Вы уже отчасти представляете себе, насколько сложны процессы развития мозга. И есть множество причин, по которым столь запутанные процессы могут пойти неправильно. Нарушения нормального хода ранних стадий развития, нормального процесса создания и разрушения нейронов могут, как предполагается, вызывать аномалии, которые легко увидеть – такие, как микроцефалия или лиссэнцефалия. Однако нарушения на более поздних стадиях развития могут привести к коннектопатиям – аномалиям в нейронных связях. Общее число нейронов и синапсов останется при этом нормальным, однако они будут связаны отнюдь не идеальным образом.
Помните суперкомпьютер Cray-1 с его сотнями тысяч проводов общей длиной 67 миль? Надо заметить: когда его включили впервые, он работал как надо. Инженеры и рабочие, которые его собрали, правильно подключили каждый проводок. Ваш мозг устроен куда сложнее, в нем миллионы миль «проводов». Удивительно, что мозг вообще способен правильно развиваться.
Как я уже упоминал, мозолистое тело иногда, в редких случаях, отказывается расти. Эту коннектопатию можно выявить с помощью МРТ, поскольку мозолистое тело обычно имеет сравнительно большие размеры. Но вообще мы не очень-то способны четко видеть связи в мозгу, так что подавляющее большинство коннектопатий, скорее всего, остаются необнаруженными. Их удастся выявить, когда мы получим более совершенные технологии для изучения коннектомов.
Выше я обращал внимание на самый загадочный аспект аутизма и шизофрении – нехватку ясных и однозначных нейропатологий. Изучая близнецов, специалисты еще много лет назад установили, что аутизм и шизофрению каким-то образом вызывают «неправильно работающие» гены. Но какие из десятков тысяч генов в этом повинны? Большинство исследователей сейчас подозревают, что многие из них, этих преступных генов, как-то вовлечены в развитие мозга. Аутизм и шизофрению называют расстройствами нейроразвития: при таких недугах мозг не растет нормальным образом. Они кардинально отличаются от нейродегенеративных заболеваний, подобных болезни Альцгеймера: при этих отклонениях мозг, изначально нормальный, постепенно начинает разрушаться.
Каковы же улики в пользу сего подозрения? Случай с аутизмом – более четкий: его симптомы обнаруживают еще в раннем детстве. Каковы бы ни были здесь нейропатологии, они наверняка возникли в ходе беременности и младенчества, когда мозг растет быстрее всего. Я уже говорил, что у детей-аутистов в среднем более крупный мозг. Долговременное наблюдение за ростом мозга дает более сложную картину. При рождении мозг аутиста в среднем чуть меньше мозга обычного новорожденного, в возрасте от двух до пяти – крупнее, а к зрелым годам – такой же, как мозг среднего человека. Иными словами, у детей-аутистов аномальна скорость роста мозга; возможно, она связана с общими аномалиями в развитии, но убедительные доказательства этой гипотезы должны включать в себя четкие и однозначные нейропатологии, возникающие у аутиста в утробе матери или в младенчестве.
В первой половине XX века ученые не относили шизофрению к расстройствам нейроразвития. Они предполагали, что мозг шизофреника нормален в детстве и начинает деградировать лишь в период полового созревания или в ранней юности, из-за чего и происходит первая вспышка психоза. Однако им не удалось обнаружить нейропатологии, которые должны были бы сопровождать такую дегенерацию мозга, так что от этой теории пришлось отказаться.
Сегодня многие исследователи объявляют шизофрению и аутизм расстройствами нейроразвития. Как выясняется, многие шизофреники в детстве обучаются речи, движению, общению с небольшим отставанием. Вероятно, их мозг уже в детстве слегка аномален, а развитие их мозга «сбилось с правильного пути» еще в утробе: по статистике, женщины, голодавшие или перенесшие вирусное заболевание во время беременности, с большей вероятностью производят на свет детей, у которых позже развивается шизофрения.
Итак, современные ученые полагают: аутизм и шизофрению вызывает какая-то нейропатология, которую вызывает ненормальное развитие мозга, а оно, в свою очередь, вызвано аномальным влиянием генов и среды. Нейробиологи еще только начинают обнаруживать такие гены, что поможет им приблизиться к пониманию соответствующих процессов развития. Звучит многообещающе, но я вынужден со смущением признать, что еще предстоит найти ответ на самый важный вопрос: что это за нейропатология? Без эмпирических данных теория связана по рукам и ногам. А теорий в этой сфере существует великое множество, и исчерпывающий их обзор мне, признаться, не под силу. Лучше уж я сосредоточусь на одной-единственной, той, что кажется мне наиболее разумной. Согласно этой теории, аутизм и шизофрения – это коннектопатии.
Вспомните: в раннем детстве мозг аутистов растет быстрее, чем у нормальных детей. Этот чрезмерный рост несколько больше в коре лобных долей, чем в других долях мозга, – возможно, потому что здесь возникает слишком много межнейронных связей. Кроме того, ученые предполагают, что между корой лобных долей и другими участками мозга при этом возникает слишком мало связей.
