Мастера психологии – 1 17 страница

Это ведет нас к следующему вопросу о том, как мозг обрабатывает воспоминания и как стресс влияет на этот процесс — что происходит на уровне групп нейронов в коре и в гиппокампе?

Раньше исследователи коры мозга считали, что каждый отдельный нейрон коры выполняет отдельную задачу, он «знает» только один какой-то факт. Это мнение подтверждали несколько очень важных работ, проведенных в 1960-х годах Дэвидом Хьюбелом и Торстеном Визелом из Гарварда. Они исследовали то, что, как мы уже знаем, является одной из самых простых зон коры — область, где происходит обработка зрительной информации. Они обнаружили первый слой зрительной зоны коры головного мозга, где каждый нейрон реагирует только на один стимул, а именно на единственную точку света на сетчатке глаза. Нейроны, которые реагируют на последовательность смежных точек света, отправляют свои проекции в один нейрон в следующем слое. Но на что реагирует этот нейрон? На полосу, состоящую из точек света. Серия этих нейронов отправляет проекции в следующий слой, а каждый нейрон этого слоя коры реагирует на определенную движущуюся полосу света.

Это привело ученых к выводу, что есть и четвертый слой коры, где каждый нейрон реагирует на определенный набор полос света, а также пятый и шестой слои, вплоть до «энного» слоя, где находится нейрон, реагирующий только на один стимул, а именно налицо вашей бабушки под особым углом (а рядом с ним находится нейрон, который узнает ее лицо под немного другим углом, а рядом с ним — следующий...). Начался поиск того, что так и назвали — нейроны «бабушки», нейроны более высоких слоев коры, которые «знают» что-то одно и только одно, то есть «узнают» сложный, составной бит сенсорной информации. Со временем стало очевидно, что в коре очень мало таких нейронов, потому что у нас просто нет такого количества нейронов и мы не можем себе позволить подобной ограниченности и узкой специализации нейронов.

Память и информация хранятся не в отдельных нейронах, они хранятся в характере возбуждения обширных массивов нейронов, на современном научном жаргоне — в нейронных «сетях». Как работают такие сети? Рассмотрим очень упрощенную схему нейронной сети, приведенную на диаграмме (рис. 36).

 

Первый слой нейронов (нейроны 1-3) — классические нейроны Хьюбела и Визела. Каждый из этих нейронов «знает» какой-то один факт. Нейрон 1 узнает картины Гогена, нейрон 2 — картины Ван Гога, а нейрон 3 — картины Моне. (Эти гипотетические нейроны более узкоспециализированные, чем любые реальные нейроны в мозге, но эта иллюстрация помогает понять, что такое нейронные сети.) Эти три нейрона создают проекции — отправляют информацию на второй уровень этой сети, где находятся нейроны А—Е. Обратите внимание на паттерн проекции: нейрон 1 общается с А, В и С; нейрон 2 общается с В, С и D; нейрон 3 общается с С, D и Е.

Что «знает» нейрон А? Он получает информацию только от нейрона 1, о картинах Гогена. Это еще один специализированный нейрон. Точно так же Е получает информацию только от нейрона 3 и знает только Моне. А что с нейроном С; что знает он? Он знает об импрессионизме, о том, что общего у этих трех художников. Этот нейрон как бы говорит: «Я не могу сказать, как зовут художника и как называется картина, но точно кто-то из импрессионистов». Он обладает знанием, которое не содержится ни в одном из отдельных фрагментов информации, но возникает благодаря объединению разных фрагментов информации, которая к нему поступает. Нейроны В и D — тоже нейроны импрессионизма, но они не так хорошо разбираются в нем, как нейрон С, потому что у них меньше примеров. Основное количество нейронов в коре мозга обрабатывают воспоминания как нейроны В—D, а не как А или Е.

