Молекулярные основы человеческих эмоций

Особенно ярко это проявилось в исследованиях мозгового обеспечения эмоций, проведенных под руководством Н. П. Бехтеревой в восьмидесятые годы. Было обнаружено, что у эмоционально сбалансированного человека, при развитии какой либо эмоции определенные сдвиги сверхмедленных физиологических процессов, определяемые по величине и знаку омега-потенциала в одних структурах, обычно сопровождаются противоположными по знаку изменениями этого показателя в других структурах. Этот механизм предотвращает запредельное развитие какой-то эмоции, сохраняет человека эмоционально уравновешенным и сбалансированным. При его нарушении развиваются тяжелые эмоциональные расстройства именно потому, что не работает механизм, позволяющий сдержать чрезмерное развитие определенной эмоции. В исследованиях импульсной активности (Медведев, Кроль) было показано, что даже при выполнении чрезвычайно монотонной деятельности при попытке полностью стабилизировать работу мозга происходят эндогенные самопроизвольные перестройки в работе его структур. Другими словами, даже при выполнении монотонной стереотипной психической деятельности система ее обеспечения непрерывно реорганизуется.

Таким образом, можно сказать, что для выполнения задачи формируется как бы временный трудовой коллектив, который все время меняется, и все его члены, во-первых, тренированы для выполнения различных задач, а, во-вторых, регулярно имеют возможность передохнуть. При учете особенностей состояний мозга и организма можно правильно делать выбор между альтернативными путями лечения. Интересно определение адаптационных возможностей человека: можно предсказать, насколько устойчив будет данный индивидуум при каком-либо воздействии, стрессе. Оказалось, что некоторые, даже молодые люди, уже исчерпали свои адаптационные возможности и даже умеренные нагрузки могут вызвать у них патологическую реакцию.

Можно выявлять таких людей и вовремя оказывать им корректирующее лечение. Актуальной задачей занимается лаборатория нейроиммунологии (профессор, д.м.н. И.Д.Столяров). Сейчас известно, что многие нервные болезни связаны с неправильной работой иммунной системы. Нарушения иммунорегуляции часто приводят к возникновению тяжелых заболеваний головного мозга. Нервная и иммунная системы осуществляют свои защитные функции, находясь в тесном взаимодействии. Их объединяют общие принципы организации, общие молекулы-посредники, значимые для организма в целом регуляторные функции. Обнаруженные закономерности нейроиммунной реакции на чужеродный стимул позволили использовать полученные данные для диагностики и лечения ряда заболеваний головного мозга. Клиницисты и раньше отмечали, что, с одной стороны, разрушение или недоразвитие мозговых структур сопровождается иммунодефицитом, с другой стороны, первичные и вторичные иммунодефициты ведут к функциональным нарушениям или заболеваниям головного мозга.

В развитии многих хронических болезней нервной системы гораздо большее значение, чем предполагалось, имеют инфекционно-вирусные и далее — иммунопатологические механизмы. Рассеянный склероз — тяжелое хроническое заболевание головного и спинного мозга, поражающее сравнительно молодых людей 20 — 40 лет. Неясность многих вопросов возникновения и механизмов развития заболевания, трудности диагностики на ранних стадиях развития, разнообразие клинических вариантов течения с быстрой инвалидизацией, отсутствие эффективных методов лечения вывели изучение рассеянного склероза в круг наиболее актуальных задач современной медицины. В лаборатории нейроиммунологии Института мозга человека РАН разработан новый подход, позволяющий одновременно с использованием специфичных иммунологических методов оценки поражения клеток центральной нервной системы применять магнитно-резонансную и позитронно-эмиссионную томографию для визуализации патологического процесса. Принципиальная новизна состоит в том, что данный подход позволяет одновременно оценивать как системные аутоиммунные нарушения при рассеянном склерозе, так и локальные функциональные и морфологические изменения в центральной нервной системе.

Комплексное нейроиммунологическое, инструментальное, клиническое обследование пациентов с рассеянным склерозом позволило установить важную роль поражений коры и подкорковых структур в механизмах развития этого заболевания. Если раньше диагноз «рассеянный склероз» звучал как приговор, то в настоящее время применение современных генноинженерных иммунокорригирующих препаратов позволяет значительно улучшить качество жизни пациента, длительное время сохранять трудоспособность. Для повышения эффективности применения этих препаратов в лаборатории нейроиммунологии были разработаны иммунологические критерии оценки эффективности иммунокорригирующих и генноинженерных лекарственных средств у пациентов с рассеянным склерозом. Иммунологические механизмы играют роль не только при рассеянном склерозе.

