Ученый рассказал, что происходит с мозгом во время сна

Сон нужен для консолидации памяти и удаления краткосрочных воспоминаний. Сон нужен для консолидации памяти и удаления краткосрочных воспоминаний 30% потребленного человеком идет в мозг. Он тратит больше всего энергии в организме.

- Ему постоянно нужно поддерживать свой электрический баланс. Чем больше мозг, тем больше стоит энергетически. И это при том, что одновременно все клетки мозга не вовлечены в работы, - говорит Gazeta.ua нейрофизиолог Алексей Болдырев с Института физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины. Он рассказывает, как тренировать и "перезагружать" мозг.

Вы изучаете функцию ионных каналов в мозгу. Как ваши исследования можно применять в жизни?

- Пытаемся понять, как ионные каналы в клетках мозга можно регулировать с помощью химических веществ внутри организма или фармакологических препаратов, созданных людьми. Ионный канал - это белок в оболочке клетки. Бывает закрыт или открыт. Открытый - проводит электрический ток.

Почти 15 процентов медикаментов - открыватели или закрывателей ионных каналов. Чем больше знать о клеточные механизмы мозга, тем больше приблизимся к лечению нейродегенеративных болезней - Альцгеймера, Паркинсона.

Каких результатов достигли?

- Исследовали один из видов эпилепсии - абсансных. Чаще всего на нее страдают дети. На несколько секунд отключаются, а потом просыпаются и продолжают дела. Например, малыш режет бумагу ножницами и будто застывает быстро. Опасность в том, что такое может случиться на переходе или в другое место, где необходима бдительность.

Мы обнаружили одну из причин - сверхурочно усиленную работу одного из типов ионных каналов в таламусе и в коре головного мозга.

Кто-то из производителей лекарств начал использовать это?

- Нет, для мировой фармакологии эта болезнь не время. Абсансных эпилепсией считают не очень опасной. В 80-85 процентов больных обострение проходит с возрастом - до 15-18 лет. В большинстве даже без лечения. Поэтому не создают фонды для исследования болезни. И не лоббирует производство лекарств.

Что происходит с мозгом во время сна?

- Без сна более 10 дней человек умирает. Лет пять-семь назад ученые установили основную функцию сна. Открыли особую клеточную систему мозга. Она гоняет межклеточную жидкость, которая омывает нейроны. Жидкость забирает все остатки жизнедеятельности нервных клеток и отдает полезное. Во время сна она движется быстрее, очистка происходит активнее.

Еще сон нужен для консолидации памяти и удаления краткосрочных воспоминаний. Мозг сам решает, где главное. Достаточно спать 7-8 часов в сутки. Студенты, готовятся к экзамену всю ночь, - проигрывают. Знание откладываются только в краткосрочной памяти. Составление предыдущих становится на порядок хуже.

- 20-30 процентов того, что съедаем, идет в мозг. Клеткам постоянно нужно поддерживать свой электрический баланс для генерации все новых нервных импульсов. Чем больше мозг у животного, тем больше надо энергии. Грубо говоря, нужно больше есть. Поэтому мозг человека, как и весь организм, что запрограммирован быть ленивым. Для лучшей работы мозга его нужно постоянно тренировать, как и мышцы. На организм действует известный принцип "кнута и пряника": сопровождение положительными или отрицательными эмоциями, которые рождаются в мозгу. Хорошо научиться получать положительные эмоции от познания окружающего мира. Это бесконечный источник удовольствия.

Размер мозга соотносится с интеллектуальными возможностями человека?

- Он растет на протяжении последних миллионов лет, вес увеличился. Сейчас в среднем - 1200 граммов. А в архантропов, древних людей была 900 Но это не влияет критически на умственные способности. По мнению ученых, значение имеют количество и качество нервных связей. Но надежно об этом пока сказать нельзя, исследования продолжаются.

Вы проводили исследования с крысами. Изучавшие?

- Пять лет назад изучали на них проблему артериальной гипертензии. Была линия грызунов, которые с рождения имели высокое давление. Исследователи из Института фармакологии и токсикологии под руководством Анатолия Соловьева и Виктора Досенко нашли белок, влияющий на работу нескольких ионных каналов. Попытались ввести крысам молекулы малых РНК (отдельный класс молекул РНК, не несут информацию о последовательности аминокислот в белке. - Страна). Давление начало падать. Затем ввели молекулы РНК. Некоторое время малые РНК циркулировали в крови, затем разрушались и выходили из организма. Дальше - генетическую конструкцию, которая постоянно нарабатывала эти РНК. Результат был успешен. Почти две недели у крыс наблюдали пониженное давление после одной инъекции.

