Светлана Цыбенова: «Заставляйте работать свой мозг»
Мозг является важнейшим и сложнейшим органом центральной нервной системы, контролирующим все процессы жизнедеятельности человеческого организма. Несмотря на все достижения современной науки, мозг остается самым загадочным объектом для исследований. О том, как изучают работу человеческого мозга в разных странах мира, а также о своей деятельности в этой области рассказала в интервью газете «Агинская правда» доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник института биохимической физики имени Н.М.Эммануэля РАН С.Б.Цыбенова (на снимке).
- Светлана Батожаргаловна, расскажите, как Вы начали заниматься исследовательской работой?
- Я долгое время, около 20 лет, преподавала в высших учебных заведениях в области информационных технологий. Работала заведующей кафедрой, выполняла обязанности декана. Когда я вернулась на работу после декретного отпуска, была немного разочарована системой образования, поэтому я проработала полгода и решила уйти в научный институт заниматься исследованиями. Институт биохимической физики имени Н.М.Эммануэля РАН изучает именно физико-химические основы нейронных сетей на уровне клеток, молекул, физических реакций, динамики. Первые полтора-два года я занималась переводом на английский язык монографий, программированием, форматированием рукописей. В 2018 году в немецком издательстве у меня вышли две монографии в соавторстве с американским профессором Григорием Яблонским и российским ученым, профессором Валерием Быковым. Затем научный руководитель Сергей Варфоломеев пригласил меня работать области исследования мозга человека. Мне, как человеку организованному, пришлось полностью вникнуть в область биохимии человека на уровне ферментов, субстратов, катализа и так далее. Первое направление, в котором мы работаем сейчас, это исследование болт сигнала в мозге человека.
- Что это за сигнал?
- Болт сигнал – это оксигенированная кровь (насыщенная кислородом). Когда здоровому человеку дают конкретную задачу – зрительный, слуховой или сенсорный стимул, в его мозге начинается выброс оксигенированной крови, происходит всплеск – это и есть болт сигнал. На функциональном МРТ (магнитно-резонансный томограф) экспериментаторы наблюдают за тем, какие сигналы есть в мозге человека. Мы обрабатываем экспериментальные данные, создаем математическую модель и моделируем весь процесс. Оказалось, что у здорового человека поступает большой приток крови с насыщенным кислородом и мозг начинает работу - нейроны входят в действие. А вот у больных шизофренией всплеска нет, соответственно, они не могут решить конкретную задачу. Есть такая болезнь, когда в мозге человека слишком много вещества N-ацетиласпартата, встречается чаще всего у умственно больных людей в младенчестве, и они рано умирают. Причем у еврейского населения ашкери заболевает один человек из сорока. С чем конкретно это связано, не очень понятно, но мы ищем параметры, с помощью которых можно было бы подавить синтез этого вещества. По результатам исследований у нас опубликовано несколько работ в российских и англоязычных научных журналах. Второе направление нашей работы – исследование передачи сигнала от одного нейрона к другому. Эти исследования вызваны тем, что в последнее время у многих людей происходит инсульт. Этот момент мы изучили в рамках темы «Динамика процесса в хронологическом синапсе», рассмотрели механизмы функционирования, управления того, как можно побороть паралич. Тема еще интересна тем, что затрагивает болезнь Альцгеймера, которая очень сильно распространена во всем мире, особенно в Китае.
- Почему?
- Потому что там пожилые люди живут до преклонного возраста, когда начинается деменция. Дело в том, что в хронологическом синапсе между нейронами (для того чтобы передать информацию) находится так называемая синаптическая щель, куда выбрасывается вещество ацетилхолин – основной нейромедиатор, который позволяет доставлять сигнал другому нейрону. Со старением человека выработка синтеза этого вещества уменьшается, выбрасывается малая часть в синаптическую щель, и информация не доходит до следующего нейрона. Это сказывается на кратковременной памяти, человек не помнит, что было день назад, но зато благодаря предыдущим крепким нейронным связям, помнит то, что было, скажем лет 20-30 назад.
- В итоге что можно предложить для улучшения памяти?
- Для того, чтобы нейронные связи становились крепкими, прочными, нужно постоянно тренировать свой мозг, также как спортсмены тренируют свои мышцы. Необходимо, постоянно изучать, осваивать что-то новое, как сейчас говорят: «прокачивать мозг».
- Что ускоряет процесс отмирания клеток мозга?
