Страница 7 из 17
Тут нам необходимо остановиться и приглядеться более пристально: внутренняя клеточная масса на этой стадии содержит клетку, все потомство которой будет формировать человеческий мозг. Именно отсюда начинается наиболее сложное устройство обработки информации из когда-либо существовавших. И начинается оно с частицы размером с точку, стоящую в конце этого предложения.
Я изучаю этот процесс более 20 лет. И по-прежнему нахожу его удивительным. Как сказал ученый Льюис Томас в своей книге «Lives of a Cell»:[11] «Само существование этой клетки должно бы стать самой потрясающей вещью на Земле. Люди должны бы обсуждать это целые дни напролет, все время, пока они бодрствуют, звонить друг другу в бесконечном удивлении и не говорить ни о чем другом, кроме как об этой клетке». Идите позвоните своему соседу! Я подожду.
Чудеса продолжаются. Если бы вы могли наблюдать все это в действии, этот плавающий в водах эмбрион, то вы бы заметили, что внутренняя клеточная масса в действительности кишмя кишит клетками, которые носятся вокруг эмбриона, словно повара в закусочной на фермерской ярмарке. Клетки организуются в три живых уровня, что очень напоминает чизбургер. Из нижней «булочки», называемой энтодермой, будет формироваться большинство клеточных систем, покрывающих органы и сосуды ребенка. Из среднего слоя «бургера», мезодермы, сформируются мускулы, дыхательная система, система пищеварения и кости. Верхняя «булочка» – это эктодерма. Из нее получится кожа ребенка, ногти, волосы и нервная система. Именно в эктодерме обитает та чудесная крошечная клетка протомозга.
Приглядевшись поближе, вы бы увидели тончайшую линию клеток, формирующуюся в самом центре поверхности «булочки». Под этой линией начинает формироваться удлиненный цилиндр. Он удлиняет себя, используя линию наверху в качестве направляющей. Этот цилиндр – нервная трубка. Она дает начало позвоночнику – дальний конец «полена» станет попкой вашего младенца, ближний конец станет его мозгом.
Если возникают нарушения
Жизненно важно, чтобы эта нервная трубка развивалась правильно. Если происходит нарушение развития, у ребенка может возникнуть спинномозговая грыжа или даже опухоль в нижней области спины – аномалия, называемая Spina bifida, или спинальный дизрафизм. Либо ребенок может расти с недоформировавшейся головой – редкая аномалия, называемая анэнцефалия.
Именно поэтому любая книга про беременность содержит настоятельную рекомендацию принимать один из витаминов группы В – фолиевую кислоту. Она способствует правильному формированию нервной трубки, как ее дальнего, так и ближнего конца. Женщины, которые принимают ее в период зачатия и на первых неделях беременности, имеют на 76 % меньшую вероятность развития дефектов нервной трубки у плода. Это первая вещь, которую вы можете сделать, чтобы помочь развитию мозга вашего ребенка.
На протяжении всей истории будущие родители беспокоились о том, все ли в этой области развивается правильно. В 1573 году французский хирург Амбруаз Парэ составил список событий, о которых благоразумные молодые пары, ожидающие ребенка, должны знать, чтобы избежать врожденных дефектов у ребенка. «Существует несколько вещей, порождающих чудовищ, – писал он в трактате «On Monsters and Marvels» («О чудовищах и чудесах»). – Первая – это слава Господа. Вторая – его гнев. Третья – слишком большое количество спермы. Четвертая – слишком малое количество спермы». Парэ выдвигал гипотезу, что врожденные дефекты могут быть порождены случайными позами матери (например, если она очень долго сидела со скрещенными ногами). Или это может случиться из-за узости матки; демонов и чертей; злобного плевка нищего.
Мы, вероятно, можем простить Парэ его донаучные заблуждения в отношении внутриутробного развития мозга. Даже для современного ума это нечто пугающе, безнадежно сложное и, по большей части, таинственное.