Разрушение части мозговой ткани при инсультах также вызывает иммунологические сдвиги. Причем вызванные вторичным иммунодефицитом инфекционные осложнения являются одним из тяжелых, нередко заканчивающимся смертью пациента от этих осложнений инсульта. Исследованиями сотрудников лаборатории нейроиммунологии было показано, что сторона поражения головного мозга при церебральных ишемиях в эксперименте и клинике может определять особенность изменения иммунологической реактивности. А в рамках комплексного развития новых методов лечения и реабилитации постинсультных больных впервые доказано, что применяющиеся теперешними сотрудниками ИМЧ с 1972 года электрические стимуляции структур коры головного мозга при подострых ишемических инсультах сопровождаются нормализацией иммунологических показателей. Своевременно проведенная иммунокорригирующая терапия позволяет существенно снизить тяжесть осложнений или вообще их избежать.

Не так давно руководитель этой лаборатории вошел в совет Европейского комитета, занимающегося исследованием и лечением рассеянного склероза. Вторая половина девятнадцатого и большая часть двадцатого века имели девизом победу над природой. И действительно, человек праздновал одну за другой победу над природой. Он покорял реки и побеждал болезни. Но оказалось, что это были не подчинения природы, а тактическое отступление для перегруппировки ее сил. Сейчас можно привести много примеров, так сказать успешных контратак природы. Это и СПИД, и гепатит С, и многое другое.

Природа ответила в частности и тем, что сейчас особенно обострились проблемы, созданные самим человеком, так называемые техногенные. Мы живем в сильных магнитных полях (трамвай, метро, линии электропередач и т. п.), при свете газосветных ламп — мигание 50 герц, часами смотрим на дисплей компьютера — те же герцы, говорим по мобильному телефону и далее … Все это далеко не безразлично для человека, и повышенная утомляемость еще не самое страшное. Этими исследованиями занимается лаборатория под руководством д.м.н. Е. Б. Лыскова. Мы уже не можем жить без телефона, телевизора, без электрического тока и прочих достижений цивилизации.

Поэтому необходимы исследования того, как мирно сосуществовать с ними. Например, хорошо известно, что мигающий свет способен вызвать даже эпилептический припадок. Однако удивительно, как самые простые меры могут резко снизить опасность. Противодействие — закройте один глаз, и генерализации не произойдет.

Чтобы резко снизить «поражающее действие» радиотелефона — кстати, оно еще точно не доказано, можно просто изменить конструкцию так, чтобы направить антену вниз, и мозг не будет облучаться. Например, в лаборатории показано, что воздействие переменного магнитного поля отрицательно сказывается на обучении. Однако не любого поля, а обладающего определенной частотой и амплитудой. Поэтому именно этих параметров надо стараться избегать.

Монитор с частотой развертки 50−60 гц оказывает вредное влияние, особенно если вы сидите близко к нему. Однако, если частоту сделать хотя бы 80 гц, то вредное действие резко уменьшится. Сейчас уже научились выявлять людей группы риска — повышенно чувствительных к техногенным воздействиям. Тем самым объясняя, казалось бы, беспричинные, нервные расстройства.

Эта работа проводится в рамках очень тесного международного сотрудничества. Результаты, в том числе, и наших исследований показали, что практически любая сколь-либо сложная деятельность, и особенно психическая, обеспечивается в мозге сложной, распределенной в пространстве и принципиально изменчивой во времени системой, состоящей из звеньев различной степени жесткости. Понятно, что вмешиваться в работу системы значительно сложнее. Тем не менее, сейчас в ряде случаев, о которых будет рассказано ниже, мы это умеем. Есть нервные клетки, от рождения готовые к своей работе. Это, например, нейроны первичной зрительной коры. Другие воспитываются по ходу онтогенеза и научаются чему-то.

Как это происходит? Сначала в обеспечение новой деятельности вовлекается большая группа клеток. Потом по мере ее «стереотипизации» происходит минимизация территорий и количество нейронов, ее обеспечивающих, радикально уменьшается. Остальные клетки как бы забывают то, что они умели делать. Но, как нам удалось показать, не навсегда.

Даже после этой специализации они в принципе способны взять на себя выполнение каких-то других задач, они не окончательно «забыли», как можно работать по-другому. Поэтому можно попытаться заставить их взять на себя работу утраченных нервных клеток, заменить их.

