ТАЄМНИЦІ ДВОХ ПІВКУЛЬ РОЗКРИВАЄ МОЛЕКУЛА

Олег Олександрович Кришталь — відомий вітчизняний нейрофізіолог, академік Національної академії наук України, член Європейської академії, член-кореспондент Російської академії наук, лауреат Державної премії СРСР.

Народився 1945 р. в Києві. Після закінчення вузу прийшов в Інститут фізіології ім. О.Богомольця НАН України, де нині обіймає посаду заступника директора й завідувача відділу клітинної мембранології. Усе життя займається фізіологією та біофізикою мембрани нервових клітин, а також механізмами зв’язку між ними — синаптичною передачею. Відкрив два з трьох основних типів рецепторів болю. Його називають найцитованішим у світі українським ученим.

...Яскраві пучки світла, схожі на салют, раз у раз спалахують на темному екрані монітора. Якісь ділянки залишаються темними, інші «вибухають» — спочатку ми бачимо безліч вогнів, що поступово гаснуть, а потім знову розгоряються, неначе переморгуються один з одним. Так виглядає на моніторі комп’ютерного томографа робота мозку. Людина подумала: «Непогано було б попити чайку!» — і мозок відразу «відсалютував» спалахами активності в кількох зонах кори головного мозку. Або школяр робить уроки: кожне завдання — нові спалахи.

Про мозок ми знаємо сьогодні чимало. Непогано уявляємо, як працює нервова клітина. Знайшли мікроділянки, відповідальні за лічбу, за розрізнення конкретних й абстрактних слів, за сон і активний період, голод і ситість, за страх і музичний слух, визначили області, що «курирують» психічні функції тощо. Загалом зрозумілий механізм запуску емоцій. Чому, приміром, одна людина з ними справляється, а інша не може позбутися однотипних переживань? Виявилося, у першої зміни обміну речовин у мозку, пов’язані, скажімо, з горем, компенсуються змінами обміну речовин в інших мозкових структурах. А в іншої таку компенсацію порушено. Ми можемо на власні очі спостерігати, як відбувається процес мислення, закладається інформація в пам’ять. Але багато чого, як і раніше, залишається невідомим. Яким шляхом іде сучасна наука, що вивчає наш головний «комп’ютер», — нейрофізіологія?

...І ніяких «семи печаток»

— Сьогодні вже не можна говорити про нейрофізіологію окремо, — переконаний завідуючий відділом Інституту фізіології ім. О.Богомольця НАН України академік Олег Кришталь, — слід говорити про біологію загалом. А вона вступила в новий, історичний етап свого розвитку. Досягнення генної інженерії ведуть до синтезу практично всіх її напрямів: від зоології до фізіології, включаючи біофізику, біохімію тощо. Йдеться ось про що. Живий організм — це багатоклітинна система, у кожній клітині якої є копія генетичного матеріалу, утвореного в момент запліднення. Але клітини різні, кожна виконує свою власну функцію, у кожній активований свій комплекс генів, своя частина тієї «бібліотеки», носієм якої є кожен із нас. При цьому існує величезне перехрещування генів, що працюють, скажімо, у печінці й у мозку, у клітинах шлунка й у мозку тощо. З цим і пов’язаний синтез-підхід. Тобто нині біологія перетворилася на величезну машину зі створення диференціальних «бібліотек». Для кожного органа, кожного типу клітин створюються «бібліотеки» працюючих там генів, і люди потенційно одержують доступ до всіх молекул, що беруть участь у будівництві й життєдіяльності організму.

— Усе так прозаїчно. А як же таємниці, сховані за сімома печатками?

— Говорити про щось за сімома печатками, уже не можна. Ніяких семи печаток немає, не залишилося навіть однієї. Ми вийшли на новий, цілком фантастичний шлях.

— Невже не залишилося ніяких таємниць?

— Невідомого дуже багато. Але таємниця — це щось незбагненне. Образно можна уявити собі ворота з печатками, зняти які ми не можемо. Так ось, біологія не бачить сьогодні таких воріт із печатками. Згодом вони можуть з’явитися.

— Олегу Олександровичу, сьогодні наукові відкриття дозволяють лікувати хвороби, які ще півтора десятиліття тому вважали невиліковними, коригувати поведінку людей, впливати на пам’ять, якість навчання тощо. Що чекає нас у найближчому майбутньому — розвиток надможливостей, створення біороботів? Ось англійський професор Ворвік збирається за допомогою імплантанта об’єднати мозок людини з комп’ютером.

