Чудо-женщины нейронауки

Давайте поговорим о некоторых замечательных женщинах, которые создавали и создают современную нейронауку в России и за рубежом: Лина Штерн, Рита Леви-Монтальчини, Мей-Бритт Мозер, Линда Бак, Мариан Даймонд, Энн Грейбил, Бренда Милнер, Нэнси Копелл, Наталья Бехтерева. И, конечно, об их исследованиях и открытиях.

В следующий раз, когда кто-то будет доказывать вам, что наука — мужское дело, и потребует назвать женщин-учёных кроме Софьи Ковалевской и Марии Кюри — цитируйте нашу статью.

Лина Соломоновна Штерн

Женщина с непростой судьбой и яркой научной карьерой, создательница важной нейробиологической теории о гематоэнцефалическом барьере, первая женщина-академик наук СССР.

Не страшитесь препятствий на своем пути, дерзайте, будьте смелыми, и у вас всё получится!

Главные открытия: гематоэнцефалический барьер между кровью и мозгом, оксиды в клеточном дыхании, сосудосуживающие и сосудорасширяющие функции метаболитов, сыворотки для борьбы со столбняком и туберкулёзным менингитом.

Достижения: первая женщина-академик Академии наук СССР, первая женщина-профессор Женевского университета.

Награды: орден Красной звезды и Трудового красного знамени.

Лина Соломоновна Штерн родилась в 1878 году в Латвии, тогда ещё входившей в состав СССР, в многодетной обеспеченной еврейской семье. Лина училась в гимназии на немецком языке и мечтала стать врачом, в семье её стремление к знаниям активно поощрялось.

Сначала Лина Штерн хотела поступить на медицинский факультет Московского университета. Ей помешали два фактора: она была девушкой и к тому же еврейкой. Так что в Московский университет Лину не взяли, зато взяли в Женевский университет в Швейцарии в 1898 году. Она отлично училась и уже на четвёртом курсе опубликовала первую научную статью по физиологии почек.

После выпуска Лина стала ассистенткой профессора Жана-Луи Прево на кафедре физиологии человека. Там она изучала клеточное дыхание. Это важный процесс метаболизма, который происходит в клетках живых организмов. Там углеводы, липиды и аминокислоты постепенно расщепляются до углекислого газа и воды в ходе реакции окисления. Попутно образуется энергия, которая запасается в специальных молекулах АТФ. Потом клетки могут использовать её для любых нужных процессов.

Лина Штерн написала десятки работ по клеточному дыханию в соавторстве с Федерико Баттелли, который стал преемником профессора Прево. В 1917 году она стала первой женщиной-профессором Женевского университета и возглавила новую кафедру физиологической химии. Теперь Штерн и Баттелли исследовали, как вещества из крови поступают в спинномозговую жидкость.

На этом этапе Лина совершила огромное нейронаучное открытие. Она обнаружила особый защитный барьер между мозгом и кровяным руслом, который задерживает одни вещества и пропускает другие. Лина Штерн назвала его гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ).

Несмотря на совместные исследования и соавторство в работах, Баттелли активно конкурировал со Штерн и не делился частями грантов и премий. Средств на эксперименты не хватало, зависть коллеги бесила, и в 1925 году Лина уехала в Москву по приглашению близкого друга. Там она стала профессором 2-го Медицинского института и заведующей отделом биохимии Института инфекционных болезней, а вскоре возглавила Институт физиологии и создала отдел возрастной физиологии в Институте охраны материнства и младенчества.

Помимо гематоэнцефалического барьера Лина Штерн изучала метаболиты — соединения, которые образуются в организме в ходе обмена веществ. А точнее, их сосудосуживающие и сосудорасширяющие функции. Во время Великой Отечественной Войны она лечила столбняк и разрабатывала терапию против туберкулёзного менингита.

В 1938 году Лина Штерн стала первой женщиной-академиком Академии наук СССР, а через 5 лет ещё и получила орден Красной звезды и Трудового красного знамени. При этом она активно выступала против фашизма и входила в президиум Еврейского антифашистского комитета, за что в 1949 её арестовали, а в 1952 — отправили в ссылку в Казахстан.

