Наука о судьбе. Почему ваше будущее более предсказуемое, чем вы думаете

Нет, я вовсе не предлагаю вам бить себя слабым электрическим разрядом каждый раз, когда вы проходите мимо булочной. И все же результаты исследований говорят, что окружающую среду и генетическую предрасположенность можно обмануть во благо будущих поколений, изменив эмоциональный отклик и даже наши генетические реакции на еду. Многообещающий эксперимент, посвященный употреблению алкоголя, предполагает, что аддиктивное или компульсивное поведение можно преодолеть и тем самым серьезно повлиять на жизнь миллионов людей.

Парадоксально, но факт: поняв, как программируются наши предпочтения и аппетиты, мы сможем использовать этот же механизм, чтобы менять черты характера, передаваемые из поколения в поколение. Также эпигенетика демонстрирует, что у эволюционных генетических изменений, на которые уходят тысячи лет, есть альтернатива, а между унаследованными нейронными связями и средой, в которой мы живем, существует очень сложная связь. Мы еще только начинаем понимать, как она устроена, и нам предстоит долгий путь к полному раскрытию ее потенциала. Однако, учитывая темпы научного прогресса, у нас есть основания надеяться, что однажды мы научимся преодолевать соблазн съесть пончик.

Эпигенетика – не единственная научная отрасль, дающая надежду на решение проблем человеческого питания. Есть и другие технологические открытия, позволяющие понять, как мозг принимает решения, как работает мышление и как формируются эмоции. В первом десятилетии XXI века появилось одно из самых революционных направлений в этой области – оптогенетика. Я уверена, что люди, стоявшие у его истоков и внесшие значительный вклад в его развитие: Эрнст Бамберг, Эд Бойден, Карл Диссерот, Петер Хегеманн, Геро Мизенбек и Георг Нагель, – однажды получат Нобелевскую премию. Этот метод использует генную инженерию для контроля электрической активности нервной системы с помощью света и позволяет исследователям анализировать сложные микросхемы разума не только с точки зрения анатомии, но и функциональности. С помощью оптогенетики мы можем мгновенно и точно включать или выключать отдельные проводящие нейронные пути. Только лишь это демонстрирует, как в мозге генерируются сложные виды поведения – от любви до социальной тревоги или зависимости. В следующих главах мы еще вернемся к тому, как оптогенетика открыла беспрецедентное понимание психических расстройств, и рассмотрим, как оно повлияло на больных.

Пока же я хочу вернуться к вопросу, поднятому эпигенетическими исследованиями, о том, как дефицит питательных веществ до рождения человека влияет на его пищевые привычки во взрослом возрасте, а также на питание будущих поколений. Мы понимаем, что информация передается с помощью механизмов эпигенетической модификации, но по-прежнему не знаем, какие именно мозговые цепи поддерживают этот процесс. Может быть, в этом нам поможет оптогенетика?

С помощью оптогенетики и других технологий доктор Денис Бурдаков из лондонского института Фрэнсиса Крика выяснил, какие микросхемы мозга управляют нашими реакциями на потребление питательных веществ. Его лаборатория исследовала гипоталамус – небольшую структуру в промежуточном мозге, – который участвует в контроле таких базовых функций млекопитающих, как температура тела, жажда, голод и сон. Кроме того, в нем происходит экспрессия FTO-гена. Его вариации способны привести к тому, что человек не может удовлетворить свой аппетит, даже когда сыт. Такие люди, как правило, имеют избыточный вес.

В гипоталамусе находятся специфические нейроны, определяющие баланс макроэлементов в рационе. Они не столько следят за калорийностью пищи, сколько измеряют диетический баланс. Эксперименты Дениса показали, что эти нейроны помогают анализировать, достаточно ли в рационе мыши незаменимых аминокислот и других питательных веществ, в которых организм нуждается, но не умеет вырабатывать самостоятельно, а потому должен получать их из пищи. Завершив анализ, нервные клетки отправляют дофаминовый сигнал в систему вознаграждения. Этот отточенный молекулярный механизм действует на нейронные контуры по принципу двойного отрицания: пока в доступной пище недостаточно питательных веществ, мышь продолжает искать еду. И наоборот, при достижении правильного аминокислотного баланса животное почувствует сытость и прекратит есть. Вслед за этим гипоталамус посылает сигнал, призывающий ко сну. Раз больше не нужно добывать питательные вещества для организма, почему бы не отдохнуть? И, по-видимому, в этом процессе участвует FTO-ген.