Мы используем такие связные сети всякий раз, когда пытаемся что-то вспомнить, что-то, что уже почти вспомнилось. Продолжим тему истории искусств и предположим, что вы пытаетесь вспомнить имя художника, этого парня, как же его зовут... Такой коротышка с бородой (активация нейронных сетей, где хранятся «коротышки» и «мужчины с бородой»). Он рисовал парижских танцовщиц; но это не Дега (активируются еще две сети). Он нравился моей школьной учительнице рисования; раз уж я помню ее имя, то наверняка вспомню и его... ой, я вспомнил, как пошел в музей и там была симпатичная девчонка, я попытался заговорить с ней перед одной из его картин... о, в его имени еще есть какая-то подсказка, какой-то город во Франции... И когда активируется достаточно много сетей, вы наконец натыкаетесь на тот факт, который лежит на их пересечении: Тулуз-Лотрек—то, что знает нейрон С.

Это упрощенное описание того, как работает нейронная сеть, и нейробиологи начали думать, что и обучение, и хранение воспоминаний «укрепляют» одни ответвления этой сети, а не другие. Как происходит это укрепление? Чтобы это выяснить, мы перейдем к последнему уровню обобщения и рассмотрим крошечные промежутки между нитевидными ответвлениями двух нейронов. Эти промежутки называются синапсами. Скажем, нейрон услышал какую-то интересную сплетню и хочет передать ее дальше. По нему проходит волна электрических импульсов, и она запускает выработку химических посредников — нейромедиаторов, которые проходят через синапс и «включают» следующий нейрон. Существуют десятки, а может быть, даже сотни разных видов нейромедиаторов, и синапсы в гиппокампе и в коре постоянно используют нейромедиаторы. Вероятно, самый сильный из них — глутамат.

Глутаматергические синапсы не только очень возбудимы, но и обладают двумя свойствами, важными для памяти. Прежде всего эти синапсы нелинейны в своих функциях. Что это значит? В обычном синапсе небольшое количество нейромедиатора выделяется из первого нейрона и «включает» второй нейрон; если этого нейромедиатора хотя бы на каплю больше, возбуждение также вырастет, и т. д. В глутаматергических синапсах вырабатывается глутамат, и ничего не происходит. Его вырабатывается еще больше, и снова ничего не происходит. Но если преодолен определенный порог концентрации глутамата, внезапно второй нейрон приходит в сильное возбуждение и возникает массивная волна активации. Так происходит процесс обучения. Преподаватель что-то бубнит на лекции, его слова влетают в одно ухо и вылетают в другое. Это повторяется снова и снова, информация не усваивается. Наконец, когда это повторяется в сотый раз, загорается лампочка: «Ага!» — и до нас вдруг доходит. На упрощенном уровне, когда до нас наконец доходит, это значит, что мы только что преодолели нелинейный порог глутаматной активации.

Вторая особенность еще более важна. При соответствующих условиях, когда в синапсе возникло достаточное количество супервозбуждающих глутаматных «ага»-реакций, что-то происходит. Синапс становится более возбудимым, и в следующий раз для появления «ага»-реакции нужно меньше возбуждающих сигналов. Этот синапс только что чему-то научился; это «потенцировалось», то есть усилилось. Самое удивительное, что такая гипервозбудимость синапса может сохраняться довольно долго. Но пока что нейробиологам не удается выяснить, как работает этот процесс «долговременной потенциации».

Появляется все больше свидетельств того, что формирование новых воспоминаний иногда может происходить в результате создания новых связей между нейронами (в дополнение к потенциации уже существующих) или, еще более радикально, образования новых нейронов. Эта последняя, спорная гипотеза обсуждается ниже. В настоящий момент это все, что нам нужно знать о том, как наш мозг помнит годовщину свадьбы, спортивную статистику, цвет глаз сестры и то, как танцевать вальс. Теперь мы готовы выяснить, что делает с памятью стресс.

