Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Наука и техника наших дней


Теория о развитии мозга, которое продолжается на протяжении всей человеческой жизни, космическая жилищная архитектура, а также последние научные новости - вот темы нашей сегодняшней передачи.

Лилия Шукаева:

Последнее десятилетие ХХ века не для красного словца называют "Десятилетием мозга". Девяностые годы ознаменовались крупными открытиями в науках о мозге, а одно из них можно без обиняков назвать выдающимся и даже революционным. Оно стоит в одном ряду с такими событиями в нейрофизиологии, как открытие специализации полушарий, сделанное около 40 лет назад Роджером Сперри, или открытие нейронной структуры нервной системы, совершенное в конце ХIХ века Сантьяго Рамоном-и-Кахалем.

Оказывается, мы не рождаемся с готовым мозгом. Точнее, с готовым, окончательным количеством нейронов. Они вырастают у нас в любом возрасте, хоть в 80 лет. Так что все эти разговоры, будто каждый год у нас в мозгу безвозвратно отмирает по миллиону нервных клеток и будто бы "нервные клетки не восстанавливаются" - все это абсолютная чепуха, которую кто-то давным-давно придумал и неизвестно зачем внушил легковерному человечеству.

В продолжении многих десятилетий считалось аксиомой, что человек появляется на свет сразу со всеми своими мозговыми клетками. "В костях и коже клетки делятся и размножаются, отчего ткани и растут. В кровеносной системе и во всяком органе - тоже, и только клетки мозга не делятся и не обновляются, а живут данной раз и навсегда какой-то монашеской жизнью. Единственное, на что они способны, это на установление новых связей между собой при помощи мельчайших отростков-дедеритов и особых зон контакта - синапсов. А в остальном - одно повальное отмирание".

И вот все это сегодня решительно пересматривается, и мы как раз присутствуем при болезненной ломке устоявшихся взглядов. Факты, которые приводят открыватели нормальной жизни мозговых клеток - их рождения, роста, размножения и умирания - факты эти слишком очевидны, чтобы их можно было не замечать, и, тем более, отвергать. И сторонники традиционной теории их не отвергают. Они только утверждают, что эти факты их пока не убеждают, что им требуются доказательства повесомей. Энтузиасты нового подхода не возражают: в доказательствах любой весовой категории у них нет недостатка.

Мортен Раастад, невролог из университета в Осло, большой знаток истории науки, говорит, что ситуация, подобная нынешней, складывалась в науке не раз, так что однажды даже деликатнейшему Максу Планку пришлось воскликнуть публично: " Чтобы новая теория утвердилась окончательно, нужно, чтобы все сторонники старой теории вымерли"!

Раастад вспоминает открытие радиоактивности, когда 1 марта 1896-го года Анри Беккерель обнаружил, что фотопластинки, завернутые в черную бумагу, потемнели. Резерфорд, Содди и Рамзай довольно быстро догадываются, что Беккерель обнаружил новый вид энергии, обязанный своим происхождением превращению атомов. Но ни Мария и Пьер Кюри, ни лорд Кельвин, ни Менделеев знать об этом не хотят. "Уран, - говорят они, - запасается энергией из воздуха". Полемика продолжается десять лет!

А расщепление того же урана! Расщепили его в 1934-м году, в Риме, а лаборатории Ферми, но не поняли, в чем дело. Лишь химик Ида Ноддак предположила, что уран, очевидно, распался на ядра каких-нибудь изотопов. Итальянцы не стали слушать ее, а немецкий радиохимик Отто Ган заявил, что раскалывание ядра урана на изотопы - абсурд. Через два года расщепление наблюдали в Швейцарии, но решили, что это не реакция, а каприз аппаратуры. В мае 1938-го года в лаборатории у Ирен Жолио-Кюри при бомбардировке урана получился лантан - элемент, атомный вес которого на сто единиц меньше веса урана. Неужели уран раскололся пополам? Не может быть! Через несколько недель реакцию провели Ган и Штрассман. Ган больше не утверждал, что расщепление ядра - абсурд, но и поверить в это не решался. Вместе со Штрассманом они написали срочное сообщение в журнал "Naturwissenschaften". Много лет спустя Ган вспоминал, что после того, как он опустил конверт в почтовый ящик, ему захотелось вытащить его обратно.

