Вчений розповів що відбувається з мозком під час сну

Сон потрібен для консолідації пам'яті й видалення короткострокових спогадів 30% спожитого людиною йде у мозок. Він витрачає чи не найбільше енергії в організмі.

- Йому постійно потрібно підтримувати свій електричний баланс. Чим більший мозок, тим більше коштує енергетично. І це при тому, що одночасно всі клітини мозку не залучені до роботи, - каже Gazeta.ua нейрофізіолог Олексій Болдирєв із Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України. Він розповідає, як тренувати й "перезавантажувати" мозок.

Ви вивчаєте функцію іонних каналів у мозку. Як ваші дослідження можна застосовувати в житті?

– Намагаємося зрозуміти, як іонні канали у клітинах мозку можна регулювати за допомогою хімічних речовин всередині організму чи фармакологічних препаратів, створених людьми. Іонний канал – це білок в оболонці клітини. Буває закритий або відкритий. Відкритий – проводить електричний струм.

Майже 15 відсотків медикаментів – відкривачі або закривачі іонних каналів. Що більше знатимемо про клітинні механізми мозку, то більше наблизимося до лікування нейродегенеративних хвороб – Альцгеймера, Паркінсона.

Яких результатів досягли?

– Досліджували один із видів епілепсії – абсансну. Найчастіше на неї страждають діти. На кілька секунд відключаються, а потім прокидаються і продовжують справи. Наприклад, малюк ріже папір ножицями і ніби застигає ненадовго. Небезпека в тому, що таке може трапитися на переході чи деінде, де необхідна пильність.

Ми виявили одну з причин – понаднормово посилену роботу одного з типів іонних каналів у таламусі та в корі головного мозку.

Хтось із виробників ліків почав використовувати це?

– Ні, для світової фармакології ця хвороба не на часі. Абсансну епілепсію вважають не дуже небезпечною. У 80–85 відсотків хворих загострення минає з віком – до 15–18 років. У більшості навіть без лікування. Тому не створюють фонди для дослідження недуги. Й не лобіюють виробництво ліків.

Що відбувається з мозком під час сну?

– Без сну понад 10 днів людина помирає. Років п'ять-сім тому вчені встановили основну функцію сну. Відкрили особливу клітинну систему мозку. Вона ганяє міжклітинну рідину, яка омиває нейрони. Рідина забирає всі залишки життєдіяльності нервових клітин і віддає корисне. Під час сну вона рухається швидше, очищення відбувається активніше.

Ще сон потрібен для консолідації пам'яті й видалення короткострокових спогадів. Мозок сам вирішує, де головне. Достатньо спати 7–8 годин на добу. Студенти, які готуються до екзамену всю ніч, – програють. Знання відкладаються лише в короткотривалій пам'яті. Упорядкування попередніх стає на порядок гіршим.

– 20–30 відсотків того, що з'їдаємо, іде в мозок. Клітинам постійно треба підтримувати свій електричний баланс для генерації все нових нервових імпульсів. Що більший мозок у тварини, то більше треба енергії. Грубо кажучи, потрібно більше їсти. Тому мозок людини, як і весь організм, ніби запрограмований бути ледачим. Для найкращої роботи мозку його потрібно постійно тренувати, як і м'язи. На організм діє відомий принцип "батога й пряника": супровід позитивними або негативними емоціями, що народжуються в мозку. Добре навчитися отримувати позитивні емоції від пізнання навколишнього світу. Це нескінченне джерело задоволення.

Розмір мозку співвідноситься з інтелектуальними можливостями людини?

– Він зростає впродовж останніх мільйонів років, вага збільшилася. Зараз у середньому – 1200 грамів. А в архантропів, стародавніх людей, була 900. Але це не впливає критично на розумові здібності. На думку вчених, значення мають кількість і якість нервових зв'язків. Але надійно про це поки що сказати не можна, дослідження тривають.

Ви проводили дослідження зі щурами. Що вивчали?

– П'ять років тому вивчали на них проб­лему артеріальної гіпертензії. Була лінія гризунів, які з народження мали високий тиск. Дослідники з Інституту фармакології і токсикології під керівництвом Анатолія Соловйова й Віктора Досенка знайшли білок, що впливає на роботу кількох іонних каналів. Спробували ввести щурам молекули малих РНК (окремий клас молекул РНК, що не несуть інформацію про послідовність амінокислот у білку. – Країна). Тиск почав падати. Потім увели молекули РНК. Деякий час малі РНК циркулювали в крові, потім руйнувалися й виходили з організму. Далі – генетичну конструкцію, яка постійно напрацьовувала ці РНК. Результат був успішний. Майже два тижні в щурів спостерігали знижений тиск після однієї ін'єкції.