— Хоч що ви запитали б, на все буде позитивна відповідь. Сьогодні говорити про перспективи, даруйте, смішно. Людство звершило революцію — розшифрувало молекулу, із якої його зроблено. Люди неначе потрапили на нову планету, де хоч куди підеш — скрізь багато нового й цікавого. Страшно і вражаюче! Якщо зараз починають вирощувати органи, то відповідно уявіть, що можна робити з мозком. Що завгодно. Вже є методики відновлення загиблих ділянок мозку. Незабаром їх будуть просто наново вирощувати.

— А цілий мозок?

— Усе можливо. Але лише в тому разі, якщо людство розвиватиметься такими самими темпами, як протягом останньої сотні років. За цей час люди дізналися про себе й навколишній світ у тисячу разів більше, ніж за всю свою попередню історію.

Чому жінки розумніші від чоловіків?

Нервові клітини відсилають свої «накази» у вигляді електричних імпульсів. При цьому волокна, якими проходять ці імпульси, напряму не зв’язані з клітинами-«виконавцями». Між ними й нервовими закінченнями лежить простір — синаптична щілина. Місце контакту нервового волокна з клітиною називається синапсом. Передача нервового імпульсу схожа на надсилання телеграми: спочатку діє струм, що біжить нервовим волокном, потім готується «письмове повідомлення», що передається через синаптичну щілину за допомогою хімічних речовин, і лише потім клітина-виконавець одержує «наказ».

— Мозок — лідер у споживанні енергії, — пояснює Олег Олександрович. — Він «забирає» понад 20% генерованої тілом енергії. Ця її кількість споживається постійно: незалежно від того, думаємо ми в даний момент свідомо чи ні, у мозку відбувається колосальна робота. Щосекунди виникають мільярди нервових імпульсів, що несуть інформацію усередині клітин по їхніх відростках. Доходячи до кінця відростка за допомогою вже іншого механізму — синаптичної передачі, вона передається на сусідні нейрони, які самі по собі є приголомшливою за складністю обчислювальною машиною. Головний фокус мозку — поєднання неймовірної стабільності й не менш неймовірної пластичності. Тисяча мільярдів, трильйони контактів між клітинами мають дивовижну властивість стабільності, що виявляється в пам’яті. Пам’ять наче «зашита» в цих зв’язках. Тому є речі, які ми пам’ятаємо все життя. Ми живемо, й усі молекули нашого тіла протягом життя багаторазово змінюються, за винятком окремих елементів скелета. А пам’ять залишається. Хоч як це парадоксально звучить, але мозок і пам’ять зберігають себе не як щось стабільне, а як динамічну систему, яка сама за собою стежить, сама себе налаштовує та перебудовує.

— Скільки в цій системі вродженого, а скільки набутого?

— Мозок залежить від нас набагато більшою мірою, ніж ми про це думаємо. По суті, це tabula rasa, яку треба заповнити. Щойно немовля розплющило очі й подивилося на світ, навіть найдрібніші відмінності (приміром, дивиться він на вікно ліворуч або праворуч) створюватимуть мозок по-різному. У мене діти — однояйцеві близнюки, дві генетично однакові людини. Але вони цілком різні за характером, виразом обличчя, тож я розрізняю їх досить легко. У мозку, ясна річ, є дещо й від предків. Коли говорять, що, накурившись марихуани, можна потрапляти в інші світи, побачити себе до народження, то це абсолютна профанація того беззаперечного факту, що в нас вмонтовано систему, яка пояснює, як сприймати світ. Образи, що виникають у свідомості, людина інтерпретує відповідно до цієї системи.

— Але, мабуть, ні в яких снах чоловік не зможе думати так, як жінка. Я читала, що мозок жінок має на 15% більше клітин у тих ділянках, що контролюють планування, пам’ять, судження й усвідомлення власної особистості.

— Так, мозок чоловіка й жінки різний, ми з вами думаємо по-різному. У вас дві півкулі мозку мають учетверо більшу кількість зв’язків, ніж у мене.

— Чому тоді чоловіки кмітливіші від жінок?

— Нічого подібного! Це неправда.

— Але більшість, приміром, великих учених — чоловіки.

— Кількість жінок у науці різко зростає. Я знаю багатьох жінок-учених, котрі значно кмітливіші, ніж багато чоловіків. Вже є певна кількість жінок — нобелівських лауреатів.

— На нас чекає науковий матріархат?

— Цілком можливо. Іноді мені здається, що так воно й повинно бути. Оскільки в жінок у принципі упорядкованіший розум. Чоловіки мільйони років виховувалися як мисливці й захисники. А тепер полювати немає на кого, фізичний захист у сучасному суспільстві потрібен лиш у виняткових випадках. Необхідні інші чесноти. На жінок, вочевидь, чекає велике майбутнє.