Через год Сталин внезапно смягчил приговор, и Лина вернулась в Москву. Ссылка её не сломила: Лина Штерн продолжила заниматься наукой, её последние исследования посвящены биологическим последствиям радиации.

Рита Леви-Монтальчини

Итальянская еврейка, которая стала учёной при Муссолини, вопреки фашизму и патриархату. Лауреатка Нобелевской премии и пожизненный сенатор Италии. Долгожительница, до конца сохранившая острый ум, энергичность, элегантность и любовь к жизни.

Сейчас мне сто лет, и мой мозг работает лучше, чем в двадцать.

Рита Леви-Монтальчини на своём столетнем юбилее в сенате Италии.

Главное открытие: факторы роста клеток и органов.

Достижения: первая женщина-академик Папской академии наук, пожизненный сенатор Итальянской республики.

Награды: Нобелевская премия по физиологии или медицине 1986 года (совместно со Стэнли Коэном), орден «За заслуги перед Итальянской Республикой», Национальная научная медаль США, Великий офицер ордена Почётного легиона (Франция) и ещё много всего.

Рита Леви-Монтальчини родилась в 1909 году в Турине, в очень интеллигентной еврейской семье художницы и математика. Всем четырём детям дали хорошее образование и привили любовь к литературе, музыке и изобразительному искусству. В итоге сама Рита получила Нобелевскую премию, её брат Джино стал известным архитектором, а сестра — художницей.

Тем не менее, поначалу отец Риты придерживался патриархальных взглядов и считал, что девушкам стоит заниматься искусством и образованием только для того, чтобы создать достойную семью. Несмотря на запреты, Рита Леви-Монтальчини самостоятельно подготовилась к экзаменам по латыни и биологии и поступила в медицинскую школу Туринского университета. В 1936 она получила первую медицинскую степень, а в 1942 — вторую, со специализацией на неврологии и психиатрии.

После выпуска Рита работала ассистенткой у гистолога и эмбриолога Джузеппе Леви, который исследовал культуры клеток in vitro («в пробирке», т.е. вне живого организма). Рита училась у него вместе с двумя другими ассистентами — Сальваторе Лурия и Ренато Дульбекко — которые впоследствии тоже стали нобелевскими лауреатами, но в области вирусологии.

В 1938 году Бенито Муссолини подписал манифест, который запрещал евреям делать профессиональную и академическую карьеру. Но Рита не бросила науку. Она как раз изучала рост нервных тканей и перенесла свои исследования в подполье — организовала домашнюю лабораторию с куриными эмбрионами. Там она обнаружила, что для нормального развития нервной системы нужна специально запрограммированная гибель нервных клеток.

После войны Рита работала с американскими учёными Виктором Хамбургером (эмбриолог, пионер нейроэмбриологии) и Стэнли Коэном (зоолог и биохимик). Эксперименты Риты помогли найти в тканях раковой опухоли мыши вещество, которое стимулировало рост нервной ткани. Она назвала его nerve growth factor (NGF). Её коллега Стэнли Коэн опознал в факторе роста белок, которого много в змеином яде и слюнных железах взрослых самцов мышей.

Нобелевскую премию за открытие фактора роста Рита вместе со Стэнли Коэном получила в 1986 году с формулировкой «в знак признания их открытий, имеющих фундаментальное значение для понимания механизмов регуляции роста клеток и органов».

Рита Леви-Монтальчини активно развивала итальянскую и американскую науку: открыла ряд лабораторий, создала Европейский институт исследований мозга (EBRI) в Риме и попутно оставалась профессором в университете Вашингтона. Она много занималась благотворительностью, никогда не была замужем, не имела детей, но была довольна своей работой, друзьями и увлечениями и до конца жизни несколько часов в день посвящала исследованиям.

Мей-Бритт Мозер

Удивительная современная женщина с необычной научной карьерой: она занимается наукой вместе с мужем, и очень успешно. Они вдвоём стали пионерами в области исследований того, как мозг представляет и ориентируется в пространстве, основали несколько научных центров и получили совместную Нобелевскую премию.

Главное открытие: клетки, из которых строится система ориентации мозга в пространстве.

