Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку - Сэм Кин

В течение долгого времени было популярно представление о том, что нейроны в этих слоях похожи на логические вентили, которые производят компьютерные расчеты. Это неплохая метафора – наш мозг много занимается расчетами, – но она упускает из виду одну важную подробность. Логические вентили в электрических цепях в некотором смысле статичны: они каждый раз выполняют одну и ту же операцию. Нейроны не статичны, а динамичны и со временем меняют свое поведение – даже за считаные часы или минуты. Как указывали некоторые ученые и философы (вплоть до Платона!), точнее будет представлять мозг как город, а нейроны – как маленьких людей. Горожане во многом похожи друг на друга: все мы едим, дышим, спим, работаем, жалуемся и так далее. Но каждый из нас в течение дня занимается своими делами, а по мере взросления мы изменяем свое поведение. То же самое относится и к нейронам.

7 …среди мелькающих сапог и ружейных прикладов. – Показания свидетелей расходятся в том, что именно произошло после второго выстрела Чолгоша, особенно кто где стоял и кто первым ударил убийцу. Я постарался реконструировать события так хорошо, как мог. Проблема отчасти состоит в том, что охранники Маккинли изменили свои показания перед судом, вероятно, смущенные тем, что обычный гражданин – к тому же чернокожий – первым ввязался в драку.

Тем не менее «Большой Джим» Паркер стал местной звездой. Люди покупали клочки одежды, которую он носил в тот день, и он получал предложения продать ботинки, в которых пинал Чолгоша. В одной газете под заголовком «Это Сделал Джим Паркер?» даже мелькнула идея, что на спусковой крючок нажал сам Паркер, а не Чолгош.

8. Смерть наступила в 7.15 утра. – Утром 29 октября сотрудники кинокомпании под руководством Томаса Эдисона пришли в тюрьму Обан, чтобы заснять казнь Чолгоша. Получив отказ, они решили воссоздать сцену казни с актерами через несколько дней. (Вы можете посмотреть этот фильм по адресу http://www.youtube.com/watch?v=bZl-Z8LKSo0.) Эдисон сделал это по неприглядной причине: он владел патентами на технологию постоянного тока и хотел опозорить своих конкурентов, чья технология переменного тока использовалась в электрическом стуле.

9 …мозг Леона Чолгоша перестал существовать. – После смерти Чолгоша Спицка-младший продолжал исследовать реакцию мозга на мощные электрические разряды. В малозначительных случаях казни на электрическом стуле ему часто даже удавалось сохранить мозг. К сожалению, этот интерес привлек к нему внимание представителей организованной преступности, которых возмущало такое отношение к их бывшим товарищам. Он стал получать анонимные звонки вроде «Оставь в покое мозги Жирного Тони, иначе пожалеешь об этом». После десятка таких угроз у Спицки развилась паранойя. Рассказывали о том, как он приходил читать лекции с двумя пистолетами, засунутыми за пояс. Прежде чем войти, он проверял каждую дверь, держа пальцы на спусковых крючках. В конце концов он все-таки отложил пистолеты и прочитал блестящую лекцию о нервных расстройствах. К сожалению, годы постоянной подозрительности в сочетании с напряженной и кровавой работой пристрастили Спицку к алкоголю, и вскоре он превратился в мрачного пьяницу. Он «отошел от дел» в тридцать четыре года и умер в сорок шесть лет от кровоизлияния в мозг, как и его отец.

10 …ему пришлось бежать. – На самом деле Леви был арестован перед бегством. Но вместо того чтобы сосредоточиться, скажем так, на попытке освобождения, он прежде всего хотел обеспечить публикацию своих последних исследований. Он выпросил у охранника бумагу и ручку и провел дни, которые могли стать последними в его жизни, составляя научную статью по памяти. К счастью, нацисты в конце концов освободили Леви, но после того, как ему пришлось отдать сто фунтов на взятку.

Леви эмигрировал в Англию, а потом получил работу в Нью-Йоркском университете. Единственное препятствие заключалось в том, что ему нужно было получить визу, и посольство США потребовало доказательств, что он действительно работал преподавателем в Австрии. Но Леви имел лишь приказ о своей отставке, выданный нацистами, что трудно было назвать лестной рекомендацией. Однако он нашел экземпляр справочника «Кто есть кто», где имелась его краткая биография. Автор статьи очень высоко отзывался о его научных достижениях, и это произвело впечатление на чиновника, который занимался его делом. Когда Леви получил все нужные подписи, он признался, что сам написал эту статью, и поспешил ретироваться.