— Остаточно мозок людини формується в перші роки життя?

— Частково це справді так. Але ось вам факт. Кора головного мозку — вмістилище пам’яті і свідомості. Попри всю свою обчислювальну потужність, ця система так само доступна для вдосконалення шляхом вправ, як і м’язи тіла. Як культуристи накачують м’язи, так і ми можемо збільшувати кількість синаптичних контактів між клітинами, підвищувати можливості нашого мозку.

Ось курйозний приклад. Є ділянка мозку, яку називають гіпокамп. Вона активно задіяна в механізмах навчання, пам’яті й просторової орієнтації. Інтенсивна програма з вивчення мозку лондонських таксистів показала, що в них гіпокамп приблизно вдвічі більший, ніж у звичайних людей. Безперервне професійне напруження, викликане необхідністю постійно орієнтуватися в лондонському «мурашнику», викликає збільшення гіпокампу.

— Декотрі вчені стверджують, що ми використовуємо свій мозок не цілком — лише на якийсь незначний відсоток...

— Думаю, той, хто таке говорить, не знає, про що говорить. Наш мозок, справді має безмежні можливості. Кількість потенційних зв’язків у мозку перевищує кількість зірок у галактиці. Та що там зірок! Кількість комбінацій, що можуть одержувати зв’язки в нашому мозку, перевищує кількість молекул у галактиці. Тож розмови про відсотки чи межі —абсолютне безглуздя. Треба пам’ятати одне: кожен із нас може набагато більше, ніж досяг сьогодні. Межі ставить нам середовище й наша соціальна поведінка.

...Про пластичність мозку говорять і результати інших досліджень. Приміром, проведене нещодавно американськими вченими. Воно підтвердило гіпотезу про те, що при руйнуванні життєво важливих ділянок кори головного мозку, скажімо, зони Верніке, відповідальної за інтерпретацію чужої мови й формування основного задуму висловлювань самої людини після інсульту, — їхня функція може передаватися іншим ділянкам. Таким чином, «другорядних» ділянок кори не існує — просто багато з них перебувають наче на «лаві запасних». Сьогодні навіть ведуться окремі роботи з «перевиховання» нервових клітин: учені намагаються стимулювати одні нервові клітини виконувати роботу інших, які вже неможливо відновити. У принципі, це природний механізм: якщо травма мозку сталася в дитини, то її нервові клітини «переучуються» самостійно. А в дорослих для цього нерідко доводиться застосовувати спеціальні методи.

Нервові клітини відновлюються!

— Британські вчені стверджують, що за допомогою сучасних томографів можна визначити, коли людина бреше, а коли говорить правду. Було показано, коли людина лукавить, у корі головного мозку активуються одні й ті самі ділянки. Тобто сучасні комп’ютерні томографи можна використовувати як детектори брехні?

— Так, ніяких проблем. Хоча людина неймовірно хитре створення: «штірліци» нового покоління зможуть обдурити й томографи.

— Довільно змінювати електромагнітні випромінювання окремих зон мозку?

— Чом би й ні? Це справді далеко не позамежне завдання.

— За деякими даними, після 40 років у людини різко пришвидшується деградація мозку, а після 50 — нейрони всихають і зменшується об’єм мозку. З 25 до 65 років спроможність засвоювати новий досвід знижується в середньому на 35%. До якого віку людина може навчатися?

— Постійно. Чудовий приклад — мій учитель і друг Микола Амосов. Він навчався і працював до останньої миті, хоча йому було вже за 80...

— Говорять, коли людина перестає напружувати мозок, у неї починають розвиватися такі захворювання, як склероз?

— Цілком правильно. У неї перестають відновлюватися й рости нервові клітини, які, виявляється, ростуть усе життя. Але їхній ріст залежить від того, яке навантаження ти даєш своєму мозкові. Поширена думка про те, що нервові клітини не відновлюються, хибна. Вони відновлюються, зокрема й у людей похилого віку. Сьогодні вже ясно, що саме пластичність мозку дозволяє «підняти» людей, довгі роки прикутих до ліжка, приміром, після інсульту. Відповідно до недавніх досліджень, для цього потрібно мати силу волі й щодня тренуватися. Яким чином, якщо людина лежить нерухомо? Дуже просто й дуже важко водночас — часто в таких хворих бракує саме сили волі. Необхідно подумки щодня по вісім годин уявляти собі, що рухаєш паралізованою ногою чи рукою, і через декілька тижнів з’явиться рух. Причому статистика повернення людей до нормального життя, якщо й не цілком, то до значного відновлення втрат, приголомшлива.