Нейроны мозга работают как команда корабля: один хорошо умеет вести судно по курсу, другой — стрелять, третий — готовить пищу. Но ведь и стрелка можно научить готовить борщ, а кока — наводить орудие. Нужно только объяснить им, как это делается. В принципе это естественный механизм: если травма мозга произошла у ребенка, у него нервные клетки самопроизвольно «переучиваются». У взрослых же для «переучивания» клеток нужно применять специальные методы.

На этом и основан метод лечения: с помощью точечной электрической или распределенной магнитной стимуляции обучают одни нервные клетки выполнять работу других, которые уже нельзя восстановить. Скорее всего электрическая стимуляция здесь резко и неспецифически активирует область мозга, повышая при этом уровень его пластичности. В этом направлении уже получены хорошие результаты: например, некоторых пациентов с травматическими поражениями областей Брока и Вернике, отвечающей за формирование речи, удалось обучить говорить и понимать речь заново. Это было перевоспитание нейронов.

Но ряд заболеваний мозга, в частности, приводящих к серьезным психическим расстройствам, таким как обсессивно-компульсивный синдром (навязчивые сосотояния), болезнь Жиля де ля Туретта, патологическая агрессивность, возникают из-за гиперактивности определенных структур мозга. Здесь задачей стереотаксической операции является устранение этого очага возбуждения. Это, в принципе, «своя» задача для функционального стереотаксиса. В отличие от метода электростимуляций он применяется тогда, когда имеется «плюс» явление (патологическое возбуждение, перепроизводство какого-либо вещества и связанные с этим гиперкинезы, эмоциональные возбуждения и т. п.) и его нужно уничтожить, и не применяется при «минус» явлениях, когда из-за гипоактивности какого-либо участка мозга возникает, например, плегия.

Рассмотрим это на примере, который сейчас стал очень злободневным: хирургическое лечение обусловленного потреблением наркотиков обсессивно-компульсивного синдрома. Одним из страшных свойств наркотика является привыкание к нему, привыкание настолько, что наркоман становится зависим от него, не может без него жить. Есть два типа зависимости: физическая и психологическая. Первый тип зависимости обусловлен встраиванием героина в механизм потребления энергии клеткой мозга. Клетка привыкает питаться по облегченному (но не эффективному) варианту и не хочет возвращаться к старому и эффективному. Поэтому при прекращении приема наркотика происходит «ломка» — абстиненция, которая крайне мучительна и может кончиться даже смертью наркомана. Однако современная медицина научилась относительно легко и безболезненно справляться с этим, существуют различные, очень эффективные способы устранения физической зависимости, которые с успехом применяются во многих клиниках.

Итак, наркоман «отмыт». Его организм более не нуждается в наркотиках. Но он помнит о том великолепном ощущении, которое он испытывал при их употреблении, и всеми фибрами своей души мечтает еще раз его испытать. Это не блажь, это тяжелое психическое заболевание: обсессивно-компульсивный синдром — и противиться этому влечению невозможно. На него не действуют разумные доводы. К сожалению, до сих пор эффективность лечения психологической зависимости от наркотика чрезвычайно низка и составляет от 3 до 8 процентов. Учитывая то, что средний срок жизни героинового наркомана четыре года, можно сказать, что больной обречен. В этом смысле героин можно сравнить с злокачественной опухолью, и, как правило, можно говорить не об излечении, а о сроке выживания, отсрочке страшного конца.

Патологическое влечение к наркотикам обусловлено запечатлеванием эмоциональной памяти о чувствах, испытанных после его приема. Это эмоциональное возбуждение настолько сильно, что заслоняет собой практически все. Вся жизнь наркомана подчинена идее достижения еще раз такого же состояния. Как и всем психологическим феноменам, этому соответствуют определенные нейрофизиологические процессы.

Важнейшей системой, обеспечивающей эмоции, является лимбическая система. Схематически она может быть изображена в виде замкнутого круга, состоящего из различных мозговых структур, и эмоциональные феномены соответствуют определенной импульсации (активации или деактивации) нейронов этих структур. Согласно концепции, которой мы придерживаемся, навязчивое состояние проявляется в появлении в этом круге патологического гипервозбуждения, которое, циркулируя по кругу, по механизму положительной обратной связи выходит на уровень насыщения, подавляет любые другие эмоции и становится неуправляемым. (См. выше о сбалансированности эмоций.) Этот механизм одинаков для навязчивого состояния любой природы.

