Две красивые новости из операционной.

Новости, правда, уже не совсем свежие, но я восполню потерю свежести дополнительным интересными подробностями.

Новость номер 1.
Немецкий врач излечил больного СПИДом.

Геро Хюттер (Gero Hütter) с коллегами из немецкой клиники Бенжамина Франклина пересадили больному лейкемией и СПИДом пациенту стволовые клетки костного мозга. Прошло более 600 дней, а ВИЧ не находится. Успех? Конечно успех, хотя, как говорит сам Геро Хюттер, в этом случае есть огромная доля везения и удачных совпадений. Во-первых, как раз для этого пациента нашлось большое количество доноров стволовых клеток – 80, вместо обычных 5-6. Во-вторых, Геро Хюттеру случайно пришла идея поискать среди доноров тех, которые несут мутацию одного гена, о котором чуть позже. Хюттер не специалист в СПИДе, хотя надо отдать ему должное, что интересуется темой. В-третьих, частота этой мутации в популяции – 1%. В-четвертых, она случайно оказалась среди доноров (хотя, если доноров 80, то эта случайность уже такой невероятной и не выглядит). В-пятых, все прошло успешно.

Хотя врачи все еще ожидают от вируса подвоха, пришло время напомнить о мутации
дельта 32 в гене
ccr5

На механизм заражения ВИЧ ученые вышли давно, в 80-х годах прошлого века, в самом начале изучения природы заражения вирусом. В 1986 году нашли ген, который
назывался Т4 (позже его переназвали на CD4) , продукт которого представлет собой рецептор на поверхности некоторых типов клеток имунной системы. С помощью этого рецептора имунные клетки распознают некоторые объекты, которые надо уничтожить. Но одновременно этот рецептор служит воротами для попадания вируса. В 1996 году картина дополнилась деталями. Кроме белка CD4 вирус использует еще одну молекулу на поверхности этих клеток – хемокиновый рецептор
CCR5. Этот рецептор также как и CD4 воспринимает сигналы с поверхности клетки и передает их вовнутрь. Оказалось, что определенная мутация в гене, который кодирует этот белок, приводит к тому, что белок становится нефункциональным и его не распознает вирус. Мутацию назвали
дельта 32 и начали углубленно изучать, можно ли теперь использовать это в практических целях борьбу со СПИДом.



Итак, несколько фактов:

1. Высокая степерь резистентности достигается тогда, когда в геноме обе копии гена несут мутацию (напомню, одна копия от мамы, другая от папы). Таких в европейской популяции 1% особей.

2. Количество особей, которые имеют одну мутировавшую копию гена в европейской популяции от 10% до 20%. В африканских и азиатских популяциях процент намного ниже.

3. В Европе мутация чаще всего встречается в скандинавских народов, что наводит на мысль о том, что миграция аллеля пошла от викингов и продвигалась с севера на юг, причем модель распространения говорит о том, что мутация
в
роде как распространялась как нейтральная без селекционного прессинга (исследования 2005 года). Изображение
из статьи



4. Еще некоторое время назад ученые праздновали предположение, что высокий процент мутации, а возможно даже и возниконовение этой мутации в европейской популяции вызван эпидемией бубонной чумы 700 лет назад или эпидемией опсы. Предполагалсь, что мутация в этом гене приводит к устойчивости в возбудителю чумы и оспы, что в случае чумы не подтвердилось, а в случае
оспы подтвердилось. Вместе с этим, в 2006 году
новый анализ маркера на мутацию дельта 32 показал, что есть сдвиг по
неравновесному сцеплению, что опять таки наводит на мысль, что видимо существовал селекционный прессинг, но на что именно он был направлен еще далеко не ясно. Тот же анализ маркеров и сравнение с образцами ДНК из бронзового века, отодвинул момент возниконовения мутации на 5000 лет назад.

5. Стоит ли делать генетический анализ лично себе? Можно, но разве что для удовлетворения любопытства. Две копии дельта 32 мутации дают высокий процент устойчивости к многим вариантам вируса иммунодефицита, но не для всех. Во-вторых, это не единственные двери для вируса, существуют и другие мутации в других генах, которые тоже связаны с устойчивостью. Например специфические повторы в гене
CCL3L1.