Улучшение памяти во время стресса  

Прежде всего нужно отметить, что умеренные кратковременные стрессоры улучшают память. Это имеет смысл, ведь существует оптимальный уровень стресса, который мы называем «возбуждением», — это состояние, когда мы внимательны и сосредоточенны. Этот эффект показан на лабораторных животных и на людях. Одно особенно изящное исследование в этой области провели Ларри Кахилл и Джеймс Макгоу из Калифорнийского университета в Ирвайне. Контрольная группа испытуемых прослушала довольно скучный рассказ: мальчик с мамой идут по городу, проходят мимо разных магазинов, переходят дорогу и заходят в больницу, где работает отец мальчика, им показывают рентгеновский кабинет... и т. д. Участникам экспериментальной группы рассказали похожую историю, но в ней был некоторый эмоционально запряженный материал: мальчик с мамой идут по городу, проходят мимо разных магазинов, переходят дорогу и вдруг... мальчика сбивает машина! Его срочно увозят в больницу и отправляют в рентгеновский кабинет... Через несколько недель участники эксперимента прошли тестирование, и оказалось, что участники экспериментальной группы помнят историю лучше, чем участники контрольной группы, но только самую эмоциональную ее часть. Это подтверждает одну особенность памяти: мы лучше всего запоминаем то, что вызвало у нас эмоции, например сцену преступления, свидетелями которого мы стали. Эмоциональные компоненты улучшают память (хотя воспоминания при этом не всегда будут точными), а нейтральные детали запоминаются хуже.

Это исследование также показало, как эта особенность влияет на память в целом. Когда мы слышим историю о каком-то стрессовом событии, у нас запускается реакция на стресс. Сейчас мы уже знаем, что при этом активируется симпатическая нервная система и в кровь начинают поступать адреналин и норадреналин. Симпатическое возбуждение здесь очень важно: когда Кахилл и Макгоу давали испытуемым препарат, блокирующий симпатическую активацию (бета-блокатор пропранолол, препарат, который часто используют для понижения артериального давления), участники экспериментальной группы запоминали рассказанную им эмоциональную историю не лучше, чем участники контрольной группы. Дело не только в том, что пропранолол нарушает процесс запоминания. Он нарушает процесс запоминания в ситуации стресса (другими словами, участники экспериментальной группы так же хорошо помнили скучные детали истории, как и участники контрольной группы, но хуже помнили ее эмоциональные аспекты).

Симпатическая нервная система косвенным образом переводит гиппокамп в более активное, возбужденное состояние, что облегчает консолидацию воспоминаний (рис. 37). В этом процессе принимает участие область мозга, имеющая центральное значение для понимания феномена тревожности, о чем мы будем говорить в главе 15, —миндалевидное тело.

У симпатической нервной системы есть еще один маршрут для улучшения когнитивных способностей. Для взрывной, нелинейной, долговременной потенциации, включающей лампочку в гиппокампе с помощью глутамата, нужны тонны энергии. Симпатическая нервная система помогает получить эту энергию, мобилизуя поступление глюкозы в кровь и увеличивая силу, с которой кровь прокачивается в мозг.

 

Эти изменения довольно адаптивны. Когда возникает стрессор, полезно хорошенько порыться в памяти («Как я справился с проблемой в прошлый раз?») и сформировать новые воспоминания («Если я это переживу, мне нужно запомнить, как я попал в эту ситуацию, чтобы снова не наступить на те же грабли»). Таким образом, стресс ненадолго увеличивает поставку глюкозы в мозг, это дает нейронам больше энергии, и поэтому нам становится проще вспоминать прошлые ситуации и формировать новые воспоминания.

Таким образом, симпатическое возбуждение во время стресса косвенным образом облегчает энергоемкий процесс запоминания лиц в толпе, исступленно вопящей о «классической» кока-коле. Кроме того, умеренное повышение уровня глюкокортикоидов (как во время умеренного, кратковременного стресса) также улучшает память. Это происходит в гиппокампе, где этот умеренно повышенный уровень глюкокортикоидов облегчает долговременную потенциацию. Наконец, существуют какие-то до сих пор неясные механизмы, благодаря которым умеренный, кратковременный стресс повышает чувствительность сенсорных рецепторов. В ситуации умеренного стресса вкусовым рецепторам, обонятельным рецепторам, кохлеарным клеткам в ушах теперь нужно меньше возбуждения, чтобы войти в активированное состояние и передать информацию в мозг. В такой ситуации мы вполне можем услышать, как за два квартала от нас кто-то открывает банку кока-колы.

