Ведущие мировые ученые не исключают, что в ближайшем будущем люди действительно получат такую возможность — как и способность управлять воспоминаниями, входить в новую глобальную сеть брейн-нет и рассматривать четырехмерную карту 100 миллиардов нейронов.
Как полагает руководитель кафедры анестезиологии Медицинской школы им. Кека Университета Южной Калифорнии академик Владимир Лазаревич Зельман, мы живем в золотой век нейронаук.
— В последние 25 лет наиболее продуктивными из ученых-медиков оказались, пожалуй, исследователи мозга, — отмечает специалист. — Им удалось визуализировать некоторые ключевые процессы в нервной системе, отыскать «хранилища» тех или иных мыслительных функций, описать ряд биохимических взаимодействий в центральной нервной системе и совершить еще несколько любопытных открытий.
Так, ученые Калифорнийского университета в Беркли достигли прогресса в распознавании мыслей. Во время просмотра видео мозг человека сканировали с помощью магниторезонансной томографии. Затем суперкомпьютер проанализировал полученную информацию и воспроизвел примерную копию показанного ролика. С помощью специальных устройств исследователи Университета Южной Калифорнии и Университета Уэйк-Форест впервые смогли управлять воспоминаниями животного, «включая» и «отключая» их. Возможно, что в будущем подобные инструменты позволят людям восстановить события прошлого. Одна из главных целей этой работы — уменьшить последствия от болезни Альцгеймера.
Специалисты уже подсчитали: в год здоровый человек теряет меньше, чем 1 % ткани мозга, которая регенерирует под влиянием умственной активности. Если же этот показатель достигает 10 %, начинают проявляться симптомы болезни Альцгеймера. Сегодня перед учеными всего мира стоит задача отсрочить возникновение заболевания на пять лет — в среднем, с 76 до 81 года. Для решения этого и других вопросов ведется международное сотрудничество по исследованию генетической предрасположенности к болезням головного мозга в рамках проекта Enigma.
Любопытные результаты удалось получить группе специалистов из Университета Южной Калифорнии и Университета Калифорнии в Дэвисе. Исследователи смогли снять на видео формирование синапсов — связей, за счет которых нервные клетки объединяются в сети, обеспечивающие функционирование нервной системы. Ключевую роль в этом процессе играет белок нейролигин, чей обмен нарушен при некоторых психических расстройствах — например, при аутизме.
Также ученые в рамках проекта Connectome планируют создать четырехмерную карту более чем 100 миллиардов нейронов и 100 триллионов их взаимодействий в мозгу, что еще на шаг приблизит понимание того, как мы мыслим. Уже сейчас экспериментальные данные и основанные на них расчеты показывают: каждую секунду у нас в голове могут функционировать до 40 000 генов и их комбинаций и около 6 000 белков. Важнейшим направлением исследований являются нейронные цепи, повреждения в которых лежат в основе заболеваний мозга. Ученые надеются улучшить не только диагностику, но и лечение подобных недугов.
Как полагает Владимир Зельман, со временем картирование мозга станет столь же значимым, как и проект «Геном человека», совершивший революцию в медицине. Ученый не исключает, что в отдаленном будущем каждый житель Земли получит два файла: один будет содержать генетическую карту нашего тела, а второй — информацию об эмоциях, памяти и личности. Владимир Лазаревич считает, что со временем будет создан генетический атлас архитектоники мозга. Это поможет понять, какие именно гены «включаются» и «выключаются» в его различных участках.
Специалисты Института нейрогенетики им. Зилка (Университет Южной Калифорнии), Йельского университета и Института мозга им. Аллена уже инициировали создание генетической базы данных для развивающегося человеческого мозга: данные экспрессии генов будут представлены для его 15 областей и затронут 13 возрастных категорий людей. Ученые полагают, что с помощью этого проекта станет возможным установить генетический риск для большого количества заболеваний.
Также ученые работают над атласом генной транскрипции мозга — в работе использованы наиболее современные технологии определения последовательностей в РНК. В рамках проекта специалисты уже собрали около 1000 уникальных биологических образцов.
Исследование обобщит клеточное распределение функционально важных молекул мРНК из специфических анатомических участков как развивающегося, так и достигшего зрелости мозга. Собранные данные будут сфокусированы на пяти его главных участках. Ученым уже удалось идентифицировать более 300 генетических локусов, связанных с патологиями центральной нервной системы.
Следующим компонентом атласа будет детальный анализ экспрессии генов взрослого мозга, участвующих в развитии нервных и нервно-психических заболеваний, включая шизофрению, эпилепсию, болезни Паркинсона и Альцгеймера.
— Возможно, придет время, когда интернет будет заменен брейн-нетом, через который можно будет посылать эмоции, чувства и мысли, — предполагает Владимир Зельман. — Подобная сеть изменит все грани нашей жизни, включая образование и индустрию развлечений, а также поможет убрать барьеры между людьми.
Павел Красин
Фото: из открытых источников (анонс),остальные — автора