6. Рецепторы, подобные ссr5, давно рассматриваются в контексте терапии СПИДа. Разработан ряд лекарств
Entry inhibitor, которые направлены на блокирование этих рецепторов.

7. Использование стволовых клеток донора, несущего дельта 32 мутации в обеих копиях гена ссr5, вполне возможно даст начало новой терапии СПИДа.

8. Но надо помнить, что мутация в гене ссr5 одновременно с устойчивостью к ВИЧ, ведет к восприимчивости к другим возбудителям, например к вирусу
энцефалита Западного Нила. Такая вот палка о двух концах.

Новость номер 2.
Пересадка органа с использованием тканевой инженерии в Испании.

Claudia Castillo, 30 лет, мать двоих детей, туберкулез с повреждением трахеи. Для пересадки использовали трахею из умершего человека. Орган сначала обработали различными аргессивными препаратами и ферментами для удаления клеток донора. Остался хрящевой остов, который поместили в инкубатор для "обрастания" тканью из клеток дыхательных путей и стволовых клеток из костного мозга пациентки. Через некоторое время остов оброс тканью и выглядел "как живой", после чего его и трансплантировали на место. Через месяц после трансплнтации биопсия показала, что орган не просто прижился, а даже пророс кровеносными сосудами, признаков отторжения не наблюдается, а доктора говорят, что вероятно отторжения не будет. Пациентка ведет здоровый образ жизни, занимается танцами, воспитывает детей.

Короткий дайджест успехов тканевой инженерии:

1. До сих пор подобный эксперимент проводился на свиньях.

2. Считается, что в перспективе лет через 20 таким образом можно будет выращивать любой орган.

3. Например уже удачно выращивают
крысиные сердца.

4. Выращивают человеческие
коленные хрящи и
печень.

5. Делают искусственную кожу,
устойчивую к бактериям.

6. Выращивают и пересаживают
мочевой пузырь.

7. А также
человеческое ухо на мышь.

Лабораторные будни. Я – блондинка.

Родители, передайте своим детям, что физику в школе надо учить, даже если ты собираешься стать

продавцом
биологом. Привезли днями в радиоизотопную лабораторию новый сцинтилляционный детектор и по этому поводу провели с нами разъяснительную беседу.

Я ж не физик, в универе по физике стабильная тройка на семинарах и четверка за семестр по чужим шпорам. У меня от формул в глазах рябит, а перед Большой Гудящей Машиной трепет и мягкость в коленках. Но раз надо, значит надо.

А надо для того, что я горох генетически видоизменила, достороила в его геном полезную молекулу, которая сахар транспортирует. Теперь надо показать, что горошины действительно набирают больше сахара. Можно конечно померять сахар в горохе. Я померяла. Горох не дурак, сахар не повысил, а явно отправил его на какие-то другие нужды. Надо показать куда идет этот гребаный сахар и я придумала, что делать.

Для этого я решила скормитьгорошинам радиоактивный сахар и посмотреть, где он накапливается. Так вот, мне этот сцинтилляционный детектор чисто радиоактивность померять в горошинах. Выделить из горошины все, что она радиоактивного напитала, засунуть в пробирочку и посчитать радиоактивность. Все. Считать я умею и уж как-нить придумаю, как пересчитать кюри в бекерели. Притащили этот детектор и давай нам рассказывать основы физики, фотоны, протоны, импульсы, фотокатоды и bremsstrahlung. Стою я вся такая в благоговении, смотрю на калибрационные графики квенчинга и слушаю внимательно. Понимаю десятую часть и то, интуитивно. Судите сами. Радиоактивный изотоп, если он бета, имеет небольшую дальность радиоактивного излучения, поэтому померять его не так просто. Для этого его помещают в жидкую среду сцинтиллятор, где от радиоактивного изотопа происходит эффект ионизирующего излучения, в результате которого появляется слабая вспышка света. Эта вспышка света ловится фотокатодом и передаеся на фотоумножитель, где этих электронов становится много. Это все передается дальше, пока этих "выбитых электронов" не станет целая куча и затем их не поймает анод и не распознает как импульс тока и преобразит в циферьки. В этом месте я уже совершенно очарована, как и кто это мог вообще открыть и описать. Если ген я еще представить себе могу, то уже эти электроны и импульсы…

