Мозг. Такой ли он особенный?

Уже в 2006 году, зная правила нейронного шкалирования, мы могли выполнить некоторые предварительные вычисления. В нашем распоряжении были уравнения, связывающие число нейронов в мозге грызунов с его массой и с массой тела, поэтому мы уже могли оценить, что мозг грызуна, если бы он состоял из 100 миллиардов нейронов, как мозг человека, должен был весить больше 30 кг при массе тела более 80 тонн[92]. Другими словами, если бы мы были грызунами, то имели бы габариты синего кита и располагали немыслимо огромным мозгом, который рисковал расплющиться под собственной тяжестью. В сравнении с этой страшной картиной, тот факт, что мы можем носить наш вес на двух тонких ножках, ходить по грешной земле и иметь в голове мозг достаточно скромных размеров, уже создает впечатление нашей исключительности.

Однако сравнение человека с существом, каковым он не является, и сделанный на основании абсурдного умозаключения вывод о нашей исключительности не относятся к науке. Это сравнение лишь показывает то, что мы знали и до этого, а именно что мы – не грызуны. У нас нет гигантских резцов, мы лишены когтей, а наши глаза не находятся на боковых поверхностях головы. И даже несмотря на то, что мы относимся к группе животных, родственных грызунам больше, чем другим млекопитающим, мы все же ближе к животным нашей таксономической группы, животным, обладающим бинокулярным зрением, пятипалыми кистями с пальцами, снабженными ногтями и способными двигаться независимо друг от друга. Короче, мы – приматы.

Корректным, таким образом, было бы сравнение нашего мозга с мозгом наших собратьев – других приматов. Это было в 2007 году, когда мы уже знали правила нейронного шкалирования, которым следует устройство мозга приматов. Соответственно, надо было ответить на следующий вопрос: учитывая среднее число нейронов в мозге человека, имеет ли он именно тот размер, какой можно предсказать для типичного мозга приматов с таким числом нейронов, или он на самом деле особенный – чрезвычайно большой или, наоборот, чрезвычайно маленький?

Если бы мы еще знали, сколько нейронов содержится в мозге человека…

Растворение человеческого мозга

В нашем сотрудничестве с патолого-анатомическим отделением Федерального университета в Рио, по ходу работы с определением клеточного строения человеческого мозга, возникли технические трудности. Те экземпляры мозга, которые мы могли получить, были чрезмерно зафиксированы в результате многолетнего хранения в растворе формальдегида. Эта длительная фиксация приводила к высокой концентрации альдегидов в ткани, вследствие чего ядра всех клеток флуоресцировали в зеленом и красном спектре еще до того, как мы могли окрасить их, чтобы определить, какие клетки были нейронами. Чтобы избавиться от альдегидной флуоресценции, я перепробовала множество методик, часть которых была как будто позаимствована из книги кулинарных рецептов: я кипятила ядра в лимонной кислоте, помещала их в микроволновую печь, снова и снова промывала их самыми разнообразными растворами. Я пыталась отбелить их, облучая светом разных длин волны. Ничто не помогало. Каждый раз, когда я помещала ядра под микроскоп, они издевательски улыбались мне во всем своем флуоресцентном великолепии, препятствуя всяким попыткам использовать окрашенные антитела для определения, какие из этих ядер принадлежали нейронам.

Решением стал отказ от такого метода: мы признали неосуществимость работы с зафиксированным мозгом и ухватились за возможность вступить в сотрудничество с группой под руководством Леи Гринберг и Вильсона Джекоба Фильо, работавшей на медицинском факультете университета Сан-Паулу. Эта группа попутно занималась контролем выдачи свидетельств о смерти и располагала банком образцов мозга, организованным как подразделение центра по изучению старения. К тому времени Фредерико Азеведо, проходивший магистратуру в лаборатории Роберто Лента, попросился в нашу группу, изучавшую клеточное строение головного мозга, и, таким образом, наряду с Роберто я стала его наставницей. Фред начал работать вместе с Леей, Ренатой Лейте, Ренатой Ферретти-Ребустини, Жозе Марселом Фарфелом и Вильсоном Джекобом Фильо – короче, с командой из Сан-Паулу. Фреду удалось убедить их фиксировать предназначенные для нас образцы мозга не слишком сильно, щадящим способом – перфузией мозга параформальдегидом через сонные артерии, вместо погружения извлеченного мозга в раствор формальдегида (это стандартная процедура фиксации в банках головного мозга). Фред обнаружил, что если после перфузии мозга он на несколько дней погружал его в фиксирующий раствор, то мог после этого превращать мозг в суп и выделять целехонькие ядра, способные реагировать с NeuN-антителами, но еще не светящиеся.

Мы могли работать дальше.