Историки считали, что сопротивление очевидному поддерживалось в случае с расщеплением атомного ядра самим словом "атом", что означает "неделимый". В случае же с мозгом все упиралось в эксперимент. Аксиому время от времени все же подвергали проверке, но ничего противоречащего ей не находили. В середине 60-х годов бельгийский невролог Паско Ракис исследовал мозг макак и не нашел в нем ни одной клеточки, которая появилась бы после рождения животного. Нет у макак, значит, нет и у других приматов, в том числе, и у человека, заключил он, и все с ним согласились.

Не успел доктор Ракис объявить о своих результатах, как его концепции был нанесен первый чувствительный удар. У взрослых крыс в гиппокампе обнаружены были новые, только что появившиеся клетки. Гиппокамп - это подкорковая структура, где прежде всего формируется запоминание вещей и мест. Вскоре ученые заметили, как новые клетки появляются и в обонятельной луковице - органе распознавания запахов.

Откуда же берутся эти новые клетки? Оказалось, что из двух так называемых желудочков - полых углублений в мозгу. Там, в желудочках, находятся столовые клетки, или

клетки-предшественницы, которые дают начало нейронам всех типов и клеткам глии, окружающей и питающей наше серое вещество.

Новые клетки появлялись у крыс не просто так, без всякой причины, а под воздействием таких провоцирующих обстоятельств, как обучение какому-нибудь навыку, телесные повреждения или даже инфекция. Затем такие же клетки были обнаружены в мозгу у мышей, кроликов, морских свинок. Вырастали они и у канареек, когда им наступало время учиться новым песням, и у гаичек, когда им надо было запомнить, где они прятали на зиму свой немудреный корм.

В 1997-м году Элизабет Гульд, принстонский невролог, обнаруживает нейрогенез, то есть формирование нейронов, в гиппокампе у древесных землероек и мартышек. Спустя год Фред Гейдж, невролог из Института Солка в Ла Холле, в Калифорнии, показывает, как благодаря стимуляции количество нейронов в мышином гиппокампе увеличивается на 15 процентов. И приходят эти нейроны все из тех же желудочков.

Гейдж думает, что нейрогенез может идти не только в гиппокампе, но и в других частях головного мозга, и даже в спинном мозгу. Может быть, подобно коже, и головной мозг постоянно сам себя ремонтирует и обновляет, и лишь при серьезных повреждениях его ремонтная служба оказывается бессильной. То, что дело не должно ограничиваться гиппокампом, подтверждают последние опыты Элизабет Гульд. С помощью химических индикаторов она увидела, как в мозгу у макак клетки, рожденные в желудочках, добрались до тех зон коры, которые отвечают за язык и долговременную память и включились в уже существующие цепочки нейронов. Но все это у животных, а где же человек?

К человеку приводят ученых совершенно необычные обстоятельства, вполне пригодные для детективной повести. Лет 20 тому назад молодой врач Уильям Шенкл, проходивший практику в Бостонском университете, обратил внимание на груду сваленных в коридоре картонных коробок. Шенкл заглянул в одну из них и ахнул. В ней оказались образцы мозговой ткани и слайды из коллекции доктора Джесси Конела. Шенкл попросил коробки не выбрасывать, а подарить ему. Вскоре он уже погрузился в чтение восьми томов, которые успел издать покойный Конел, и в которые до Шенкла никто не заглядывал, и его взору предстала следующая картина. Конел, работавший неврологом в детской больнице в Бостоне, изучал мозг детей, умерших от несчастных случаев и болезней, не затрагивавших мозг. Ему удалось сделать более 4 миллионов измерений нейронов у детей в возрасте от нескольких дней до 6 лет.

Измерения велись с 1939-го года по 1967-й. Компьютера у Конела не было, и подсчитать все нейроны он не мог, он очень точно описал все вертикальные колонки нейронов в каждой из 35 областей мозга, относящихся к каждому возрасту. В те годы нейрофизиологи только начинали понимать, что многое в высших функциях мозга определяется строением этих колонок, но доктор Конел уже положил этот принцип в основу своих исследований.

Уильям Шенкл, теперь уже не столь молодой невролог, решил у себя, в Калифорнийском университете, в Ирвине, повторить или, лучше сказать, перепроверить все, что сделал Конел, не мечтавший о такой технике, которая теперь была в руках у его последователя. Удивительную вещь обнаружил Шенкл: у детей со дня появления на свет и до трех месяцев число нейронов вырастало примерно на треть, причем во всех 35 областях мозга. Но потом, между 3 и 15 месяцами оно опускалось до первоначального уровня. Пропала треть нейронов! Затем число нейронов резко возрастало, и к 6 годам удваивалось. Шенкл предполагает, что рост мозга, хотя и в медленном темпе, продолжается до 21 года.