Короче, я была уже в кондиции, когда лектор дошел до Тонкостей и Нюансов в ошибках измерений. Не удивляйтесь,- сказал лектор,- если прибор вдруг покажет странные результаты. Это бывает, фоновая радиация, знаете ли, космическое излучение. (И показал глазами вверх). Я недоверчиво посмотрела на потолок изотопки, потом на Большую Машину и представила себе, как откуда-то из космоса, прямо из Черной Дыры залетела частичка в прибор, он ее зафиксировал и все мои гороховые результаты пошли на смарку. Я считаю это безобразие. Мы тут едим пиццу, стираем носки, пишем в ЖЖ, а из космоса на нас валятся частички. Я вам скажу, что эти физики, они еще дальше от народа, чем биологи.

Вот что мы знаем о том, что на территории аргентинской пампы, где бродят козы и коровы, построена огромная
The Pierre Auger обсерватория которая состоит из 1600 (тыща шестисот) баков с водой, в каждов 12 тонн (ТОНН) чистейшей воды? Когда из космоса валится высокоэнергетическая частичка и попадает в такой бак с водой, наблюдается
эффект Вавилова-Черенкова, который усиляется фотоусилителями и затем регистрируется детекторами. Кроме баков с водой есть еще и телескопы, чтобы можно было реконструировать, откуда прилетела эта частичка из космоса. Первые результаты свидетельствуют о том, что частички прилетели из региона возле гигантской черной дыры с массой в 100 000 солнц.

Брати! Я знаю, що ви є!

Я не даремно шукав.

Гоу, гоу!

Є вони.

Інколи, коли ніч запалює свої маячки,

У серці відчуваю тривожний тиск.

Тоді так хочеться бігти до самого горизонту.

Бігти, запрокинувши голову, та кричати:

"Брати! Я знаю, що ви є, я кличу вас, відгукніться!"

Вечером в субботу немецкий телеканал ProSieben наконец отвлек публику от порядком надоевшей темы финансового кризиса трехчасовым шоу
Ури Геллера. В этот раз контактировали с инопланетянами. Судя по почти полторамиллионному включению, инопланетяне уже давно среди нас, сидят смотрят вечерами телевизор, прихлебывая пивко. Пока Геллер размахивает руками, в студии приземлилось НЛО с Ниной Хаген, внеземное происхождение которой сомнений тоже не вызывает. Цель передачи: сконцентрировать мысленную энергию зрителей и через Геллера передать ее на мощный радиотелескоп, который отправит послание прямо инопланетянам. Впрочем, связь с телескопом вполне земная – прямое телевизионное подключение. Интрига заключаетс в том, что радиотелескоп находится… в Украине в Евпатории. И техническую сторону обеспечивал профессор астрофизики и радиоастрономии.

Пока ProSieben празднует телевизионный успех, немецкие газеты
исходят ядом по поводу махрового мракобесия. Даже на
форумах хипхоперов покатываются от веселья. Земляне, что с них взять.

Лично у меня один серьезный вопрос – действительно ли было подключение к украинскому радиотелескопу? Немцы как-то сами разберутся со своими инопланетянами, а с нашими что делать? Вся ж Германия над нами ржет в голос. Вот взял бы кореспондент отдела науки "Зеркала недели", и вместо того, чтобы
ленью исходить, смотался бы на место, узнать, кто у нас там за контакты отвечает и сколько за это платят маги.

