Эрик Кандель
Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг

Полная версия

Нейронные сети как мишени для мутаций

Недавнее исследование показало, что в мозге аутичных подростков слишком много синапсов²². Обычно лишние синапсы – те, что мы не используем, – удаляются в ходе так называемого синаптического прунинга, который начинается в раннем детстве и достигает пика в подростковом возрасте и ранней зрелости. То, что синапсов находят слишком много, свидетельствует об их недостаточном удалении, в результате чего в мозге образуется скорее спутанный клубок нейронных связей, чем оптимизированная и эффективная нейронная сеть. Любопытно, что при аутизме синаптический прунинг недостаточен, а при шизофрении, наоборот, избыточен, но это мы еще обсудим в главе 4.

Формирование нейронной проводки в развивающемся мозге – процесс невероятно сложный и потому предоставляющий широкие возможности для сбоев. Более того, в мозге активна почти половина всех наших генов, и образование синапсов между нейронами требует огромного количества правильно работающих белков. Как вы помните, белки синтезируются по инструкциям, выдаваемым генами. Если мутации этих генов нарушают состав или работу обычных для синапса белков, складывается следующая ситуация: синапсы не могут функционировать правильно, значит, нейроны не могут общаться друг с другом, и выстроенные из них нейронные цепи разрушаются.

Мутации, способствующие развитию расстройств аутистического спектра, могут быть разбросаны по всем 23 парам наших хромосом. Но где бы они ни находились, эти мутации разрушают нейронные сети социального мозга, подрывая теорию психики.

Некоторые мутации критически сказываются именно на работе синапсов. В действительности мутации de novo чаще происходят в генах, кодирующих синаптические белки, и этот факт дарит надежду на то, что аутизм и другие нарушения развития могут поддаваться лечению. Иными словами, мы могли бы научиться лечить генетическую болезнь ремонтом дефектных синапсов (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Работу синапсов обеспечивают сотни генов, разбросанных по всему геному. Мутации в одном или нескольких из них могут вести к развитию такой болезни, как аутизм. Разработав медикаменты, воздействующие скорее на синапсы, чем на отдельные гены, мы могли бы лечить подобные генетически сложные расстройства.

Это в корне меняет дело. Нарушения развития могут оказаться не неизменной врожденной данностью, а состояниями обратимыми или хотя бы поддающимися контролю в течение жизни.

Генетика и социальное поведение: животные модели

Большинство животных проводит хотя бы часть жизни в компании других представителей своего вида. Мы охотно признаём это даже на уровне языка, объединяя рыб в косяк, гусей – в стаю, а пчел – в рой. Очевидно, что животные узнают друг друга, общаются друг с другом и действуют согласованно. Натуралист Э. О. Уилсон заметил, что животные совершенно разных видов часто используют схожие модели социального поведения. Если подобное наблюдают в биологии, это обычно означает, что генетическая основа сходств очень древняя и обеспечивает одинаковые проявления у множества разных животных. На самом деле в геномах других животных можно найти почти все наши гены.

Поскольку социальное поведение и соответствующие гены эволюционно консервативны, генетическую основу поведения ученые часто изучают на простых животных, таких как крошечный червь Caenorhabditis elegans и плодовая мушка дрозофила. Кори Баргманн, генетик из Рокфеллеровского университета, ныне возглавляющая научное направление Chan Zuckerberg Initiative^[28], изучает нематод C. elegans, живущих в земле и питающихся бактериями. Большинство представителей этого вида предпочитает проводить время с себе подобными. Хотя порой они отбиваются от коллектива, в конце концов всегда возвращаются в группу. И дело здесь не в пище – ее можно найти повсюду – и не в размножении. Эти черви – социальные животные. Им просто нравится общаться друг с другом.

Но некоторые черви предпочитают уединенный образ жизни. На бактериальном “газоне” они пасутся порознь. Социальные черви и черви-одиночки имеют разные природные варианты одного гена^[29], которые различаются единственным нуклеотидом²³.