Завдяки дослідженню можна було виготовити речовину, яка на тижні могла б нормалізувати тиск людини. Гіпертонікам не потрібно було б щодня пити пігулки. Але протягом п'яти років після дослідження інтересу й фінансування ні від бізнесу, ні від уряду не було.

Уже є подібні препарати?

– З'явився американський "Патісіран". У США добре налагоджений шлях від наукового відкриття до конвеєра. Проводять лабораторні дослідження чи інститутні. Доводять його до зразка препарату. Фармацевтичний гігант робить клінічні дослідження. І готує товар до масового виробництва.

Обов'язково захищені права всіх учасників створення препарату. Кожен отримує відсоток від доходу. В Україні цей процес складний, практично неможливий.

Чому?

– Немає середньої ланки – між науковцями й бізнесом. До того ж у нас бізнесмени будують плани на півроку. Бо не знають, що буде далі. А виведення ліків на ринок нерідко займає років п'ять-десять.

Якщо ж науковець вимушений шукати впровадження своїх відкриттів, то згодом перестає бути науковцем і продукувати нове знання. Таких прикладів є багато.

Наскільки українська нейрофізіологія поступається західній?

– У сенсі наукових ідей поки працюємо на хорошому європейському рівні. Але дуже відстаємо по обладнанню. Особливо в галузі біології – це мікроскопи й електрофізіологічні інструменти.

Крім того, науковці виїжджають за кордон. На зарплату 4 тисячі гривень, яку отримують багато київських учених, жити неможливо. У 1990-х виїжджали тотально. У 2000-х з'явилася надія, почали залишатися, а дехто повертатися. Зараз знову тотально їдуть із країни.

Головна причина – безперспективність. Підтримка лише на словах.

2015 року Україна стала асоційованим членом рамкової Програми Європейського Союзу з досліджень та інновацій "Горизонт 2020". Українці разом із європейськими партнерами отримали можливість формувати її зміст. Це найбільша програма ЄС із фінансування науки та інновацій, її бюд­жет – майже 80 мільярдів євро до 2020 року. Її мета – перетворити Європу на привабливе місце для першокласних науковців, вирішувати найгостріші проблеми суспільства.

ЄС запрошував експертів-науковців від України в комітет Програми. Вони мали відбирати проекти, впроваджувати зміни. У Міносвіти торік провели конкурс. Потім – тиша. У серпні 2018 року обдзвонили обраних учасників. І знову мовчать. Хоч від нас не треба ні копійки, все сплачує Євросоюз – гонорари, перебування в готелях, харчування.

Є якісь позитивні зміни?

– Суспільство почало цікавитися наукою. Ми займаємося популяризаційною діяльністю із 2010 року. 2014-го стався перелом – сплеск цікавості.

З початком війни на Донбасі знайшлося багато людей у наукових інститутах, які взялися робити щось для армії та багато корисних речей запустили у виробництво. Під керівництвом мого колеги професора Віктора Досенка проводили дослідження українського кровоспинного препарату "Кровоспас". Експериментували на свинях. Виявилося, препарат – не гірший за подібний американський. Його вже виробляють.

Коли українські науковці можуть отримати Нобелівську премію?

– Не раніше, як за кілька десятків років. Останні Нобелівські премії з фізіології чи медицини – це дослідження, які коштують мільярди доларів.

Які головні відкриття в біофізиці за останні десятиріччя?

– 2006-го американці Крейг і Мелоу отримали Нобелівську премію за відкриття системи регулювання синтезу білків за допомогою малих молекул РНК. Відкриття дало можливість цього року створити медичний препарат проти спадкової множинної нейропатії, що призводить до паралічу.

Важливими відкриттями в біофізиці за останні десятиліття стали нові методи дослідження окремих молекул. Завдяки кріоелектронній мікроскопії (Нобелівська премія з хімії 2017 року. – Країна) можемо роздивитися молекули білка. Вдалося побачити рух і синтез одиничної молекули ДНК. Ми ще ніколи не мали такого точного знання про будову найменших часточок життя. Завдяки цьому зможемо точніше моделювати фармацевтичні речовини – майбутні ліки. Зараз лише вгадуємо, чи буде взаємодіяти молекула з білком.

Як наука може змінити майбутнє в найближчі роки?

– Розроблятимуть ліки від хвороб, природа яких до кінця не вивчена або має чимало причин. Наприклад, хвороби Альцгеймера. Можуть бути відкриття, що мінімізують наслідки інсульту. Можна буде виправляти поламані гени, лікувати досі невиліковні спадкові захворювання.

×