Естественно напрашивается идея разорвать этот порочный круг. Поэтому еще в шестидесятые годы структуры лимбической системы были предложены в качестве структур-мишеней для операций по поводу обсессивно-компульсивного синдрома. В частности мишень, используемая при лечении наркоманов, была предложена в 1962 году. Однако недостаточный методический уровень, существовавший в то время, не позволил этой операции стать широко применяемой. Положение радикально изменилось при внедрении современного стереотаксиса. Оказалось возможным посредством малотравматичного доступа с помощью криозонда наружным диаметром 2.6 мм заморозить небольшой участок поясной извилины между передней и средней ее отделами и тем самым перерезать этот порочный круг.

Сама операция предельно малотравматична, это как бы укол в мозг. Выбранный метод воздействия — замораживание выгодно отличается от термокоагуляции и других разрушающих ткань воздействий тем, что оставляет неповрежденными стенки артерий и артериол, тем самым минимизируя опасность кровотечения. Как правило, больной уже на опрерационном столе говорит, что его больше не тянет к наркотикам. Почему? Да потому, что несмотря на то, что он помнит о наркотиках, уже нет этой патологической гиперимпульсации, и эта память эмоционально не окрашена. Да.

Он помнит, что кололся, но почему это так здорово, не помнит. Исчезает это сметающее все на своем пути эмоциональное возбуждение, и остается просто память. Интересно, что специально проведенные исследования показали, что профиль личности при этом не меняется, кроме, пожалуй, естественного расширения эмоциональной сферы. Естественно, он думал только о наркотике, а теперь заметил, что есть еще и красивые девушки. Таков возможный механизм стереотаксического лечения навязчивых состояний разной природы. Это и фантомно-болевой синдром, при лечении которого мы и обнаружили исчезновение тяги к наркотикам (больные для облегчения болей вынуждены были принимать наркотики), и другие.

Естественно, однако, что операция остается операцией. Она всегда потенциально опасна, поэтому мы идем на нее только, когда исчерпаны все остальные методы консервативного лечения. Таким образом, механизмы лечебного воздействия психохирургических операций, направленных на выключение структур лимбической системы, можно объяснить частичным прерыванием патологической импульсации, которая циркулирует по нервным путям. Эта импульсация, которая является следствием гиперактивности (чрезмерной активности) разных (при разных болезнях) зон мозга, является механизмом, общим для целого ряда хронических заболеваний нервной системы, таких как эпилепсия, навязчивые состояния.

Эти пути надо найти и максимально щадяще выключить. Стереотаксические психохирургические вмешательства (их проведено многие сотни и больше всего в США) — современный метод лечения больных, страдающих некоторыми психическими нарушениями (прежде всего — ОКРобсессивно-компульсивные расстройства, т. е. навязчивые состояния), для которых оказались неэффективными нехирургические методы лечения. На уровне клеток вся работа мозга связана с химическими превращениями различных веществ, поэтому важны результаты, полученные в лаборатории молекулярной нейробиологии, руководимой профессором С. А. Дамбиновой. В лаборатории исследуют нейрохимические основы функциональной целостности мозга и организма с помощью современных молекулярных подходов. Другими словами, в лаборатории изучают молекулярные процессы, которые связаны с преобразованием простых химических сигналов в сложные интегративные, обеспечивающие функции целого организма.

Заключение

.

На основе изложенных материалов и результатов исследований очевидна очень сложная структура психических процессов, которые проистекают, прежде всего, в головном мозге, и, как было показано, отвечают за эмоциональные составляющие человеческих реакций в целом.

На вопрос о крупнейших достижениях уходящего века и о перспективах века грядущего, в целом можно ответить, что ХХ век был веком технологии и физики. Однако последние годы ясно показали, что следующий век будет веком биологии, и можно ожидать, что понимание механизмов деятельности мозга и, прежде всего кода нервной деятельности будет занимать приоритетные позиции.

Список используемой литературы:

1. Медведев С. В. Организация мозга человека.

2. Александров И. О., Максимова Н. Е. О виртуальности компонентов

индивидуального знания на ранних стадиях их формирования//

Виртуальная реальность. М. Российская Академия Искусственного

Интеллекта. 1998. С. 61 — 82.

3. Александров Ю. И. Психофизиологическое значение активности

центральных и периферических нейронов в поведении. М. Наука. 1989.

4. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.

Медицина. 1975.

5. Симонов П. В. Эмоциональный мозг. М. Наука. 1981