еще рано хоронить по частям теорию эволюции или возводить на пьедестал Ламарка в качестве нового старого героя. Скорее здесь просто опять открывается новый аспект, который обогатит дискуссию. В разговорах об эволюции всегда быстро накаляются эмоции, хотя лучше было бы трезво и с некоторым смирением рассмотреть этот вопрос как задачу. В абсолютном значении мы знаем немного. Больше, чем раньше, но все еще мало. Новые отдельные факты часто только усложняют картину.
Как бы то ни было, нейрогенез взрослых сделал гиппокамп млекопитающих гораздо более гибким, чем у других животных. Вопреки представлениям критиков прошлого, наша зубчатая извилина так эффективно функционирует не несмотря на это явление, а благодаря ему. Поскольку гиппокамп имеет столь существенное значение для многих сугубо человеческих способностей, это лишь маленький шаг к утверждению о том, что нейрогенез взрослых был решающим элементом в эволюции нашего мозга и помогает объяснить наш «успех»
.
Послесловие
На данный момент вышло около 10 000 научных публикаций о нейрогенезе взрослых. В этой книге мы рассмотрели лишь немногие из них. О чем говорится в остальных?
Есть несколько областей, которые мы здесь вообще не обсуждали. Например, сейчас уже очень много известно о том, как именно протекает развитие нейрона в мозге взрослого организма. Существенная часть лично моей работы связана с деталями этого процесса и с генетически обусловленными различиями в нейрогенезе взрослых. Появилась возможность соотнести отдельные этапы развития нейрона с молекулярными механизмами, где наблюдается сложнейшее взаимодействие. Проведен подробный анализ того, на каких этапах в процесс этого развития вступают механизмы регуляции, а также что именно, собственно, здесь означает регуляция. Таким образом, сегодня можно установить связи с биологией развития и молекулярной биологией. И сделать предстоит еще очень много.
Кроме того, подробно описаны и измерены связи, в которых задействованы новые клетки, стало известно, как новые нейроны интегрируются в сеть и каков их функциональный вклад на этом уровне.
На сегодня самая горячая тема – наблюдение за работой клеток прямо в мозге с помощью крошечных микроскопов. Это не только чудо миниатюризации, микроскопной техники и анализа данных; нужно учитывать, что, чтобы такие данные имели осмысленное применение, подопытное животное практически не должно пострадать. Нервные клетки очень чувствительны.
А еще есть тысячи исследований, которые заполняют маленькие и большие пробелы и где прежде известные вещи рассматриваются в новых сочетаниях или ставятся под вопрос сделанные ранее предположения. Так из новой и избыточной информации, из больших и малых исследований, из стандартных процедур и нестандартного мышления, сомневаясь и отступая назад, ученые формируют большую картину. И так постоянно возникают новые противоречия и новые вопросы. Но полотно сплетается все плотнее и плотнее. Плоды научной революции стали частью жизни.
Путь от крыс Альтмана и канареек Ноттебома к нашему сегодняшнему знанию о роли новых нейронов в деятельности мозга и успешном старении был длинным, но не слишком долгим – всего 50 лет. Мы даже подозреваем, что эти новые нейроны, возможно, причастны к успеху, какого достигли «мы, млекопитающие», в первую очередь грызуны и люди, решая задачи, которые в самых разных формах на всей Земле ставит перед нами жизнь. Благодаря своей зубчатой извилине мы чрезвычайно гибки и невероятно хорошо приспосабливаемся. Возможно, новые нервные клетки – это и есть ключ к нашей способности, будучи индивидами, ориентироваться в мире с помощью собственного опыта и деятельности, создавать и сохранять свой уникальный мозг и формировать автобиографическую память – основу личности. Этого вполне достаточно, чтобы продолжать заниматься ими. А с чисто практической точки зрения – еще один хороший повод вести активную жизнь.
Оставайтесь в движении!
Благодарности
Возможность заниматься свободными исследованиями – большая привилегия. Как-то раз, когда мы вели одну из наших дискуссий, из которых как будто сами собой рождались замечательные озарения (по крайней мере, такова была наша цель), мой учитель Фред Гейдж в восторге воскликнул: «I cannot believe that we even get paid for this!» («Неужели нам за это еще и платят!»). Большинство «настоящих ученых» к деньгам относится очень прагматично, а работать их побуждают грызуны. Поэтому они редко находят общий язык с экономистами, которые пытаются оценивать исследования совершенно иначе. Ученому глубоко чужд экономический взгляд на познание, что не исключает, что он с радостью примет хорошую зарплату или успешно поучаствует в коммерциализации какого-нибудь открытия. Но главным для него (или для нее) останется глубочайшее удовлетворение и то неповторимое чувство, когда вступаешь на неизведанную землю. Когда понимаешь: до тебя это никому в голову не приходило! Ты здесь первый! Это знаменитое эвристическое переживание, которых даже хорошему исследователю с удачной карьерой выпадает мало. Многие, в том числе прекрасные ученые, уходят на пенсию, довольствуясь лишь скромными озарениями.
Сегодня я работаю в одном из исследовательских центров Объединения имени Гельмгольца (HGF) – Немецком центре нейродегенеративных заболеваний (DZNE). HGF отличается от Общества Макса Планка или Немецкого научно-исследовательского сообщества, в частности, тем, что здесь ведут «программы исследований». В число восемнадцати центров этого объединения входит, например, Германский центр авиации и космонавтики в Кёльне, который отправил Александра Герста
[40] на Международную космическую станцию или участвовал в постройке спускаемого аппарата Philae, Институт имени Альфреда Вегенера, управляющий полярной станцией Neumeier и исследовательским судном Polarstern, и Немецкий центр раковых исследований в Гейдельберге – флагман в изучении здоровья. Идею программы исследований часто понимают ошибочно, говоря, что «в Гельмгольце» наука менее свободна, чем, например, в университетах. Но все не так просто. Рамки, которые задает программа, также могут раскрепощать. Бывший президент HGF, Юрген Млинек, сказал по этому поводу, что наука «вдохновляется трансляционными исследованиями»
[41]. Мне нравится это высказывание, потому что именно так я вижу свою работу. Я учился медицине и по-прежнему считаю себя врачом, хотя больше не ухаживаю за пациентами. Я знаю, что мои исследования опосредованно имеют для медицины огромное значение. Взаимосвязь между структурой и функцией мозга, пластичность, очень важна для нашего понимания того, как он функционирует и не функционирует в здоровом состоянии и в случае болезни. Как изменяется этот орган в результате использования? Что, собственно, происходит с ним в старости и как он реагирует на болезнь или вообще даже просто на «жизнь»? Как он изменяется в случае прямой травмы или дегенерации? Как и чему его структура «учится» в ситуациях, в которых он оказывается?