Награды: Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014 года (с Эдвардом Мозером и Джоном О'Кифом), Премия Луизы Гросс Хорвиц (с Эдвардом Мозером и Джоном О'Кифом), Нейронаучная премия Перла?UNC (с Эдвардом Мозером) и много других.

Мей-Бритт Мозер родилась в 1963 году в норвежском городе Фоснавог. Она получила высшее образование по психологии в 1990 году, а ещё через 5 лет — степень доктора философии в области нейрофизиологии в Университете Осло. Там Мей-Бритт познакомилась с будущем мужем Эдвардом Мозером.

Она была приглашенной сотрудницей лаборатории американско-британского нейрофизиолога Джона О'Кифа в Университетском колледже в Лондоне. В 1996 Мей-Бритт вернулась в Норвегию и стала доцентом биологической психологии в Норвежском университете естественных и технических наук, а в 2000 году получила должность профессора.

Мей-Бритт Мозер входит в состав Королевского Норвежского общества наук и литературы, Норвежской академии наук и Норвежской академии технологических наук, как и её муж. В 2002 году они вместе основали Центр биологии памяти, а в 2007 создали Институт системной неврологии Кавли.

В 2014 году супруги Мозер совместно с Джоном О'Киффом получили Нобелевскую премию за «открытие клеток, из которых строится система ориентации в мозге».

Что это за открытие? Мей-Бритт и Эдвард Мозеры изучают, как мозг ориентируется в пространстве. Они открыли grid cells — нейроны решётки, которые в мозге человека и других животных строят карту пространства для ориентации на местности. Эти клетки служат системой координат для клеток места, открытых их коллегой Джоном О'Киффом, которые в свою очередь привязывают конкретные детали к частям пространства.

После получения Нобелевской премии Мей-Бритт с мужем не прекратили заниматься наукой. В прошлом году вышла новая статья их научной группы, которая объясняет, как мозг воспринимает время.

Линда Бак

Женщина, которую называют королевой запахов. Она получила Нобелевскую премию за исследования обонятельной системы млекопитающих.

Главные открытия: групповая специфичность обонятельных рецепторов; определение тысячи генов в геноме человека, которые отвечают за обоняние.

Награды: Нобелевская премия по физиологии и медицине 2004 года, Международная премия Гайрднера, Нейронаучная премия Перла?UNC и многие другие.

Линда Бак родилась в 1947 году в Сиэтле. Получила сразу две бакалаврские степени в Вашингтонском университете в 1975 году: по психологии и микробиологии. А в 1980 получила PHD по иммунологии в Медицинском центре Техасского университета.

После получения степени Линда работала в Институте онкологии в Гарвардской медицинской школе и в лаборатории американского нейробиолога Ричарда Аксела. В 2004 году они вместе получили Нобелевскую премию за исследования «обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния». Учёные сделали два ключевых открытия.

Во-первых, Линда Бак исследовала строение клеток обонятельного эпителия, которые находятся в верхней стенке верхнего носового хода. Всего таких клеток там 2 миллиона. Она доказала, что на мембране каждой клетки есть только один тип обонятельных рецепторов, которые помогают распознавать схожие пахучие вещества. Это называется групповой специфичностью.

Во-вторых, Линда Бак и Ричард Аксел провели генетический анализ обонятельных рецепторов и обнаружили, что за распознавание запахов в человеческом геноме отвечают около тысячи генов, т.е. 5% всего генома.

Сейчас Линда работает в исследовательском онкологическом центре им. Фреда Хатчинсона в Сиэтле, а также является профессором кафедры физиологии и биофизики университета Вашингтона в Сиэтле.

Мариан Даймонд

Женщина, которая считается одной из основательниц современной нейронауки. Она перевернула наш взгляд на мозг, доказав, что он может меняться в течение жизни.

Главные открытия: теория и доказательства нейропластичности, изучение мозга Альберта Эйнштейна, функции глиальных клеток мозга.

Достижения: первая женщина, получившая PHD по анатомии в Университете Беркли; первая женщина, ставшая преподавательницей в Корнелльском университете.

Награды: Бразильская золотая почётная медаль, CREA 2016 и много других.

