Институт физиологии НАН РБ выполняет проект по лечению травм мозга и инсультов с использованием стволовых клеток пациента

Исследователи прогнозируют прорыв в изучении деятельности головного мозга. На чем основана такая убежденность? Разделяют ли ее белорусские нейрофизиологи? Об этом – разговор с кандидатом биологических наук, специалистом в области экспериментальной нейрофизиологии, заведующей лабораторией нейрофизиологии Института физиологии Национальной академии наук Республики Беларусь Светланой Пашкевич.

Перспективы

– Светлана Георгиевна, почему в мире так активно занялись исследованием деятельности головного мозга?

– Сегодня совершенно очевидно: будущий научно-технологический прорыв возможен в первую очередь в таких направлениях, которые отличаются высокой коммерческой привлекательностью, нацелены на широкий рынок. Поэтому, в частности, предполагается резкое развитие технологий, направленных на коррекцию патологических процессов в организме человека, что позволит добиться не только радикального продления жизни, но и сохранения на долгие годы работоспособности и здоровья. Работы в этом направлении включают и создание робототехники, систем искусственного интеллекта.

По прогнозам, к 2060 году в мире будет доминировать научно-технический уклад, базирующийся на информационных технологиях, ориентированных на развитие интеллектуальных способностей человека.

Эти технологии позволят передавать информацию из мозга человека компьютерам, а от них сигналы будут направляться к исполнительным устройствам. Речь не идет о бездельнике, лежащем на печи и мечтающем о царевне и пирогах. Мы будем генерировать идеи, а сложные устройства, например, роботы, будут их реализовывать.

– Эти задачи актуальны и для белорусской науки?

– Как во всех развитых странах мира, в Беларуси проводятся исследования, связанные с изучением возможностей человеческого мозга. Передача сигналов между его клетками осуществляется на квантовом уровне, и для углубленного анализа этого процесса необходимо объединять усилия нейрофизиологов, биофизиков, биохимиков, молекулярных биологов, математиков. В этой работе следует учитывать и достижения нанобиотехнологии. В 2013 году в стране по инициативе ученых и при поддержке Президиума Национальной академии наук Беларуси создана Республиканская ассоциация наноиндустрии. Известно, что токсичность наночастиц ограничивает их широкое внедрение в клиническую практику. Однако исследования сотрудников лаборатории нейрофизиологии в рамках Государственной программы научных исследований «Фундаментальная и прикладная медицина и фармация» подтвердили гипотезу о том, что токсичность наночастиц целесообразно использовать для разрушения патологически измененных клеток и тканей. Особенно перспективен такой метод для борьбы с новообразованиями в мозге.

– Во всем мире активно идет разработка интерфейсов «Мозг – компьютер» (систем для обмена информацией между мозгом и электронным устройством. – Прим. ред.). А для нас это вопрос будущего или настоящего?

– Это одна из приоритетных задач, поскольку речь идет не просто о будущих технологиях, а об эффективном использовании интеллекта наших граждан. Решая ее, работники лаборатории нейрофизиологии сотрудничают со специалистами БГУ, Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси, БГУИР, Института физики НАН Беларуси. Создание таких интерфейсов открывает новые перспективы для более результативного раскрытия творческого потенциала мозга, создания инновационных поисковиков, повышения качества медобслуживания, реабилитации инвалидов, продления творческой жизнедеятельности. Собственно, открытие Государственной программы научных исследований «Конвергенция» (инициатор программы и один из ее руководителей – заместитель председателя Президиума, член-корреспондент НАН Беларуси Сергей Яковлевич Килин) и было продиктовано необходимостью разработки новых технологий исследователями разных специальностей.

– Возможно ли управлять силой мысли механическим роботом?

– Создание микрочипа (планарного сенсора) группой нейрофизиологов и биофизиков под руководством академика НАН Беларуси Сергея Черенкевича активизировало работы в этой области. На микрочипе уже можно формировать сеть нервных клеток, а следующий шаг – разработка способа передачи сигналов от клеток к датчикам сенсора и наоборот. И, кстати, в мире уже появились первые роботы, которыми человек управляет с помощью мысли.

Достижения и загадки

– Люди давно ждут, когда наука предложит средства борьбы с такими тяжелыми недугами, как болезни Паркинсона, Альцгеймера, хронические психические расстройства…

– Попытки выяснить причины заболеваний мозга, найти способы их лечения предпринимаются во всем мире. Поскольку подобные патологии на начальных этапах развиваются практически бессимптомно, их диагностика очень сложна, а профилактика затруднена.

Белорусские ученые, работающие в рамках программы «Конвергенция», предположили возможность коррекции некоторых нарушений при воздействии на нейроны головного мозга, которые отвечают за проверку эффективности выполнения его команд организмом.

Некоторые из этих нейронов содержат дофамин (один из нейромедиаторов, вырабатываемый в мозге) и реагируют на него. При экспериментальном изменении функций клеток мозга, вырабатывающих дофамин, у животных развивается нарушение координации движений. Такие сбои формировались как при блокаде нейронов с дофамином, так и при активации этих клеток мозга. Теперь ученым необходимо установить, в каких случаях целесообразно активировать лекарствами клетки, контролирующие движения, а в каких – тормозить их активность. Еще более сложные задачи предстоит решить, например, при изучении болезни Альцгеймера.

– Какие еще работы белорусских нейрофизиологов вы могли бы отметить?

– Сейчас наш институт совместно с РНПЦ неврологии и нейрохирургии Министерства здравоохранения приступает к выполнению нового проекта.

В его основе – лечение травм мозга и инсультов с использованием стволовых клеток самого пациента. Новизна в том, что стволовые клетки вводятся не в кровеносное русло или в поврежденный участок мозга, а проникают в мозг по отросткам черепно-мозговых нервов.

Методика становится доступнее и эффективнее.

А еще совместно с РНПЦ оториноларингологии Министерства здравоохранения нашими научными сотрудниками установлены новые причины остановок дыхания во сне, что позволяет более эффективно лечить пациентов.

Обнаружено, что при распространенной форме остановки дыхания (сопровождаемой храпом) задействованы механизмы в воздухоносных путях и мозге.

Теперь врачи целенаправленно лечат пациентов с учетом особенности работы как периферических, так и центральных механизмов дыхания.