- Один из основных наших предположений – малая выработка того самого ацетилхолина. Если не вдаваться в биохимические процессы, то заставляйте работать свой мозг. Ведь если вы перестанете ходить, то ваши мышцы забудут, что это такое, и вы, в конце концов, утратите возможность ходить, точно так же с мозгом – как только перестаете изучать что-то новое, перестают появляться новые нейронные связи. Вообще говорят, что возможности мозга человека неограничены, можно изучать абсолютно все, что вам нравится. Главное, сохранится ли оно в вашей голове? Сохранится только в случае, если вы постоянно будете выполнять одни и те же действия, решать задачи. Тогда связь между нейронами становится крепкой, образуются новая нейронная сеть, а это все представляет собой новые знания. Часто клетки мозга отмирают от кровоизлияний вызванных инсультом, еще от того, что микрососуды забиваются микроэлементами.
- Какими?
- Это могут быть отмершие нейронные клетки. Наш институт совместно с клиникой имени Д.Д.Плетнева разработал медицинское оборудование «Термогелиокс», которое позволяет очищать микрокапилляры, сосуды, а значит, доставлять кислород в ткани организма. В клинике лечатся термогелиоксом более двух тысяч пациентов с разными патологиями как пневмония, хроническая болезнь легких, женская онкология, при которых обнаруживается дыхательная недостаточность. Сам термогелиокс - это термилизованная смесь гелия и кислорода в определенном соотношении, нагретая до определенной температуры. Оборудование же позволяет регулировать соотношение и температуру конкретно для каждого пациента в соответствии с его заболеванием и анализами.
- Такое оборудование есть только в клинике имени Плетнева?
- На промышленном уровне медицинское оборудование «Термогелиокс» не производится. В связи с коронавирусом в научно-исследовательском институте им.Склифосовского создали красную зону, где лечат термогелиоксом самых сложных больных, у которых легкие поражены более чем на 50 процентов.
Результаты хорошие, статистика растет. Расскажу вам одну удивительную историю или случай. Как-то мой научный руководитель присутствовал на консилиуме докторов, ученых. Туда привезли мужчину на инвалидной коляске после инсульта с параличом, говорить он не мог. Врачи ему давали дышать термогелиоксом, через каждые четыре часа, я не знаю, сколько всего было процедур и какой длительности, но через три дня этот мужчина своими ногами пришел на консилиум и разговаривал с ними, это был настоящий феномен.
- Действительно, феномен. Как это работает?
- В рамках борьбы с коронавирусом мы изучали действие термогелиокса. Его основная цель состоит в термовакцинации, что позволяет активизировать антигены, из которых образуются антитела - наша иммунная система. По сути, происходит стимуляция иммунной системы, и организм сам начинает бороться с вирусами. Мы разрабатывали лечение коронавируса термогелиоксом под каждую иммунную систему заболевшего человека, ведь у некоторых хватает в организме цинка, но если есть нехватка - большое количество жидкого углекислого газа СО2 оседает в легких, заполняет его альвеолы, и человек не может дышать. Для того, чтобы перевести жидкость в газ, необходим ключевой фермент карбоангидраза, который участвует в преобразовании жидкого СО2 в газовый. А выработки этого фермента становится мало при вирусе, тогда человеку необходимо давать цинк, чтобы он начал вырабатываться.
- Как считаете, сильна ли современная наука у нас в стране?
- Программы для изучения, исследования человеческого мозга на уровне государства приняты во всех ведущих странах мира, у нас же такого нет. Есть отдельные группы ученых, которые занимаются этим. Вот мы работаем с профессорами кафедры химической энзимологии МГУ им.Ломоносова. Например, в Америке ученые производят полное картирование мозга человека. Допустим, берут мозг человека (по согласию родных) и режут тонкими пластинами на слои, из них создают в трехмерном виде карту мозга человека. Китайские ученые выделяются тем, что у них есть клон обезьян, мозг которых схож с человеческим, они поставляют его для исследования лабораториям разных стран. В Японии есть мартышки мармосет, их мозг тоже очень близок к человеческому, они также занимаются картированием, изучают их поведение, наблюдают за процессами. В Евросоюзе тоже принята большая программа, они создают трехмерную модель мозга человека, на основе этого моделируют роботы человека, крысы и исследуют их.
- Светлана Батожаргаловна, а где Вы учились?
- Я окончила Цокто-Хангильскую среднюю школу в 1991 году с серебряной медалью, эта была первая медаль школы. Потом окончила Красноярский государственный технический университет, поступила в аспирантуру, защитила кандидатскую, стала кандидатом технических наук. С семьей мы уехали в Москву, примерно тогда же, в 2010 году, я защитила ученую степень доктора физико-математических наук. Я работаю на стыке пяти наук: физики, химии, биологии, математики и информационных технологий, мне это очень интересно. В последнее время для меня и коллег актуальна программа по изучению проблем, связанных с заболеванием разного вида патологий мозга. В планах есть изучение памяти человека.
- Спасибо за беседу.
Елена АБИДУЕВА.