Мариан Даймонд (до замужества Кливз) родилась в 1926 году в многодетной семье в Калифорнии. Мариан закончила Калифорнийский университет в Беркли, и в годы учёбы очень успешно играла в университетской теннисной команде. Затем она стала первой женщиной, получившей PHD по человеческой анатомии в этом университете.

После получения учёной степени Мариан Даймонд также стала первой женщиной-преподавательницей в престижном Корнелльском университете. Она преподавала человеческую биологию и сравнительную анатомию.

Мариан занималась экспериментами на крысах, которые помогли опровергнуть популярную теорию о том, что мозг — это продукт работы генов, который не меняется в течение жизни. Мариан Даймонд доказала, что структуры мозга млекопитающих могут меняться в любом возрасте по мере получения нового опыта. Эта уникальная способность мозга к изменениям называется нейропластичностью.

Позднее Мариан Даймонд исследовала сохранившийся мозг Альберта Эйнштейна, чтобы определить, чем он отличается от мозга других людей. Так вот, в мозге Эйнштейна оказалось больше глиальных клеток, чем в мозге среднестатистического человека. Глиальные клетки, или нейроглия — это вспомогательные клетки нервной ткани, которые защищают нейроны, обеспечивают их питательными веществами и помогают им эффективней обмениваться сигналами.

Кстати, современные исследования показывают, что у глиальных клеток ещё больше функций, чем просто защита и поддержка нейронов. Некоторые их виды помогают обрабатывать воспоминания, бороться с инфекциями и стимулировать развитие мозга.

Энн Грейбил

Женщина, которая стала первопроходцем в исследовании базальных ганглиев — удивительной структуры мозга, которая связана со многими физиологическими функциями. Нарушения в базальных ганглиях могут привести к развитию ОКР, болезни Паркинсона и Хантингтона, токсикомании, синдрома Туретта и других неврологических заболеваний.

Главные открытия: строение полосатого тела, механизм формирования привычек, влияние нехватки дофамина на активность нейронов при болезни Паркинсона.

Награды: Neuronal Plasticity Prize, премия Грубера по нейронаукам, премия Кавли и другие.

Энн Грейбил родилась в деревне Чеснат-Хилл штата Массачусетс в 1942 году. Она закончила Гарвардский университет с большим почётом (особая академическая награда — magna cum laude). Степень магистра получила на кафедре биологии Университета Тафтса, а PHD — в Массачусетском технологическом институте (MIT), где работает и сейчас. С 2008 года Энн получила звание институтского профессора.

Исследования Энн Грейбил в основном сфокусированы на стриатуме, или полосатом теле — структуре мозга, которая относится к базальным ганглиям. Полосатое тело так называется, потому что в горизонтальном сечении оно состоит из чередующихся полос серого и белого вещества.

Энн Грейбил выяснила, как организованы нейроны в полосатом теле — оказывается, они образуют специальные группы, связанные с нейронами из других отделов мозга, которые отвечают за разные части тела. Энн показала, что эти группы нейронов играют важную роль в формировании привычек. В более поздних работах она более детально изучала, как возникают привычки, а также как в мозге протекают процессы обучения и познания. Ещё Энн Грейбил впервые описала, как нехватка дофамина при болезни Паркинсона меняет активность нейронов в полосатом теле.

В 2012 Энн Грейбил стала членом Американской академии искусств и наук и иностранным членом Норвежской академии наук и литературы.

Бренда Милнер

Женщина, которую называют одной из основательниц современной нейропсихологии. Это она исследовала мозг знаменитого пациента Генри Молисона. Она всегда бралась за изучение самых непростых когнитивных процессов и получила премию Кавли за открытие специализированных нейронов, участвующих в механизме памяти.

Сейчас ей 102 года, у неё больше двадцати почётных званий и много престижных наград, но она продолжает преподавать и исследовать.

Главные открытия: специализация нейронов, участвующих в памяти; исследование амнезии и обучения новым навыкам, случай пациента HM, специализация полушарий головного мозга.

Награды: Neuronal Plasticity Prize, Международная премия Гайрднера, премия Бальцана, премия Кавли, премия Дэна Дэвида и много других.

