100 великих загадок современной медицины

Однако новейшие приборы, позволившие заглянуть в недоступные прежде глубины мозга, заставили нас переменить взгляд на происходящее там. Ведь те самые клетки глии, на фоне которых, считалось прежде, как молнии, сверкают мысли, те клетки глии, что, казалось, лишь обволакивают и защищают нервные клетки – нейроны, играют совсем не ту роль, что отводилась им ранее. В последние полтора десятилетия ученые всё чаще убеждаются в том, что эти статисты вовсе не согласны с навязанными им неприметными ролями – они участвуют в чем-то более важном.

До недавнего времени клетки глии можно было исследовать лишь in vitro, то есть вне живого организма, – в специально приготовленных срезах головного мозга или в клеточных культурах. Лишь благодаря двухфотонным лазерным микроскопам у нас появилась возможность увидеть живую ткань мозга, наблюдать за ней in vivo — в естественных условиях, ведь эти приборы всматриваются на миллиметр в глубь мозга, то есть в 20 раз глубже, чем прежде.

Нам, привыкшим быть мерой всех вещей, этот миллиметр кажется чем-то неосязаемым. Однако, переносясь в глубь головного мозга ровно на один миллиметр, мы проникаем уже в кору мозга, а это самая интересная его часть, средоточие высшей нервной деятельности. И именно здесь, наряду с нейронами, находятся все известные нам типы клеток глии.

Имеются три основных типа этих клеток: олигодендроциты, астроциты и микроглиальные клетки (микроглия). Первые изолируют нервные волокна, словно оболочка кабеля изолирует провод, по которому течет ток.

Другой тип клеток – астроциты – самый многочисленный и наиболее важный. Считалось, что они снабжают нейроны питательными веществами. Но их роль, как выясняется, гораздо важнее. Без них головной мозг не мог бы нормально работать. Когда ученые заглянули в глубь мозга, они увидели, что между астроцитами и нейронами налажено тесное сотрудничество.

Между астроцитами даже передаются сигналы – только не электрические, как между нейронами, а биохимические. Они «переговариваются» при помощи глутамата – важнейшего медиатора, используемого клетками мозга. Нейроны легко понимают тот язык, на котором общаются астроциты. Между теми и другими клетками ведется настоящий диалог. Это означает, что астроциты оказывают влияние на нейрональную активность и, стало быть, могут участвовать в передаче информации в нашем мозге. До сих пор это считалось привилегией нейронов.

Возможно, этот механизм играет роль при эпилепсии, когда в какой-то части головного мозга пациента все нейроны вдруг возбуждаются абсолютно синхронно. Человек теряет контроль над собой и начинает биться в болезненных судорогах – его настигает приступ «падучей». Так, может, причину болезни надо искать в тех таинственных клетках глии, что обволакивают нервные волокна отовсюду, дирижируя ими?

Не менее интересны и еще одни клетки глии – микроглиальные клетки. По своему происхождению они разительно отличаются от нейронов или астроцитов, ведь они не являются частью нервной ткани, а состоят в родстве с клетками иммунной системы. В центральной нервной системе они и выполняют функции иммунных клеток. Ранее предполагалось, что в здоровом мозге микроглиальные клетки пребывают в своего рода спячке. Активизируются они, лишь когда мозг заболел – когда он поражен инфекцией, разбит инсультом или страдает от нейродегенеративного заболевания, например болезни Альцгеймера или Паркинсона.

Однако реальность оказалась иной. Так, ученые из Института медицинских исследований в Гейдельберге в опытах с живыми мышами убедились, что в здоровом мозге зверьков микроглиальные клетки не бездействуют. Наоборот, они, словно облако, постоянно меняют свои очертания. Через каждые несколько минут у них появляются новые отростки, напоминающие щупальца. Клетки поводят ими, словно осязая пространство, окружающее их. Вот они сжимаются вокруг отмершего клеточного материала, выносят его, как мусор, а затем отростки снова втягиваются – и вот их уже не видно.

Фотографии, сделанные при помощи двухфотонного микроскопа, показывают, что микроглиальные клетки своими «щупальцами» дотрагиваются до всего, что их окружает, – до астроцитов, нейронов, кровеносных сосудов. Они как будто проверяют, исправны ли эти клетки и сосуды. Если их и сравнивать со «скорой помощью», готовой приехать по вызову, то это такая «скорая помощь», которая уже позвонит вам в дверь, когда вы только направитесь, чтобы вызвать ее по телефону. Микроглиальные клетки постоянно следят за состоянием ткани мозга, чтобы, например, в случае инсульта быстро вмешаться.

Зеркальные нейроны играют ключевую роль в понимании действий, совершаемых другими