Вскрывая мозг

Большую часть наших органов мы можем рассматривать как машины, пригодные для ремонта. Почему же мы не в состоянии лечить психические расстройства, просто наведя порядок в мозгу?

У нас очень примитивные представления о психических расстройствах и о методах их лечения. Почему так? Наше общество испытывает колоссальную нагрузку. Четверть женщин на том или ином этапе своей жизни испытывали депрессию (у мужчин приступы депрессии встречаются в два раза реже). Большинство из них при этом ни разу не обращались к врачу, и им не ставили диагноз. Около 40% из числа тех, кто обращался, не реагируют на первый выписанный им антидепрессант, а около 60% не реагируют и на второй. Примерно половине шизофреников становится лучше, и они могут вести вполне сносную жизнь. Вторая же половина сталкивается с рецидивом болезни либо вообще не поправляется. От нервной анорексии в пропорции умирает больше людей, чем от любого другого психического заболевания. Однако психические расстройства это лишь одна, и весьма искусственная категория болезней мозга.

Лечение рассеянного склероза, болезни Паркинсона, инсульта и прежде всего болезни Альцгеймера до сих пор остается крайне неудовлетворительным. Заболевание двигательных нейронов неизменно заканчивается смертельным исходом. Почему так? Почему мы не можем лечить дисфункцию мозга более результативно? Ответ простой: мы недостаточно понимаем, как работает мозг. Но это ведет нас к более сложным вопросам. Что значит это «понимание»? Что мы вообще ищем? Что нам надо знать?

Давайте начнем с сердца. Не потому что древние считали, будто там находятся эмоции, и не потому что мы говорим о том, как его разбивает любовь. Нет, потому что оно может проиллюстрировать, что означает «понимание» того, как работает эта часть тела.

Важным открытием стало то, что сердце - насос, который создает движущую силу, заставляющую кровь циркулировать. Не нужно знать, как оно это делает, чтобы воспроизвести его действие: аппарат искусственного кровообращения качает кровь, но не так, как сердце. Поэтому он является аналогом, а не гомологичным органом. Тем не менее, чтобы понять, как устроено сердце, надо знать, как работает кровообращение.

Это открытие сделал в XVII веке английский врач Уильям Гарвей (William Harvey), который предсказал, что должны существовать крошечные капилляры, связывающие артерии и вены. Сам он их никогда не видел, потому что наблюдать их стало возможно только после изобретения микроскопа. Но как только становится известна схема кровообращения, мы начинаем понимать, что кровь, попадающая в правую часть сердца из тела (в ней низкое содержание кислорода), должна пойти в легкие, обогатиться там кислородом и вернуться в левую часть, после чего сердце снова гонит ее в тело. Кровь должна идти только в одну сторону, и этим объясняется то, почему в сердце есть клапаны, предотвращающие обратный кровоток. Этим также объясняется то, почему повреждение клапанов мешает сердцу перекачивать кровь в легкие или в организм в зависимости от того, какой клапан поврежден. Теперь можно разработать очень успешные хирургические процедуры по замене поврежденных клапанов, создав механизмы, воспроизводящие их функции.

Следующий вопрос - как работает насос. Как сердечная мышца осуществляет скоординированное выдавливающее действие, которое гонит кровь вперед? Сейчас мы понимаем те физико-химические процессы, которые приводят к сокращению мышц. Мы также понимаем, что в сердце есть система, координирующая сокращение каждой из четырех камер. Поэтому, если сердце начинает биться неритмично, мы знаем, что надо делать. Мы также обнаружили, что у сердца есть собственная система кровоснабжения, и что она может подвергнуться блокировке, повреждая сердце. Поэтому мы изобрели способы деблокировки коронарных сосудов. А поскольку нам известно, почему они блокируются, мы можем свести вероятность таких сбоев к минимуму.

Существует множество способов для изучения работы сердца у живого человека. Некоторые из них появились недавно. Количество узнаваемых сердечных заболеваний увеличилось не из-за того, что их стало больше, а потому что мы научились гораздо лучше распознавать те или иные сбои в работе сердца. Поэтому лечение стало более эффективным и целенаправленным: мы знаем, что не так, и в определенной степени понимаем, что надо делать. Конечно, не все - пока не все. Но каждый новый уровень понимания приводит нас к новым конкретным успехам и открытиям.

Если все это не дает результата, мы можем даже пересадить сердце, что когда-то было абсолютно невозможно. Мы можем осуществлять пересадку сердца, потому что многое знаем о том, как работает иммунная система, и как организм узнает «себя». Сердце для нас уже не загадка, потому что нам известен принцип его работы. Конечно, многое еще предстоит узнать, но путь к этим знаниям достаточно ясен.

А теперь перейдем к мозгу, и наш ясный взгляд тут же затуманится. Подобно сердцу, мозг состоит из особых нервных клеток, называемых нейронами. Мы неплохо понимаем, как возбуждается каждый нейрон, и как он передает это возбуждение следующему нейрону. Но здесь возникает серьезная проблема: нам понятно, как сочетание сердечных мышц создает насос, но мы не знаем, как группа нейронов создает мысль, память, решение, эмоцию. Мы понимаем, что это должна быть сеть нейронов, и имитационное моделирование показывает нам, что такие скопления обретают свойства, которые очень трудно спрогнозировать, исходя из манеры поведения отдельных нейронов. Но что такого есть в этих скоплениях, что заставляет мозг работать?

Нервные клетки работают по-особенному, ведь мозг это электрохимическая машина. Каждый нейрон возбуждается за счет химического вещества, выделяемого другим нейроном. Он инициирует электрический сигнал, который проходит через ткань нейрона и в свою очередь передает то же самое (или другое) химическое вещество на следующий нейрон. Но это не просто цепочка: каждый нейрон способен сообщаться примерно с 10 000 других нейронов, а это значит, что пермутации там колоссальные. В человеческом мозгу около 10 миллиардов нейронов и около 1 000 триллионов возможных связей.

И все-таки, давайте представим, что мы в каждый момент знаем, что делает каждый нейрон - какое вещество он выделяет и куда. Далее, давайте представим, что мы можем соотнести это с тем, что делает мозг в данный момент (скажем, создает у вас чувство голода, или видит кого-то, кто вам знаком). Эти обстоятельства находятся далеко за пределами понимания современной нейробиологии. Поймем ли мы то, что наблюдаем? Узнаем ли, почему та или иная закономерность в действиях представляет мысль, восприятие, мотивацию или эмоциональное состояние? Сможем ли мы затем вычислить, чего требует то или иное направление мыслей (скажем, жажда или узнавание банкноты)? На сегодня не существует теории о назначении нейронов, которая позволила бы нам сделать это. Есть лишь невразумительный общий вывод о том, что за это отвечает какая-то конкретная активность скопления или сети нейронов (которая тоже может варьироваться в разных частях головного мозга). Мы просто не знаем, что надо искать.

Мы понимаем мозг на другом уровне. Различные участки мозга выполняют разные функции. Нам известно, что есть участки, порождающие движение, принимающие ощущения, перерабатывающие информацию от глаз и так далее (правда, границы между ними нечеткие). Например, мы знаем, что визуальная информация поступательно проходит через ряд участков зрительного распознавания, где каждый извлекает один элемент того, что мы видим (форма, цвет, движение и так далее). А потом - мрак тайны. Каким-то образом мозг сливает все это воедино, и мы видим один предмет со всеми его свойствами, которые создают единое впечатление. Мы не понимаем, как это происходит. Хотя мы можем измерять активность нейронов в различных участках, мы не в состоянии сконструировать правдоподобную схему, посредством которой можно объяснить, как та или иная активность отвечает за происходящие там явления, которые нам известны.

Задача по соотнесению действий на нейронном уровне и известных функций мозга чрезвычайно важна. Наши знания других органов здесь не помогут: мы не можем экстраполировать на головной мозг то, что нам известно о сердце, печени и даже иммунной системе (которая сама по себе невероятно сложна), дабы реально понять его. Психология это описание того, что делает головной мозг, а нейробиология ставит перед собой цель объяснить, как мозг работает. Таинственная и бездонная пропасть между психологией и нейробиологией сбивает с толку не только психиатрию, но и любые попытки понять значение и смысл человеческой природы. Мы то, чем является наш мозг; а наши замечательные руки позволяют нам выполнять его команды. Но если мы не в состоянии точно объяснить, как мы решаем сделать какое-то движение, не говоря уже о том, как мы учимся выполнять его более аккуратно, то нам даже близко не подобраться к решению самой важной задачи: объяснению того, как мозг порождает сознание.

