ПОЛСТАКАНА ВОДЫ ИЛИ ПОЛУПУСТОЙ СТАКАН?

В Ереване прошла международная конференция «Неделя нейронаук-2023». В интервью «ГА» председатель конференции, доктор биологических наук, профессор Университета Санкт-Петербурга и университета «Сириус», член Европейской академии,  президент Международного сообщества изучения стресса и поведения Алан Калуев говорит о биологической стороне стресса и индивидуальных реакциях на негативные факторы.

- Алан Валерьевич, какими исследованиями вы занимаетесь?

- Я нейробиолог. Лаборатория, которой я руковожу, занимается вопросами трансляционной биомедицины. Это поиск возможностей применения результатов фундаментальных исследований в практической медицине - диагностике и терапии заболеваний мозга. Эксперименты проводятся на грызунах и аквариумных рыбках данио-рерио. В последние годы эти рыбки стали популярным объектом исследований в биомедицине.

- Но неужели результаты исследований, полученные на рыбках, применимы к человеку?

- Абсолютно полностью. Нет ни одного важного заболевания мозга, которым страдают люди и которое нельзя моделировать на рыбах. Это касается и эпилепсии. На рыб можно подействовать препаратом, вызывающим судороги, и получить ту же картину, которую мы наблюдаем у людей во время приступа эпилепсии. И антиэпилептические препараты на людей и рыб действуют одинаково. У рыб можно спровоцировать и аутизм. Они не говорят, но это очень социальные животные, которые проводят гораздо больше времени вместе, в стайке, чем люди. Аутизм часто возникает в результате химического воздействия, поэтому его можно достаточно легко моделировать и на рыбах. Причем аутизм у человека проявляется не только в отсутствии вербальной коммуникации, но и в нарушении социального поведения. А рыбы начинают плавать не в стайке, а поодиночке, и признаки аутизма - социальные дефициты - у них четко прослеживаются.

- Чем вы объясняете рост случаев аутизма?

- Стоит рассмотреть две важные причины. Во-первых, неблагоприятное состояние окружающей среды, в которой в большом количестве присутствуют токсины и химикаты, проникающие в человеческий организм через продукты питания, выращенные на загрязненной почве, и через воздух. В результате может возникнуть не только аутизм, но и другие отклонения, особенно связанные с нарушением раннего развития мозга. Но возможна и другая причина. Методы диагностики сегодня значительно усовершенствовались, и это заболевание чаще выявляется. Раньше психиатры, сталкиваясь со случаем аутизма, говорили, что у ребенка странности. Современный уровень диагностики позволяет точно поставить диагноз, выявить истинные причины неадекватного поведения. Аутизм – результат нарушения развития мозга, при котором нейроны и целые отделы мозга неправильно развиваются. В большинстве случаев это наследственное заболевание, хотя дети с аутизмом рождаются и у совершенно здоровых людей, если, например, мать во время беременности переболела инфекцией.

- Аутизм не поддается лечению?

- Сегодня это в общем-то неизлечимое заболевание. Но значительно скорректировать ситуацию можно. В тех семьях, где этим детям, их обучению уделяется очень много внимания, где их правильно воспитывают, развивают, прививают навыки адекватного поведения и общения, можно существенно улучшить ситуацию. К тому же появляются новые экспериментальные методы лечения, которые еще недавно невозможно было себе представить, например, генная терапия. И если у ребенка обнаруживается дефицит какого-то гена, при развитии новых методов лечения его можно будет компенсировать.

- Но эти методы пока еще не стали общедоступными, массовыми…

- Личный автомобиль тоже был когда-то доступен лишь единицам. Сегодня наука и медицина развиваются очень быстро, поэтому, думаю, проблему аутизма можно будет решить уже в обозримом будущем.

- Наверное, вы занимаетесь не только болезнями мозга?

- Моделирование болезней мозга - это одно направление, которым занимается наша лаборатория. Второе – тестирование новых лекарственных препаратов.

- Тоже на рыбах?

- Не стоит удивляться. У человека и животных, в том числе рыб, гораздо больше общего, чем многие думают. У человека и рыб 70% генов и более 85% молекулярных мишеней совпадают. Значит, если препарат работает на рыбах, то на 70% он окажется результативным и для людей. Причем, эксперименты на рыбах не только обходятся гораздо дешевле, чем, например, на грызунах, но и намного быстрее дают результаты.

- Но ведь рыбы значительно более простые организмы, чем люди…

- И в этом их преимущество в плане проведения экспериментов. При тестировании лекарственных препаратов на сложных организмах какие-то эффекты могут быть смазаны. Использование рыб позволяет существенно снизить число препаратов, проходящих дальнейшие этапы тестирования. Дорогостоящие испытания на грызунах проходит лишь небольшая часть препаратов.

- А компьютерные исследования не могут заменить эксперименты на животных?

- Ни в коем случае. Но искусственный интеллект – прекрасное подспорье в экспериментальной работе. Использование компьютеров позволяет предсказать какие-то свойства препарата, в том числе на основе его сходства с другими, проанализировать биологические ответы, оценить примерно 50-60 параметров поведения рыб и т.д.

