Huxleў
Автор: Huxleў
© Huxleў – альманах о философии, бизнесе, искусстве и науке.
InterviewScienceScience with the club of Rome
15 мин. на чтение

«От фундаментальной науки зависит уровень интеллекта всей страны», — нейрофизиолог Алексей Верхратский, один из наиболее цитируемых в мире ученых украинского происхождения

Поделиться материалом

Алексей Верхратский. Нейрофизиолог, доктор медицинских наук, профессор Манчестерского университета, вице-президент Европейской академии наук

Беседовали:

Виктор Галасюк, президент Украинской ассоциации Римского клуба, член-корреспондент Всемирной академии искусства и науки,

Жанна Крючкова, издатель и главный редактор Huxleў

Нейрофизиолог Алексей Верхратский — один из наиболее цитируемых в мире ученых украинского происхождения. Его показатель индекса Хирша составляет 86 — в разы выше, чем у самых успешных украинских ученых.
Доктор медицинских наук, профессор Манчестерского университета, действительный член и вице-президент Европейской академии наук, член самой влиятельной Немецкой, а также Польской и ряда национальных академий наук, почетный профессор нескольких университетов — всех регалий профессора Верхратского не перечислить.

Родившись в Станиславе (сейчас Ивано-Франковск), он вносит весомый вклад в мировую науку и сегодня живет в Великобритании, поддерживая связи и со своими украинскими коллегами.

ПУТЬ В МИРОВУЮ НАУКУ

Я из семьи потомственных врачей и ученых. Мои дедушка, бабушка и родители были профессорами медицины и исследователями; мой дед Сергей Верхратский был известным хирургом и историком медицины, мой отец Нестор и моя мама Нина оба заведовали отделами в Институте геронтологии в Киеве. Брат прадедушки Иван Верхратский был известным львовским натуралистом-зоологом, языковедом, одним из организаторов Научного общества им. Шевченко во Львове и первым председателем его математическо-естественно-медицинской секции.

Один из основоположников нейробиологии Сантьяго Рамон-и-Кахаль, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, 1906

Еще на втором курсе медицинского института, я начал работать в Институте физиологии имени Богомольца, несколько отделов которого занималось исследованиями мозга. Какое-то время я пытался работать в науке на родине. В начале 90-х еще можно было получить довольно большие, по меркам Украины, гранты; у меня были гранты Welcome Trust, Deutsche Forschungsgemeinschaft, VolkswagenStiftung — в сумме около 1 млн долларов.

Однако, приходилось сталкиваться со множеством сложностей: проблемы с таможней при импорте оборудования, отсутствие перспектив для студентов и аспирантов, необходимость брать на себя задачи, не связанные с наукой. В какой-то момент мне это надоело.

В 1995 году я уехал — сначала меня пригласили в Германию, а потом в Англию, где сейчас и работаю. На данный момент, провожу около 6 месяцев в году в поездках и работе со многими коллегами. Я жил в разных странах, 7 лет работал приглашенным профессором в Японии: каждый год в течение месяца преподавал в Фукуоке, являюсь приглашенным профессором в нескольких университетах в Китае, преподаю в Турции, курирую лаборатории в Испании и Литве и активно сотрудничаю с итальянскими учеными.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ МОЗГ В ЦИФРАХ

Человеческий мозг, несомненно, представляет собой самую сложную систему, с которой когда-либо сталкивались естественные науки. Головной мозг создан примерно из 200 миллиардов клеток (100 миллиардов нейронов и еще 100 миллиардов поддерживающих клеток, известных как нейроглиальные клетки, а также эндотелиальные клетки и клетки кровеносных сосудов). Эти клетки соединены примерно 100 триллионами связей, и все это сконцентрировано в объеме порядка 1,5 литров (0,0016 м3) внутри нашего черепа.

Нам необходимо около 300–400 калорий (или 12 Вт/час) энергии в день, чтобы покрыть энергетические потребности мозга. В качестве вычислительного устройства, мозг обладает оперативной памятью объемом > 2,5 петабайт, и эта память постоянно перестраивается, благодаря пластичности мозга и образованию новых нейронных связей. Человеческий мозг обладает производительностью порядка одного экзафлопса, что эквивалентно миллиарду миллиардов вычислений в секунду.

Один из самых быстрых в мире — суперкомпьютер Тяньхэ-2 в Гуанчжоу (Китай) — имеет максимальную скорость обработки данных в 54,902 петафлопса, то есть на порядок ниже. Этот суперкомпьютер затрачивает 17,6 мегаватт энергии и занимает 720 м2 пространства. Сложно сказать, какой у него объем — вероятно, не меньше 1500 м3.

Другими словами, сегодня у человечества нет технологий, которые способны хотя бы приблизиться к возможностям мозга.

МОЗГ И БОЛЕЗНИ

Основная проблема возникает, когда эта чудесная машина выходит из равновесия. К сожалению, на данный момент мы не можем вылечить болезни мозга — в лучшем случае облегчить часть симптомов. Мы также не знаем, почему эти заболевания возникают. Мы выяснили, как бороться с некоторыми сосудистыми патологиями (например, удаляя тромбы).

Однако, регенерация поврежденных участков до сих пор остается загадкой. К примеру, провести реабилитацию после инсультов в белое веществo (миелинизированные аксоны, переносящие, например, сигналы от моторной коры) невозможно. Патология мозга и ее коррекция — именно те темы, которыми я занимаюсь в последние годы.

О РАСШИРЕНИИ ГРАНИЦ НОРМЫ

Сейчас много пишут о панических атаках. Они существовали всегда, и, скорее всего, представляют собой один из подвидов «flight or fight» ответа, но их не диагностировали как психиатрические проблемы. То же самое с аутизмом. Диагностика аутизма за последние 50 лет увеличилась в десятки, если не в сотни раз. Далеко не все аутисты, которым ставится диагноз, являются действительно больными.

Трудности социального общения (один из основных симптомов расстройств аутистического спектра) не обязательно являются следствием патологических изменений; поведение людей разнообразно, а границы нормы постоянно смещаются. Диагноз может сослужить плохую службу и негативно скажется на судьбе этих людей. Это некая стигматизация, навешивание ярлыков. С этим нужно быть очень аккуратными.

То же самое и с паническими атаками. Все это имеет мгновенную негативную коннотацию, мол, есть в наличии ментальные проблемы. С другой стороны, панические атаки могут быть симптомами тревожного расстройства (anxiety disorders), которое, безусловно, требует пристального внимания, будучи bona fide психиатрическим заболеванием.

НЕКОТОРЫЕ ОТКРЫТИЯ, КОТОРЫЕ ИЗМЕНЯТ МИР

«Микроскопическая структура мозга», Сантьяго Рамон-и-Кахаль, Институт Кахаля, Мадрид, Испания

С моей точки зрения, сегодня самое интересное в области нейрофизиологии — это возможность управлять клетками мозга с помощью света, т.н. оптогенетика. В природе существует класс молекул опсинов, которые изменяют свою конформацию и функцию под воздействием света; подобные молекулы (после соответствующей модификации) можно целенаправленно экспрессировать в определенных клетках мозга. Стимуляция этих клеток светом (через, например, вживленные световоды) позволяет активировать идентифицированные группы нейронов или даже отдельные нейроны. Это дает возможность создать карту того, как они влияют на поведение организма.

Для меня эта технология представляет (так же, как и brain imaginig) возрождение френологии на новом качественном уровне. Френология, несмотря на неправильное картирование мозга, была фундаментальным открытием, постулировавшим локализацию мозговых функций. Конечно, говорить о том, как оптогенетика может быть использована для воздействия на человеческий мозг, еще рано, но возможности могут быть достаточно фантастическими — например, прямое «сращивание» с вычислительными машинами или периферическими устройствами.

ПРОФИЛАКТИКА МОЗГА

Когда человек рождается, его мозг представляет собой компьютер с несколькими программами-инстинктами, предустановленными природой. Образование, особенно в первые годы жизни, играет колоссальную роль. Оно позволяет нашему компьютеру начать продуктивно работать.

На мой взгляд, эта начальная тренировка мозга зависит в большей степени от семьи, чем от школы. Развитие, которое началось буквально с рождения, — это то, что отличает людей, обладающих способностями к науке или искусству, от всех остальных. Школа на самом деле учит выполнять приказы, а не выходить за рамки обыденного.

Для поддержания мозга в форме, во-первых, крайне важна (как и для всего организма — а мозг и тело, конечно же, разделять нельзя) сбалансированная диета, в которой есть все, в том числе и протеины. Уход, например, в веганство или вегетарианство для мозга не лучший вариант. Во-вторых, физические упражнения. В-третьих, умственные упражнения. Причем не пассивные, а активные (!). Т.е. не просто чтение книги, а вдумчивое чтение с анализом прочитанного.

