Научно-популярный журнал, издается с 1926 года

Нижегородская нейронаука

Нижегородская нейронаука

Осенью 2010 г проект Нижегородского университета в области нейронаучных исследований («Внеклеточный матрикс мозга как детерминант межклеточных коммуникаций и мишень терапевтических воздействий») стал одним из победителей первой волны конкурса мегагрантов. Всего на первом и втором этапах конкурса было подержано шесть проектов, представленных нижегородскими ВУЗами (четыре проекта от нижегородского университета и по одному проекту от технического университета и нижегородской медакадемии). Спустя два с лишним года, в декабре 2012 года. Совет по мегагрантам (уже в новом составе) продлил на 2013-2014 гг. финансирование Лаборатории изучения внеклеточного матрикса мозга (ЛВМ) – специально созданного для работ по мегагранту подразделения ННГУ.

Нижегородская нейронаука: люди и институты

Исследованиями в лаборатории руководят четыре профессора, представляющих разные организации и разные страны. Доктор физико-математических наук Виктор Борисович Казанцев заведует лабораторией нелинейных процессов в живых системах в Институте прикладной физики РАН и кафедрой нейродинамики и нейробиологии ННГУ, его научные интересы связаны с математическим моделированием нейронных сетей головного мозга. Доктор биологических наук Ирина Васильевна Мухина – заведующая кафедрой нормальной физиологии Нижегородской медицинской академии, специалист по молекулярно-клеточной нейробиологии и нейрофизиологии. Два профессора представляют российскую научную диаспору. Алексей Семьянов заведует лабораторией внесинаптической нейропередачи в японском Институте мозга РИККЕН, а Александр Дитятев – научный сотрудник Института технологий в итальянской Генуе, известен своими исследованиями внеклеточного матрикса мозга. В проекте ННГУ Дитятев имеет статус «ведущего ученого».

Заметим, что Алексей Семьянов – выпускник биологического факультета ННГУ и с альма-матер в качестве профессора – совместителя сотрудничает уже много лет. Именно по этой причине Семьянов не мог фигурировать в качестве ведущего ученого в заявке от ННГУ на конкурс мегагрантов. И именно он познакомил на одной из конференций Александра Дитятева и Виктора Казанцева. Их сотрудничество и выросло в итоге в нижегородский проект по изучению внеклеточного матрикса мозга.

Лаборатория внеклеточного матрикса мозга – одно из подразделений Научно-исследовательского института живых систем ННГУ. Разместившийся в специально реконструированном здании на территории университетского городка, НИИ живых систем был создан в 2012 г. для координации всех университетских исследований биомедицинского направления, и в первую очередь – для координации работ по двум мегагрантам. Второй мегагрант был выигран ННГУ под проект «Радиофизические принципы биомедицинских технологий, медицинского приборостроения и акустической диагностики», научным руководителем этого проекта является академик О.В.Руденко. Нижегородский университет стал в итоге единственным российским ВУЗом, в котором для работ по правительственным «мегагрантам» были созданы не просто отдельные лаборатория, но многопрофильный научно-исследовательский институт.

Работающие по нейронаучной тематике аспиранты и магистранты могут также поступить в Исследовательскую школу «Нейробиотехнологии» (подразделение Института аспирантуры и докторантуры ННГУ). Для того чтобы пройти конкурсный отбор, «абитуриент» должен иметь в своем резюме не только доклады на конференциях, но и полноценные публикации в научных изданиях. Тезисы в трудах конференций и статьи в журналах учитываются в общей сумме баллов с разными весовыми коэффициентами. «Вес» тезисов равен единице, в то время как статья в англоязычном научном журнале учитывается с весовым коэффициентом, равным пятикратному импакт-фактору журнала. Принятые в Исследовательскую школу аспиранты и магистры подписывают обязательство не работать в организациях, не связанных со Школой партнерскими отношениями, а ННГУ обязуется предоставить защитившемуся в срок кандидату наук ставку университетского преподавателя.

Что такое внеклеточный матрикс мозга

С именем Александра Дитятева современная нейронаука связывает изменение представлений о статусе внеклеточного матрикса мозга (ВМ). Его биография небезынтересна – прежде всего, необычным для нейробиолога базовым образованием: в 1985 г Александр Дитятев окончил математико-механический факультет Ленинградского государственного университета. Ещё в школе книги по нейрофармакологии увлекали его красотой ветвлений нервных клеток, но сильная близорукость не позволяла ему поступать на биологический или химический факультеты – таковы были правила для абитуриентов тех лет. Поэтому история формирования Дитятева как профессионального нейробиолога оказалась связана с матмехом ЛГУ и работой по математическому моделированию синаптической передачи. Именно по этой теме он защищает в 1991 г. диссертацию в Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и становится кандидатом биологических наук. Работал в Бернском и Гамбургском университетах. В настоящее время – ведущий научный сотрудник в Итальянском институте технологий в Генуе, а также профессор Университета Генуи и ННГУ

Что же представляет собой внеклеточный матрикс мозга, в чем состоят его исследования и почему они получили столь щедрое по российским масштабам финансирование? Начнем с того, что в головном мозге человека в общей сложности 1011 нейронов. При этом ключевая роль в обработке информации принадлежит не нейронам, а синапсам (межнейронным контактам); в среднем каждый нейрон участвует в 2000 таких контактов. При этом параметры конкретного контакта между двумя клетками могут меняться, в чем проявляется синаптическая пластичность мозга. Фактически хранящаяся в нашем мозгу память о каком-то событии – это память об одновременной активности большого числа нейронов. В разделяющем нейроны пространстве находятся молекулы внеклеточного матрикса, который нейробиологи до недавнего времени считали второстепенным (по сравнению с нейронами) элементом мозга. С ВМ связывали исключительно функции «каркаса», отвечающего за общую устойчивость нейронной сети. Роль «арматуры», соединяющей «каркас» с нейронами, отводилась так называемым молекулам клеточной адгезии.

