Как устроен мозг? Этот вопрос занимает человека с древних времен. Важные ответы на него были получены еще в позапрошлом веке. Но, конечно же, они были далеко не исчерпывающими — ученые продолжают делать интересные открытия, изучая главный человеческий орган. Доктор медицинских наук, доцент Рязанского государственного медицинского университета Артем Павлов занимается исследованием морфологических особенностей анатомической изменчивости отдельных структур головного мозга человека с учетом полового диморфизма. На работу по этой теме ученый получил молодежный грант Президента РФ. Что же нового он нашел в строении отдельных структур?
— Интерес к исследованию головного мозга не ослабевает, напротив, этот орган прочно удерживает внимание ученых, — рассказывает А.Павлов. — А новые технологии дают возможность получать более точные данные о его анатомии и физиологии. По этому поводу хорошо сказал советский физик Сергей Иванович Вавилов: “Когда наука достигает какой-либо вершины, с нее открывается обширная перспектива дальнейшего пути к новым вершинам, открываются новые дороги, по которым наука пойдет дальше”.
Еще в XIX веке австрийский и немецкий психиатр и невропатолог Теодор Мейнерт, опираясь на исследования Карла фон Рокитанского, Рудольфа Келликера и других, обосновал принцип строения головного мозга, показал отличия в анатомии его коры и подкорковых структур. Казалось бы, что можно найти нового в мозге после этого? Но развитие химии и оптики позволило в начале ХХ века испанскому ученому Сантьяго Рамон-и-Кахалю описать строение и особенности нейронов головного мозга, заложив основу современной нейроанатомии.
Открытия испанца не потеряли актуальности и сегодня. Наш соотечественник, профессор Рязанского медицинского института Вячеслав Константинович Белецкий подробно описал клетки, составляющие большую часть головного мозга — глии. Он также изучил феномен самоиннервации нервной системы (доказал, что центральная нервная система также внимательно следит за собой, как и за прочими органами). Как видите, развитие науки комплексно. Открытия в одной области позволяют перейти на новый уровень в другой. В своей работе мы постарались объединить, насколько это возможно, современные данные по топографической анатомии и гистологии мозга.
— Пора перейти к вашей работе. С какими структурами мозга вы работаете? Чем они интересны? Есть ли отличия между мужским и женским мозгом?
— Основное внимание современных исследователей обращено к коре полушарий головного мозга. Нас же интересуют более древние части, расположенные на его основании: сосцевидные тела и продырявленное вещество. Это относительно небольшие образования. Сосцевидные тела — часть гипоталамуса, они имеют округлую форму, за что и получили свое название. Переднее продырявленное вещество — пластинка коры в лобной доли больших полушарий, через которую проходят многочисленные артерии. Размер сосцевидных тел — 4 на 3 миллиметра, а площадь переднего продырявленного вещества всего 100-110 квадратных миллиметров. Их возраст (прообраз сосцевидных тел есть уже у таких древних животных, как вараны, а переднее продырявленное вещество можно видеть у насекомоядных млекопитающих) говорит о важной роли в обеспечении нормальной работы как головного мозга, так и всего организма.
Вопрос о наличии или отсутствии отличий в строении головного мозга мужчин и женщин не дает покоя не только исследователям, но и просто интересующимся биологией людям. Каждый пол старается найти в публикациях о последних исследованиях подтверждение своего превосходства. Это забавно.
Разделение на два пола касается всех органов. В том числе и мозга. Более того, именно в головном мозге собрано огромное количество “половых особенностей”. Они связаны с определенным поведением людей разного пола в различных жизненных ситуациях. В 2014 году группа американских ученых (Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania) опубликовала результаты исследования половых различий полушарных связей мозга мужчин и женщин. Они выявили, что у мужчин лучше представлены связи в пределах каждого полушария, а у женщин — межполушарные связи. Этим объясняют тот факт, что мужчины лучше выполняют координированные и точные действия, а женщины успешны в решении социальных задач. Сложно спорить с тезисом нидерландского нейробиолога Дика Франса Свааба, которым он озаглавил свою книгу “Мы — это наш мозг”.
Что до предмета нашего исследования, то все оказалось не так просто. При первом изучении архитектоники сосцевидных тел мы не обнаружили явных половых отличий. Но позже нашли их, изучая в контексте старения. Гибель клеток сосцевидных тел по времени точно совпадала с возрастными изменениями уровня половых гормонов. Такие трансформации у мужчин и женщин проходят в разное время. Эти данные в 2015 году опубликовали в монографии “Сосцевидные тела гипоталамуса. Морфологические особенности и онтогенетические трансформации”.
Параллельно изучили сосцевидные тела у молодых людей с алкогольной болезнью (к сожалению, так часто встречающейся в наше время). Обнаружили, что даже на начальных стадиях этого недуга в сосцевидных телах гибли нейроны. Гистологическая картина у молодого 25-летнего человека точно соответствовала 80-летнему старику. Гибель нейронов с возрастом связана с сосудистой патологией, но у молодых людей с алкоголизмом видимых проблем с сосудами не было. Это наблюдение заставило нас более тщательно анализировать особенности артериального кровоснабжения в области основания мозга.