Надо отдать должное немецким скептикам,
не все действительно верят, что подключение было (
скриншот подключения с немецким ведущим в Украине). Но когда я читаю про радиотелескоп в Евпатории, то скептицизм что-то не разделяется: "Ученые России, Америки, Украины летом 2003г. предприняли очередную попытку связаться с внеземными цивилизациями. Космическое письмо, рассказывающее о жизни на Земле, было отправлено из Евпатории. "Радиопослания" инопланетянам человечество отправляло уже несколько раз. Впервые это произошло в Евпаторийском ЦДКС еще в 1962г. Тогда в космос ушло всего три слова: "Мир, Ленин, СССР". Однако и это короткое письмо, и последующие, более информативные послания, остались без ответа. Но с тех пор столицей межпланетных контактов считается именно Евпатория. Радиотелескоп РТ-70, наиболее приспособлен для "радиопосланий" внеземным цивилизациям. Ведь его технические характеристики – большая площадь антенны, высокая мощность радиосигнала – позволяют достичь любых уголков Вселенной. И если братья по разуму там имеются, то они обязательно нам ответят."

Братья по разуму? Народ, если в Евпатории приземлится тарелка, гоните ее в шею назад в космос.

Это просто праздник какой-то

Как-бы научные разделы он-лайн прессы это Клондайк.

Новость:
Российские ученые вывели табак с человеческими генами

Никоим образом не хочу умалять достоинств российских ученых, но по прочтению заметки у меня странное ощущение. Я не поняла совершенно, в чем заключается прорыв. Получить трансгенный табак с человеческим геном, это задачка для студента первого курса. Хорошо, пусть даже этот табак несет ген антител (непонятно каких), но если знать, как сейчас
рванула технология продукции антител и лекарств в табаке и какие для этого сейчас используются ресурсы, и что в Германии это уже входит в
фазу клинических испытаний, то новость не выглядит уже настолько горячей. Хотя радует тот факт, что российские ученые стараются не отставать.

Но даже не в этом дело. Смотрим, как трудятся журналисты в поте лица над заголовками:

Подпись
на картинке "Очеловечивание табака укрепляет иммунитет". (
Скоро у табака откроются глазки и прорежутся зубки)

Российские ученые придумали, как покурить человека (
Как-как! завернуть в газету и поджечь)

Что курим? Табак с человеческими генами! (
Главное, вовремя сплевывать кости)

Новосибирские генетики превратили табак в съедобную вакцину (
Жевательный, что ли?)

Однако бесспорный победитель журналистской фантазии

В табак вложили человеческую душу (
Не знаю как вы, а я даже привстала от благоговения)

Но на этом злодеи -ученые не остановились. Мало им, понимаешь, табака. там же сотворили и морковь. Хоть есть можно!

В НИИ цитологии и генетики вырастили чудо-морковку (
Заголовок скромно умалчивает, что это страшная ГМО морковь и вакцина в одном флаконе. Однако первая строчка вселяет надежду "На прилавках Новосибирска скоро может появиться морковь с человеческими генами." Кто-там из Новосибирска? Уже появилась?)

Засим раскланяюсь. Очень занимательное чтиво.

Про мертвую мороженную воскесшую как птица феникс

Пока я рожала статью об особенностях развития головного мозга, в биотехнологии произошла парочка знаменательных событий. Для разминки про мышку!

Про клонирование японцами мышей из замороженого трупика, который провалялся в холодильнике 16 лет. Надеюсь, что все слышали, уточню только, то речь идет об использовании технологического трюка в два этапа. Сначала выделили неповрежденное ядро из клеток мозга, пересадили его оплодотворенную яйцеклетку, чтобы ядро "оклемалось" и поделилось несколько раз. А затем уже провели вторичную пресадку в новую яйцеклетку. Получили в результате 4 мышки, одна сдохла, три выжили. Пол и цвет шкурки соответствовали исходной мышке.

Я считаю, что все разговоры о скором клонировании мамонтов это замыливание глаз доверчивым читателям. Технология предназначена для нерадивых докторантов, которые, как известно растяпы и летняи и вполне могут заморить мышку и завалить ээксперимент. В таком случае остается возможность забросить мышку в холодильник и на другой день на трезвую голову повторить эксперимент.

Впрочем, дьявол кроется в мелочах. Журналисты отомстили ученым. Внимание, следите за руками.

Исходная статья назвается "
Production of healthy cloned mice from bodies frozen at −20°C for 16 years". healthy это важно.

Уже в russian BBC краски сгущаются:

"Ученые научились клонировать замороженных мышей" То есть уже не совсем здоровая. Примезла, видать, слегка.