Социальность и обособленность более сложных животных тоже можно свести к единственному гену. Работая в Университете Эмори, Томас Инсел с коллегами изучал роль гормона окситоцина в организме желтобрюхой полевки – напоминающего крысу грызуна²⁴. Они обнаружили, что гормон стимулирует выработку молока, регулирует формирование привязанности между матерями и новорожденными, а также другие элементы социального поведения. Чтобы растить потомство, эти прерийные полевки создают крепкие пары. Связь между самцом и самкой гормонально подкрепляется на этапе спаривания, когда в мозге самки выделяется окситоцин, а в мозге самца – сходный гормон, вазопрессин, который участвует и в регуляции отцовского поведения.

В то время как самцы желтобрюхих полевок создают с самками крепкие пары и помогают растить потомство, самцы близкородственного вида, полевки горной, спариваются много и беспорядочно, не проявляя никакого отцовского поведения. Различие между двумя видами соотносится с количеством рецепторов вазопрессина – а следовательно, с количеством вазопрессина – в мозге самца. В отличие от горных полевок, для прерийных характерна высокая концентрация вазопрессина в тех областях мозга, которые отвечают за образование пар. У двух этих видов вариабельность концентрации окситоцина в определенных областях мозга объясняет различия и в супружеской, и в родительской привязанности²⁴.

Все больше свидетельств указывает на важность роли окситоцина и вазопрессина в создании человеческих пар и воспитании детей. Окситоцин – это пептидный гормон, который вырабатывается в гипоталамусе и поступает в кровоток из задней доли гипофиза. Окситоцин регулирует выработку молока у матерей в ответ на сосание груди. Кроме того, этот гормон подкрепляет позитивное социальное взаимодействие, усиливая ощущения расслабленности и доверия, эмпатию и альтруистические чувства. Сарина Родригес из Университета штата Орегон обнаружила, что генетические вариации детерминант выработки окситоцина сказываются на эмпатическом поведении: людям с более низким уровнем гормона в мозге труднее “читать” лица и сострадать²⁵ .

Другое исследование показало, что окситоцин может влиять на социальное познание²⁶. Ингаляции этого гормона, судя по всему, притупляют нашу реакцию на пугающие стимулы и содействуют позитивному общению. В редких случаях вдыхание окситоцина через нос даже улучшало социальные навыки аутичных людей. И наконец, окситоцин повышает уровень доверия и готовность идти на риск, без которых невозможно представить дружбу, любовь и создание семьи.

Как показывают упомянутые исследования, социальное поведение людей и животных во многом определяют одни и те же гормоны, а следовательно, одни и те же гены. Тогда можно предположить, что мутации этих генов способствуют развитию расстройств аутистического спектра. И, значит, можно изучать биологическую основу аутизма, создавая животные модели этой болезни. Так, Дэвид Салцер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе вместе с коллегами обнаружил средство^[30], которое в мышиных моделях аутизма восстанавливает нормальный синаптический прунинг и тем самым корректирует аутичное поведение²². Очевидно, что генетическими исследованиями и животных, и людей невозможно пренебрегать, если мы хотим разобраться в поломках столь сложной системы, как наш социальный мозг.

Заглядывая в будущее

Еще совсем недавно ученые блуждали во тьме незнания относительно генетики аутизма, но теперь у них в руках инструменты, позволяющие двигаться вперед мощными рывками. В последние годы появились новые технологии – например, быстрое и относительно недорогое полногеномное секвенирование^[31], – благодаря которым удастся выявить больше генов, играющих принципиальную роль в развитии аутизма.

В исследованиях важно учитывать четыре аспекта. Во-первых, в развитии расстройств аутистического спектра могут участвовать сотни разных генов – не обязательно сотни генов у одного человека, а сотни генов по всей популяции. Во-вторых, хотя мутации только одного гена вызывают некоторые патологии, например болезнь Хантингтона, происхождение большинства болезней мозга, включая аутизм, депрессию, биполярное расстройство и шизофрению, более сложное. В-третьих, если мы найдем гены, вызывающие развитие аутизма, мы вплотную приблизимся к пониманию, какие ошибки происходят на клеточном и молекулярном уровне. Некоторые ранние открытия в сфере генетики аутизма позволяют заподозрить неправильную работу синапсов.

Наконец, в-четвертых, выявив гены, способствующие развитию аутизма, мы больше узнаем о генах и нейронных путях социального мозга – тех самых генах, которые делают нас социальными существами. Более того, мы узнаем, как генетическая предрасположенность взаимодействует с факторами среды, приводя к развитию конкретных заболеваний.

Глава 3
Эмоции и целостность самости: депрессия и биполярное расстройство

Мы все переживаем эмоциональные состояния. Наш язык полон красочных описаний всевозможных чувств: я встал не с той ноги, он плачется в жилетку, она на седьмом небе от счастья. Во всех этих ситуациях мы описываем эмоции как временные состояния, которые приходят и уходят. Перемены эмоций совершенно нормальны и даже желательны. Эмоциональная осознанность крайне важна для выживания и преодоления сложностей человеческого социального существования.

Эмоциональное состояние человека обычно неустойчиво и возникает в ответ на особые стимулы среды. Если определенное состояние фиксируется на продолжительное время, мы называем его настроением. Эмоции можно сравнить с ежедневной погодой, а настроения – с преобладающим климатом. В разных точках мира господствует разный климат, а разные люди предрасположены к разным настроениям. Одни настроены неизменно оптимистично, в то время как другие видят жизнь в темных тонах. Такая вариативность взаимодействия с миром – психиатры называют ее темпераментом – крепко вплетена в канву человеческого поведения. Следовательно, здесь мы будем рассуждать о биологии самости в максимально глубинном и субъективном смысле.

Психические заболевания характеризуются гиперболизацией нормального поведения, так что, если человек замечает у себя или другого стабильную и необычную перемену настроения, у него появляется повод для беспокойства. Расстройства настроения^[32]– это полностью захватывающие человека долговременные эмоциональные состояния. Это обостренные эмоции, которые окрашивают взгляд человека на жизнь и сказываются на поведении. Например, депрессия – это предельная форма уныния, сопровождаемая недостатком энергии и недостатком эмоций, в то время как мания – это предельная форма энтузиазма, сопряженная с гиперактивностью. При биполярном расстройстве настроение переключается между этими двумя крайностями.

В этой главе мы рассмотрим роль эмоций в повседневной жизни и нашем чувстве самости. Затем узнаем, каковы особенности депрессии и биполярного расстройства и что эти состояния рассказывают о нас. Мы также разберем несколько примечательных успехов науки о мозге, которые указали на причины депрессии и биполярного расстройства и легли в основу разработки многообещающих методов лечения этих болезней. Мы увидим, насколько важна для людей с расстройствами настроения психотерапия – как сама по себе, так и в комбинации с медикаментозным лечением. Наконец, мы оценим вклад генов в развитие таких расстройств. Все эти находки подчеркивают неразрывную связь между исследованием болезней мозга и нашим пониманием, как работает здоровый “эмоциональный мозг”.

Эмоции, настроение и самость

Наши эмоции координирует миндалевидное тело^[33] – особая область в глубине каждой из височных долей мозга. Миндалина связана с несколькими другими структурами мозга, включая гипоталамус и префронтальную кору. Гипоталамус контролирует частоту сердечных сокращений, кровяное давление, циклы сна и другие функции организма, задействованные в эмоциональных реакциях. Фактически гипоталамус реализует эмоции, в том числе счастье, печаль, гнев и те, что связаны с эротизмом и совокуплением. Префронтальная кора, ответственная за исполнительные функции^[34] и самооценку, регулирует эмоции и их влияние на мышление и память. Как мы увидим, связи между этими структурами объясняют различные психологические и физические проявления аффективных расстройств.

Эмоциональные реакции входят в мозговую систему раннего оповещения об угрозах и тесно связаны с древними механизмами выживания человеческого организма. Чарльз Дарвин первым отметил, что эмоции относятся к довербальной системе социального взаимодействия, характерной не только для человека, но и для других млекопитающих. Даже обладая выдающимися речевыми способностями, мы каждый день пользуемся эмоциями, чтобы сообщать друг другу о своих желаниях и следить за социальной средой. Когда эмоции оповещают нас, что события опасны или развиваются неблагоприятно, мы чувствуем тревогу, раздражение и настороженность, вслед за которыми часто приходит печаль. Влюбленность и другие позитивные эмоции, напротив, позволяют нам ощутить оптимизм и прилив энергии.

Наш субъективный эмоциональный опыт постоянно меняется, поскольку наш мозг отслеживает открывающиеся возможности и давление нестабильного социального мира и подбирает подходящую реакцию. Без эмоциональных оценок происходящее в мире казалось бы нам чередой случайных событий, ведь у нас не было бы никакого ориентира – иначе говоря, никакого чувства самости.

Расстройства настроения – это болезни мозга, подрывающие целостность самости, которую можно определить как совокупность жизненно важных эмоций, воспоминаний, убеждений и моделей поведения, делающих каждого человека уникальным. Поскольку эмоции играют ключевую роль в мышлении и мироощущении – и поскольку нет ничего необычного в ежедневной смене настроения, – нам бывает очень сложно распознать аффективное расстройство, увидеть в эмоциональных состояниях что-то аномальное. По этой же причине люди, страдающие расстройствами настроения, часто подвергаются порицанию. Проще говоря, несмотря на успехи науки и клинической медицины, многие по-прежнему склонны считать аффективные расстройства проявлением слабости и разновидностями дурного поведения, а не категорией заболеваний.

Расстройства настроения и истоки современной психиатрии

Эмиль Крепелин, с которым мы уже встречались в главе 1, основал не только современную научную психиатрию, но и психофармакологию, изучающую влияние лекарственных препаратов на настроение, мышление и поведение. В 1883 году он опубликовал компендиум^[35] психиатрии, затем переросший в прекрасный многотомный учебник. В 1891 году Крепелин устроился преподавателем в Гейдельбергский университет, а позже перешел в Мюнхенский. У психических заболеваний он усматривал исключительно биологическую природу и даже наследственную основу. Более того, он настаивал, чтобы психиатрическую диагностику проводили по тем же критериям, что и в других областях медицины.

Крепелин поставил перед собой сложную задачу. В то время психиатрические диагнозы невозможно было подтвердить при вскрытии, так как психические расстройства не оставляют заметных следов в мозге больных. До изобретения же нейровизуализации оставалось еще лет сто. Не зная биологических маркеров и визуализации, Крепелин в диагностике должен был опираться лишь на клинические наблюдения за пациентами.

В наблюдениях он руководствовался тремя критериями, принятыми в общей медицине: каковы симптомы болезни, каково ее течение и каков исход.

Применив эти критерии к психическим болезням, Крепелин выделил две основные группы психических заболеваний: расстройства мышления и расстройства настроения. Расстройства мышления он назвал dementia praecox (раннее слабоумие), поскольку они проявляются раньше других деменций, таких как болезнь Альцгеймера, а расстройства настроения – маниакально-депрессивным заболеванием, поскольку они выражаются либо в форме депрессии, либо в форме эйфории. Теперь мы называем dementia praecox шизофренией, а маниакально-депрессивное заболевание – биполярным расстройством. Депрессивные состояния без маниакального компонента сегодня относят к большому депрессивному расстройству, или униполярной депрессии. Большинство людей с депрессивными расстройствами страдает именно униполярной депрессией.

Выявленные Крепелином различия между двумя серьезными психическими заболеваниями – шизофренией и биполярным расстройством – признают и сегодня. Однако недавние генетические исследования показали, что некоторые гены могут участвовать в развитии обеих патологий, а потому в каких-то аспектах эти болезни, вероятно, пересекаются. Они также могут пересекаться с аутизмом, который в полной мере признали лишь через полвека после классических исследований Крепелина.

