Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

Чтобы реализовать все эти достижения, нам следует развивать соответствующие технологии. В истории науки есть много случаев, когда теоретические барьеры не могли преодолеть самые блестящие ученые – пока в их распоряжении не оказывались нужные приборы. Пещерный человек ни за что не разберется в устройстве механических часов, если у него нет отвертки. Точно так же и нейробиолог не разберется в устройстве мозга, если у него нет весьма изощренных приборов и инструментов. Сейчас наши технологии уже выходят на тот уровень, который соответствует задачам, стоящим перед нейробиологией, однако нам необходимо сделать наши методики во много раз мощнее.

Нужно создать научную среду, которая будет способствовать такому техническому прогрессу. Один из вариантов – браться за грандиозные и амбициозные проекты, которые будят воображение и мобилизуют интеллектуальные усилия. Скажем, можно поставить себе цель отыскать полный нейронный коннектом мышиного мозга с помощью электронной микроскопии или полный зональный коннектом человеческого мозга при помощи микроскопии оптической. Это проекты сравнимой трудности, поскольку они требуют сбора и обработки сопоставимых объемов информации. По моим оценкам, на осуществление каждого из этих проектов уйдет не меньше десятка лет упорного и напряженного труда. Оба коннектома станут бесценным источником данных для нейробиологов – подобно тому, как геномы стали незаменимым кладезем сведений для биологов.

Эти проекты будет весьма сложно осуществить, однако параллельно мы можем следовать и по более удобным тропинкам, срезая путь. Благодаря развитию технологий станет возможным быстро и недорого находить более простые коннектомы. По сравнению с великими задачами, изложенными выше, отыскать нейронный коннектом кубического миллиметра мозга человека или зональный коннектом мышиного мозга будет очень легко – мы сумеем проделать это в тысячу раз быстрее. Нахождение большого количества малых коннектомов поможет нам в исследовании индивидуальных различий и изменчивости.

Но зачем вкладываться в технологии будущего, если нам уже сейчас необходимо искать более эффективные методы лечения психических расстройств? Что ж, одно другому не мешает. В ближайшие несколько лет эти методы наверняка усовершенствуются, но я полагаю, что уйдет еще не одно десятилетие, прежде чем мы разработаем способы по-настоящему излечивать такие болезни. А поскольку эта битва будет продолжаться еще немало времени, следует уже сегодня делать разумные вложения, чтобы пожать их плоды в долгосрочной перспективе.

Возможно, вы скептически отнесетесь к предположению, что технология когда-нибудь разовьется настолько, что позволит быстро и недорого искать коннектомы. Перед тем, как стартовал проект «Геном человека», секвенирование всего человеческого генома тоже казалось почти неосуществимым делом. Коннектомика может выглядеть чем-то трудным и сложным, но есть четкое ощущение, что ее задачи вполне тривиальны по сравнению с более масштабными задачами нейронауки. Поскольку цель коннектомики сформулирована внятно и однозначно, мы сможем качественно и количественно оценить и успех, и степень приближения к нему. А вот более общая цель нейронауки – понять, как работает мозг, – определена лишь смутно. Даже специалисты не сходятся во мнении, что это означает. Как только цель четко поставлена, время, деньги и человеческие усилия, скорее всего, дадут продвижение вперед. Вот почему я убежден, что коннектомика достигнет своих целей, какими бы амбициозными те ни казались. Нам брошен вызов, и мы должны принять его, вот и всё.

* * *

Мальчишка смеялся, плещась в воде. Когда он вылез на берег, он спросил учителя: «Почему река течет?» Старик некоторое время молча глядел на послушника и затем изрек: «Земля говорит воде, как течь». По пути обратно в храм они переходили через шаткий подвесной мост. Ученик вцепился в руку наставника, посмотрел на поток, несущийся далеко внизу, и спросил: «Почему ущелье такое глубокое?» Когда они благополучно достигли противоположной стороны разлома, старик ответил: «Вода говорит земле, как двигаться».

На мой взгляд, поток внутри нашего мозга ведет себя точно так же. Река нейронной активности, текущая через наши коннектомы, управляет нашим восприятием настоящего, оставляя позади те впечатления, которые станут нашими воспоминаниями о прошлом. Появление коннектомики знаменует собой поворотный момент в истории человечества. Человека отличал от его обезьяноподобных предков, живших в африканской саванне, более крупный мозг. Мы применили его для того, чтобы разрабатывать технологии, которые дают нам невероятные, фантастические возможности. Рано или поздно эти технологии станут столь могущественными, что мы сумеем использовать их для того, чтобы познавать себя – и менять себя к лучшему.

Благодарности