Дальнейшие варианты предсказать не сложно. Серия про Лазаря:

Японским ученым удалось оживить мышь клонированием.

Японские ученые «воскресили» мертвую мышь

Ученые "воскресили" замороженных мышей.

Однако никто не мог предположить, что healthy mice в конечном варианте превратится в…мертвую

Научный прорыв: японские ученые клонировали мертвых мышей.

О особенностях развития мозга от зачатия до подросткового возраста

Когда у меня родился первый ребенок, я, как и подобает рьяной, но молодой маме, собрала кучу книжек об уходе за младенцами и разнообразные прогрессивных методы воспитания – чтобы мой ребенок вырос гением, к тому же счастливым, мне крайне необходимы были авторитетные советы. К сожалению, быстро стало ясно, что большинство книжек не особенно задавались объяснением биологических основ развития мозга. Попробуем разобраться, что сегодня знает наука о мозге и как эти знания использует современная педагогика.

Мозг и его развитие

Что интересно в развитии мозга и что мы, собственно, будем наблюдать на каждом из этапов такого развития – это грандиозное взаимодействие генетически предопределенных факторов и факторов окружающей среды, которые в случае развития человека становятся


факторами социальной среды.

Эмбриональное развитие

У человеческого зародыша мозг начинает формироваться из эмбриональной ткани
эктодермы. Уже на 16-й день внутриутробного развития можно различить так называемую нейрональну пластинку, которая в течение следующих нескольких дней образует желоб, верхние края которого срастаются и образуют трубку. Этот процесс является результатом сложной координированной работы целого ряда генов и зависит от наличия определенных сигнальных веществ, в частности,
фолиевой кислоты. Недостаток этого витамина во время беременности приводит к незакрытию нервной трубки, что приводит к тяжелым аномалиям в развитии детского мозга.

Когда нервная трубка закрылась, на ее переднем конце формируются три основных региона мозга: передний, средний и задний. На седьмой неделе развития эти регионы делятся еще раз, и этот процесс называется
энцефализацией. Этот процесс является формальным началом развития собственно головного мозга. Скорость роста мозга плода поражает: ежеминутно формируется 250 000 новых нейронов! Миллионы связей образуются между ними! Каждая клетка занимает свое определенное место, каждая связь аккуратно организована. Нет места для произвольности и случайности.

У плода развиваются разные органы чувств. Обстоятельно об этом пишет Peter Hepper в статье
Unravelling our beginnings:

Первой появляется реакция на прикасания –
тактильная чувствительность. На восьмой неделе плод реагирует на прикосновение к губам и щечкам. На 14-й неделе плод реагирует на прикосновение к другим частям тела. Следующим развивается
вкус – уже на 12 неделе плод чувствует вкус амниотичной жидкости и может реагировать на материнскую диету. На
звук плод реагирует начиная с 22-24 недель жизни. Сначала улавливает звуки низкого диапазона, но постепенно диапазон расширяется, и уже перед рождением плод распознает разные голоса и даже различает отдельные звуки. Утробная среда, где развивается плод, достаточно шумная: здесь стучит сердце, шумит поток жидкостей и перистальтика, с внешней среды поступают разнообразные звуки, хотя и приглушенные тканями матери, впрочем – что интересно – диапазон человеческого голоса в 125–250 Гц приглушен как раз слабо. Следовательно, разговоры извне формируют большую часть звукового окружения плода.

Отдельное внимание исследователей привлекает
реакция на боль. Определить, чувствует ли плод боль сложно – боль в большой мере субъективный феномен. Впрочем, несознательный ответ на болевые раздражители начинается около 24-26 недели развития, когда впервые формируется нейрональний путь ответа. С момента развития первых органов чувств, от них в мозг начинает поступать информация, что само по себе выступает фактором развития этого же мозга и приводит к обучению.

Возникает вопрос, насколько важной является полученная таким образом информация и можем ли мы определенным образом влиять на плод, побуждая мозг к развитию и способствуя учебе?

Плод может учиться распознавать вкус и запах. Например, если мать употребляет чеснок во время беременности, то новорожденный младенец будет демонстрировать меньше отвращения к запаху чеснока чем младенец, мать которого чеснок не употребляла. Новорожденные дети также будут отдавать преимущество музыке, которую они слышали в утробе, по сравнению с музыкой, которую слышат впервые. Все это уже установлено наукой. Но до сих пор непонятно, имеет ли явление пренатальной учебы хотя бы какой-либо длительный эффект. Известно, что «музыкальный вкус» к определенному произведению при отсутствии подкрепления исчезает уже за три недели. Однако способность плода к «учебе» наводит некоторых людей на мысль, что развитие мозга плода может быть активизировано программой пренатальной стимуляции. Впрочем, об этом нет никаких солидных научных исследований.

Мозг новорожденного

На момент рождения мозг младенца имеет фактически
все необходимые нейроны. Но мозг продолжает активный рост и за следующих два года достигает 80% размера мозга взрослого человека. Что происходит в течение этих двух-трех лет?

Основной прирост веса мозга происходит за счет
глиальных клеток, которых в 50 раз больше чем нейронов. Глиальные клетки не передают нервные импульсы, как это делают нейроны, они обеспечивают жизнедеятельность нейронов: одни из них поставляют питательные вещества, другие – переваривают и уничтожают отмершие нейроны или физически держат нейроны в определенном положении, формируют миелиновую оболочку.

С момента рождения в мозг малыша поступает громадное количество сигналов ото всех органов чувств. Мозг младенца более открыт к моделирующей руке опыта больше, чем в любой другой промежуток жизни человека. В ответ на требования окружения мозг является скульптором самого себя.

Зрение и мозг

Понимание особенностей формирования зрительной коры началось с известных экспериментов
Девида Хьюбела и
Торстена Визела в 60-х годах прошлого столетия. Они продемонстрировали, что если котятам временно закрыть один глаз в определенный критический для развития мозга период, то в мозге не формируется определенная связь. Даже когда зрение потом восстановить, то характерное бинокулярное зрение все-равно никогда не сформируется.

Это открытие начало новую эру в понимании роли критических периодов развития и важности наличия соответствующего стимула в этот момент. В 1981 году исследователи получили за это открытие Нобелевскую премию, а мы теперь можем поиграться со своим мозгом и зрением на странице Девида Хьюбела
здесь.

То, которое было сделано с котятами, воспроизводить на людях, очевидно, не гуманно. Но эти опыты позволяют в определенной мере экстраполировать знание и таким образом понимать особенности развития человеческого мозга. Существуют также примеры с врожденной катарактой у детей, что указывает на то, что и у человека есть критические периоды в развитии мозга, которые требуют наличия определенных внешних зрительных стимулов для корректного развития мозга. Что же
известно о зрении новорожденного? (не поленитесь сходить по ссылке и посмотреть на мир глазами младенца)

Новорожденный ребенок видит в 40 раз менее раздельно, чем взрослый человек. Наблюдая и созерцая, мозг ребенка учится анализировать изображение и уже за два месяца он способен различать основные цвета, а изображение становится более четким. В три месяца происходят качественные изменения, в мозге формируется зрительная кора, изображение становится близким к тому, как в последующем будет видеть взрослый человек. Через полгода ребенок уже способен различать отдельные детали и видит лишь в 9 раз хуже, чем взрослый. Полностью зрительная кора формируется к 4-му году жизни.

Первые три года

Вполне логично предположить, что подобный критический период касается не только развития зрительной коры. Уже ни у кого не вызывает отрицаний тот очевидный факт, что в первые три года жизни происходят важнейшие этапы в формировании мозга. Серьезным подверждением может служить явление госпитализма, которое в 1945 описал Шпитц. Речь о симптомах, которые развиваются у детей на первом году жизни, воспитываемых в медицинских учреждениях, идеальных с точки зрения медицинского и гигиенического ухода, но в отсутствии родителей. Начиная уже с третьего месяца жизни наблюдалось ухудшение их физического и психического состояния. Дети страдали от депрессий, были пассивны, заторможены в движениях, с бедной мимикой и плохой зрительной координацией, даже в целом не фатальные болезни часто имели летальные последствия. Начиная со второго года жизни проявлялись признаки физической и психической отсталости: дети не могли сидеть, ходить, говорить. Последствия длительного госпитализма длительны и часто необратимые. Сегодня описывают также явление семейного госпитализма, которое развивается у детей на фоне эмоциональной холодности матери. Впрочем, что конкретно происходит в это время в мозге ребенка точно неизвестно.