— Какими методами вы изучаете мозг? Можете рассказать это на каком-нибудь примере?
— В своих исследованиях мы стараемся соответствовать принципу топографической анатомии: изучать определенную область, а не отдельную структуру. Участок мозга исследуется от оболочки до внутренних связей. В последнее время довольно частыми стали операции на основании головного мозга. Хирургам необходимо знать точный алгоритм действий и подробную информацию об анатомии.
Всегда находятся те, кто считает анатомические методы исследования устаревшими. Ведь сейчас большую помощь клиницистам оказывают магнитно-резонансная и компьютерная томография. Методы действительно прекрасные и с большим потенциалом. Проблема лишь в том, что при их использовании не всегда видны мелкие структуры, а при исследовании мелких сосудов и структур основания головного мозга их визуализация играет решающую роль. Сегодня максимальная разрешающая способность доступных томографов не превышает 3 тесла, что для наших задач явно недостаточно. Работа с настоящим мозгом всегда более информативна. За десять лет на кафедре мы собрали большую коллекцию как целых экземпляров головного мозга людей разного пола и возраста, так и его частей (более 200). Все они бережно сохраняются и позволяют нам обращаться к ним по мере необходимости. Поэтому наши исследования остаются актуальными.
— В чем оригинальность ваших изысканий?
— В последнее время в специальной литературе много публикаций о вариантной анатомии сосудов основания мозга, преимущественно в связи с особенностями формы и размеров черепа. При этом анатомическая изменчивость артерий в переднем продырявленном веществе и сосцевидных телах, а также особенности их анатомии у представителей разных полов изучены недостаточно. К слову, в других исследованиях артерии изучались изолированно, без связи с анатомией мозговых структур, через которые они проходят и которые могут играть роль ориентира при хирургических манипуляциях.
В 2017 году мы подготовили достаточно материала для детализации анатомии артерий переднего продырявленного ве-
щества и сосцевидных тел. Подобрали, инъецировали конт-
растной массой, отпрепарировали и перевели в компьютерный архив материал по полу, возрасту, весу головного мозга, причине смерти покойных, а также по каждому варианту формирования крупных артерий основания мозга. Получили очень интересные данные об особенностях артериального крово-снабжения сосцевидных тел.
Как я уже говорил, эти образования небольшие и некоторые авторы даже считали их рудиментом былых времен. Но наши исследования показали их функциональную значимость. Простой пример: каждое сосцевидное тело всегда получает артериальную кровь из 6-8 артерий. К слову, наше сердце кровоснабжают всего две. Разве можно считать такое образование отмирающим? Нет, конечно. В историческом аспекте они были связаны с обонянием. Но человек плохо различает запахи, а кровоснабжение сохранено. И внутри клеток больше, чем у собак, для которых обоняние — основное чувство.
Если следовать принципу многофункциональности органов Феликса Дорна, можно предположить, что со временем функция их изменилась. Быть может, сосцевидные тела нужны нам для успешной жизни в обществе? Может, именно с повреждением этих структур у больных алкоголизмом и стариков связано их асоциальное поведение? На эти вопросы предстоит отвечать уже не нам.
Интересно и то, что второй объект нашего исследования — переднее продырявленное вещество — тоже относится к обонятельному мозгу. С ним связана интересная загадка, которую мы надеемся решить в будущем. Зачем такое большое количество артерий проходит через него? Таких мест в мозге можно пересчитать по пальцам. Проходят ли артерии транзитом, подобно стоякам водоснабжения в наших домах, или за каждой из них пристально наблюдают нейроны, анализируют объем и состав крови для базальных ядер?
— Всё это любопытно. А какие проблемы помогут решить ваши работы?
— Наука ради науки никому не нужна. У любого исследования должно быть прикладное значение. Сложность в том, что порой практическое применение обнаруживается позже результатов фундаментальных изысканий. Ученый не может, да и не должен указывать практикам, как применить результаты его труда. Последние сами вполне компетентны для этого.
Если с данными о сосцевидных телах еще предстоит тщательно разбираться, то результатами по особенностям топографии артерий переднего продырявленного вещества могут воспользоваться хирурги при операциях на основании головного мозга. Например, есть необходимость клипировать (наложить специальную клипсу и выключить из общего кровотока) аневризму передней или средней мозговой артерии. Хирург должен внимательно изучить особенности ветвления артерий. Мы выделили несколько вариантов их отхождения от основного ствола. В некоторых случаях даже незначительное повреждение одной из них может стоить пациенту здоровья или жизни.
— Были ли у вас неожиданные для вас же самих результаты?
— Неожиданностью оказалось то, что обильное кровоснабжение сосцевидных тел играет с нами злую шутку. Очень важно, чтобы они работали без сбоев. Для этого и нужны многочисленные сосуды. Но в случае алкогольной болезни спирт по артериям быстро проникает в клетки сосцевидных тел и разрушает их. Это приводит к катастрофическим последствиям. Такой факт — еще один повод задуматься о здоровом образе жизни. Нет, я не призываю всех срочно бежать с гантелями на стадионы. Но нужно следить за тем, что и в каких количествах мы едим и пьем.
Беседу вела
Фирюза ЯНЧИЛИНА
Фото предоставлено А.Павловым
Нет комментариев