Тревожность: небольшое предисловие

Мы только что видели, как умеренный и кратковременный стресс может облегчать яркие воспоминания, за которые отвечает область гиппокампа. Оказывается, стресс может улучшать и другой тип памяти, связанный с эмоциональными воспоминаниями, очень далекими от гиппокампа и его унылой обеспокоенности фактами. Этот альтернативный тип памяти и его улучшение во время стресса связаны с отделом мозга, о котором мы уже говорили, — с миндалевидным телом. Реакция миндалевидного тела во время стресса очень важна для понимания тревожных расстройств и пост- травматического стрессового расстройства, которые мы обсудим в главе 15.

Если стресс продолжается слишком долго  

Вспомним нашу дихотомию между «бегом на длинную дистанцию по саванне» и «беспокойством по поводу ипотеки». Мы рассмотрим, как нарушается процесс формирования и извлечения воспоминаний, когда стрессоры становятся слишком сильными или слишком длительными. Специалисты в сфере обучения и памяти называют это инвертированной U-образной зависимостью. Когда мы переходим из состояния покоя в состояние умеренного, кратковременного стресса, возникает активация и память улучшается. Затем, при переходе к сильному стрессу, память ухудшается.

Такое ухудшение памяти было показано в многочисленных исследованиях на лабораторных крысах для самых разных стрессоров — ограничение подвижности, удар током, запах кошки. Те же результаты были получены, когда вместо действия стрессоров крысам вводили большие дозы глюкокортикоидов. Но это, возможно, не дает нам ничего интересного. Сильный стресс или много глюкокортикоидов могут просто негативно влиять на мозг в целом. Возможно, крысы в таком состоянии получили бы низкий балл по тестам на координацию движений, скорость реакции на сенсорные стимулы и т. д. Но тщательные контрольные исследования показали, что другие аспекты функционирования мозга, например имплицитная память, остались на обычном уровне. Возможно, дело не в том, что нарушены способность к обучению и память, а в том, что крыса настолько сосредоточена на запахе кошки или настолько им встревожена, что просто не может успешно решать другие задачи. Что касается эксплицитной памяти, функция извлечения воспоминаний кажется более уязвимой для стресса, чем формирование новых воспоминаний. О похожих результатах сообщали и авторы исследований на обезьянах.

А что происходит у людей? Почти то же самое (рис. 38). При расстройстве, получившем название синдрома Кушинга, у человека развивается опухоль, и это приводит к выработке тонн глюкокортикоидов. Задумайтесь, что не так со следующим пациентом с синдромом Кушинга. Повышенное артериальное давление, диабет, подавление иммунитета, проблемы с репродуктивной системой. Вот вам и половина содержания этой книги. В течение многих десятилетий было известно, что у таких пациентов возникают проблемы с памятью, особенно с эксплицитной памятью, — возникает кушингоидная деменция. Как мы видели в главе 8, синтетические глюкокортикоиды часто назначают для лечения аутоиммунных нарушений или воспалительных заболеваний. При длительном их приеме также возникают проблемы с эксплицитной памятью. Но может быть, это происходит из-за болезни, а не из-за приема глюкокортикоидов? Памела Кинан из Университета Уэйна исследовала пациентов с воспалительными заболеваниями и сравнила тех, кого лечили с помощью стероидных противовоспалительных препаратов (то есть глюкокортикоидов), с теми, кто принимал нестероидные препараты; оказалось, что проблемы с памятью являются функцией приема глюкокортикоидов, а не заболевания.

Рис. 38. Целеустремленный бизнесмен Билли Слоун скоро обнаружит, что длительный стресс ухудшает память

 

В качестве самого наглядного доказательства: у здоровых добровольцев через несколько дней приема больших доз синтетических глюкокортикоидов эксплицитная память ухудшается. Одна проблема в интерпретации этих исследований заключается в том, что синтетические гормоны работают немного не так, как настоящие, и дозы, которые принимали испытуемые, приводят к более высокому уровню глюкокортикоидов в крови, чем обычно вырабатывает тело, даже во время стресса. Здесь важно, что сам по себе стресс или «введение» стресса в виде глюкокортикоидов, который естественным образом возникает у людей, также нарушает память. Как и в исследованиях на животных, имплицитная память остается на том же уровне, и более уязвимой оказывается функция извлечения информации из прошлого, а не создания новых воспоминаний.