Тот факт, что эти первые три года жизнь есть безусловно критическими для развития мозга ребенка, побудило ученых к последующим исследованиям, а педагогов и политиков к бурной кампании в поддержку стимуляции мозга ребенка на протяжении первых трех лет жизни. Началось все из утверждения, что, очевидно, мозг формируется от нуля до трех лет, после этого уже поздно что-то делать. В Америке при государственной финансовой поддержке стартовала кампании «
I Am Your Child» и «
Better Brains for Babies». Как результат – гора книжек,
учебных программ для родителей и статей в прессе. Главный месидж этих программ можно сформулировать так: поскольку мы уже знаем из работ нейрофизиологов, что нейрональные связи формируются под действием внешних стимулов и полностью за первые три года, то эту среду нужно как можно активнее усилить, соответственно активизировать ментальную стимуляцию мозга новорожденного. Такой подход получил название science-based еnriched environments. Родители ринулись покупать младенцам диски с Моцартом для беби, флэш-карты с яркими изображениями и другие игрушки, которые должны развивать. Но оказалось, что педагоги несколько опередили ученых. В разгар кампании один журналист позвонил по телефону нейрофизиологу
Джону Бруеру, автора книжки «
The Myth of the First Three Years: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning» и спросил: «Базируясь на нейрофизиологии, что бы вы могли посоветовать родителям относительно выбора садика для их детей?». Бруер ответил: «Базируясь на нейрофизиологии – ничего».

Правда заключается в том, что наука не знает, как должен в действительности выглядеть еnriched environments для оптимального развития мозга в течение первых трех годов. Джон Бруер не устает повторять:
до сих пор не существует надежных исследований, которые бы четко указывали, какой силы, интенсивности и качества, должны быть раздражители, также нет соответствующих исследований, которые бы подтвердили длительный эффект таких раздражителей во времени.

Явление еnriched environment исследовали на крысах. Крыс делили на две группы, одну просто садили в клетку, а в другую к крысам помещали сородичей и игрушки. В обогащенной среде у крыс действительно формировались в мозге намного больше синапсов. Но, как логично замечает исследователь Dr. William Greenough, то, что для крыс является обогащенной средой в лабораторных условиях, для ребенка может быть просто нормальной средой. Младенцев не оставляют в одиночестве, у них есть возможность много исследовать прямо дома – просто ползая вокруг по квартире, исследуя книжки, вытянутые из книжной полки, или перевернутые корзины с одеждой. Впрочем, эксперимент с крысами уже нашел свой особенный путь в прессе и не на шутку обеспокоил родителей, которые прониклись развитием своих младенцев.

Для родителей, которые обеспокоены тем, что не успели вовремя развить ребенка за первые три года, у ученых есть утешительный арумент: развитие мозга продолжается и после трех лет. В мозге формируются нейронные связи в течение всей жизни. Хоть этот процесс и не совсем линейный, он также генетически запрограммирован, и так же зависит от приобретенного опыта и окружения. В одни периоды жизни он более интенсивен, чем в других, и следующий период большой перестройки мозга – подростковый возраст.

Мозг подростка – строительная площадка

Ученые давно изучают мозг человека, в основном наблюдая разнообразные аномалии в развитии, или травмы мозга, которые приводят к изменению функции, которые проявляются в характерных клинических картинах. Но настоящий прогресс начался с применением технологии магнитно резонансной томографии. Эта технология позволяет визуализировать активные участки мозга, которые называют функциональными. Речь идет не просто об определении участка, а об определении именно тех участков, которые активизируются в ответ на стимул. В американском National Institute of Mental Health под руководством Dr. Jay Giedd начался масштабный проект по исследованию мозга подростков. Мозг 145 нормальных детей сканировали с интервалом в два года и исследовали, какие участки мозга обрабатывают информацию и изменяется ли топография функциональных участков по сравнению с такими у уже взрослых людей и в процессе взросления. Что же обнаружили ученые?