"Мозг растет не благодаря тому, что увеличиваются существующие колонки, а благодаря тому, что прибавляются новые", - говорит Шенкл. Быстрым ростом мозга в детстве и динамичными переменами в его строении можно объяснить тот загадочный факт, что дети, лишившиеся даже целого мозгового полушария, живут потом более или мене нормальной жизнью.

К измерением, которые провел Конел и повторил на компьютерном уровне Шенкл, придраться трудно. Но скептики все еще придираются. "Может, это не нейроны растут, - возражают они, - а глиальные клетки, их питающие. Надо еще раз как следует проверить, да и откуда им взяться, нейронам"? "Оттуда же, откуда и у всех - из мозговых желудочков", - отвечает скептикам Стивен Голдман, невролог из Корнельского медицинского центра в Нью-Йорке. Только что Голдман исследовал образцы ткани, извлеченной из мозга больных эпилепсией, и обнаружил в желудочках мириады клеток-предшественниц, готовых превратиться в нейроны. "Мне кажется, - добавляет он, - настала пора подумать не о том, существует ли все это на самом деле, а о том, что можно извлечь из этого для медицины"!

Александр Сиротин:

На стыке двух столетий - ХХ и ХХI ученые и архитекторы задались новой полуфантастической задачей: созданием для астронавтов нормальных жилищных условий в космосе, чтобы люди смогли там отделить работу от личной жизни. Ведь сегодняшние успехи в освоении космического пространства и планы по более длительному пребыванию человека на космических станциях открывают новые перспективы для архитекторов и

конструкторов-дизайнеров интерьера. Недаром в отделении НАСА в Хьюстоне открылся Центр жилищного дизайна. В нем работают 20 специалистов, включая четырех высококлассных архитекторов.

Всего год назад Гэрретт Файни занимался проектированием домов в Адирондакских горах. А сегодня он работает в составе творческой группы "Тайгер тим", которая конструирует комнаты и даже квартиры для астронавтов на космических станциях. У космических жилищ - мягкие амортизирующие станы. В планировку включены кладовые и внутренние шкафы. Каждая такая комната стоит несколько миллионов долларов. Но надо спешить. Всего года через два такие квартиры станут местом обитания астронавтов на международной космической станции. Здесь им придется жить месяцами и даже годами. Это место должно стать их настоящим домов, не общежитием, а частной квартирой, где можно уединиться для отдыха, работы, личной жизни...

Сейчас Гэрретт Файни и его коллеги усиленно экспериментируют, помещая астронавтов в прототипы таких космических квартир, построенных внутри старых космических кораблей, каких много скопилось на складах НАСА.

Каждая квартира будет присоединена к внутренней стенке космической станции. Квартирка очень компактна, с максимальным использованием каждого сантиметра площади. Жилье предельно начинено электронной и прочей техникой. Эта квартира должна быть сборно-разборной, складной, легко и быстро развертываемой уже в космосе. Материал должен быть прочным, но в то же время позволить астронавту в мгновение разорвать стену, чтобы найти и заделать в корпусе космического корабля дыру, проделанную микрометеоритом.

"Я немного нервничаю, - признался Гэрретт Файни, - но надеюсь, что астронавты и НАСА останутся довольны".

"Да это просто дворец по сравнению с той камерой, в которой мы обычно летаем", - говорит Калпана Чоула, 37-летний астронавт из Индии, проведшая в 1997-м году две недели в космическом челноке.

Ей нравится, что в новом проекте комнаты предусмотрены алюминиевый рабочий столик, полка, телефонная розетка для личной связи, лампа для чтения, передвижной вентилятор, места для мелочей, которые придают комнате индивидуальный характер: для фотографий, флажков...

В начале 70х годов конструкторы космической лаборатории "Скайлаб" предлагали астронавтам лишь койку: вот почти и все личное жизненное пространства. С тех пор мало что изменилось: астронавты могут спать либо в камере наподобие той, где держат покойников в морге, либо в подвесном спальном мешке, похожем на гамак и висящем в коридоре.

Но с приближением эры более длительных космических полетов и межпланетных путешествий НАСА стало учитывать так называемый "человеческий фактор" космоплавания: естественную потребность в комфорте, в уединении. Например, на космической станции, строительство которой предполагается закончить к 2006-му году, астронавты будут жить по полгода. А путешествие к Марсу, в которое люди могут отправиться в ближайшее 20-летие, займет два-три года.

