Мышь с человеческой душой

В первой части статьи мы пришли к следующим выводам: люди не знают, чем они думают, но отчего-то долгое время были уверены, что думают нейронами. Эта доктрина зашаталась всего несколько лет назад, и еще один удар по ней нанесли недавние работы ученых из Университета Рочестера — Мейкена Нидергора, Стивена Голдмана и их сотрудников.

Собственно, все началось с того, что Голдман и Нидергор вырастили культуру человеческих астроцитов. Астроциты — это клетки так называемой «глии», части мозга, про которую всегда думали, что она просто поддерживает сеть нейронов, вроде каркаса. На каком-то этапе этой работы у ученых возник какой-то смутный вопрос: почему человеческие астроциты такие огромные? В 20 раз крупнее, чем астроциты мыши (тут я должен объяснить, что вообще-то клетки одного органа у разных млекопитающих, от землеройки до слона, практически одинаковы по размеру — просто у слона клеток больше). Да не просто крупнее, а имеют еще какие-то прихотливые отростки...

Если бы Голдман и Нидергор были суперэрудитами, а не простыми нейрофизиологами, они бы знали, что за сто лет до них этому факту удивлялся Рамон-и-Кахаль — тот самый, который получил Нобелевку за «Нейронную доктрину». Но не все, написанное учеными, удостаивается внимания человечества: наблюдение Кахаля насчет человеческих астроцитов просто осталось незамеченным. Так что удивление Голдмана и Нидергора не имело научного приоритета. Впрочем, когда человек удивляется чему-то, это всегда как в первый раз.

Наблюдение показалось исследователям важным вот почему: ведь то, что люди умнее мышей, — достоверно установленный факт. Не просто умнее, а гораздо умнее. И если ум — в мозгу, то логично ожидать, что мозг умного человека будет радикально отличаться от мозга глупых грызунов... а не то чтобы просто «покрупнее, чем у зайца, но гораздо меньше, чем у кита». Нейронов у человека больше, чем у зайца, меньше, чем у кита, но в общем-то никаких особых сенсаций. А вот астроциты отличаются так, что закачаешься. Остается проверить следующую гипотезу: «То, что человек такой умный, — это из-за астроцитов».

Для проверки взяли слабодифференцированные клетки из культуры человеческих астроцитов (чтобы потом отличать их от мышиных, в них еще вставили ген флюоресцентного белка, так что они светились под микроскопом) и впрыснули в мышь. И стали ждать, пока астроциты размножатся и укоренятся. Долго ждали, 20 месяцев, почти целую мышиную жизнь (по счастью, лабораторные мыши живут дольше диких). Потом глянули в микроскоп — и правда, прижились клетки, распустили свои выросты, точно как в человеческом мозгу и совсем не так, как у мыши.

Красным светятся человеческие астроциты, зеленым — астроциты грызуна, синим — нейроны грызуна (Источник) 

Оставалось проверить, что мышам эта процедура пошла на пользу. Для этого разработаны специальные тесты, показывающие, насколько данная мышь смекалиста и способна к обучению. Так вот, все мыши с человеческими астроцитами в мозгу показывали куда лучшие результаты на этих экзаменах, чем обычные мыши. И это притом, что лишь небольшая доля их глиальных клеток была замещена на клетки человека — носителя разума и духа par excellence. А если бы заменить все, еще неизвестно, что за мышки получились бы, что у них было бы на душе (впрочем, разговоры об этической допустимости подобных экспериментов немедленно последовали за самим экспериментами — должны же чем-то себя занять люди, которые сами такого не умеют?)

Подробно об этом опыте можно прочитать в заметке Дугласа Филдса на сайте Scientific American. Дуглас Филдс сам нейрофизиолог, и его собственные исследования лежат, вообще говоря, в том же русле. Все сходится к тому, что клетки глии, и астроциты в особенности, играют в мышлении огромную — и до сих пор серьезно недооцениваемую — роль.

Как они работают? Кое-какие идеи на этот счет есть. Чего астроциты точно не делают, так это не передают друг другу электрических импульсов (роль проводов в этой машине по-прежнему признается за нейронами). Вместо этого они умеют передавать сигнал волной ионов кальция (внутри самой клетки и ее отростков), а наружу выдавать молекулы нейротрансмиттеров. Тех самых, благодаря которым нейроны коммуницируют друг с другом. Тех самых, на которые действует всевозможная наркота, расширяющая сознание и меняющая личность, подчас не в лучшую сторону. Некоторое время назад мы упоминали тут «дофаминовую гипотезу» происхождения человека: якобы человек такой умный, одухотворенный и креативный из-за того, что у него гормоны-нейротрансмиттеры работают эффективнее. В свете этой статьи «дофаминовая гипотеза» получает неожиданное подкрепление.

Имеет ли все это отношение к тайне человеческого сознания? Разумеется. Раскрывает ли оно эту тайну? Ах, да бросьте. С точки зрения того же Пенроуза, что астроциты, что нейроны, что любая другая штука в мозгу, которую можно постигнуть разумом и смоделировать компьютером, в принципе не может заключать в себе тайну сознания. Результаты этого исследования лишь показывают, насколько мало пока люди знают о собственном разуме и насколько наивно было бы надеяться что-то понять на данном — начальном — этапе рассеивания человеческого невежества.

Но понять очень хочется, причем все сильнее и сильнее. Уже неплохо.