Бренда Милнер родилась в 1918 году в Манчестере, в Англии. У её родителей было музыкальное образование, но сама Бренда с детства больше увлекалась математикой. Она даже поступила в Кембриджский Колледж Ньюнхема, чтобы её изучать. Но потом сменила специальность и в 1939 году получила степень бакалавра по экспериментальной психологии.

После выпуска Бренда получила престижную стипендию для учёбы в Кембридже, но Вторая мировая война приостановила работу её лаборатории,. Учёных заставили исследовать психологические различия между пилотами-истребителями и пилотами-бомбардировщиками. Работая над этим проектом, Бренда вышла замуж за инженера-электрика Питера Милнера. Позже Питера пригласили в Канаду работать над атомными исследованиями, и PHD по психофизиологии Бренда Милнер получила в университете Макгилла в Монреале. Между прочим, уже 12 его выпускников стали нобелевскими лауреатами.

Диссертация Бренды была о том, как травмы височных долей мозга влияют на его работу. Работая над ней, Бренда Милнер встретила своего самого знаменитого пациента Генри Молисона. Он с детства страдал от эпилепсии, и однажды нейрохирург Уильям Сковиль удалил ему большую часть гиппокампа, предполагаемого эпилептического очага.

Гиппокамп — это парная структура в мозге, похожая по форме на морского конька. Её так и назвали, потому что hippocampus на латыни означает «морской конёк».

После удаления гиппокампа эпилепсия у Генри Молисона не пропала, зато пропала память. Точнее, способность запоминать новые события. Генри не мог удержать в голове новые знания дольше 20-30 секунд: информация из кратковременной памяти не переходила в долговременную. При этом его интеллектуальные способности в целом не пострадали, результат IQ-теста даже улучшился с 104 до 112.

На примере случая с Генри Молисоном Бренда Милнер выяснила, что гиппокамп играет ключевую роль в запоминании информации. А позже ей удалось обучить Генри рисованию: он смог обводить контуры звезды, глядя на неё в зеркало. Бренда предположила, что в мозге есть два вида памяти, которые формируются по разным механизмам: событийный и процедурный. Событийная память относится к автобиографическим событиям жизни, а процедурная память — это память на действия и навыки.

Так Бренда Милнер сделала ещё одно важное открытие: процедурная память может формироваться и без участия гиппокампа.

Ещё она изучала специализацию или латерализацию полушарий головного мозга. Обычно у людей доминирует левое полушарие, но почему эту роль иногда берёт на себя правое? Исследования Бренды показали, что правое полушарие может стать доминирующим, если левое повредилось в течение первого года жизни. Если повреждение случится позже, то левое полушарие скорее сохранит свою доминантность.

Кроме того, языковые функции могут распределяться по обоим полушариям мозга, это называется билатерализацией. Билатерализация больше характерна для левшей и амбидекстров.

Нэнси Копелл

Женщина с математическим образованием, которая совместила математику и нейронауку. Развивает очень современную и нестандартную область — биоматематику, открыла центр вычислительной нейронауки.

Главные открытия: математические модели для изучения ритмов мозга, ритмы мозга при неврологических заболеваниях.

Награды: the Swartz Prize for Theoretical and Computational Neuroscience, Weldon Memorial Prize и другие.

Нэнси Джейн Копелл родилась в 1942 году в Нью-Йорке. Её родители были математиками, и сама Нэнси тоже получила степень бакалавра по математике в Корнелльском университете. Магистратуру и PHD она закончила уже в Калифорнийском университете в Беркли в 1967 году.

Нэнси Копелл начала свои исследования с теоретической математики, но со временем переключилась на прикладную. Прикладывать математику Нэнси решила к нейронаукам. Она изучает, как можно использовать математические модели для анализа ритмов мозга. Ритмы — это колебания, которые можно выделить в общей электрической активности мозга.

Чтобы разобраться в моделях Нэнси Копелл, нужно обладать хорошим математическим бэкграундом, поэтому мы просто перечислим основные методы со ссылками. Кому интересно, можете походить по ним и повникать: теорема о стабильном многообразии, закон средних чисел, геометрические методы решения сингулярно возмущённых уравнений. В чём тут главная идея: хитрые математические методы используются, чтобы понять, по каким законам в мозге распространяются электрические сигналы.