Здесь мы сталкиваемся с соблазнительной властью аналогий. Мы способны создать компьютер, который во многом воспроизводит то, что может делать человеческий мозг. Он может производить расчеты, которые не по силам большинству, а то и всем людям. Он может принимать решения. Он может учиться. Он может хранить информацию. Компьютер может даже одурачить человека, заставив его подумать, что он общается с другим человеком. Но объясняет ли это хотя бы что-нибудь из того, как такие же вещи делает наш мозг?

Нет, ни в коей мере. Электронно-вычислительная машина это не электрохимическая машина. Она работает совсем не так, как человеческий мозг. Она имитирует действия мозга, но не воспроизводит их - точно так же, как электронные часы имитируют механические. Искусственный разум способен помочь человеку, заменить его и даже уничтожить; но разработчикам компьютеров не нужно знать, как работает мозг - точно так же, как производителю аппаратов искусственного кровообращения не нужны знания о работе сердца. В каждом из этих случаев нам достаточно знать то, что они делают.

Если механик из автомастерской не знает устройство двигателя вашей машины, он не сможет сказать, почему двигатель стучит, и как это исправить. Спросите любого психиатра о том, что происходит в мозгу, вызывая у людей подавленное состояние, и он наверняка упомянет серотонин. Серотонин - одно из многих веществ, выделяемых нервными клетками. Психиатр назовет именно его, потому что большая часть лекарств для лечения депрессии меняет содержание серотонина в мозгу. Не менее эффективным является изменение содержания норадреналина (это похожий нейромедиатор).

Однако у нас нет никаких свидетельств того, что уровень серотонина или норадреналина в мозгу у подверженных депрессии людей отличается от нормы. В этой логике есть изъян. Порезав палец, вы наклеиваете на него пластырь, благодаря которому порез заживает; но причина пореза не в отсутствии клейкого пластыря. Изменение уровня серотонина помогает ускорить выздоровление некоторых людей (хотя есть специалисты, оспаривающие эту точку зрения) - но это ничего не говорит нам о том, что такое депрессия, и из-за чего она возникает.

Патологоанатом, исследующий мозг человека в состоянии депрессии, не сможет отличить его от мозга психически здорового человека. (Но если это мозг человека с рассеянным склерозом, он может увидеть шрамы, вызванные этим заболеванием.) В психиатрической клинике нет аппаратов и анализов крови, помогающих ставить диагнозы. Как сильно они отличаются в этом смысле от кардиологических клиник, расположенных по соседству!

У нейробиологов ситуация немного лучше. Современные технологии формирования изображения очень часто показывают, что в мозгу у человека происходит не так как надо, потому что такого рода заболевания в целом вызваны изменениями в его структуре, которые можно увидеть. Здесь проблема заключается в том, чтобы понять, каким образом надо действовать, если речь не идет о чем-то, требующем хирургического вмешательства, скажем, об опухоли. На самом деле, здесь есть какая-то несправедливость по отношению к неврологической медицине. Есть обстоятельства, в которых лечение может оказаться, по меньшей мере, частично эффективным, и они являются предметом активных научных исследований. Например, за последнее десятилетие произошли серьезные улучшения в лечении рассеянного склероза. Есть обнадеживающие признаки того, что скоро мы сможем способствовать самовосстановлению поврежденного спинного мозга. Но пока у неврологов очень ограниченные возможности в их лечебной работе, и это отражает наше незнание того, как работает мозг и как его лечить.

Психические заболевания, в отличие от неврологических, диагностируются и классифицируются исключительно по симптомам. Нет ни объективных исследований, ни анализов крови, ни томографических изображений, ни записей. Сегодня нет ни одной другой области медицины, к которой все это было бы применимо в полной мере (когда-то вся медицина базировалась на изучении симптомов). В рамках исследований мозга и в клинической практике используется множество различных методов. Они исключительно полезны и крайне важны. Но не в психиатрии. Психиатрия изо всех сил пытается сделать так, чтобы диагностика на основе симптомов была надежна и непротиворечива, но результаты получаются неоднозначные.

