Эрик Кандель - Расстроенная психика. Что рассказывает о нас необычный мозг

Дендритные шипики на пирамидных нейронах начинают формироваться в третьем триместре беременности. На протяжении первых лет жизни человека количество дендритных шипиков и количество синапсов на них быстро увеличивается. В мозге трехлетнего ребенка насчитывается вдвое больше синапсов, чем в мозге взрослого. Примерно с наступлением пубертата начинается синаптический прунинг, в ходе которого удаляются дендритные шипики, не используемые мозгом, в том числе не задействованные в рабочей памяти. Особенно активно синаптический прунинг идет в пубертате и ранней зрелости.

Судя по всему, при шизофрении синаптический прунинг в подростковом периоде идет некорректно, в результате чего удаляется слишком много дендритных шипиков (рис. 4.3). Следовательно, у пирамидных нейронов остается слишком мало синаптических связей в префронтальной коре, чтобы формировать крепкие нейронные сети, которые необходимы для правильного функционирования рабочей памяти и протекания других сложных когнитивных процессов. Эту гипотезу избыточного прунинга при шизофрении предложил Ирвин Файнберг, сейчас работающий в Калифорнийском университете в Дэвисе 40 , а изложили Дэвид Льюис и Джилл Гложе из Питтсбургского университета 41 . Считается, что у страдающих шизофренией подобный дефект пирамидных нейронов есть и в гиппокампе, что тоже неблагоприятно сказывается на памяти.

Поскольку синаптический прунинг необходим для избавления мозга от неиспользуемых дендритов, Льюис решил, что избыточный прунинг может быть следствием недостаточной рабочей загруженности дендритов – иными словами, что-то может препятствовать пирамидным нейронам получать достаточное количество сенсорных сигналов, чтобы дендритные шипики оставались загруженными, функциональными. Вероятно, проблема здесь в таламусе – отделе мозга, который должен передавать сенсорные сигналы на префронтальную кору. Но если таламус не справляется с работой, возможно, он и сам лишился части клеток. Некоторые исследования действительно показывают, что у людей, страдающих шизофренией, размеры таламуса до нормы не дотягивают.

Рис. 4.3.Прунинг дендритных отростков пирамидного нейрона: дендритные шипики в нормальном мозге и в мозге шизофреника.

Таким образом, шизофрения существенно отличается от депрессии и биполярного расстройства. Как мы узнали из главы 3, расстройства настроения обусловлены функциональным дефектом – когда некорректно работают нейронные сети, сформированные должным образом. Такие дефекты часто обратимы. Развитие шизофрении, как и расстройств аутистического спектра, предполагает участие анатомического дефекта – когда определенные нейронные сети некорректно формируются. Чтобы исправить анатомические дефекты при шизофрении, ученые должны придумать какой-то способ вмешиваться в синаптический прунинг в ходе развития либо разработать средства, которые будут стимулировать рост новых шипиков впоследствии.

Для шизофрении характерны и другие анатомические аномалии. В их числе истончение слоев серого вещества в височной и теменной долях коры и в гиппокампе, а также расширение боковых желудочков мозга – заполненных спинномозговой жидкостью полостей. Увеличение боковых желудочков, вероятно, вторично и связано с потерей серого вещества в коре. Как и избыточный синаптический прунинг, эти мозговые аномалии проявляются на ранних этапах жизни, что позволяет предположить их участие в развитии шизофрении. Обнаружение анатомических аномалий, которые можно соотнести с проявлением когнитивных симптомов, укрепило давнее представление о том, что когнитивная симптоматика шизофрении обусловлена ненормальным функционированием серого вещества коры головного мозга.

Если бы у вас был однояйцевый близнец, страдающий шизофренией, ваши шансы заболеть составляли бы 50 % вне зависимости от того, как вас растили – вместе или по отдельности. Такой риск развития шизофрении значительно превышает общепопуляционный – 1 %. Данные по близнецам говорят нам две вещи: во-первых, у шизофрении в любой среде силен генетический компонент, а во-вторых, генами дело не ограничивается, поскольку риск далек от 100 %. Таким образом, к расстройству приводит взаимодействие генов и условий среды (рис. 4.4).