Святослав Медведев - Наталья Бехтерева – какой мы ее знали
Активность. Да не то слово! Бесконечное научное общение с «девочками» – четырьмя аспирантками. С зарубежными учеными. Непрерывная переписка. В восемьдесят два года она освоила компьютер и Интернет, но не игры, а поиск научной информации и почту. Она выписывала «Nature» и другие журналы и регулярно рассылала нам всем интересные сообщения.
Про НП говорили: живой классик. И это не пустые слова. Академик Российской академии наук и нескольких иностранных академий, лауреат самых престижных наград и премий. Она творила науку все это время у нас на глазах и практически до последнего своего дня продолжала активно работать. И генерировать идеи, увлекая ими своих молодых коллег. Они смотрели на нее с горящими глазами и работали, засиживаясь допоздна, проверяя эти гипотезы. В самом деле, что может быть заманчивей изучения самой высшей «человеческой» деятельности – творчества! Такую сложнейшую задачу поставила НП и наметила подходы ее решения. Для реализации этого плана потребуется как минимум пятилетка.
И сейчас, когда ее уже нет с нами, в ее работе и даже в ее жизни рано ставить точку. Задачи, которые она в последние несколько лет ставила перед собой и своими учениками, еще не решены. Но они решаются. Мы еще долго будем идти по оставленному ею абрису.
Ю. Д. Кропотов. ЗАБЫТЫЕ ОТКРЫТИЯ
В 1978 году я впервые выехал за рубеж. Как было положено в те годы, меня командировали в одну из стран социалистического лагеря. Мне повезло, что это была Чехословакия – страна, славившаяся своими традициями в области нейрофизиологии. Мне повезло вдвойне, потому что встретил меня знаменитый ученый – Ян Буреш. Для него я был желторотым птенцом, школяром, и он, со свойственной ему тщательностью, учил меня уму-разуму. В частности, он говорил, что наука – это кропотливый процесс, подобный строительству дома. Каждому ученому суждено внести кирпичик в строящееся здание науки. Он должен примерить этим кирпичик, потом подогнать, чтобы этот кирпичик как можно лучше устроился в нужном месте, потом, если потребуется, вытащить этот кирпичик и снова положить, но уже на лучшем цементном растворе. Такой казалась исследовательская работа знаменитому ученому.
Надо сказать, что почти все ученые, с которыми я впоследствии встречался, соответствовали этому определению. За исключением единиц. Теперь я понимаю, что в науке наряду с каменщиками, усердными строителями храма науки, есть архитекторы, которые «придумывают», как этот храм должен выглядеть. К числу таких избранных принадлежала Наталья Петровна Бехтерева. Она не достраивала уже начатые здания, а создавала новые. Она начинала строительство с чистого листа, с чернового наброска. Имя новому зданию науки, архитектором которого она была, – «Нейрофизиологии сознания и мышления».
Сейчас, в начале XXI века, становится модным заниматься проблемами сознания. Нобелевские лауреаты Джералд Эдельман и Френсис Крик опубликовали книги по этим проблемам. А в те далекие шестидесятые – семидесятые ХХ века методический уровень развития науки не позволял даже помышлять о раскрытии мозговых механизмов сознания и мышления. Занятия этими проблемами могли серьезно испортить репутацию ученого. Оглядываясь назад, поражает, пожалуй, не столько то, что Наталья Петровна решила заняться сознанием и мышлением, сколько то, как ей удалось повести за собой такую большую группу энтузиастов.
За несколько десятилетий, начиная шестидесятыми и кончая девяностыми годами, Наталья Петровна и ее сотрудники сделали открытия, которые не только стали революционными вехами в области науки о сознании и мышлении, но и на несколько лет опередили развитие науки. Причем так надолго, что некоторые из этих открытий были сделаны заново зарубежными учеными спустя 30–40 лет после того, как Наталья Петровна представила первые научные обоснования этих открытий.
К сожалению, очень часто зарубежные ученые не упоминали о первооткрывателе. Я говорю об этом с горечью, хотя и понимаю объективные причины тому. Прежде всего, следует констатировать, что большинство книг Натальи Петровны были написаны на русском языке. И хотя некоторые из них были переведены на английский язык, в переводе они утратили образный стиль автора, и могли казаться непонятными для читателей. Во-вторых, рейтинг российских журналов в те годы был очень низкий, что, естественно, не способствовало популяризации исследований советских ученых. В-третьих, Наталья Петровна имела дело с уникальным материалом: она занималась исследованием физиологических параметров мозга у больных, которым по лечебно-диагностическим показаниям имплантировались электроды в головной мозг человека. Это были больные, которым обычные методы лечения не помогали и для которых единственным выходом были стереотаксические операции. По понятным причинам количество таких больных было ограничено, и статистика была небольшой. Важно также отметить, что во всем мире можно было сосчитать по пальцам лаборатории, в которых занимались сходными проблемами и использовали похожие методы.