Американская ассоциация психиатров разработала официальную классификацию симптомов, которая оказалась очень полезной для психиатров различных клиник и стран, помогая им аналогичным образом диагностировать психические заболевания. Однако эта система высветила две серьезные проблемы. Каждой болезни приписывается большое и непостоянное количество симптомов, что может скрыть индивидуальные нарушения внутри каждой категории. А симптомы разных расстройств в некоторой степени накладываются друг на друга, что стирает разницу между диагнозами. Есть и еще одно осложнение. Головной мозг у людей неодинаков, как в генетическом плане, так и в результате обретенного опыта. Таким образом, то или иное расстройство может дать разные симптомы у разных людей. Причина того, что психиатрических диагнозов относительно мало, состоит в том, что мы не знаем, как их более скрупулезно анализировать.

Удивительно, что психических расстройств довольно мало. Но система диагностики сама по себе обрела чувство собственного достоинства как составная часть профессиональной структуры психиатрии, и теперь ее трудно оспорить или изменить. История медицины показывает нам, что классификация болезней (первый шаг к их пониманию) на основании одних только симптомов всегда неточна, и в ней налицо недооценка той сложности и разнообразия, которые существуют в нарушении нормальной работы тех или иных органов или систем. Например, одышка когда-то была диагнозом, а теперь нам известно, что она может стать результатом многих факторов, относящихся к состоянию сердца, легких, системы кровообращения или мозга (скажем, страх или тревога).

Давайте еще раз взглянем на депрессию. У нас есть некоторые идеи относительно того, какие участки головного мозга отвечают за формирование эмоций. У нас даже есть некоторая (хотя и довольно скудная) информация о том, какие участки головного мозга могут оказаться дисфункциональными или подавленными (если исходить из того, что расстройство единичное, хотя чаще всего это не так). Но пока мы не будем точно знать, каковы отличия мозга страдающего от депрессии (от шизофрении, от навязчивого состояния и так далее) человека, мы не сможем лечить это расстройство.

Это отнюдь не означает, что мы должны понимать, как данная часть мозга порождает то состояние, которое мы называем «подавленностью». Точно так же, нам не нужно понимать, как мозг формирует сознание, чтобы создавать эффективные обезболивающие средства. Как мы уже видели, частичных знаний порой достаточно, чтобы предложить результативное лекарственное средство. Эдварду Дженнеру (Edward Jenner) не нужно было знать ничего об иммунной системе, чтобы в конце 18-го века разработать первую в мире вакцину: он просто наблюдал за распространением оспы у тех людей, которые ухаживали за коровами. Он понятия не имел, как действует вакцина, но это не помешало ему добиться больших результатов. Вполне возможно, что и мы, случайно или благодаря удаче, откроем высокоэффективное средство лечения депрессии, не понимая, почему и как оно действует - ведь в истории медицины полно таких счастливых случаев (например, открытие пенициллина). Но для полного понимания нам надо знать, что идет не так.

Почему у нас мало знаний о мозге в состоянии депрессии?

Давайте снова отвлечемся, но на сей раз поговорим о раке. В лечении рака за последние 100 лет удалось добиться замечательных успехов, хотя, как нам всем известно, многое еще предстоит сделать. Сегодня удается спасти примерно три четверти детей с острой лейкемией. По другим раковым заболеваниям успехов гораздо меньше, однако тенденция очевидна, и все мы возлагаем большие надежды на появление новых средств и методов лечения.

В психиатрии все иначе. Большинство лекарств существуют уже много лет, либо являются модификациями старых (я не думаю, что эффективные методы лечения психических расстройств могут быть только медикаментозными). Причина оптимизма по поводу лечения рака в том, что существуют надежные и проверенные модели исследований. Животные заболевают раком, либо же их можно довести до заболевания. Рак у животных очень похож на рак у человека. Раковые клетки можно выращивать в пробирке, где они ведут себя узнаваемо, становясь злокачественными. Мы понимаем, что рак это генетическое заболевание: его вызывают мутации генов, контролирующих рост клеток. Нам известны многие из этих генов, и как они меняются.

