Окончание рассказа о некоторых исследованиях, которые заслуживают Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Часть 1. Часть 2. Часть 3.
Мета-анализ и доказательная медицина
Постоянные читатели Полит.ру уже знакомы с понятием доказательная медицина, которому были посвящены у нас лекции и другие публикации. Доказательная медицина при оценке эффективности и безопасности методов лечения опирается на особым образом продуманные клинические исследования на больших случайных выборках, при строгом двойном или тройном слепом контроле.
Поскольку клинических испытаний проводится много, особую важность получает такой жанр исследования, как систематический обзор (systematic review), где обобщаются результаты нескольких самостоятельных исследований. Чтобы оценить количественно общий эффект на основе нескольких исследований разных авторов, необходимо применять специальные статистические методы, получившие название метаанализ. Облегчить сбор сбора данных для проведения метаанализа призван сайт Trialresultscenter.org, на котором представлены все проводящиеся клинические испытания.
Основными претендентами на Нобелевскую премию по физиологии и медицине за развитие и приложение метода метаанализа к клинической медицине и эпидемиологии аналитики называют профессоров медицинской статистики и эпидемиологии Оксфордского университета сэра Рори Коллинза (Rory Collins) и сэра Ричарда Пето (Richard Peto). Коллинз и Пето возглавляют основанное ими в 1975 году отделение клинических исследований в Оксфордском университете (Clinical Trial Service Unit).
Как увидеть работу мозга
Порою Нобелевскую премию по физиологии и медицине получают не ученые, открывшие неизвестные ранее явления или придумавшие новые методы терапии, а те, кто дал своим коллегам в руки новый метод исследования. Вряд ли можно счесть недостойным награды голландца Виллема Эйнтховена, благодаря которому появилась электрокрадиография (премия 1924 года). Или Розалин Ялоу, открывшую радиоиммунный анализ (премия 1977 года). Или Годфри Хаунсфилда и Аллана Кормака, изобретших компьютерную томографию (премия 1979 года). Или Пола Лотербура и Питера Мэнсфилда, которые создали магнитно-резонансную томографию (премия 2003 года).
Вполне возможно, к этим ученым добавится японец Сэйдзи Огава (Seiji Ogawa), открытие которого лежит в основе функциональной магнитно-резонансной томографии. За последние годы многие уже успели привыкнуть к встречающимся в научно-популярных журналах изображениям человеческого мозга, на которых видны зоны, активные при той или иной деятельности человека. То, что ученые могут теперь это увидеть, позволило сильно продвинуть исследования сразу во многих областях.
Метод, позволяющий создавать такие изображения, и есть функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Напомним, что обычная МРТ основана на том, что в очень сильном магнитном поле атомы водорода меняют свой магнитный момент (ориентацию относительно линий поля) под воздействие электромагнитных волн определенной частоты. Значит МРТ позволяет нам видеть атомы водорода в организме.
Что же сделал Сэйдзи Огава? Он понял, что при помощи МРТ можно следить за изменениями в степени насыщенности крови кислородом. Магнитные свойства молекулы гемоглобина меняются в зависимости от того, несет ли она кислород или нет. А деятельность нейронов мозга требуют больших затрат кислорода, поэтому в тех кровеносных сосудах, которые проходят рядом с местами активной работы нейронов, концентрация кислорода резко падает. Это мы и видим при помощи фМРТ. Чтобы сделать картину наглядной, программа показывает уровень кислорода при помощи разной окраски.
Многочисленные данные фМРТ мозга, собранные из опубликованных статей, аккумулируются на сайте Neurosynth. Пользователи могут сами видеть, какие зоны мозга активны при выполнении человеком разных задач, и сопоставлять результаты различных исследований. Можно, например, выбрать участок мозга и получить список тех работ, где показана его активность при разных действиях человека. Можно, наоборот, поискать, какие участки активизируются при разных эмоциях, счете, восприятии письменной и устной речи и так далее.
Нервные клетки восстанавливаются!
Мы довольно долго считали, что должны обходиться теми запасами нейронов, что у нас есть, и не рассчитывать на пополнение. Нервные клетки не способны к делению, а значит, их число только уменьшается со временем. Однако со временем ученые поняли, что это не так.
Первым был, видимо, Джозеф Олтман (Joseph Altman), который в 1962 году опубликовал в журнале Science статью «Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?», где описывал опыт на крысах, в ходе которого обнаружил возникновение новых нервных клеток в мозге. Олтман разрушал в мозге крыс латеральное коленчатое тело и вводил в мозг радиоактивное вещество, которое было способно проникать в новые клетки. Несколько позже Олтман обнаружил ростральный миграционный поток – путь, по которому нейробласты (предшественницы нервных клеток) попадают в обонятельную луковицу. Однако работы Олтмана в основном остались без внимания.
Лишь в 1980-х годах интерес к этой теме возобновился и с тех пор уже не спадал. Ширли Байер (Shirley Bayer), ставшая женой Олтмана, и Майкл Каплан (Michael Kaplan) в новых экспериментах подтвердили образование нейронов в мозге взрослых крыс. Приблизительно в это же время Фернандо Ноттебом (Fernando Nottebohm) открыл это же явление у птиц. Он проводил опыты над самцами канареек, исследуя у них центр мозга, ответственный за формирование песни. Ученые и ранее замечали, что в песне канареек периодически возникают новые колена, причем это происходит, и когда птица находится в изоляции и не может перенять их у собратьев. Ноттебом обнаружил активное формирование новых нейронов в певческом центре мозга после брачного сезона. Благодаря им певец и обновляет свой репертуар.
Откуда же берутся новые нейроны? В ходе развития зародыша нейроны образуются из стволовых клеток. Оказывается, что и у взрослых млекопитающих стволовые клетки дают начало новым нейронам. Происходит это, в основном, в двух зонах мозга: на внутренней поверхности боковых желудочков мозга и возле зубчатой извилины гиппокампа.
Нейробиолог Фред Гейдж (Fred H. Gage) провел ряд опытов, изучая формирование новых нейронов у крыс. Например, ему удалось вернуть крысе зрение после разрушения сетчатки глаза. Для этого Гейдж пересадил в зону сетчатки часть ткани мозга, содержащую стволовые клетки. В результате они дали начало новым нейронам, которые воссоединились со зрительным нервом, и крыса стала видеть.
Наконец, в 1998 году Фред Гейдж и шведский нейробилог Петер Эрикссон (Peter Eriksson) объявили, что новые нейроны образуются и в мозге человека. Чтобы это доказать, они исследовали ткани нескольких пациентов, умерших от рака. Во время лечения в организм пациентов вводился бромдезоксиуридин (BrdU). Он заменяет тимидин (тимин, связанный с дезоксирибозой) и может во время редупликации ДНК встраиваться в новую цепочку. Следовательно, BrdU попадает в новые клетки, возникающие после деления. В онкологии его используют для обнаружения интенсивно делящихся клеток опухоли. Гейдж и Эрикссон обнаружили, что BrdU содержался в большом количестве нейронов в гиппокампе мозга. Следовательно, они образовались уже после введения этого вещества в организм.