После этого Леви еще не раз оказывался в рискованном положении. На острове Эллис он передал врачу запечатанную выписку из своего медицинского заключения, а когда врач вскрыл ее, то прочитал вверх ногами: «Дряхлый, не способен зарабатывать на жизнь». На мгновение Леви представил, как его депортируют в Австрию, где он сгниет в тюрьме. Но врач оказался здравомыслящим человеком и дал ему разрешение на въезд.

11 …более сотни разных нейротрансмиттеров. – Это длинное, но полезное примечание.

Открытие большинства известных нейротрансмиттеров происходило по сходному образцу: ученые находили новое химическое соединение в мозге, изолировали его и доказывали, что оно так или иначе влияет на деятельность нейронов. Главным исключением из этого правила были природные болеутоляющие средства, названные эндорфинами. В данном случае ученые начали с исследования наркотиков, таких как морфин и опиум, которые притупляют ощущения, прикрепляясь к рецепторам мозга. Когда появилась теория нейротрансмиттеров, ученые поняли, что мозг уже пользуется сходными химическими соединениями, иначе нейроны не могли бы иметь готовые рецепторы для опиума и морфина.

Открытие эндорфинов в начале 1970-х годов было одним из «грязных проектов» в истории науки. Некий Джон Хьюджес, бесцеремонный молодой шотландец, решил поискать эндорфины (которые он называл «веществом Х») в свиных мозгах. Для этого ему пришлось каждое утро ездить на велосипеде на бойню вместе с топориком, ножовкой и длинным ножом в багажнике. По дороге он покупал сухой лед (твердую углекислоту). Для того чтобы получить мозги, Хьюджесу приходилось полагаться на щедрость работников бойни, которые отрезали свиные головы бензопилой. Сначала Хьюджес заручился их сотрудничеством с помощью речей о благородных медицинских исследованиях. Вскоре он понял, что скотч позволяет гораздо быстрее достигнуть взаимопонимания и стал приезжать с бутылкой виски. Работники ежедневно приносили Хьюджесу около двадцати свиных голов; сражаясь с крысами, он вырезал мозг размером с грейпфрут примерно за десять минут, упаковывал в сухой лед и переходил к следующему.

По возвращении в лабораторию он превращал мозги в серое пюре и растворял их в ацетоне. (Коллеги вспоминали, что в его лаборатории воняло протухшим жиром и клеем для моделей самолетов.) Наконец, он сепарировал содержимое на центрифуге и испарял отдельные слои для тестирования на «вещество Х».

Теперь перейдем к странной части истории. Ханс Костерлиц, наставник Хьюджеса, был непревзойденным мировым экспертом в двух крайне специфических отделах анатомии – Cavia ileum и murine vas deferens, более известных как внутренности морской свинки и мышиные трубки для вывода спермы. На каком-то этапе своих изысканий Костерлиц убедился, что каждый из этих объектов чрезвычайно чувствителен к химическим соединениям из группы морфинов. То есть, если подвесить Cavia ileum или murine vas deferens в жидкости и подвести электрический ток к определенному нерву, начинаются непроизвольные сокращения, как у лягушачьих сердец, с которыми экспериментировал Леви. Но даже малейшая примесь морфина немедленно останавливала эти сокращения. Поэтому Костерлиц и Хьюджес целыми месяцами электризовали внутренности мелких грызунов, воспроизводя бестелесные оргазмы в химических сосудах и вводя разные химические соединения из свиных мозгов в надежде найти останавливающее средство. Наконец они обнаружили вещество – желтоватую восковую субстанцию с запахом прогорклого масла, – которое прекращало сокращения точно так же, как морфин. Она стала известна как эндорфин – гибридное сокращение от «эндогенный морфин».

Кстати говоря, наркотические вещества (незаконные и все прочие) – это прекрасный способ изучения различных этапов нейротрансмиссии. К примеру, препарат «экстази» автоматически заполняет синапсы между нейронами серотонином, позволяя вам изучать высвобождение нейротрансмиттеров. Кокаин препятствует вакуумированию дофамина и других веществ после их высвобождения. Фенилциклидин (галлюциногенный наркотик органического происхождения, распространенный в США в 1970-е годы. – Прим. перев.), помимо других эффектов, вмешивается в работу дендритовых рецепторов, отторгая определенные нейротрансмиттеры и блокируя их сообщения. ЛСД ослабляет способность нейрона действовать независимо от соседей, позволяя сенсорным данным проникать из одного региона мозга в другой. Фактически для любого этапа в процессе нейронной трансмиссии есть свой наркотик, который доставит вам незабываемые ощущения, если вы будете экспериментировать с ним.