И все-таки, несмотря на все эти трудности, сейчас мы с уверенностью можем сказать, что Наталье Петровне удалось открыть многие явления мозга впервые. К таким явлениям прежде всего относятся феномен детекции ошибок и открытие когнитивных свойств подкорковых структур мозга. Я остановлюсь только на этих двух открытиях, поскольку сам был непосредственным участником этих неординарных и порой драматических событий.
Феномен детекции ошибок
Все мы знакомы с такими явлениями, когда не выключенный дома утюг вдруг всплывает в нашей памяти и не дает нам покоя, когда, совершив поступок, мы вдруг с сожалением осознаем, что это был неверный шаг, и мучаемся, с горечью осознавая ошибку… Во всех этих случаях в мозгу активируется особая группа нейронов – так называемые детекторы ошибок. Говоря об этом явлении, впервые открытым Натальей Петровной, интересно проследить историческое развитие этого открытия. Дело в том, что Наталья Петровна занималась этой проблемой на протяжении всей своей жизни. И на разных этапах ею использовались именно те показатели мозга, которые были доступны ученым в те исторические времена.
В конце шестидесятых годов в качестве физиологического параметра жизнедеятельности мозга выступала доступная и легкая в анализе методика регистрации концентрации кислорода в головном мозгу. Методику реализовал в рамках комплексного подхода Валентин Борисович Гречин, ученик Натальи Петровны. Заключалась она в том, что на золотые (поляризующиеся) электроды, вживленные в ходе стереотаксической операции в мозг больного, подавалось небольшое отрицательное напряжение –0.63 вольта. При этом на границе электрод – среда мозга начинали протекать сложные окислительно-восстановительные процессы, при которых ток, проходящий через электрод, оказывался пропорционален концентрации кислорода в окружающей среде. Анализируя флюктуации напряжения кислорода в мозгу с помощью этой полярографической методики, Валентин Борисович обнаружил, что концентрация кислорода в ткани мозга не является постоянной величиной, а претерпевает медленные (с периодом от 6 до 60 секунд) колебания.
Удивительно, но тогда никто не обратил внимания на это открытие. И только спустя почти сорок лет ученые сумели повторить и, главное, оценить эти наблюдения. Но сделаны они были уже на другом методическом уровне, с использованием нового метода, появившегося в конце восьмидесятых годов, – метода позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).
Хочу дать несколько пояснений для тех, кто не знаком с этой уникальной методикой конца ХХ века. ПЭТ основывается на использовании физических свойств изотопов – радиоактивных форм простых атомов (таких, как водород, кислород, фтор), которые, распадаясь, испускают позитроны. Радиоактивные атомы получаются с помощью специального физического устройства, называемого циклотроном. Радиоактивные атомы объединяются в более сложные молекулы, такие как кислород, вода или глюкоза, с помощью другого сложного устройства, так называемой «горячей камеры» – химической лаборатории. При проведении ПЭТ-исследования радиоактивные вещества вводятся в кровь пациентов и по сосудам достигают мозга. Здесь эти вещества поглощаются клетками определенных областей мозга, и поглощенное радиоактивное вещество испускает позитроны. Позитроны, сталкиваясь с электронами, аннигилируют с излучением двух гамма-квантов на каждое столкновение. Эти гамма-кванты регистрируются специальными датчиками, расположенными вокруг головы испытуемого, причем число столкновений прямо пропорционально активности нейронов, находящихся в соответствующем участке мозга. Иными словами, чем более активны нейроны в некоторой области мозга, тем больше радиоизотопов эта область поглощает и, следовательно, тем больший уровень гамма-излучения будет зарегистрирован из этой области. Для того чтобы восстановить распределение плотности радиоактивного вещества в трехмерном пространстве, используются специальные математические методы реконструкции, подобные тем, которые применяются в магниторезонансной томографии (МРТ). В России ПЭТ был впервые установлен в Институте мозга человека в 1990 году по инициативе Натальи Петровны Бехтеревой.