Профессор Том Джонс провел 18 дней на орбите в космосе в 1996-м году. Все это время он находился с четырьмя другими космонавтами в кабине размером с микроавтобус. Это ему очень не понравилось.

"Адекватная площадь для личного использования - весьма существенный фактор продуктивности и здорового, оптимистичного психологического состояния команды во время многомесячного пребывания в космосе, - считает профессор Джонс. - Человек может терпеть неудобства

какое-то время. Но в длительных полетах ему требуется уединение, которое помогает овладеть собой, выправить настроение"...

Стресс, который пережили астронавты в "Скайлабе" и российские космонавты на космической станции "Мир", внес свой вклад в трения между членами экипажа и сотрудниками Центра управления полетами на Земле. Первая, так сказать, рабочая забастовка в космосе произошла в 1973-м году, когда астронавты "Скайлаба" во время своей 84-дневной миссии отказались работать в воскресенье. Они добились своего. Но чем же они занялись в свой выходной день? Они восстанавливали свое психическое равновесие, разойдясь по углам и уставившись в иллюминаторы.

Впрочем, на станции "Мир" конфликт в значительной степени был связан с неудачным дизайном интерьера.

"Там было слишком много коричневого цвета и мало светлых тонов и вообще света, - рассказывает Энди Томас, австралийский астронавт, проведший в 1998-м году на станции "Мир" с русскими космонавтами почти 5 месяцев. - Постепенно это начинает сильно угнетать, - продолжает он. - Я все больше времени тратил на то, чтобы просто смотреть в окно, на Землю, и слушать песни "биттлов".

Опыт американских астронавтов на станции "Мир" заставил руководство НАСА больше внимания уделять интерьеру и дизайну внутренних помещений космических станций. Как признал главный психолог НАСА Ал Холланд: "Мы пришли к выводу, что если поместить умных, талантливых и энергичных людей в социально и эмоциально однообразную, рутинную, скучную обстановку, то они теряют свои блестящие качества. Даже небольшой стресс в таком случае отражается на продуктивности".

Поэтому НАСА ищет пути улучшения условий жизни астронавтов и улучшением окружающего их психологического климата. Для этого и были приглашены архитекторы, специалисты по гражданскому строительству, художники-декораторы. А для тестов приглашали не военных летчиков, а астронавтов - инженеров, врачей, то есть лиц мирных профессий, для которых важны условия, приближенные к бытовым, а не к боевым. Такие люди хотят питаться свежей или свежезамороженной пищей, а не питательными порошками. Хотят сами готовить в микроволновой печи. Хотят иметь выходные дни. Семейные и влюбленные пары должны иметь время и место для себя, подальше от посторонних глаз. Словом, в кораблях для дальних космических полетов должно быть место и для человеческих чувств, для обыкновенных житейских радостей.

"Это мы в НАСА наконец поняли, - говорит психолог Джек Стутсер, консультант НАСА по человеческому поведению. - Человеческий фактор теперь занял в работе НАСА место, немыслимое еще 5 лет назад".

Такую мысль подтверждает и Крисс Кеннеди, архитектор, работающий для НАСА: "Мы возвращаем жизнь, нормальную жизнь в Космос. Раньше архитекторы НАСА занимались проектированием баз на Марсе или на Луне. Неизвестно, осуществятся ли эти проекты когда-нибудь. Теперь архитекторы занимаются не фантазией, а реальным делом и видят результаты своих трудов в действии".

Евгений Муслин:

И в заключение нашей передачи интересное сообщение из Патентного ведомства США:

Ускорение темпа технического прогресса в наше время наглядно иллюстрируется числом патентов, выдаваемых на научно-технические новшества. Перед самым концом второго тысячелетия, 7 декабря 1999-го года. Американское Патентное ведомство выдало двум калифорнийским изобретателям - Джеффри Хоукинсу из Редвуд-Сити и Майклу Албанезе из Лос-Гатоса патент на новую компьютерную систему за номером 6 000 000.

Американский патент #1 был выдан в 1836-м году. Прошло целых 75 лет, пока в 1911-м году число патентов достигло одного миллиона. Затем дело пошло быстрее, и двухмиллионный патент появился уже в 1936-м году, а трехмиллионный - в 1961-м. Прошло всего 15 лет, и в 1976-м году увидел свет четырехмиллионный патент, а еще через 15 лет - в 1991-м году - пятимиллионный. На шестой миллион патентов потребовалось всего 8 лет.

XS
SM
MD
LG