Всегда интересно возвращаться к старым работам — нейроанатомов и нейрофизиологов. Например, на досуге можно почитать Рамон-и-Кахаля, лауреата Нобелевской премии по физиологии, который заложил фундамент современных нейронаук. Он понял, что на клеточном уровне существует поток информации, который идет из периферии в центр, а потом возвращается к исполнительным органам.

Не менее интересны и классические работы Сеченова, и в особенности «Рефлексы головного мозга». Сеченов удивительно точно определил конечный итог всяческой мозговой деятельности — каковым является мышечное сокращение. «Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет ли их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение».Уверяю, все это очень интересное и занимательное чтение даже для непосвященных. Нужно заставлять мозг быть продуктивным.

Мозг подлежит тренировке. Когда человек рождается — это компьютер с предустановленным природой ограниченным набором программ, ответственных за инстинкты, которые также управляются мозгом. Все последующее развитие зависит от интеллектуальной тренировки и насыщения информацией, а также изучения способов анализа этой информации.

В принципе, довольно небольшое количество людей использует свой мозг для создания новых знаний (что есть основная функция интеллекта) — его (т.е. мозга) использование означает постоянное образование, постоянное мышление и, самое главное, постоянное творчество. Боюсь, что большинство людей использует мозг в качестве некоего утилитарного инструмента: они предпочитают выживать, приспосабливаться и подчиняться, вместо того чтобы быть творческой личностью и самостоятельно строить свою жизнь.

ЭВОЛЮЦИЯ ИЛИ ДЕГРАДАЦИЯ

Технический прогресс несет как возможности, так и угрозы для человечества. Мы сталкиваемся со сменой общественно-политической формации, которая отражает смену средств производства. На это уйдут ближайшие 30–40 лет.
Уже сейчас многие специалисты не нужны, а с развитием технологий исчезнет еще больше профессий. Я не уверен, что мы способны создать «искусственный интеллект». Компьютеры, какими бы большими они ни были, являются исполнителями, а не созидателями. То, что мы называем ИИ, по сути представляет собой новые алгоритмы сбора и анализа данных. Данные, как обычно, могут быть использованы для самых разнообразных целей: например, социальные медиа предоставляют большие массивы данных, которые после соответствующего анализа позволяют еще проще манипулировать человечеством.

Помимо этого, происходит совершенно очевидная замена интеллектуального труда бездумным использованием разнообразныx приборов (смартфоны и виртуальное пространство представляют прекрасный пример замещения реальности для миллионов). Больше всего я опасаюсь, что вместо обретения искусственного интеллекта мы потеряем естественный.

МОЖНО ЛИ РАСПОЗНАТЬ ГЕНИЯ?

«Нервные центры насекомых», Сантьяго Рамон-и-Кахаль, Институт Кахаля, Мадрид, Испания

Определить гения по структуре мозга невозможно. Известная американская исследовательница Маргарет Даймонд, профессор Калифорнийского университета в Беркли, в 1955 году получила четыре фрагмента мозга Альберта Эйнштейна. Ее внимание привлекли определенные изменения, но дальнейшие исследования показали, что они были связаны со старением. Так что особой разницы между мозгом гения и обычного человека нет.

Можно ли продлить жизнь гениального мозга отдельно от тела, если обеспечить нормальную циркуляцию кислорода и питательных веществ? Мы все помним книгу Александра Беляева «Голова профессора Доуэля». На сегодня это не совсем уже фантастика — когда человека вводят в состояние клинической смерти, происходит фактически то же самое. Огромная машина вместо сердца качает кровь, которая проходит по всем органам и системам, включая мозг. Обсуждаются попытки пересаживать голову от одного человека к другому. Я не очень верю, что это сработает. Поэтому не вижу смысла, зачем это делать — в любом случае со временем начнется отторжение.

МОЗГ И МАРИХУАНА

У человека в голове есть собственная «марихуана» — представленная эндоканнабиноидами; последние являются нейромодуляторами, которые выделяются клетками мозга. Понимание механизмов деятельности эндоканнабиноидов может помочь в разработке новых методов лечения глаукомы, рассеянного склероза или болевых расстройств.