Печально сознавать, что эта концепция аутизма базируется на френологических доказательствах и выражается френологической терминологией. Как я уже упоминал, такое увеличение мозга у аутистов носит лишь статистический характер, речь идет о средних параметрах. Диагностика аутизма у конкретного ребенка, основанная на оценке размера мозга или его отдельных участков, будет чрезвычайно неточной. Утверждения о «слишком большом» или «слишком малом» количестве межнейронных связей отдают грубыми френологическими оценками типа «слишком большой» или «слишком маленький». Если причиной аутизма является некая коннектопатия, различие между больным и здоровым мозгом наверняка проявится в организации связей, а не в их общем количестве. Такую коннектопатию, впрочем, не удастся выявить с помощью нынешних технологий, вот почему все попытки найти четкую и недвусмысленную нейропатологию, которая отвечает за аутизм, пока оканчиваются неудачей.
Может быть, шизофрения тоже обусловлена какой-то коннектопатией? Здесь самые многообещающие доказательства предоставляют исследования процесса исчезновения синапсов. Я уже отмечал, что у взрослых меньше синапсов, чем у младенцев, но я не уточнял, когда происходит это снижение их количества. Как установили специалисты, число синапсов, достигнув максимума в младенчестве, вскоре быстро падает, затем, в детстве, остается практически неизменным, а в подростковые годы снова резко снижается. Возможно, в ходе этого второго сокращения числа синапсов в мозгу шизофреника происходят какие-то патологические изменения. Вероятно, этот дефект не сводится просто к слишком большому или слишком малому числу синапсов: такую разновидность нейропатологии уже обнаружили бы с помощью существующих методов. Скорее всего, исчезают не те синапсы, которые должны исчезать, что и подталкивает мозг к психозу.
Отыскание ясной и однозначной нейропатологии должно стать главной целью исследований аутизма и шизофрении. Если эти недуги – коннектопатии, нужно выйти за пределы френологических методов. Нам понадобятся технологии, которые дает коннектомика. Более того, я полагаю, что изучение аутизма и шизофрении без помощи коннектомики подобно изучению инфекционных заболеваний без микроскопа. Разглядывание микробов, вызывающих болезнь, конечно же, само по себе еще не лекарство, но оно ускоряет его создание. Точно так же, если мы найдем нейропатологию, которая четко и недвусмысленно отличает данное психическое расстройство, это еще не станет лекарством от него, но это будет шаг в нужном направлении.
Давайте рассмотрим противоположную точку зрения, чтобы больше прояснить мою собственную. Возможно, поиск такой нейропатологии – напрасная трата времени. Адепты геномики заявят, что причина аутизма в дефектных генах, так что следует сосредоточиться на их отыскании и не транжирить время на какие-то там коннектомы.
И в самом деле, стремительный прогресс геномики поражает. Когда генные технологии были медленными и дорогостоящими, исследователям приходилось изучать главным образом немногочисленные семейства людей, где на протяжении многих поколений страдали данным заболеванием. Теперь же, чтобы выявить аномалии, можно быстро обследовать геномы больших групп людей. Специалисты обнаружили аномалии в целом ряде различных генов, связанных с возникновением аутизма и шизофрении. Эти достижения впечатляют, но здесь есть и свои ограничения.
Геномика может с высокой степенью уверенности предсказать, что ребенок, появившийся на свет с определенным генетическими дефектами, в дальнейшем станет аутистом или шизофреником. Однако подавляющее большинство случаев этих болезней геномика предсказать не в состоянии, поскольку пока не известно ни одного отдельного дефекта, который сказывался бы в более чем 1–2 % случаев, а большинство известных дефектов проявляются в куда меньшей их доле. В этом смысле для предсказания развития аутизма или шизофрении у данного конкретного человека геномика сейчас неэффективна – точно так же, как неофренология не может заранее определить, каким будет IQ у отдельной личности.
Генетическое тестирование дает более успешные прогнозы касательно болезни Хантингтона (БХ), нейродегенеративного заболевания, которое обычно вспыхивает в среднем возрасте. БХ начинается с непроизвольных подергиваний и постепенно приводит больного к угасанию мыслительных способностей и слабоумию. Поскольку в этот процесс вовлечен всего один ген, БХ куда легче предсказывать, чем аутизм. Аномальный вариант гена можно обнаружить с помощью весьма точного ДНК-теста. Положительный результат теста означает, что у обследуемого разовьется БХ, отрицательный результат – что у него никогда не будет этого заболевания.
Понимание генетики аутизма и шизофрении дается не так легко, поскольку к ним причастно очень много генов. Один из возможных путей развития этих исследований – предположить, что аутизм на самом деле состоит из множества разновидностей, и каждая из них обусловлена своим дефектным геном. Каждую разновидность аутизма можно изучать независимо, разрабатывая для него свою методику лечения. Сейчас эту стратегию применяют многие исследователи, и мне кажется, на коротком отрезке времени она способна принести наибольший успех. Но в долгосрочной перспективе может оправдать себя иной подход: различные генетические дефекты отвечают за одну и ту же нейропатологию. И я полагаю, нам следует сосредоточиться на идентификации этой патологии и отыскании методов ее лечения.