Физиология человека

Human Physiology (English Translation of Fiziologiya Cheloveka)

Открытия не стареют. К 90-летию со дня рождения Натальи Петровны Бехтеревой.

7 июля 2014 года Наталье Петровне Бехтеревой исполнилось бы 90 лет. Она ушла из жизни, но каждый год в ее день рождения ученики продолжают приносить цветы и вспоминают Учителя. Для некоторых, таких как я, встреча с Натальей Петровной изменила жизнь. Мы, ее ученики, были увлечены энтузиазмом и харизмой своего Учителя, поражены глубиной знаний, преодолевали, следуя за Учителем, себя и внешние обстоятельства, шли своей дорогой, как она говорила «через тернии к звездам». Я до сих пор повторяю ее слова своим ученикам: «в мире нет ничего, чего мы не смогли бы сделать».

Это касается не только науки. В повседневной жизни, принимая решения, мы, ее ученики, примеряем, как бы в такой ситуации поступила Наталья Петровна. И не важно, что экономические и полические условия стали совершенно другими, принцип Учителя не делать другому ничего такого, чего ты сам не пожелал бы себе, всегда с нами, он не стареет.

Как не стареют и великие открытия, которые совершила Наталья Петровна. Об одном из них я хочу рассказать. Это открытие участия подкорковых нейронов мозга человека в функциях когнитивного контроля. Когнитивный контроль ассоциируется с мозговыми процессами, обеспечивающими гибкость поведения. Эти процессы включают в себя различные проактивные и реактивные операции, такие как: 1) предварительная установка или картирование стимула в репертуар реакций, 2) подавление или перепрограммирование доминатного действия, 3) детекция всех видов конфликта, 4) мониторирование и подстройка действий. Знание нейронных механизмов когнитивного контроля важно с точки зрения как теории, так и практики. С одной стороны, когнитивный контроль лежит в основе нашего понимания свободной воли и сознания. С другой стороны, утрата когнитивного контроля – основной компонент многих психических расстройств. Таким образом, знание нейронных механизмов когнитивного контроля, позволяет определить функциональные нейромаркеры психических заболеваний.

В новых учебниках по нейронаукам устоявшимся фактом считается, что в обеспечении процессов когнитивного контроля принимает участие сложная система, включающая как корковые зоны (такие как дополнительная моторная кора и передняя поясная извилина), так и подкорковые области (такие как стриатум, бледный шар, таламус и субталамическое ядро). В 60-70е годы прошлого века господствовала совсем другая точка зрения, отводящая указанным подкорковым структурам вспомогательную роль в обеспечении исключительно движений.

Для лечения болезни Паркинсона, связанной с ограничением двигательной активности, использовалось лекарство «леводопа» — предшественник медиатора дофамина, модулирующего базальные ганглии. В тех случаях, когда лекарства не помогали, использовались стереотаксические операции по разрушению определенных областей в базальных ганглиях. Такие операции с вживлением множественных электродов для диагностики и терапии стали проводиться на клинической базе отдела нейрофизиологии человека, созданного Н.П. Бехтеревой в 1962 году. Эти операции давали уникальную возможность регистрации различных нейрофизиологических параметров в процессе выполнения больными двигательных и когнитивных тестов. Уже первые исследования с регистрацией уровня кислорода в ткани мозга показали, что базальные ганглии вовлечены не только в движения, но и в более сложные когнитивные функции.

В 1970х годах Наталья Петровна собрала группу молодых людей (физиков, программистов, биологов, психологов, математиков), совместными усилиями которых были разработаны адекватные методы регистрации и анализа активности нейронов для изучения когнитивных функций мозга. Сначала работали на отечественном компьютере «Минск-32». Числовые данные вводились на перфолентах. Это отнимало много времени, поэтому работали в ночное время. В 1980 году Наталья Петровна под свою идею получила фонды для покупки французского миникомпьютера «Плюримат-С». Впервые была разработана уникальная система ввода и обработки нейрофизиологических данных. В многообразных тестах на когнитивный контроль удалось показать, что, если ранние компоненты вызванной активности подкороковых нейронов кодировали физические свойства стимулов, то поздние компоненты отражали когнитивные процессы (Диплом на открытие, присужденный Государственным Комитетом СССР по делам изобретений и открытий в 1990 году группе авторов: Н. П. Бехтеревой, П. В. Бундзену, Ю. Л. Гоголицыну, и автору этой статьи). В последующих работах, подкрепленных позитронно-эмиссионной томографией мозга, удалось связать детекцию ошибок, как одну из операций когнитивного контроля, с активностью передней поясной извилины и связанными подкорковыми структурами (Н.П. Бехтерева, С.В. Медведев).

Эти открытия по времени совпали с публикацией в зарубежной печати целой серии работ по исследованию функций базальных ганглиев у животных. Сейчас эти работы считаются классическими. Представления о мозговой системе когнитивного контроля легли в основу клинического использования когнитивных вызванных потенциалов, разрабатываемого в нашей лаборатории Института мозга человека РАН в Санкт-Петербурге (Кропотов Ю.Д., Пономарев В.А., Поляков Ю.И.). С помощью современных методов слепого обнаружения источников были выделены скрытые компоненты, связанные с различными когнитивными процессами. Было показано, что эти компоненты селективно измененены при различных психических заболеваниях и могут быть использованы для их диагностики.

Однажды Наталья Петровна сказала, что открытия претерпевают три стадии. Сначала все считают, что данной проблемы не существует. Потом говорят, что полученные данные ничего не доказывают. И только спустя какое-то время, когда другие лаборатории повторят эксперименты, начинают говорить —а как же иначе. Поэтому настоящие открытия не стареют. Они живут и внедряются в клиническую практику.

Кропотов Ю.Д.

электронные и печатные версии журналов на английском электронные версии журналов на русском