Есть также результаты (хотя их намного меньше), показывающие, что стресс нарушает нечто, носящее название функции управления. Она немного отличается от памяти. Она не относится к когнитивной сфере хранения и извлечения фактов, а касается того, что мы делаем с фактами, — организуем ли мы их стратегически, в качестве оснований для наших суждений и процесса принятия решений. Эта функция связана с областью мозга, которая называется префронтальной корой. Мы подробно поговорим о ней в главе 16, когда будем рассматривать, какое влияние стресс может оказывать на процесс принятия решений и контроль побуждений.

Негативное воздействие стресса на гиппокамп  

Как длительный стресс влияет на память, связанную с гиппокампом? Этот процесс хорошо изучен на лабораторных животных.

Во-первых, нейроны гиппокампа прекращают нормально работать. Стресс может нарушить долговременную потенциацию в гиппокампе даже при отсутствии глюкокортикоидов (как у крысы с удаленными надпочечниками). По-видимому, это происходит из-за очень сильного возбуждения симпатической нервной системы. Тем не менее основные исследования в этой области сосредоточены на глюкокортикоидах. Как только уровень глюкокортикоидов переходит из диапазона, характерного для умеренных стрессоров, в диапазон, типичный для сильного стресса, этот гормон больше не способствует долговременной потенциации — процессу, в ходе которого соединение между двумя нейронами что-то «помнит», становясь более возбудимым. Вместо этого глюкокортикоиды теперь нарушают этот процесс. Кроме того, высокий уровень глюкокортикоидов также усугубляет так называемое долговременное подавление — возможно, именно этот механизм лежит в основе процесса забывания, противоположного «ага»-реакции гиппокампа.

Как же получается, что небольшое увеличение уровня глюкокортикоидов (во время умеренного стрессора) делает одно (укрепляет потенциацию связи между нейронами), а большой рост уровня глюкокортикоидов приводит к прямо противоположному результату? В середине 1980-х годов Рон де Клет из Университета Утрехта в Нидерландах обнаружил очень изящный ответ. Оказывается, в гиппокампе есть много рецепторов глюкокортикоидов и эти рецепторы бывают двух типов. Оказалось, что гормон примерно в десять раз лучше связывается рецепторами первого типа (их назвали «высокоаффинными» рецепторами), чем с рецепторами другого типа. Это значит, что, если уровень глюкокортикоидов повышен ненамного, влияние этих гормонов в гиппокампе контролируют высокоаффинные рецепторы. И наоборот, если мы имеем дело с сильным стрессором, гормон активирует низкоаффинные рецепторы. И, что совершенно логично, оказывается, что активация высокоаффинных рецепторов улучшает  долговременную по- тенциацию, а активация низкоаффинных рецепторов приводит к противоположным результатам. Так формируется инвертированная U-образная зависимость, о которой мы говорили выше.

В предыдущем разделе мы уже отмечали, что область головного мозга, которую называют миндалевидным телом, играет центральную роль в типах эмоциональных воспоминаний, связанных с тревожностью. Но миндалевидное тело играет важную роль и здесь. Его активность повышается при воздействии сильного стрессора, и оно отправляет в гиппокамп очень много нейронных проекций. Возможно, активация этого пути приводит к тому, что стресс начинает нарушать функционирование гиппокампа (рис. 39). Повредите у крысы миндалевидное тело или рассеките его связи с гиппокампом, и стресс больше не будет ослаблять связанную с гиппокампом память даже при повышенном уровне глюкокортикоидов. Это объясняет открытие, возвращающее нас к теме физиологических «отметин» стресса, а также демонстрирует, что та или иная активность может представлять вызов для физиологического аллостаза, не являясь при этом психологически негативной. Например, секс повышает уровень глюкокортикоидов у самцов крыс, не активируя при этом миндалевидное тело и не нарушая функционирования гиппокампа.

