 |
Развитие строения коры в эмбрионе
|
|
|
|
Ракич, Хортон и Хокинг показали, до какого уровня происходит развитие глазодоминантных колонок и «пятен» цитохромоксидазы к моменту рождения. В глаза обезьян на различных стадиях развития в матке были введены радиоактивные аминокислоты так, чтобы пометить клетки в области ЛКТ и их аксоны в пределах слоя 4 коры. Колонки и «пятна» также выявляли при помощи окраски на цитохромоксидазу. На ранних стадиях развития зародыша в отсутствии каких-либо зрительных сигналов почти все зоны управления правого и левого глаза перекрывались. За несколько дней до рождения колонки глазного доминирования, «пятна», толстые и тонкие полоски зрительной зоны 2 были различимы и имели нормальные пропорции по отношению друг к другу.
У котят колонки глазного доминирования в зрительной коре четко разграничиваются только к возрасту около 30 дней. Хорьки и сумчатые рождаются даже на более ранних стадиях развития и, следовательно, большая степень формирования зрительных сетей у них происходит в постнатальном периоде.
Вклад фундаментальной нейронауки в неврологию
Между фундаментальными и прикладными нейронауками явно имеется связь с двусторонним движением. Методы молекулярной биологии и генетические методы уже начинают играть свою роль в диагностике таких заболеваний, как ретинобластома и болезнь Хантингтона. Рассматривается возможность лечения генетически реконструированными клетками мышечной дистрофии и болезни Паркинсона. Нейрохирургами используются сложные электрофизиологические методы для регистрации активности отдельных нейронов, для имплантации стимулирующих электродов (например, для контроля работы мочевого пузыря), для методов неинвазивной стимуляции, а также разработки протезов для замещения утраченных функций.
|
|
|
Один из примеров иллюстрирует, как исследование в фундаментальной нейронауке может помочь обеспечить новый подход в лечении серьезных заболеваний. Так, в результате работ Хьюбеля и Визеля по потере чувствительности у новорожденных котят и обезьян стало ясно, что новорожденного ребенка с врожденной катарактой нужно оперировать как можно раньше. Такие процедуры предотвратили несчетное число случаев слепоты. Причем это не было результатом, исходно запланированным исследователями в начале экспериментов на рецептивных полях зрительного анализатора.
Причины большинства заболеваний нервной системы, от которых страдает человечество (например, болезнь Альцгеймера, или амиотрофический латеральный склероз), практически неизвестны. Отсутствует и эффективное лечение. В этой ситуации можно было бы предложить передать деньги, используемые для фундаментальной нейронауки, в прикладную науку или неврологию. Конечно, было бы лучше найти непосредственно средство излечения от заболеваний, чем пытаться выяснить, как функционирует нервная система. Однако в случаях, когда прикладные исследования преобладали над фундаментальными биологическими разработками, результаты, мягко говоря, разочаровывали. Например, Советский Союз основал и поддерживал крупные институты прикладных исследований в физиологии и фармакологии, каждый из которых насчитывал сотни научных работников, в которых изучение проблемы ради ее интереса и красоты считалось «буржуазным». Однако в период существования Советского Союза не было разработано ни одного лекарственного препарата, который вошел бы в рутинную клиническую практику. Мы познаем физический мир благодаря нашим органам чувств. Мы протягиваем руку, чтобы коснуться ближайших объектов, либо воспринимаем сигналы, передаваемые на расстоянии. Сенсорные рецепторы — это ворота, через которые проходят эти сигналы. Уже в исходной точке рецепторы задают основу того сенсорного анализа, который впоследствии осуществляется центральной нервной системой. Они определяют пределы чувствительности и устанавливают диапазон сигналов, которые могут быть выявлены и на которые последует реакция. За редким исключением, каждый тип рецептора специализирован, чтобы избирательно реагировать лишь на энергию одного типа раздражителя, называемого адекватным стимулом. Палочки и колбочки сетчатки глаза реагируют на свет, нервные окончания кожи — на прикосновение, давление или вибрацию, рецепторы языка — на химические вкусовые раздражители.
|
|
|
Степень прогресса
Хотя книги о мозге и сознании появляются с невообразимой скоростью, было бы, несомненно, плохой услугой для нейронауки делать вид, что ответы на чрезвычайно сложные вопросы этой области человеческого знания находятся совсем рядом. Например, было опрометчиво в 1996 году, рассматривая нейронные сети, вовлеченные в контроль игры в теннис, предсказывать в передовице "Science", что «основные принципы нейронального развития будут открыты к концу этого века». Существует естественная тенденция ученых и журналистов быть оптимистичными и обнадеживать, что решения трудных проблем близки. Так, предположительное время для лечения повреждений спинного мозга было обозначено примерно 7—10 лет (более семи лет назад!). Хотя подобные высказывания могут поощрять интерес ученых к этой области, они же могут иметь разрушительное действие на пациентов, если они не выполняются за обещанное время, как это, к несчастью, часто происходит.
Ритмичность
Нейрональные ритмы включают дыхательные и циркадианные ритмы, так же как и периодическую нейронную активность в мозжечке, гиппокампе, таламусе и спинном мозге. За исключением нескольких примеров, таких как функционирование стоматогастрического ганглия омара и плавание пиявки, мы не обладаем достаточной информацией о механизмах происхождения или ритмичности залповой активности. Более того, неясно, какие функции выполняют колебания тока в таких известных явлениях, как альфа- и дельта-волны в электроэнцефалограмме.
|
|
|
Заключение
Когда сталкиваешься с фантастическим разнообразием поведения живых существ — от ползущего муравья до студента, — становится ясно, что понимание того, как функционирует нервная система, является захватывающим, бесконечным занятием первостепенной важности.
История нейронауки учит, что новые подходы к лечению заболеваний зачастую возникают неожиданно из экспериментов, посвященных порой совершенно другим вопросам. Более того, общее накопление естественнонаучных знаний также является объективной необходимостью, без него даже логичные подходы к предупреждению и лечению неврологических заболеваний могут дать лишь частичный эффект. В этой ситуации почти невозможно определить истинную значимость конкретного проекта в то время, когда он находится только в процессе выполнения. Поэтому на вопрос о «значимости» исследовательской работы абсолютно честным был бы очень простой ответ: «Не знаю!»
Несмотря на успехи в лечении болезней, многие аспекты значения для человеческого общества знаний о механизмах функционирования нервной системы находятся сегодня просто вне нашего сегодняшнего воображения.
Литература
1. Hubel, D. H., Wiesel, T. N., and LeVay, S. 1977. Philos. Trans. R. Soc. Land. В 278: 377-409.
2. Horton, J. C. and Hocking, D. R. 1997. J. Neurosci. 17: 3684-3709.
3. Hubel, D. H., and Wiesel, T. N. 1970. /. Physiol. 206: 419-436.
|
|
|
12 |