Этот факт, а также имеющиеся у нас хорошие экспериментальные модели помогают создавать новые средства и методы лечения. Например, сейчас разрабатываются и уже разработаны лекарства на основе антител, которые находят и убивают раковые клетки. Они дают надежду на создание более совершенных методов лечения, чем довольно грубая химиотерапия, у которой ограниченная эффективность и масса серьезных побочных эффектов. Поэтому, что касается рака, у нас есть немало поводов для оптимизма и надежд.

Но дорога к психиатрии тонет во мраке. Несмотря на множество утверждений об обратном, у нейробиологии нет надежной экспериментальной модели ни по одной психической болезни. Мы не можем выращивать нервные клетки в пробирке таким образом, чтобы увидеть психическое расстройство. А поэтому у нас нет возможностей для внимательного изучения этих болезней. Многие крупные фармацевтические компании просто отказались от исследований в рамках разработки новых лекарств для лечения душевных болезней. Они не понимают, в каком направлении надо идти. Поэтому надеяться остается на маленькие стартапы из сферы биотехнологий. Академическая нейробиология может дать ответы на многие вопросы, но как говорилось выше, препятствий на этом пути огромное множество, как технического, так и теоретического характера.

Болезнь Альцгеймера переместилась из сферы психиатрии в область неврологии, потому что нам сегодня кое-что известно о патологических изменениях в головном мозге, которые лежат в ее основе.

Сегодня нейробиологов больше, чем когда бы то ни было, а правительства и организации начинают согласованные программы по решению этих проблем. Некоторые из них недостаточно хорошо продуманы. Но по крайней мере, общая проблема понятна. Сейчас наука сосредоточилась на биологии клетки и на генах, которые клетка содержит либо активирует. Мы сегодня больше знаем о клетках мозга, о том, как они взаимодействуют и модифицируют свои связи. Последние достижения в наших знаниях о геноме оказали свое влияние на исследования головного мозга, как и на все прочие области. Сейчас настало замечательное время для молекулярной и клеточной биологии, а также для генетики. Однако препятствия на пути к пониманию работы мозга как органа до сих пор кажутся непреодолимыми. Вот почему психиатрия сохранится в своем нынешнем виде еще длительное время.

Но когда-нибудь, кто-нибудь, где-нибудь сделает важный шаг или шаги, и мы вступим в новый мир психиатрии. Такой мир, в котором психиатры смогут соотнести увиденное ими в пациенте с тем, что можно увидеть в его головном мозге. Многое станет понятно на клеточном уровне: какие нейроны дают сбой? Или на химическом: образуются ли аномальные патологические вещества? Или на «системном» уровне: нет ли каких-то аномально функционирующих цепочек или групп нейронов? Чтобы все правильно понимать, нам надо будет переходить с одного уровня на другой, делая это логически и осмысленно. Самое важное испытание, как и в других отраслях науки, будет состоять в том, сможем ли мы, глядя на эти данные, прогнозировать неврологические или психические расстройства. А потом нам надо будет понять, как это расстройство устранить. Возможно, в этот момент мы увидим, как после длительного развода психиатрия и неврология примирятся.

Интересно, что болезнь Альцгеймера переместилась из сферы психиатрии в область неврологии. Почему произошла такая смена классификации? Потому что сейчас нам кое-что известно о патологических изменениях в головном мозге, которые лежат в основе этого заболевания. Ученые-медики сегодня видят, что происходит не так в мозгу у такого больного. Сама болезнь не изменилась, но изменилось наше представление о ней. Есть надежда на то, что со временем это приведет к эффективной профилактике - что невозможно представить без детальных знаний этой неврологической проблемы. Будем надеяться, что настанет день, когда и вся остальная психиатрия пойдет тем же путем.

И тогда мы сможем, наконец, начать снимать проклятие психических заболеваний, которые являются трагическим и тяжким бременем для человека и для общества.

Джо Герберт - заслуженный профессор нейробиологии Кембриджского центра по лечению мозга при Кембриджском университете. Его новая книга называется Testosterone: Sex, Power, and the Will to Win (Тестостерон. Секс, власть и воля к победе).

Источник: inosmi.ru

Комментарии: