Дэвид Иглмен - Живой мозг

Рак — проявление пластичности, при которой что-то пошло не так

Не исключаю, что пути изучения онкологических заболеваний на современном этапе в какой-то момент пересекутся с нашими исследованиями пластичности мозга.

Представлю вам схематичную картинку возникновения рака: в клетке происходит мутация, принуждающая ее снова и снова делиться. При такой бесконтрольной репликации клетки накапливаются, вырастают в опухоль и нарушают работу остальной системы.

В реальности рак гораздо сложнее, чем я описал. В самой опухоли миллиарды клеток конкурируют за выживание, причем раковые клетки бывают очень непохожи друг на друга. Как и клетки мозга, они тоже обречены на вечное соперничество в борьбе за выживание. При ограниченном запасе питательных веществ каждая клетка старается урвать свое, чтобы выжить. При типичном раке мутация клетки дает ей незначительное преимущество в горниле смертельной конкуренции22, позволяющее слегка опережать ближайших соседей. Однако как только клетка-мутант реплицируется, ее копии сами вступают в конкурентную борьбу. Возникают новые мутации, носители которых получают новое, более значительное преимущество и в итоге могут конкурировать еще немного успешнее. Таким образом, конкурентная борьба продолжается, развивается, рождает еще более сильных воинов — до тех пор, пока раковая опухоль в конце концов не убьет своего хозяина.

Теперь снова обратимся к мозгу и телу. Мы существа с живой нервной системой. Нейроны в мозге (а в целом все клетки в организме) вечно борются за выживание и иногда в запале борьбы скатываются в патологию. Некоторые мутации в таких обстоятельствах могут обеспечить клетке небольшое преимущество — но только ценой сталкивания всей системы в гибельный водоворот.

Предполагаю, что многоклеточные организмы отыскали эволюционную нишу на тоненькой, как лезвие ножа, грани хаоса в попытке сохранять баланс между конкуренцией, в чем-то приносящей пользу, и конкуренцией, убивающей систему. На мой взгляд, это одно из объяснений колоссального распространения онкологических заболеваний в животном царстве. Например, у большинства млекопитающих вероятность под конец жизни заболеть раком составляет 30 %. Представляется, что система на удивление легко может низвергнуться в это состояние.

В излишне конкурентной системе даже крохотное преимущество рискует обернуться катастрофой: оно может усилить конкуренцию за изменения. А система, все элементы которой мирно уживаются, скорее всего, не порождает множественных мутаций — для нее в этом нет необходимости; соответственно, и гибель ей не грозит.

Из этой главы мы узнали, как простые правила конкуренции за территорию позволяют мозгу кодировать свои карты, способные растягиваться и сжиматься. Познакомились с Алисой, которая родилась с одним полушарием мозга, вспомнили Мэтью, которому полушарие удалили хирургическим путем. И у девочки, и у мальчика нервная система перенастроились так, чтобы информация от обоих зрительных полей поступала в оставшееся в одиночестве полушарие. Такую возможность мозгу дала конкуренция на уровне синапсов и нейронов, позволившая быстро пробудить уже существующие, но спящие связи, а со временем отрастить новые аксоны и образовать новые синапсы. По ходу дела естественное желание Алисы и Мэтью ходить, бегать, играть в салочки и кататься на велосипеде посылало мозгу сигналы релевантности, что и побудило мозг каждого реорганизоваться.

Многосложность жизни во влажных экваториальных лесах подсказала мне аналогию с многосложностью жизни, протекающей в нейронных лесах мозга. Мы склонны представлять себе наши 68 млрд нейронов в виде деревьев и кустарников, произрастающих в тесноте, но не в обиде. А вдруг наши нейроны действительно схожи с реальными обитателями леса, беспрестанно борющимися за выживание? Деревья и кустарники перебирают бесчисленные стратегии, чтобы вырасти повыше, пошире или еще каким-то образом обойти конкурентов, потому что все отчаянно стараются дотянуться до живительного солнечного света. Без него они погибают. Нейротропные факторы мы рассматриваем как аналог света и когда-нибудь сможем понять стратегии нейронов в понятиях конкурентных каверз, которые они друг дружке подстраивают.

Как я подчеркивал выше, все, о чем мы только что узнали, коренным образом отличается от подходов к созданию современных технологий. Инженеры и конструкторы с гордым видом толкуют о прозрениях относительно эффективности, КПД, минимальности требований и технической чистоты. Последнее достигается урезанием связей, однако попутно встраивает в конструируемые системы неспособность балансировать на грани хаоса, неготовность к непредвиденному и невозможность быстрой перестройки.