Путеводный нейрон. Как наш мозг решает пространственные задачи

В отличие от других форм деменции, болезнь Альцгеймера разрушает систему пространственного восприятия задолго до появления симптомов. Это открытие дает надежду на то, что в диагностике болезни помогут тесты на восприятие пространства. Ранняя диагностика важна в свете появления новых методов лечения: они наиболее эффективны на первых этапах болезни. Современные методы диагностики, такие как магнитно-резонансная томография (МРТ), не выявляют начальные стадии, и некоторые исследователи считают, что состояние пациента лучше оценивать по результатам пространственных тестов.

Деннис Чан и группа нейробиологов из Кембриджского университета использовали тест пространственной памяти под названием «Четыре горы», чтобы выявить пациентов, у которых слабые когнитивные нарушения обусловлены болезнью Альцгеймера, а не другим, менее тяжелым поражением мозга. Испытуемым давалось восемь секунд, чтобы запомнить сгенерированное компьютером изображение ландшафта с четырьмя горами. Затем картинка заменялась на четыре других – оригинальную, но с другого ракурса, и три ложных. Задача состояла в том, чтобы определить оригинальную. Это требует способности запомнить форму и взаимное расположение гор и мысленно манипулировать ландшафтом – такое возможно только при неповрежденном гиппокампе. Люди с болезнью Альцгеймера, даже без каких-либо симптомов и ведущие активную жизнь, плохо справляются с этой задачей[381].

Группа Чана также разрабатывает тест на интегрирование по траектории, способность отслеживать свое перемещение в пространстве, за которую отвечают нейроны решетки в энторинальной коре. Поскольку болезнь Альцгеймера начинается именно здесь, прежде чем распространиться на гиппокамп, оценка способности интегрировать по траектории позволит врачам диагностировать заболевание на еще более ранней стадии, чем при проверке пространственной памяти[382]. Чан называет эту область мозга «отправной точкой патологии болезни Альцгеймера». В его тесте используется «иммерсивная» виртуальная реальность – испытуемый надевает шлем, который позволяет ему перемещаться по сгенерированному компьютером миру как по реальному. Цель – обойти три конуса, расставленные в виде треугольника. Каждый конус затем исчезает, а когда исчезнет третий, испытуемый должен вернуться в то место, где, по его мнению, стоял первый. Никаких зрительных ориентиров в этом виртуальном пространстве нет.

Люди с высоким риском развития болезни Альцгеймера полностью проваливают этот тест. «Их результаты просто ужасны – гораздо, гораздо хуже, чем у тех, у кого нет предрасположенности к болезни, – говорит Чан. – Они пытаются угадать [положение первого конуса], не имея представления, где находятся». Чан работал с сорока– и пятидесятилетними людьми, но он считает, что предрасположенность к болезни Альцгеймера проявится в тесте интегрирования по траектории еще раньше[383].

Надежный пространственный тест позволит диагностировать болезнь Альцгеймера по меньшей мере на десять лет раньше, чем это возможно теперь. С учетом того, что эффективных лекарств против этого заболевания не существует, возникает вопрос, захотят ли люди знать, что движутся к пропасти. Дело в том, что наступление болезни можно отсрочить, если достаточно рано начать с ней бороться. В основном это меры для поддержания общего здоровья: регулярные физические упражнения, отказ от курения, диета с низким содержанием холестерина, богатая овощами, жирной рыбой, с ограниченным количеством красного мяса и сахара. То, что хорошо для сердца, по всей вероятности, хорошо и для мозга.

Другой подход – использовать в качестве профилактики навыки навигации, отложив в сторону GPS и самостоятельно ориентируясь в окружающем мире. Это совершенно непроверенное средство защиты против болезни Альцгеймера, но о нем стоит подумать, поскольку пространственная навигация управляется теми отделами мозга, в которых появляются первые признаки заболевания, так что их тренировка, вероятно, обеспечит определенную защиту. «Это вроде физической формы, – говорит нейробиолог Вероник Бобот. – Если вы ничем не занимаетесь, ваши мышцы уменьшаются в объеме. То же самое происходит с мозгом. Пользуйтесь им, чтобы эти области не уменьшились».

Бобот и ее коллеги из Университета Макгилла в Монреале пытались понять, почему у некоторых людей с геном APOE 4, который ассоциируется с повышенным риском болезни Альцгеймера, до самой старости сохраняется здоровый мозг – в том числе полностью работоспособные гиппокамп и энторинальная кора. Исследователи обратили внимание на то, что этих людей отличает навигационная стратегия: они используют пространственный подход, с помощью гиппокампа и энторинальной коры формируя когнитивные карты окружающего мира. В отличие от них носители гена APOE 4 с уменьшенным количеством серого вещества в гиппокампе и энторинальной коре, для которых характерен повышенный риск развития болезни Альцгеймера, используют эгоцентрический подход, предпочитая знакомый маршрут[384].