Расстройства мышления и расстройства настроения не только по-разному воздействуют на людей, но и характеризуются разным течением и исходами. При шизофрении уже с первого эпизода болезни, обычно происходящего в ранней зрелости, начинается снижение когнитивных функций, которое продолжается всю жизнь, часто без ремиссий. Расстройства настроения, напротив, обычно эпизодичны, причем между приступами могут проходить месяцы и даже годы. Большое депрессивное расстройство чаще начинается после 20 лет, в то время как биполярное обычно проявляется чуть раньше. Средняя продолжительность ремиссии при большом депрессивном расстройстве составляет около трех месяцев. Это означает, что изменения нейронной сети и работы мозга, ведущие к депрессии, обратимы – по крайней мере, на раннем этапе. С возрастом депрессивные эпизоды обычно продляются, а периоды ремиссии, наоборот, сокращаются. Страдающие расстройствами настроения прекрасно функционируют во время ремиссий, а исход этих расстройств часто благоприятнее исхода шизофрении.

Поскольку расстройства настроения воздействуют на многие области мозга, они изменяют уровень энергии, сон и мышление. Например, многие страдающие от депрессии люди с большим трудом засыпают и не могут долго спать, в то время как другие спят постоянно, особенно если им свойственна отрешенность, а не тревожность. Нехватка сна, повышающая активность миндалевидного тела, может запускать маниакальные эпизоды у части людей с биполярным расстройством.

Методы лечения психических расстройств существенно улучшились с того момента, как Филипп Пинель освободил узников больницы Сальпетриер от оков. Прошло столетие, прежде чем Крепелин подхватил мысль Пинеля о том, что психические расстройства по сути своей медицинские и даже передаются по наследству. Еще столько же времени понадобилось, чтобы гуманные пинелевские методы лечения прижились в психотерапии. С тех пор мы разработали новые формы и психотерапии, и лекарственной терапии, а также лучше поняли биологические механизмы их действия и взаимодействия. При лечении психических заболеваний необходимо понимать и принимать, что они преследуют пациента всю жизнь. Поэтому люди, страдающие расстройствами настроения, должны постоянно осознавать свои чувства и психические состояния.

В этой главе мы отдельно рассмотрим депрессию и биполярное расстройство и узнаем, что же говорят нам расстройства настроения о нормальных эмоциональных состояниях.

Депрессия

Впервые депрессию распознал в V веке до н. э. греческий врач Гиппократ, один из самых влиятельных докторов в истории, названный отцом западной медицины. Во времена Гиппократа врачи не верили, что болезни поражают отдельные органы, а считали, что все болезни развиваются из-за дисбаланса четырех “гуморов”, или жидкостей, организма: крови, слизи, желтой желчи и черной желчи. Так, Гиппократ винил в депрессии избыток черной желчи. Собственно, в Древней Греции депрессию и называли melancholia – “черная желчь” по-гречески.

Клинические признаки депрессии впервые – и, возможно, лучшим образом – обобщил Уильям Шекспир, великий знаток человеческой натуры, вложивший в уста Гамлета слова: “Каким докучным, тусклым и ненужным мне кажется все, что ни есть на свете!”^[36] Самые типичные симптомы депрессии – постоянная печаль и сильная душевная мука, сопровождаемые чувством безнадежности, беспомощности и никчемности. Часто эти чувства приводят к дистанцированию человека от окружающих, а порой и к мыслям о самоубийстве или попыткам его совершить. В любой произвольно выбранный момент времени от большой депрессии страдает около 5 % мирового населения, включая 20 миллионов американцев. Именно депрессия – основная причина нетрудоспособности людей в возрасте от 15 до 45 лет.

Страдающие депрессией часто описывают сильные психические страдания и ощущение изоляции. В мемуарах о своей депрессии “Зримая тьма” американский писатель Уильям Стайрон отметил: “Боль не утихает, а сознание того, что лекарства не будет – ни через день, ни через час, ни через месяц, ни через минуту, – делает положение больного невыносимым”^[37]27.

Сегодня мы знаем, что депрессия развивается не из-за черной желчи, а из-за изменений в химии мозга. И все же мы не до конца понимаем мозговые механизмы, ответственные за эти изменения. Как мы увидим, ученые добились больших успехов в изучении депрессии, но это сложное заболевание. Скорее всего, депрессия – это не одно, а несколько расстройств разной степени тяжести и с разными биологическими механизмами.