Вскрытие мозга. Нейробиология психических расстройств

Моноаминовая система активируется импульсами из нейронов гипоталамуса, синтезирующих нейропептид орексин[49]. Последние получают возбуждающие сигналы от нейронов лимбической системы, супрахиазмального ядра («Главные часы» головного мозга), а также гипоталамических структур, анализирующих и регулирующих энергетический баланс. Отсюда следует, что бодрствование зависит от эмоционального состояния (лимбическая система), циркадных ритмов (супрахиазмальное ядро) и энергетического уровня организма. Из перечисленного сильнее всего от генетики и биологии зависят циркадные ритмы. За открытие молекулярных механизмов циркадных ритмов ученые из США Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг были удостоены в 2017 г. Нобелевской премии.

История этого открытия началась ещё в 1880 г., когда Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов, которое было подтверждено опытами со скрещиванием различных сортов фасоли, чьи циркадные ритмы отличались друг от друга. У гибридов длина периода отличалась от длины периода обоих родителей. Эндогенная природа циркадных ритмов была окончательно подтверждена в 1984 г. во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurosporacrassa), проведённых в космосе. Эти опыты показали независимость околосуточных ритмов от геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси. То, как именно работают внутренние циркадные биологические часы, долгое время оставалось загадкой.

В 1970 г. Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка искали гены, которые контролируют циркадный ритм у плодовых мух. Они продемонстрировали, что циркадные часы мух нарушаются из-за мутаций неизвестного гена. Этот неизвестный ген получил название ген периода — Per (от англ. period). Но как этот ген влияет на циркадный ритм?

Нобелевские лауреаты 2017 г., которые тоже изучали плодовых мушек, решили ответить на этот вопрос. В 1984 г. Джеффри Холл и Майкл Росбаш смогли выделить ген периода. Затем они обнаружили, что PER, белок, кодируемый геном периода, накапливается в течение ночи и деградирует в течение дня. Таким образом, уровни белка PER колеблются в течение 24-часового цикла, синхронно с циркадным ритмом.

Хронология событий в течение 24-часового цикла выглядит следующим образом. Когда ген периода активен, происходит синтез соответствующей мРНК. мРНК переносится в цитоплазму клетки и служит в качестве матрицы для синтеза белка PER. Белок PER накапливается в ядре клетки, оказывая блокирующее влияние на ген периода. Это запускает тормозной механизм отрицательной обратной связи, который лежит в основе циркадного ритма.

В последующие годы были выяснены другие молекулярные компоненты этого механизма, объясняющие его стабильность и функционирование. Были определены специфичные для разных биологических видов гены, дополнительные белки, необходимые для активации гена Per, а также механизм, посредством которого свет синхронизирует цикл.

Биологические часы задействованы во многих аспектах нашей сложной физиологии. Теперь мы знаем, что все многоклеточные организмы, включая людей, используют аналогичный механизм для контроля циркадных ритмов. Большая часть наших генов регулируется биологическими часами, и, следовательно, тщательно откалиброванный циркадный ритм адаптирует нашу физиологию к различным этапам дня. Циркадные часы предвосхищают и адаптируют физиологические процессы к определенному времени суток. Биологические часы помогают регулировать сон, питание, синтез гормонов, кровяное давление и температуру тела.

Изучение циркадного ритма важно для понимания многих болезней, в том числе и психических. Среди них связанное с нарушением циклической выработки вазопрессина недержание мочи, аффективные расстройства, которые своей динамикой и клиникой отражают подверженность циркадным ритмам, различные нарушения сна и многие другие. Циркадная биология превратилась в обширную и динамично развивающуюся область исследований, что не может не оказать благотворное влияние на наше здоровье и благополучие.

Глава 8. Деменция

Ослабление ума во все времена понималось как естественное свойство старения. К научному исследованию этого явления приступили сравнительно недавно. С повышением уровня жизни в развитых странах мира увеличилось количество пожилых людей и соответственно вырос объем информации о возрастных изменениях психики.

Подобрать термин для определения интеллектуального упадка было несложно. К XVIII–XIX вв. накопилось огромное количество подходящих слов, одно из них — деменция. Так в Древнем Риме называли «безумие», то, что сейчас в русском обиходе обозначают с помощью многогранного слова «неадекватность». Медикализация термина произошла благодаря французским энциклопедистам. В «Энциклопедии» (1765 г.) деменция — это болезнь, одной из причин которой является пожилой возраст. Если деменция вызвана старостью, то она неизлечима, поскольку, как известно, старость не лечится.