Дитятев руководил масштабным исследованием, в котором, среди прочего, изучались мыши, в головном мозгу которых отсутствовали определенные молекулы клеточной адгезии. У таких мышей была, следовательно, нарушена связь нейронов и внеклеточного матрикса мозга. Такие мыши интересовали нейробиологов как потенциальные модельные объекты для изучения шизофрении: во-первых, потому, что именно у таких мышей наблюдаются сходные с больными шизофренией нарушения памяти и сенсорной обработки информации, а, во-вторых, потому, что молекул клеточной адгезии в мозгу таких больных меньше, чем у здоровых людей.

Результаты исследования (опубликованные в 2010 г. в TheJournalofNeuroscience) показали, что нехватка молекул клеточной адгезии сказывается на уровне синаптической пластичности мышиного мозга. Дефицит молекул удалось скомпенсировать фармакологическими средствами, при этом синаптическая пластичность восстановилась до обычного уровня. А вслед за нормализацией синаптической пластичности нормализовались и память мышей и их способность к обучению.

Группа Дитятева фактически обнаружила в головном мозге новый механизм, функционирование которого связано с молекулами клеточной адгезии – и, следовательно, с внеклеточным матриксом. Отсюда следовало, что матрикс выполняет в мозге весьма важные функции. Вполне допустимо предположить, у больных шизофренией связанный с матриксом механизм разрегулирован. В случае мышей, как мы видели, это нарушение удалось скомпенсировать фармакологически. Откуда не следует, разумеется, что то же самое удастся сделать и у людей, но дальнейшие исследования в этом направлении, безусловно, необходимы. Вполне возможно, что именно в таких исследованиях закладываются основы молекулярной психиатрии будущего. Пока же их медицинское измерение обеспечивает нейронауке столь необходимую ей финансовую поддержку.

Проекты нижегородской нейронауки: от мозга крысы к экзоскелету

Правительственный мегагрант на изучение внеклеточного матрикса является для НННЦ важным, но не единственным источником финансирования. Существенное значение имеет поддержка ФЦП «Кадры» и бюджетное финансирование по линии РАН и Министерства образования и науки РФ. При этом в девяти лабораториях НННЦ проводятся исследования по нескольким перспективным направлениям, и в том числе по тем, которые на данный момент грантами не поддержаны. Такой подход позволяет – в случае получения гранта – быстро активизировать нужные исследования. Так, группа сотрудников Центра занимается разработкой нейрогибридных систем, в которых нейронные сети взаимодействуют с внешними устройствами. Подобные сети могут сформироваться в нейрональной культуре, образованной из плавающих в специальном растворе срезов мозга лабораторных крыс. А могут быть и виртуальными нейронными сетями, существующими только в памяти компьютера или на экране монитора. Для нейронауки изучение нейрогибридных систем представляет фундаментальный интерес, связанный с выяснением того, можно ли рассматривать процессы в нейрональных культурах как модели происходящего в нейронных сетях головного мозга.

В перспективе внешним устройством нейрогибридной системы может стать экзоскелет, управлять которым будет мозг парализованного человека. Разрабатывать эту тему начали недавно и в НННЦ. Координатором соответствующего проекта (в нем участвуют физики, биологи и медики) стал аспирант Василий Миронов, и он уже построил виртуальную модель экзоскелета. Виктор Казанцев отмечает, что проект соответствует одной из тем конкурса ориентированных фундаментальных исследований, объявленного РФФИ: «Разработка фундаментальной и прикладной научной платформы для создания интеллектуальных сенсорных и биомехатронных технологий реабилитации пациентов с тяжелыми поражениями сенсомоторной системы». Рассчитывая выиграть грант РФФИ и получить поддержку Министерства образования РФ, Виктор Казанцев планирует приобрести для работы по проекту исследовательского робота.

Мегагранты, российская научная диаспора и кадровая политика: нижегородское измерение

Разворачивая программу мегагрантов и инициируя создание в ВУЗах соответствующих лабораторий, правительство РФ ориентировалось на опыт университетов Европы и США. Одной из важных составляющих этого опыта является кадровая политика: в европейских и в американских университетских лабораториях основную работу выполняют постдоки, приехавшие из разных стран и прошедшие соответствующий конкурсный отбор. Таких постдоков в Нижегородском нейронаучном центре пока нет. Как считает Виктор Казанцев, это связано не столько с зарплатой, сколько с отсутствием и в университетах и в институтах РАН привычной для приглашенных ученых инфраструктуры. В то время как приглашение на работу в лабораторию европейского университета означает предоставление условий, при которых вы можете не думать ни о чем кроме науки. Виктор Казанцев: «Привлечь людей для работы в наших лабораториях можно только очень большими деньгами. Существует, впрочем, и еще один вариант: приглашать тех представителей диаспоры, у которых по разным причинам не сложилась научная карьера в другой стране. Такие люди есть, нередко они весьма квалифицированы и, безусловно, востребованы в России».

Reset password

Recover your password
A password will be e-mailed to you.
Back to
Закрыть панель