К концу 60-х годов было еще неясно, как действуют, например, допамин, норадреналин и серотонин в качестве трансмиттеров в центральной нервной системе. Заслуга другого Нобелевского лауреата Пола Грингарда (Р. Greengard) состоит в том, что он разгадал основополагающие молекулярные феномены, происходящие на местах контактов нервных клеток – синапсов. Прежде всего, его интересовали так называемые, медленные синапсовые передачи. Они играют важную роль в функциях центральной нервной системы и влияют, например, на настроение и внимание.
Как установил Грингард, медленные синапсовые передачи тесно связаны с реакциями, называемыми фосфорированием. При этом связь фосфатных групп с молекулой изменяет ее форму и функции. Ученый наблюдал, что допамин вызывает в клетке биохимический каскад, который влияет на многочисленные протеины, а также и на молекулярные щели, называемые ионными каналами. Через эти каналы, сосредоточенные в клеточной мембране, в клетку могут проникать определенные ионы, например, кальций, в результате чего в синапсах выделяется повышенное количество переносчиков информации – трансмиттеров. Это ведет к изменению электрического потенциала и, тем самым, к изменению уровня активности нервной клетки – со всеми последствиями для функций мозга.
Фосфорирование протеинов играет важную роль в феноменах, которые разгадал третий Нобелевский лауреат 2002 г. Эрик Кандел. Ему удалось перекинуть мост между элементарными молекулярными процессами и высшими функциями головного мозга, такими как обучение и память.
Основополагающие феномены биологии принято первоначально фиксировать на простых организмах. Кандел взял в качестве модели улитку «морского зайца» (Aplysia depilans). Ее организм состоит «всего» из 20000 нервных клеток. Реакция этого моллюска (рефлекторное втягивание жабр) на определенные раздражения очень наглядна, что дало возможность Канделу наблюдать и познавать процессы обучения, происходящие затем и в более сложных организмах. Было подтверждено тем самым, что процесс прохождения сигнального амилоидопротеина АРР через синапсы связан с обучением. В тончайших экспериментах ученому удалось изучить память на приобретенные моторные способности. Даже слабые раздражения вели к кратковременной памяти, содержание которой остается в мозге на период от нескольких минут до нескольких часов.
При повторении раздражения организм улитки реагирует сильнее – очевидно, он научился отвечать на опасность. Если моллюск подвергнуть такому раздражению многократно, накопленный опыт поведения переходит в долговременную память, удерживающую информацию уже на период до нескольких недель. Как установил Кандел, это связано не с изменением уже имеющихся протеинов, а с синтезом новых, которые проникают в ядро клетки, вызывают там процесс считывания информации с определенных генов и перевода ее в белок. В итоге синапсы изменяют свои свойства.
К ЗАСЛУГАМ КАРЛССОНА ОТНОСИТСЯ НЕ ТОЛЬКО УСТАНОВЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕДОСТАТКА ДОПАМИНА НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА, НО ТАКЖЕ И НА ПОВЕДЕНИЕ ДРУГИХ ПЕРЕНОСЧИКОВ СИГНАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ.
Раскрытие механизма приема и накапливания информации в нейроновых сетях на молекулярном уровне дало возможность ученому сделать далеко идущие прогнозы, которые, как он считает, могут привести к созданию основ для получения фармацевтического средства борьбы с болезнями старости и, в частности, БА и БП. Потребность в средстве, благодаря которому можно поднять и увеличить потенциал памяти и улучшить процесс обучения, интенсифицировав освоение поступающей информации, не ограниченна. В 2003 г. в прессе промелькнул целый ряд сообщений о том, что под руководством Кандела разработан препарат, который помогает, по меньшей мере у мышей, задержать процесс потери памяти. К этому следует отнести и замечание самого ученого о надежде получить такое же средство для человека: «Через 5 лет будет разработана «пилюля памяти». Газеты мгновенно запестрели сообщениями, в которых журналисты со свойственным им богатым воображением называли будущий медикамент «виагрой для мозга». Прошло 10 лет со дня заявления великого ученого, но ожидаемую пилюлю миллионы страдающих так и не увидели. А новые награды и новые имена нобелевских лауреатов с их новыми открытиями по-прежнему будоражат сознание и воображение как простого обывателя так и специалистов, хотя и в разной степени восприятия.