Этим материалом мы открываем небольшой цикл публикаций, посвященный главным научным достижениям и премиям прошлого года, а также тому – как обстоят дела на этих направлениях в нашей науке.
Первая Нобелевская премия 2014 года (по медицине и физиологии) была присуждена за открытие механизмов того, как мозг умеет ориентироваться в пространстве. Лауреатами ее стали супруги Мозер из Норвегии и британский нейрофизиолог американского происхождения Джон О'Киф.
Как это часто бывает в науке, награждению предшествовала многолетняя работа, в которой участвовали как сами лауреаты, так и другие выдающиеся ученые всего мира. Еще в 1970-х годах, проводя опыты с крысами, Джон О'Киф обнаружил тип нервных клеток, находящихся в гиппокампе, которые активировались, когда крыса была в конкретной точке в комнате. Другие нервные клетки активировались, когда крыса была в других местах. О'Киф назвал их «клетками места» и пришел к заключению, что они формируют карту комнаты в мозгу крысы.
В ходе дальнейших экспериментов выяснилось, что система привязки к местности в этих клетках достаточно сложная и учитывает много факторов. Именно это позволяет нам ориентироваться в изменившемся ландшафте или находить более короткие маршруты из одной точки пространства в другую. Затем, уже в начале нашего века супругами Мозер были открыты еще и «клетки решетки», которые можно назвать еще и координационными нейронами, поскольку они работают по принципу «узлов решетки» внутренней системы координат. Также выяснилось, что клетки места и клетки решетки обмениваются информацией. Недаром сами исследователи называют эту систему позиционирования «внутренней GPS».
Эти исследования и стали основанием для награждения. «Открытия Джона О'Кифа, Мэй-Бритт Мозер и Эдварда Мозера решили проблему, которая волновала умы философов и учёных на протяжении веков: как мозг создаёт карту места и как мы можем прокладывать путь через окружающее пространство, — объяснил свое решение нобелевский комитет.
О том, какое прикладное значение имеют эти открытия и как обстоят дела с исследованиями в данном направлении в России, мы попросили рассказать Павла Лисачева, ведущего научного сотрудника лаборатории биомедицинской информатики КТИ ВТ СО РАН.
– Сами лауреаты о значении своего открытия говорят, что оно еще только открывает дверь к первым шагам в направлении понимания работы мозга. Такая осторожность в оценках вызвана тем, что наука еще многого не знает о мозге. Но уже сейчас понятны значительные перспективы, которые открываются для работы именно в этой области.
Ряд заболеваний, например, болезнь Альцгеймера, влекут потерю ориентации в пространстве. Теперь, когда выявлены клетки мозга, которые отвечают за это, появляется надежда разобраться в механизмах этого явления и, возможно, найти способ ранней диагностики и хотя бы замедлить развитие нарушений. Это само по себе имеет огромное значение. Ну и не стоит забывать о том, на что указывали лауреаты – наука сделала еще один шаг к решению глобальных задач в области изучения работы мозга человека.
– А Вы можете кратко сформулировать эти задачи?
– Если совсем кратко, я бы сказал так. Первая – это найти способы своевременной диагностики, лечения и профилактики различных видов нарушений мозговой деятельности. Вторая – развивать тот потенциал, который есть в нашем организме, но в полном объеме не используется, повышать его эффективность. И третья – изучив принципы работы мозга, создавать на их основе более совершенные интеллектуальные устройства. В рамках каждого из направлений на сегодня есть еще масса нерешенных задач, потому ученые и предпочитают называть свои достижения «первыми шагами к пониманию».
– А как обстоят дела с исследованиями в данном направлении в российских научных центрах?
– В России много коллективов, изучающих самые разные аспекты функционирования мозга. Говоря о гиппокампе, нельзя не упомянуть о выдающемся отечественном нейрофизиологе Ольге Сергеевне Виноградовой. На ее работы ссылался тот же Джон О'Киф. Да и сегодня в подмосковном городе Пущино, где она работала, остается сильная школа исследователей гиппокампа, там проходят регулярные конференции, посвященные Ольге Сергеевне. Ведь гиппокамп отвечает не только за ориентацию животных в пространстве, это традиционный объект для исследования механизмов памяти вообще. Так, наша лаборатория исследует молекулярно-клеточные основы памяти, и мы тоже работаем с клетками гиппокампа.
– Если оценить задачи, которые сегодня решают в наших ведущих научных центрах, то можно ли ожидать каких-то, так скажем, прорывных результатов от российских физиологов в ближайшие годы?
– Если иметь в виду шансы на получение Нобелевской премии, я оцениваю их скептически.
Российские ученые вообще только дважды получали Нобелевскую премию в этой номинации – это были Иван Петрович Павлов (за работу по физиологии пищеварения, в 1904 году) и Илья Ильич Мечников (за открытие механизмов иммунитета, в 1908 году). Однако наука создается не одними нобелевскими лауреатами. У нас много талантливых людей.
Но рассчитывать на единоличное мировое лидерство в каких-то направлениях сегодня вряд ли приходится. Физиология – очень затратная область исследований. И поэтому в ней, как и в других областях науки, развивается международная кооперация. Это видно и на примере последней премии: Джон О'Киф работает в Британии, а супруги Мозер в Норвегии. О'Киф ждал своей премии больше сорока лет, и еще лет десять назад, когда «нобелевские» работы Мозеров только начинались, никто не предсказал бы, что он дождется своего звездного часа. Так что, думаю, возможностей плодотворной работы больше у тех наших коллег, кто занят в масштабных международных научных проектах. И это касается не только физиологов.
Георгий Батухтин
Более подробно с сутью открытия нобелевских лауреатов вы сможете познакомиться, посмотрев видеозапись публичной лекции Павла Дмитриевича Лисачева в Институте цитологии и генетики СО РАН по ссылке.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии