100 великих загадок современной медицины

Впрочем, среди самих ученых нет единого мнения по этому поводу. Немало специалистов сомневается в том, что, занявшись пересчетом клеток и синапсов, мы поймем что-то важное в сути мыслительного процесса. Так, опытный библиотекарь, записав, как расставлены книги на полках, сколько всего полок, сколько книг, какого цвета их обложки и какова конструкция стеллажей, вряд ли сумеет по собранным данным сказать, сколько вверенных ему «единиц хранения» осмысляет исторический опыт России в XIX веке, а сколько – посвящено краеведению.

Одна из главных проблем, признают сами исследователи, заключается в том, что мы не можем четко разграничить отдельные структуры мозга. Их функции частично перекрываются. Это все равно что печень, прибегнем к анатомическому сравнению, станет вдруг сокращаться, как сердце, взяв на себя часть его обязанностей. Трудно представить такое. Но в различных отделах мозга нечто подобное совершается сплошь и рядом. «Печень» переплетается с «сердцем», «легкие» – с «почками». Или, обходясь без метафор, отметим, что в одной и той же точке мозга могут сходиться нервные волокна, ведущие из самых разных его отделов. Да, есть очевидная связь между анатомией мозга и его динамикой. Если мы будем знать, как обустроены нейрональные сети головного мозга, то можем предсказать, как он работает. Но ни один анатом не в состоянии пока распутать все эти хитросплетения нейрональных сетей, отыскать, что чему принадлежит.

Итак, цель участников проекта «Connectom» — это полное сканирование головного мозга человека. Однако при тех технологиях, которыми мы располагаем, подобная задача будет выполнена очень и очень не скоро.

До сих пор лишь одна-единственная группа исследователей отважилась создать трехмерную картинку головного нервного узла, на которой были бы отображены все клетки и синапсы. Разумеется, речь не идет о мозге человека. Подобной чести был удостоен крохотный червь Caenorhabditis elegans.

Ученым из Кембриджского университета удалось установить, что нервная система червя устроена очень просто. У него имеются 302 нервные клетки. Схема их соединения у каждого червя одинакова. Теперь мы точно знаем, какие нейроны нужны червю, чтобы ощущать запахи, осязать или чувствовать жару; нам известны все его синапсы.

Однако расшифровка даже этой примитивной схемы заняла долгих четырнадцать лет. Подсчитано, что при таких темпах понадобилось бы 3 миллиона человеко-лет, чтобы так же подробно описать участок полушария мозга человека длиной всего два миллиметра. Общий же объем информации, хранящийся в человеческом мозге, превышает (!) объем информации, накопленной всеми компьютерами мира.

Не случайно участники проекта «Connektom» предпочитают пока «теорию малых дел» – небольшие, но выполнимые в обозримом будущем задачи, приближаясь к непостижимой тайне мозга со скоростью, которая удивит самых медлительных улиток и черепах.

«Connektom» находится на переднем фронте науки, но вот постановка работы во многом старомодна, как признают участники проекта. Даже его идея вызывает отторжение у многих ученых, занимающихся проблемами мозга. Вот типичное мнение оппонента. «Я настроен скептично. Сторонники проекта ожидают, что, анализируя нервные соединения, нам удастся понять, как работает мозг, но пока мы очень-очень далеки от этого. Мы не понимаем даже самых простых вещей, как, например, мозг накапливает информацию. Кроме того, мы не учитываем, насколько же индивидуально разнится головной мозг отдельных людей» (Кристиан Элгер, невролог, клиника Боннского университета).

Разумеется, сама по себе «дорожная карта», то бишь схема соединений всех нейронов мозга, не раскроет окончательно его тайн. И все же, по мере сканирования мозга, нас ждет немало открытий. Полная расшифровка генома тоже позволила узнать поразительные вещи. Разве мы могли подумать, что у нас, людей, наберется лишь немногим больше генов, чем у мухи дрозофилы, хотя мы-то всегда считали, что по уровню развития гораздо выше ее?

…С появлением новых технологий все больше специалистов, занятых исследованием мозга, охвачены настоящей эйфорией. Так что же предстанет нам на новой, необычайно подробной карте мозга, которую предстоит создавать десятилетиями? Какие важнейшие пути распространения нервных импульсов проступят на ней сквозь белые пятна, все еще здесь остающиеся? Наука о мозге переживает новый подъем. Как генетика – пятнадцать лет назад, когда завершалась расшифровка генома. Как астрономия – двадцать лет назад, когда космический телескоп имени Хаббла заглянул в даль Вселенной и увидел множество объектов, не различимых прежде.

Пирамидный нейрон коры головного мозга