Во-вторых, нейронные сети теряют связность. Если мы вернемся к диаграмме «нейронов импрессионизма» (см. рис. 36), то увидим на ней условные обозначения, указывающие на то, как один нейрон говорит с другим, отправляя к нему «проекции». Как мы говорили несколькими абзацами ниже этой диаграммы, эти проекции совершенно реальны — это длинные, разветвленные отростки, отходящие от нейронов, формирующие синапсы с разветвленными отростками других нейронов. Эти отростки (аксоны и дендриты), очевидно, отвечают за коммуникацию между нейронами и формирование нейронных сетей. Брюс Макьюен показал, что у крысы всего через несколько недель постоянного стресса или после введения больших доз глюкокортикоидов эти отростки начинают иссушаться, истощаться и терять связность. То же самое может происходить в мозге приматов. При этом синаптические связи прерываются и сложность нейронных сетей снижается. К счастью, кажется, что в конце стрессового периода нейроны могут восстанавливаться и воссоздавать связи друг с другом.

Рис. 39. Нейроны гиппокампа крысы. Слева здоровые нейроны; справа — нейроны и их отростки, истощенные длительным стрессом

 

Такая временная атрофия нейронных процессов, вероятно, объясняет характерную особенность проблем с памятью во время хронического стресса. Если после обширного инсульта или на последней стадии болезни Альцгеймера в гиппокампе разрушаются большие области нейронов, это сильно ослабляет память. Воспоминания могут полностью исчезнуть, и человек не может вспомнить, например, как зовут его жену. Если во время хронического стресса нейронная сеть «слабеет» и «ветки» нейронных «деревьев» начинают сохнуть, то воспоминания о том, как зовут Тулуз- Лотрека, никуда не исчезают. Просто приходится дольше это вспоминать и создавать для этого больше ассоциаций, ведь все сети, задействованные в этом процессе, работают менее эффективно. Воспоминания не пропали, просто к ним труднее получить доступ.

В-третьих, формирование новых нейронов подавляется. Если бы в последнюю тысячу лет вам довелось изучать основы нейробиологии, вам бы то и дело повторяли, что взрослый мозг не создает новых нейронов. Недавно стало ясно, что это мнение совершенно ошибочно[69]. Поэтому исследования «нейрогенеза у взрослых» сегодня стали одной из самых горячих тем нейробиологии.

Две особенности такого нейрогенеза имеют непосредственное отношение к теме этой главы. Во-первых, гиппокамп — один из двух отделов мозга, где формируются новые нейроны[70]. Во-вторых, скорость нейрогенеза может меняться. Процесс обучения, окружающая среда, богатая стимулами, физические упражнения или прием эстрогена увеличивают скорость нейрогенеза, а самые сильные его ингибиторы, идентифицированные до настоящего времени, как и следовало ожидать, — глюкокортикоиды и стресс, даже если он длится всего несколько часов, по крайней мере у крыс.

Возникают два ключевых вопроса. Во-первых, когда стресс прекращается, восстанавливается ли нейрогенез, и если да, то как быстро? Пока мы этого не знаем. Во-вторых, каковы последствия того, что стресс снижает способность к нейрогенезу у взрослых людей? С этим вопросом связан еще один: для чего взрослым нужен нейрогенез? Этот вопрос вызывает жаркие споры, и противники публично сражаются друг с другом на аренах научных конференций. В одном углу ринга — исследователи, которые предполагают, что при соответствующих условиях в гиппокампе может происходить активный нейрогенез, новые нейроны формируют связи с другими нейронами, и эти новые связи фактически необходимы для определенных типов обучения. Соперники в другом углу ринга упорно отвергают эти идеи. Слово за рефери.

В-четвертых, нейроны гиппокампа оказываются в опасности. Как мы уже говорили, через несколько секунд после начала стресса увеличивается поступление глюкозы в мозг. А если стресс продолжается? Примерно через 30 минут непрерывного действия стрессора поступление глюкозы перестает расти и возвращается к нормальному уровню. Если стресс продолжается, поступление глюкозы в мозг даже снижается, особенно в область гиппокампа. Оно снижается примерно на 25%, и это происходит из-за глюкокортикоидов[71].

Сокращение поступления глюкозы в здоровый, счастливый нейрон не приводит ни к каким особым последствиям. Просто у нейрона возникают легкая тошнота и головокружение. Но что, если нейрон не здоров и не счастлив, а переживает неврологический кризис? В такой ситуации вероятность его гибели повышается.