Сейчас Нэнси Копелл — соосновательница и директор Cognitive Rhythms Collaborative. Это группа из более чем 20 нейро-лабораторий в Бостоне, которые изучают ритмы мозга и их связь с разными когнитивными процессами. Также она руководит центром вычислительных нейронаук и нейротехнологий CompNet.

Наталья Петровна Бехтерева

Одна из самых ярких и противоречивых фигур в отечественной нейробиологии. Она написала больше 300 научных работ, создала новую ветвь нейрохирургии, основала свою научную школу, руководила несколькими институтами. Вместе с тем она считалась дочерью врага народа, верила в экстрасенсорные способности и восхищалась Вангой и Кашпировским.

Главные открытия: метод долгосрочного вживления электродов в мозг для диагностики и лечения заболеваний, участие нейронов подкорковых структур в речи и мышлении, создание стереотаксической неврологии, описание феномена реакции мозга на ошибку при выполнении задания.

Награды: орден Ленина, орден Трудового Красного Знамени, медаль «За трудовую доблесть», орден «За заслуги перед Отечеством», золотая и серебряная медали ВДНХ, Награда Винера и Мак-Каллока и медаль Винера по кибернетике, орден Дружбы Народов и ещё много.

Наталья Петровна Бехтерева родилась в 1924 году в Ленинграде, Её отцом был инженер-конструктор Пётр Владимирович Бехтерев, мама Зинаида Васильевна Бетерева работала врачом. В 1938 году отца признали врагом народа и расстреляли, а мать репрессировали и отправили в лагерь. Наталья Бехтерева осталась сиротой, росла в детском доме и пережила блокаду Ленинграда.

После войны, в 1947 году Наталья Бехтерева окончила Первый Ленинградский медицинский институт им. Павлова и аспирантуру Института физиологии ЦНС АМН СССР. Она работала в нескольких институтах, руководила Нейрохирургическим институтом Минздрава СССР, Научно-исследовательским институтом экспериментальной медицины АМН СССР и Институтом мозга человека РАН.

Наталья Бехтерева исследовала физиологические основы работы мозга, много занималась медицинскими исследованиями. Она впервые в СССР применила метод долгосрочного вживления электродов в мозг и стереотаксическую нейрохирургию.

Стереотаксис — это способ проводить операции на мозге. Когда нужно прооперировать какую-то область мозга, то сначала особым образом составляется его пространственная схема. Дело в том, что строение мозга очень индивидуально, при этом важные области могут находиться очень близко друг к другу. Важно правильно рассчитать, куда ввести электрод или сделать надрез, чтобы не промахнуться и не задеть другие участки мозга. Стереотаксическая система помогает проанализировать строение мозга конкретного пациента и сделать точный расчёт.

Наталья Бехтерева впервые описала, как мозг реагирует на ошибку при выполнении задачи. В нём есть отдельные группы нейронов, которые активируются при ошибочном выполнении какой-нибудь деятельности. Бехтерева назвала это явление «детектор ошибок», но сейчас он больше известен как негативность, связанная с ошибкой (error-related negativity).

А теперь интересное — Бехтерева действительно верила в мистику и не стеснялась говорить об этом в интервью. Однажды она встречалась с Вангой и очень впечатлилась:

Чем больше проходит времени, тем сильнее я убеждаюсь в том, что имела дело с уникальным явлением ясновидения. Я потом встречала множество людей, претендующих на обладание этим даром. Но ничего общего с Вангой они не имели. Пример Ванги абсолютным образом убедил меня в том, что существует явление контакта с умершими.

Наталья Бехтерева верила в методы Кашпировского и даже написала о них в своей книге «Магия мозга и лабиринты жизни».

Ещё при жизни Бехтеревой журналистов больше всего интересовало как раз её отношение к мистике, но оно не отменяет огромного вклада Натальи Петровны Бехтеревой в нейронауку. Её имя даже присвоено Институту мозга человека РАН.

Источник: m.vk.com

Комментарии: