Все функции мозга

Слово «традиция» в Институте мозга человека им. Н. П. Бехтеревой РАН произносится не часто, но все, что происходит в институте, проникнуто ею. Работающие сегодня здесь ученые и в фундаментальных, и в прикладных исследованиях ориентируются на заданную ею планку и векторы развития. Здесь изучают все, что связано со структурой и организацией мозга и всех его высших психических функций. Исследователи изучают состояния и заболевания, требующие нейрофизиологических методов исследования мозга, электроэнцефалографии, методики вызванных потенциалов. При этом уделяется внимание и такой острой глобальной социальной проблеме, как зависимости, включая взрывное распространение гаджетозависимости, разрабатываются новые методики диагностики и лечения нейродегенеративных и онкологических заболеваний.

Всемирно известное открытие Натальи Бехтеревой — обнаружение особой структуры мозга, получившей название «детектор ошибок», — тоже не обойдено вниманием исследователей. Так, ученые института выяснили, что свойство детектировать ошибки, ранее обнаруженное Бехтеревой только в подкорковых структурах, имеется также у нейронных популяций коры. Этот фундаментальный результат позволил раскрыть механизм эффективности психохирургических операций при трудноизлечимых формах навязчивых состояний. Последователи академика Бехтеревой выдвинули гипотезу о структурно-функциональной организации мозговой системы детекции ошибок при ее вовлечении в обеспечение сознательной лжи и экспериментально ее доказали. Это открытие является основой для определения биологических маркеров психических заболеваний.

Институт мозга человека был создан в 1990 году: 12 марта вышло постановление Совета Министров СССР № 259, а 20 апреля было подписано постановление-приказ Президиума Академии наук СССР и Минздрава СССР № 38/161. 10 февраля 2009 года институту официально присвоили имя его основательницы — Натальи Петровны Бехтеревой.

Институт возник на волне невероятного энтузиазма, связанного с получением Натальей Бехтеревой первого в СССР позитронно-эмиссионного томографа. Тогда это давало огромный простор для исследования мозга и коррекции патологий. Но и спустя 35 лет институт держит марку. Две недели назад здесь появился позитронно-эмиссионный томограф нового поколения, и снова он единственный в стране в своем роде и один из лучших в мире.

Наталья Петровна Бехтерева с сыном Святославом и внучкой Наташей

«Петербургская фотолетопись»

С подачи Раисы Максимовны

Знакомство советских ученых с технологией позитронно-эмиссионной томографии началось в середине 1980-х годов, когда в Институт экспериментальной медицины, который возглавляла Наталья Бехтерева, приехали коллеги из Швеции и сделали доклад о технологии ПЭТ.

В интервью петербургскому журналисту Аркадию Соснову, который написал о Бехтеревой книгу «Сбывшиеся сны Натальи Петровны», она объясняет значение ПЭТ-технологии для исследования мозга: «ПЭТ не просто приборный комплекс, это методология, переход от точечной информации, получаемой с помощью электродов, к обобщенной — о состоянии мозга в целом, функциях всех его зон, причем щадящим, неинвазивным путем. Мы понимали, на какие просторы в изучении мозга выйдем с его помощью». Наталья Бехтерева посещала лабораторию пионера позитронно-эмиссионной томографии Генри Вагнера в Балтиморе (США), изучала ПЭТ-технологии в Японии и загорелась идеей создать такой аппарат в СССР: «Мы со Святославом (сын Натальи Петровны Бехтеревой академик Святослав Медведев, физик, первый директор Института мозга человека. — “Стимул”) и с моими физиками стали обивать пороги, ходить по заводам и НИИ, выясняя, что можно сделать своими силами. Ленинградский научный центр АН СССР, который возглавлял академик Глебов, нас в этом не поддержал, ссылаясь на позицию Института ядерной физики в Гатчине. В свою очередь, его директор, сколько мы его ни убеждали, повторял: покупайте».

Сделать это помог случай. В 1988 году Наталья Бехтерева участвовала в одном из заседаний психологов. «Мы были уже одержимы стремлением заполучить ПЭТ, говорить ни о чем, кроме него, я не могла, — вспоминает академик Бехтерева в разговоре с Аркадием Сосновым. — Выступила и популярно объяснила, почему он позарез нам нужен». Присутствовавшая на заседании супруга генерального секретаря ЦК КПСС Раиса Горбачева после заседания усадила Наталью Бехтереву рядом с собой и сказала, что внимательно выслушала ее выступление и, если ПЭТ действительно так необходим, надо подготовить на имя Михаила Сергеевича письмо, которое она берется ему передать.

«Вернувшись домой, рассказала о встрече Святославу. Предложила написать страницы две, начальство больше не читает, — вспоминает Бехтерева. — И тут надо отдать должное моему сыну. Он сказал: “Ну нет, такой шанс выпадает раз в жизни, либо мы напишем эту бумагу как следует, либо не будем писать вообще”. Святослав ее в основном и писал, потому что к тому времени был полностью в теме. Он возглавлял лабораторию позитронно-эмиссионной томографии в Институте эволюционной физиологии и биохимии, когда прибора в стране еще не было. Он физик по образованию, при этом докторскую защитил по биологии, работал практически с нами (Наталья Бехтерева тогда была директором Института экспериментальной медицины и параллельно возглавляла отдел нейрофизиологии человека. — “Стимул”). Получилась очень сильная бумага, великолепная, восемь или девять страниц». Когда ждать ответа уже перестали, пришла информация, что Михаил Горбачев наложил на письмо резолюцию: «Надо уважить просьбу академика Бехтеревой».

Потом выяснилась причина задержки: письмо прошло множество экспертиз, все организации близкого по научной тематике профиля получили запросы о значимости научного подразделения, которым руководила Наталья Бехтерева. И о том, нужен ли стране ПЭТ. Отзывы были исключительно похвальные, а каждое запрошенное учреждение отвечало, что томограф нужен им.

Выбор оптимального варианта ПЭТ лег на Святослава Медведева. И в значительной мере поэтому, когда был создан Институт мозга человека, его первым директором стал именно он. Под уникальный прибор в Институте экспериментальной медицины построили новый корпус, а затем Госплан и Совмин СССР приняли решение создать новый институт по изучению мозга человека.

Автор бюста скульптор Александр Мурзин изобразил Н.П.Бехтереву в возрасте 35 лет, когда она достигла мирового признания как ученый

Институт мозга человека им. Н.П.Бехтеревой

Эффект присутствия

В Институте мозга человека Наталья Бехтерева была научным руководителем, руководителем научной группы нейрофизиологии мышления и сознания с 1990 по 2008 год. Ее рабочий кабинет до сих пор остается в нетронутом виде, его превратили в музей. А в центральном холле главного корпуса института осенью 2024-го, в год 100-летия со дня рождения Бехтеревой, установлен ее бюст. Скульптор Александр Мурзин изобразил Наталью Петровну в возрасте 35 лет, в период ее мощного научного взлета, получения выдающихся научных результатов и обретения мировой известности. Александр рассказал «Стимулу», что изучал свою модель по фотографиям и видеозаписям. Постамент сделан из дымовского гранита, бюст — из бронзы, по мнению скульптора, это одни из самых подходящих для петербургской погоды материалов, и изначально планировалось установить памятник на улице, на территории института. По мнению скульптора, это было бы правильнее, чем размещение бюста в фойе.

В научной и клинической практике институт продолжает развивать идеи, заложенные Бехтеревой. «Некоторые научные достижения Натальи Петровны признаны достижениями мирового уровня — это детекция ошибок, ряд исследований памяти, речи. Сегодня институт продолжает ее традиции. У нас есть достижения в фундаментальных и прикладных исследованиях по всем тем направлениям, которые начинала и развивала Наталья Петровна», — сказал в беседе со «Стимулом» доктор медицинских наук, директор Института мозга человека РАН Михаил Дидур, принявший дела у Святослава Медведева в 2017 году.

Он рассказал, что институт проводит системные фундаментальные исследования и работы, связанные с выполнением государственного заказа в областях, связанных с организацией мозга и всех его высших психических функций: «это и речь, и мышление, и эмоции, и внимание, и память, и все что связано с тревожностью у здоровых и у больных людей, все что предполагает нейрофизиологические методы исследования мозга — электроэнцефалография, методика вызванных потенциалов, функциональная магнитно-резонансная терапия, позитронно-эмиссионная томография». «Тридцать пять лет назад наш институт был первым в стране учреждением, где начала развиваться позитронно-эмиссионная томография. Две недели назад мы получили аппарат ПЭТ последнего поколения, единственный аппарат такого класса и уровня комплектации в нашей стране, — отметил Михаил Дидур. — В России есть позитронно-эмиссионные томографы, где есть три специальных магнитных кольца, у нас их пять. Количество колец существенно повышает и точность диагностики, качество визуализации исследуемой зоны. Наш прибор — один из самых современных приборов этого класса в мире, он дает максимально возможную на сегодня точность диагностики и выявляет все, что только можно выявить в головном мозге и в теле человека, особенно то, что касается онкологии, в том числе с применением короткоживущих изотопов, которых существует целая линейка, и она расширяется».

Комментируя значимость приобретения Натальей Бехтеревой первого в СССР аппарата ПЭТ и недавнее приобретение института ,его директор сравнил сегодняшнее техническое оснащение института с современными Boeing и Airbus, «а когда Наталья Петровна создавала институт, он был как турбовинтовой самолет». Однако сравнивать период создания института и его сегодняшний день он считает не вполне корректным. «Наталья Петровна тогда, в условиях Советского Союза, создавала научные коллективы, команды, ставила проблемы. Мы сейчас решаем задачу не выпасть из общемировых трендов развития определенных направлений науки и медицины», — говорит Михаил Дидур.