Глюкокортикоиды поставят под угрозу способность нейронов гиппокампа пережить серию негативных воздействий. Возьмите крысу, вызовите у нее сильный эпилептический припадок, и чем выше у нее уровень глюкокортикоидов во время припадка, тем больше нейронов гиппокампа погибнет. То же самое касается остановки сердца, когда в мозг прекращают поступать кислород и глюкоза, или инсульта, когда закупоривается отдельный кровеносный сосуд в мозге. То же самое касается черепно-мозговых травм или препаратов, производящих кислородные радикалы. Тревожит, что почти то же самое происходит у крыс с таким же поражением нейронов, как при болезни Альцгеймера (при воздействии на нейрон связанных с болезнью Альцгеймера токсичных фрагментов белков, которые называются бета-амилоидами). То же самое касается эквивалента деменции, вызванной СПИДом, в гиппокампе крыс (при воздействии на нейрон белка вируса СПИДаgpl20) [72].

Моя лаборатория и другие исследователи показали, что относительно умеренные энергетические проблемы, вызванные тем, что глюкокортикоиды или стресс препятствуют накоплению глюкозы, снижают способность нейрона справляться с последствиями неврологических расстройств. Все эти неврологические болезни по сути являются для нейрона энергетическими кризисами: перекройте поступление глюкозы в нейрон (гипогликемия), перекройте и глюкозу, и кислород (ишемия-гипоксия) или заставьте нейрон работать в безумном режиме (судорожный припадок), и количество накопленной энергии резко упадет. Разрушительные волны нейромедиаторов и ионов станут поступать не туда, куда нужно, начнут формироваться кислородные радикалы. Если к этой ситуации добавить еще и глюкокортикоиды, нейрон вообще не сможет привести в порядок весь этот хаос. Из-за припадка или инсульта наступает худший день жизни этого нейрона, и он входит в кризис, имея в банке на 25% меньше энергии, чем обычно.

Наконец, уже есть доказательства того, что длительный стресс или повышенный в течение длительного времени уровень глюкокортикоидов может фактически уничтожать нейроны гиппокампа. Первые свидетельства этого начали поступать в конце 1960-х годов. Два исследователя показали, что, если морских свинок подвергнуть воздействию фармакологических уровней глюкокортикоидов (то есть более высоких уровней, чем организм обычно вырабатывает самостоятельно), у них возникают повреждения мозга. Как ни странно, эти повреждения по большей части ограничиваются гиппокампом. Это было как раз в то время, когда Брюс Макьюен впервые сообщил, что в гиппокампе есть рецепторы для глюкокортикоидов, но никто еще не понимал, что гиппокамп является центром глюкокортикоидной активности мозга.

Начиная с 1980-х годов разные исследователи, в том числе и я, показали, что такая «нейротоксичность глюкокортикоидов» — не только фармакологический эффект, но он характерен и для нормального процесса старения мозга у крыс. В целом исследования показали, что воздействие больших доз глюкокортикоидов (в диапазоне, выявленном во время стресса) или воздействие сильного стресса ускоряет дегенерацию стареющего гиппокампа. И наоборот, снижение уровня глюкокортикоидов (при удалении надпочечников у крыс) задерживает старение гиппокампа. И как можно ожидать на данный момент, степень подверженности воздействию глюкокортикоидов в течение всей жизни у крыс является определяющей не только для выраженности дегенерации гиппокампа в старости, но и для выраженности проблем с памятью.

В каких участках мозга глюкокортикоиды и стресс уничтожают его клетки? Несомненно, гормоны стресса могут вызвать болезнь самыми разными способами, но можно ли считать нейротоксичность серьезным фактором? После десяти лет исследований мы все еще не знаем этого наверняка.

Повреждения гиппокампа у человека  

В этой главе мы уже говорили о том, что избыток стресса и/или глюкокортикоидов может нарушать функционирование гиппокампа. Есть ли какие-либо свидетельства того, что это может приводить к органическим повреждениям гиппокампа, которые мы обсуждали? То есть может ли это разрывать нейронные сети вследствие атрофии процессов, препятствовать формированию новых нейронов, приводить к гибели нейрона из-за других неврологических расстройств или просто напрямую уничтожать нейроны?

К настоящему времени некоторое беспокойство вызывают шесть основных результатов исследований на людях.