- И как это работает?

- Мы тестируем много препаратов на рыбах, потом эта информация закладывается в компьютер, передается искусственному интеллекту, и мы таким образом аннотируем данные относительно того, какие препараты вызвали те или иные эффекты. Система учится распознавать по разным признакам эффекты известных препаратов, и на этом основании мы можем прогнозировать возможные эффекты новых препаратов. А это уже не простое компьютерное прогнозирование эффектов препарата на основе химического моделирования молекул, а настоящая биологическая или нейробиологическая скрининговая платформа реальных эффектов препарата в сложных живых системах, предсказывающая свойства препарата с использованием искусственного интеллекта и той информации, которая уже была заложена в компьютер.

- Фармацевтические фирмы интересуются результатами ваших исследований?

- Фарминдустрия преследует в первую очередь коммерческие цели и чаще продвигает уже известные препараты. Наши исследования – скорее область фундаментальной науки и полученные результаты могут оказаться востребованными лишь десятилетия спустя.

- Проходившая в Ереване конференция, в которой вы принимали участие, была посвящена воздействию стресса на поведение. Но реакции на стресс индивидуальны. Как это объясняет наука?

- Общество гетерогенно, оно состоит из совершенно разных людей, наделенных своими индивидуальными особенностями, поэтому нет универсальных законов, диктующих поведение человека, ответ его нервной системы. Если действовать сильными витальными стрессами – на уровне выживания, то реакции будут максимально похожи. Если в комнату войдет тигр, все побегут независимо от индивидуальных особенностей. Чем сильнее стресс, тем более универсальны ответные реакции. Но такие стрессы случаются редко. 

- Слово стресс употребляется часто, но, видимо, не все неприятности и проблемы следует считать стрессом?

- Важно отношение к происходящему. Кто-то наступил в лужу и у него на весь день испорчено настроение и это лишний повод считать себя неудачником, другой тут же об этом забыл или даже посмеялся над своей неуклюжестью. Стресс – это не просто внешнее событие, он возникает внутри нас, все зависит от наших подходов к тому или иному вопросу, это наше восприятие событий. Что мы видим - полстакана воды или полупустой стакан? Но в целом людей можно разделить на три категории – «бойцы», «плаксы» и «середнячки». Это относится и ко многим болезням, и к способностям к обучению, и в ответах на стресс. Разделение условное, но количество тех, других и третьих примерно равное.

- Народы, которых история не щадила, более или менее устойчивы к стрессам? Или тут опять-таки реакции определяет индивидуальный подход?

- Науке известно, что у потомков людей, переживших геноцид или холокост, существуют молекулярно-генетические отличия, причем они могут сохраняться у нескольких поколений. Но это не отрицает индивидуальных реакций. К числу важных факторов также следует отнести ситуацию и настроения в обществе, государственную политику. Например, на протяжение многих веков армяне подвергались опасностям из-за враждебного окружения, пережили геноцид, но живут на своей земле уже не одно тысячелетие. Поэтому если государственная политика будет способствовать обеспечению безопасности нации, созданию сильной армии, решению социальных проблем, то влияние пережитых предками катаклизмов будет постепенно ослабевать, а народ, прошедший тяжелейшие испытания, будет осознавать себя исторически сильным «бойцом», способным все преодолеть и выжить в любых условиях.

- И все-таки, что важнее – генетика или психология, индивидуальное отношение к негативным факторам?

- Генетика – это набор генов, но, чтобы гены работали в клетке, они должны кодировать белок. Если упростить, то можно сказать, что если ДНК расправлена, она более доступна для считывания и кодирования белка, но, если конфигурация ДНК скручена, то какие-то важные белки вырабатываться не смогут. Поэтому генетика может быть в порядке, а необходимые организму белки синтезироваться не будут, и это, безусловно, повлияет на поведение и развитие нервной системы. И у людей, предки которых пережили геноцид или другой сильный стресс, такие нарушения наблюдаются. Механизмы синтеза белка у них работают по-другому. Это уже вопросы эпигенетики, которая занимается влиянием внешних факторов на работу генов.

- Эти люди больше подвержены стрессам?

- Генетика, безусловно, играет важную роль. Поэтому задача медицины - научиться учитывать и купировать эпигенетические нарушения. Но, как я уже говорил, вопрос не только в генетической предрасположенности, но и в том, как человек реагирует на негативные события. Не последнюю роль играет и судьба - то, как складывается жизнь. В силу своих генетических характеристик человек может быть устойчивым к стрессу, но если стрессов очень много, то со временем он станет тяжело переживать негативные события и наоборот. Не все определяет генетика и не все определяет воздействие внешних факторов, но сочетание плохой генетики и негативного воздействия внешней среды приводит к наиболее выраженной дезадаптации. Я уже говорил о «бойцах» и «плаксах». Так вот «бойцы» не только легче преодолевают стресс, но и скорее находят решения в самых сложных жизненных ситуациях.