Михаил Дмитриевич Дидур, директор Института мозга человека им. Н.П.Бехтеревой

Из личного архива М.Д. Дидура

Избавить от тремора без операции

Другая ценнейшая новинка в институте — ультразвуковой аблятор, прибор, который позволяет неинвазивно, с помощью ультразвуковых пучков воздействовать на глубинные ткани мозга человека. Михаил Дидур рассказал, что контактная часть прибора внешне напоминает специальную шапочку, применяемую для снятия энцефалограммы, в которую встроены ультразвуковые излучатели, которые дают примерно 1200 направленных излучаемых ультразвуковых сигналов. Они проникают на глубину до пяти сантиметров от срединной линии мозга, что позволяет воздействовать на очаги, связанные с болезнью Паркинсона. «Раньше такие очаги разрушались с помощью такого прибора, как гамма-нож. Но гамма-лучи небезопасны для организма человека, поэтому на замену гамма-ножа в наш институт был поставлен ультразвуковой аблятор, — говорит Михаил Дидур. — На сегодня таких приборов в стране только три — один в Москве, один в Уфе и один у нас. Их производит израильская фирма — единственная в мире — и они достаточно востребованы».

«Применение гамма-ножа, как и все операции, связанные с вскрытием черепа, — это достаточно травматичное воздействие. При использовании ультразвукового аблятора никаких вскрытий не надо, на человека надевается специальная шапочка, он помещается в магнитно-резонансный томограф, и в день операции пациент может пойти домой уже здоровый, эффект тремора при Паркинсоне устраняется сразу, а это именно то, что обычно сильно мешает человеку, его инвалидизирует», — пояснил Михаил Дидур.

Циклотрон лаборатории радиохимии Института мозга человека, используется для производства радиофармпрепаратов, необходимых для точной диагностики

Институт мозга человека им. Н.П.Бехтеревой РАН

Импортозаместить производство электродов

Наталья Бехтерева провела первые в СССР операции по вживлению электродов в мозг человека. Электроды были из золота. Причем она сразу была убеждена, что это надо делать с применением стереотаксиса (стереотаксис — малоинвазивный метод хирургического вмешательства, когда доступ осуществляется к целевой точке внутри тела или толщи тканей какого-либо органа с использованием пространственной схемы по заранее рассчитанным координатам в трехмерной декартовой системе координат. Термин в переводе с греческого означает «движущийся в пространстве»). Будучи в Англии, Бехтерева видела, как вживляют электроды, но поняла, что применяемый веерный способ несовершенен, его нужно объединить со стереотаксисом, и тогда получится точный и грамотный метод. По возвращении она начала работу именно в этом направлении. Первые операции по вживлению электродов делались по ручным расчетам, стереотаксис был еще на подходе, но попасть в нужные структуры мозга тогда удалось. Одна из первых пациенток страдала тяжелейшим паркинсонизмом и была практически лежачей. Благодаря операции она сумела «похорошеть, помолодеть, выйти замуж». «В конце концов заболевание вернулось, но через двадцать с лишним лет», — писала об этом Наталья Бехтерева.

Сегодня метод, разработанный Бехтеревой, активно развивается в Институте мозга человека, вживление электродов применяется вместе со стереотаксисом, но есть одна проблема: своих электродов в России нет, их покупают за рубежом. «У нас активно используется методика вживляемых электродов при паркинсонизме, эпилепсии когда лекарственные препараты не действуют или действуют очень плохо, неэффективно и показано нейрохирургическое воздействие на структуры головного мозга. Эти технологии уже ушли далеко, и мы покупаем электроды, специальные нейростимуляторы за рубежом. У нас такие операции уже более пяти лет проводятся на регулярной основе, есть пул пациентов, которым в мозг вживлены электроды», — рассказал Михаил Дидур.

Он подчеркнул, что нейрохирургические подходы, включая стереотаксическую нейрохирургию, — это область, в которой Институт мозга человека был лидером в стране, его сотрудники получали государственные премии, а теперь это стало рутиной, хотя в России подобного типа операции делают всего пять-шесть учреждений.

Производство же электродов «ускользнуло» за границу: один из сотрудников Натальи Петровы уехал в США и развернул там производство. В России идет работа по импортозамещению вживляемых в мозг электродов. «Я знаю о том, что первые исследования идут, но на сегодня они в начале долгого пути», — рассказал Михаил Дидур, уточнив, что речь идет сибирских институтах.

В СССР велись исследования по вживлению электродов пациентам с зависимостями. Сегодня число людей, страдающих химическими, электронными, игровыми зависимостями выросло в разы, но возвратиться к закрытой ранее научной тематике по вживлению им электродов сейчас в институте не планируют. «Сегодня мы работаем вне этой зоны, решаем другие задачи — в области онкологии и нейродегенеративных заболеваний, — пояснил наш собеседник. — Патологий, которые реально сказываются на продолжительности и качестве жизни большого числа людей. Такие патологии тоже имеют буквально взрывной рост. Еще десять лет назад не было описано ни подростков, ни детей с рассеянным склерозом. Сейчас у нас их иногда по нескольку человек лежит в отделении. Рассеянный склероз, тяжелое инвалидизирующее нейродегенеративное заболевание, “помолодел”, стал встречаться чаще. Буквально волна, лавина накатывает. И это тяжелейшим беременем ложится на социальные службы государства, поэтому медицина бьет в колокола и пытается каким-то образом повлиять на эти процессы».