— Сьогодні багато хто захоплюється лікуванням різноманітних соматичних захворювань за допомогою самонавіювання. Мені завжди здавалося, що це чистої води шарлатанство. Але виходить, це має наукове обгрунтування?

— Якщо йдеться про захворювання, які мають генетичну природу й пов’язані з ушкодженням геному, приміром, онкологічні, то тут у лікувальних властивостях сили волі я дуже сумніваюся. Коли ми говоримо, що силою волі можна змусити руку працювати, то маємо на увазі механізми так званої мозкової пластичності, пов’язані саме з вправами. Адже коли думаєш, що хочеш зробити рух, то нервові імпульси біжать відповідними шляхами, і якщо вони десь не знаходять «шляху», то структура мозку шукає обхід. При впертому виконанні вправ ці шляхи посилюються, розростаються. Усі механізми відомі та зрозумілі. Можливо, колись стане ясно, що силою волі можна змінити геном клітин, але я посипав би голову попелом, якби дізнався, що це так.

— Учений, герой вашої книжки «Гомункулус», спробував «прищепити» собі геніальність.

— Думаю, у майбутньому такі «щеплення» в голову, як зробив або думав, що зробив, герой моєї книжки, стануть реальністю. Між іншим, цікава інформація. Якщо хочеш, щоб твій мозок працював активно, їж чорницю. Споживаючи її в розумних, але досить високих кількостях, уже через два тижні помітиш, що запам’ятовуєш і думаєш краще. Але це все локально. Загалом, віра — велика річ. Ось мій герой думав, що зробив собі «щеплення» геніальності, повірив, що може, і зробив відкриття. Коли говоримо, що віра рухає гори, то вже розуміємо — чому. Вона активує нові шляхи в мозку, активує сам мозок, і він уже сьогодні вміє те, чого не вмів учора. Віра — це приводний ремінь для людського самовдосконалення.

* * *

... Людину завжди цікавив розвиток надможливостей, зокрема й мозку. Скажімо, чи можна змінити швидкість проходження нервових імпульсів? При однаковому рівні інтелекту один метикує швидко, інший — вдвічі або втричі повільніше. На жаль, сьогодні не існує апробованих методів фізичного впливу на мозок із метою розвитку тих чи інших здібностей (допінги дають лише короткочасний ефект). Але теоретично це можливо.

Якщо є ділянки, відповідальні за пам’ять, логіку, лічбу, то не виключено, що впливаючи на них певним чином, можна домогтися цікавих результатів. Як показав відомий канадський нейрохірург Вайлдер Пенфілд, при подразненні певних ділянок кори великих півкуль у пам’яті починають спливати яскраві епізоди з минулого. При цьому відтворюються цілі картини пережитого, які в звичайних умовах людина не в змозі згадати в усіх деталях. Можливо, у майбутньому з’являться спеціальні кабінети, куди можна зайти й за допомогою приладів «побувати» в дитинстві, поспілкуватися з тими, кого давно немає в живих, знову пережити найщасливіші хвилини життя. У «скарбничці» пам’яті, вважають німецькі вчені, зберігається й уся одержана професійна інформація. Це дозволяє фахівцеві приймати єдино правильне рішення, іноді навіть не розуміючи, як воно спало на думку, — «експертна система» його «комп’ютера» за лічені хвилини зробила аналіз і видала відповідь.

Нещодавно швейцарські вчені виявили ділянку, подразнюючи яку можна змусити людину бачити себе збоку. При стимуляції такої ділянки в хворої на епілепсію жінка повідомляла, що відчувала, наче плаває в ліжку або падає з висоти. При посиленні впливу хворій здавалося, що вона з невеличкої висоти бачить себе в ліжку, а потім відчула себе невагомою і «піднялася» під стелю. Припускається, що ця мікроділянка збирає інформацію з різних відділів мозку й формує уявлення про те, де перебуває тіло. Якщо сигнали кількох нервів «збиваються зі шляху», то мозок малює невірну картину й людина може бачити себе збоку.

Можливості мозку дивовижні. Сучасні знання й технічні можливості дозволяють ученим творити справжні «дива». Та головне — знайшла наукове підтвердження стародавня істина: кожен може розвинути в собі здібності чи можливості, які йому необхідні — будь то феноменальна пам’ять чи вміння знову ходити. Адже межі досконалості, як з’ясувалося, справді немає!