Благодаря исследованию можно было изготовить вещество, которое на неделе могла бы нормализовать давление человека. Гипертоникам не нужно было бы каждый день пить таблетки. Но в течение пяти лет после исследования интереса и финансирования ни от бизнеса, ни от правительства не было.

Уже есть подобные препараты?

- Появился американский "Патисиран". В США хорошо отлаженный путь от научного открытия до конвейера. Проводят лабораторные исследования или институтную. Доводят его до образца препарата. Фармацевтический гигант делает клинические исследования. И готовит товар к массовому производству.

Обязательно защищены права всех участников создания препарата. Каждый получает процент от дохода. В Украине этот процесс сложный, практически невозможен.

Почему?

- нет среднего звена - между учеными и бизнесом. К тому же у нас бизнесмены строят планы на полгода. Ибо не знают, что будет дальше. А вывод лекарства на рынок нередко занимает лет пять-десять.

Если же ученый вынужден искать внедрения своих открытий, то со временем перестает быть ученым и производить новое знание. Таких примеров много.

Насколько украинская нейрофизиология уступает западной?

- В смысле научных идей пока работаем на хорошем европейском уровне. Но очень отстаем по оборудованию. Особенно в области биологии - это микроскопы и электрофизиологические инструменты.

Кроме того, ученые выезжают за границу. На зарплату 4000 гривен, которую получают много киевских ученых, жить невозможно. В 1990-х выезжали тотально. В 2000-х появилась надежда, начали оставаться, а некоторые возвращаться. Сейчас опять тотально уезжают из страны.

2015 года Украина стала ассоциированным членом рамочной программы Европейского Союза по исследованиям и инновациям "Горизонт 2020". Украинцы вместе с европейскими партнерами получили возможность формировать ее содержание. Это самая программа ЕС по финансированию науки и инноваций, ее бюджет - почти 80000000000 евро до 2020 года. Ее цель - превратить Европу в привлекательное место для первоклассных ученых, решать острые проблемы общества.

ЕС приглашал экспертов-ученых от Украины в комитет Программы. Они имели отбирать проекты, внедрять изменения. В Минобразования прошлом году провели конкурс. Потом - тишина. В августе 2018 обзвонили избранных участников. И снова молчат. Хотя от нас не надо ни копейки, все платит Евросоюз - гонорары, пребывание в гостиницах, питание.

Есть какие-то положительные изменения?

- Общество начало интересоваться наукой. Мы занимаемся популяризационных деятельностью с 2010 года. 2014-го произошел перелом - всплеск интереса.

С началом войны в Донбассе нашлось много людей в научных институтах, взялись делать что-то для армии и много полезных вещей запустили в производство. Под руководством моего коллеги профессора Виктора Досенко проводили исследования украинского кровоостанавливающего препарата "Кровоспас". Экспериментировали на свиньях. Оказалось, препарат - не хуже подобный американский. Его уже производят.

Когда украинские ученые могут получить Нобелевскую премию?

- Не раньше, чем через несколько десятков лет. Последние Нобелевские премии по физиологии или медицины - это исследования, которые стоят миллиарды долларов.

Какие главные открытия в биофизике за последние десятилетия?

- 2006-го американцы Крейг и Мелоу получили Нобелевскую премию за открытие системы регулирования синтеза белков с помощью малых молекул РНК. Открытие позволило в этом году создать медицинский препарат против наследственной множественной нейропатии, что приводит к параличу.

Важными открытиями в биофизике за последние десятилетия стали новые методы исследования отдельных молекул. Благодаря криоэлектронных микроскопии (Нобелевская премия по химии 2017 года. - Страна) можем рассмотреть молекулы белка. Удалось увидеть движение и синтез единичной молекулы ДНК. Мы никогда не имели такого точного знания о строении самых долек жизни. Благодаря этому сможем точнее моделировать фармацевтические вещества - будущие лекарства. Сейчас только угадываем, будет взаимодействовать молекула с белком.

Как наука может изменить будущее в ближайшие годы?

- Разрабатывать лекарства от болезней, природа которых до конца не изучена или имеет немало причин. Например, болезни Альцгеймера. Могут быть открытия, минимизирующие последствия инсульта. Можно будет исправлять поломанные гены, лечить до сих пор неизлечимые наследственные заболевания.

×