Современные исследователи находятся в полнейшем неведении в отношении того, как найти объяснение практически двум третям врожденных пороков развития. В действительности только четверть всех известных родовых патологий имеет четко выделенную связь с проблемами ДНК. Одна из причин такой скудности наших знаний состоит в том, что организм матери, судя по всему, обладает системой автоматического устранения повреждений. Если происходит какое-то нарушение в процессе развития, ее организм часто чувствует проблемы и сам провоцирует выкидыш. Около 20 % беременностей заканчиваются спонтанным абортом. Известные токсины окружающей среды – проблемы, которые можно реально отслеживать – несут ответственность всего лишь за 10 % врожденных дефектов, выявленных лабораторным путем.
Тончайшая паутина клеток, сверкающая электрическими искрами
К счастью, в большинстве случаев мозг ребенка развивается нормально. Мозговой конец нервной трубки продолжает осуществлять свой конструкторский проект путем создания клеточных образований, напоминающих сложные коралловые формации. Они постепенно формируют крупные структуры мозга. Еще до окончания первого месяца крошечная протомозговая клетка ребенка разрастается в мощную армию из миллионов клеток.
Конечно, мозг развивается не изолированно. На ранних стадиях развития, приблизительно на четвертой неделе, у эмбриона временно появляются жаберные дуги, похожие на те, которыми обладают рыбы. Вскоре они превращаются в мышцы лица и горловые структуры, которые позволят вашему будущему ребенку говорить. Затем у эмбриона появляется зачаток хвоста, но вскоре зародыш меняет курс и разбирает эту структуру.
Процесс нашего развития обладает очевидными эволюционными корнями, и мы разделяем это чудо со всеми остальными млекопитающими на планете. За исключением одной вещи.
Те образования на конце нервной трубки вашего эмбриона превратятся в невероятно большой, жирный, сверхразумный мозг – практически самый тяжелый в процентном отношении к массе тела из всех, что существуют на планете. Эта массивная структура собрана из тончайшей паутины клеток, по которой пробегают крошечные электрические разряды. В ней существует два важнейших типа клеток. Первый тип – глиальные клетки, составляющие до 90 % клеток мозга в голове вашего ребенка. Они придают мозгу его структуру и помогают нейронам правильно обрабатывать информацию. Другое их общее название: глия – по-гречески «клей». Второй тип клеток – знакомые нам нейроны. Хотя они осуществляют большую часть процесса мышления вашего ребенка, их количество составляет около 10 % общего числа клеток мозга. Вероятно, отсюда пошел миф о том, что мы используем только 10 % нашего мозга.
Так как же эти клетки превращаются в мозг? Эмбриональные клетки преобразуются в нейроны в ходе процесса, называемого нейрогенез. Именно в это время ребенок хочет, чтобы его оставили в покое – в первую половину беременности. Затем, во второй половине беременности, нейроны перемещаются к области, которую они со временем назовут своим домом, и начинают соединяться друг с другом. Это называется синаптогенез.
Миграция клеток напоминает мне ситуацию, когда шериф внезапно отпускает идущих по следу ищеек с поводка, чтобы они обнаружили запах преступника. Нейроны выбегают из своих эктодермальных загонов, карабкаются друг на друга, берут молекулярный след, замирают на мгновение, пробуют различные пути, беспорядочно скользя по развивающемуся мозгу. Затем останавливаются, достигнув пункта назначения, который, вероятно, был запрограммирован в их клеточных головах. Они осматриваются в своих новых клеточных жилищах и пытаются наладить контакты с соседями. Когда им это удается, между нервными клетками создаются крошечные, подвижные зазоры, называемые синапсами (отсюда термин синаптогенез). Через это пустое пространство проходят электрические сигналы, позволяющие клеткам коммуницировать. В этом последнем шаге и кроется весь смысл процесса развития мозга.
11
Название можно перевести как «Жизни клетки».