Префронтальний кортекс

Первое открытие касалось серьезной перестройки префронтального кортекса. Giedd и его коллеги нашли, что в области, которая называется лобовой корой (префрональним кортексом), мозг, судя по всему, растет опять как раз перед половой зрелостью. Префрональний кортекс – участок, который расположен сразу за лобными костями черепа. Перестройка этого участка вызывает особенный интерес, поскольку именно она выступает как CEO мозга, отвечая за планирование, рабочую память, организацию и настроение человека. Как только префронтальний кортекс «созревает», подростки начинают лучше соображать и развивают больше контроля над импульсами. Префронтальний кортекс – регион «трезвой оценки решений».

Пока не созрел префронтальний кортекс, обработка эмоциональной информации остается незрелой и осуществляют ее другие участки мозга, менее заточенные под такую работу. Именно поэтому подростки склонны к неоправданным рискам, в целом, плохо различают разные эмоциональные состояния других людей. Не знаю, как вам, а мне, как матери подростка, это открытие много чего объясняет.

Use It or Lose It

Если в возрасте до трех лет развитие нейрональних путей можно сравнить с ростом ветвей дерева, то в подростковом возрасте происходит два противоположных процеса – дополнительный рост новых путей и одновременная обрезка старых. Хотя, возможно, кажется, что наличие многих синапсов – вещь полезная, мозг считает иначе, и в процессе учебы сокращает удаленные синапсы, при этом белое вещество (миелин) идет на стабилизацию и усиление тех связей, которые активно используются. Отбор проходить по принципу use it or lose it : «Используем? Оставляем! Не используем? Избавляемся!». Соответственно, занятие музыкой, спортом и вцелом любая учеба побуждают к формированию и сохранению одних связей, а лежание на диване, созерцание MTV и игра в компьютерные игры – других.

Это же касается и изучения иностранных языков. Если ребенок выучил второй язык до наступания половой зрелости, но во время большой «подростковой» перестройки его не использует, то нейронные связи, которые его обслуживают, разрушаются. Соответственно язык, который изучался после перестройки мозга, займет особенное место в языковом центре и будет использовать
совсем другие связи, чем родной язык.

Мозолистое тело и мозжечок

Еще одно открытие проясняет другие подростковые особенности. Речь об активной перестройке в мозолистом теле, которое отвечает за коммуникацию между большими полушариями мозга и, как следствие, связан с изучением языков и ассоциативным мышлением. Сравнение развития этого участка у близнецов продемонстрировало, что оно лишь в незначительной мере определено генетически и преимущественно формируется под воздействием внешней среды.

Кроме мозолистого тела, серьезную перестройку испытывает также мозжечок, при чем такая перестройка длится вплоть до взрослого возраста. До сих пор считалось, что функция мозжечка ограничивается координацией движений, однако результаты магнитно резонансной томографии показали, что он также задействован в обработке умственных заданий. Мозжечок не играет критическую роль в реализации этих заданий, скорее, выполняет функцию копроцесора. Все, что мы називаем высоким мышлением, – математика, музыка, философия, принятие решения, социальные навыки, – проходит через мозжечок.

Выводы:

Несмотря на серьезность и количество проведенных исследований, ученые продолжают утверждать, что они все еще мало знают о связи структуры и функций мозга, а также о развитии поведения. Так же мало известно, какие факторы являются наиболее весомыми для оптимального развития и какие резервы для развития мы потенциально имеем. Впрочем можно
с уверенностю утверждать, что нормальный человек с момента рождения и до смерти нуждается во внимании, общении, нормальном живом окружении и искреннем интересе к себе.

По материалам:

Inside the teenage brain

Brain Development on the National Child Care Information and Technical Assistance Center (NCCIC)

THE MYTH OF THE FIRST THREE YEARS: A New Understanding of Early Brain Development and Lifelong Learning. By John T. Bruer.

The Center on the Developing Child at Harvard University

Blog
The Teenage Brain"