Что касается марихуаны как рекреационного средства или лекарства — все зависит от применения и дозы. Как было определено Парацельсом, «Sola dosis facit venenum» (только доза делает вещество ядом). Например, при болезни Паркинсона небольшие дозы марихуаны могут оказывать благотворное влияние. Конечно, все зависит от количества, но злоупотребление марихуаной может привести к мозговой деградации и психическим заболеваниям.

ПЕРСПЕКТИВЫ УКРАИНСКОЙ НАУКИ

Чтобы наука развивалась, в обществе должна быть определенная степень свободы. На постсоветском пространстве ее нет. Кроме того, необходимы ресурсы. Только по науке о жизни ежегодно выходит около 1 млн статей. Очевидно, что 80% из них — это либо шум, либо подтверждение существующих знаний, либо маленькие открытия. Все вместе это создает критическую массу, которая двигает науку вперед.

Сегодня лидерами в научных исследованиях являются США, Великобритания, Германия, Франция, Япония. С огромной скоростью к ним приближается Китай. В США есть National Institute of Health — организация, которая поддерживает исследования в области медицины с бюджетом в 30 млрд долларов в год. Полагаю, что прямые затраты на фундаментальные исследования в Америке — это несколько сотен миллиардов долларов ежегодно.

За все время существования Украины ресурсы в науку не вкладывались. Поэтому нужно признать, что науки как системы здесь фактически нет — есть отдельные талантливые люди.

Ну и конечно, организация науки в Украине представляет собой абсолютный пережиток Советского Союза. Разнообразные структуры, начиная с НАНУ и заканчивая ведомственными академиями, являются заповедником косности и незнания; пока НАНУ существует, наука в Украине невозможна.

Шансы на развитие науки есть, однако для этого надо перераспределить ресурсы. Во-первых, а есть ли эти ресурсы? Во-вторых, понимает ли политический истеблишмент, насколько это необходимо? От фундаментальной науки зависит уровень интеллекта всей страны.

Самые лучшие университеты мира одновременно занимаются и наукой, и образованием, потому что это взаимосвязано. Преподаватели постоянно повышают свою квалификацию и лучше учат студентов.
В украинской высшей школе преподаватели зачастую не обладают нужным уровнем знаний и не интересуются тем, что происходит в научном мире.

Впрочем, независимо от страны, качество образования, как на школьном, так и на университетском уровне, стремительно падает. Университеты превращаются в учреждения, которые дают дипломы, а не знания. Массовость нивелирует саму идею образования, которое должно быть очень избирательным и индивидуализированным. Только крошечный процент людей способен развить истинные интеллектуальные возможности, которые и делают их творческими личностями. Как не может быть массы блестящих оперных певцов, так не может быть и большого количества хороших ученых.

Астроциты, окружающие сенильные бляшки и депозиты бета амилоида вокруг кровеносных сосудов.
Иллюстрация предоставлена героем интервью Алексеем Верхратским

LA VITA E BELLA

Что касается «вдохновения», то основным его источником является сама жизнь — «La Vita `е Bella» («Жизнь прекрасна» (итал.)). Я люблю то, чем я занимаюсь. Я каждый день пишу по многу часов, и мне это нравится (я действительно немного графоман).

Я люблю классическую музыку и классическую литературу, собираю европейские гравюры XVI–XVII веков и японские ксилографические гравюры на дереве (укиё-э — образы изменчивого мира) от Эдо до Тайшо и раннего Сёва — в японском изобразительном искусстве 1920–1930 годов был свой удивительный стиль модерн, известный как Син-ханга. Я коллекционирую старые книги, факсимиле и специальные издания, живу в них и вместе с ними. Я люблю свою жену, и обычно мы путешествуем вместе. Все это дает удовольствие жизни, которoe, вероятно, можно назвать «счастьем».

В настоящем мечтаю закончить книгу по механизмам болезней «Принципы глиопатологии». Это итог 20-летней работы. Наша нервная система состоит из двух сортов клеток: нейроны, которые отвечают за функцию исполнения (перерабатывают информацию и производят поведение), и глии, которые поддерживают жизнедеятельность нейронов. Количество тех и других примерно одинаково — по 100 млрд.

Скорее всего, большая часть болезней — патология этих гомеостатических клеток. Эта теория получила развитие в последние 15–20 лет. Сейчас я создаю одну большую концепцию и трачу на нее значительную часть своей энергии и сил. Вернее — не трачу, а получаю громадное удовольствие.

Заниматься в жизни тем, чем хочешь, — это редкость и огромная привилегия.


Поделиться материалом

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Получайте свежие статьи

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: