Мозговых дел мастер

Если говорить точнее, Секей прилагает к познанию Мозга метод, разработанный наукой, которая называется экспериментальной эмбриологией. Сама эта наука не проявляет особого интереса к организации мозга, у нее иные задачи, но оказалось, что ее метод открывает перед наукой о мозге поразительные возможности.

Стены лаборатории, в которой работает Секей, поперевидали всяких чудес. Каких только не было здесь монстров! В аквариумах сидели шестиногие тритоны. Приходил человек, пускал тритончика на стол и долго внимательно смотрел, как тот двигает лапками.

В плавнике тритончика Секей устраивал маленький искусственный мозг, каких-нибудь два десятка нервных клеток. Ведь настоящий мозг слишком сложен, легко ли разобраться в клубке из многих миллионов нейронов! Чтобы искусственному микромозгу было чем руководить, рядом с ним, на плавнике же, выращивалась лапка. Микромозг послушно посылал в нее свои микронервы. А чтобы можно было вызвать в микромозге «страсти», по соседству высаживались чувствительные клетки. Получалась целая рефлекторная дуга. Если чувствительные клетки тронуть волоском, спектакль разыгрывался в неукоснительном порядке: импульсы от чувствительных клеток устремлялись к микромозгу, он возбуждался и лапка возмущенно двигалась.

Зародыши тритонов оперировать относительно несложно. Но можно ли полученные выводы переносить на теплокровных животных? Секей берется за сложнейшую работу: он хочет выполнять подобные операции на зародыше курицы.

Развитие зародыша идет три недели, на двадцать первые сутки из яйца выходит цыпленок. Секей оперирует не на третьей неделе, а на третьем дне развития зародыша. Что он оперирует? Если нам дадут такое яйцо, мы сделаем яичницу и не увидим никакого зародыша, он еле заметен у краешка желтка. И на таком зародыше делается операция. Нужно, чтобы оперированный зародыш продолжал развиваться и цыпленок в свой срок вылез из яйца.

И вот на столе, по которому бегали шестиногие тритончики, появляются трехногие цыплята, и цыплята, у которых мозг перекроен так, как известно одному лишь экспериментатору.

Чтобы добиться успеха, Секей должен был использовать не только методику экспериментальной эмбриологии, но и некоторые закономерности развития, найденные этой наукой.

Организм животного состоит из миллиардов клеток. Клетки самые разные: нервные, железистые, мыщечные, покровные, клетки крови и много всяких других. Но, несмотря на свое различие, они все восходят к общей праматери - яйцеклетке, от которой произошли путем последовательных делений. Все они родня. Любая чужая клетка, попавшая в организм, немедленно уничтожается. Печеночная клетка тритона не найдет общего языка с печеночной клеткой цыпленка или карпа.

И если механизмами наследования занимается наука генетика, то наука эмбриология изучает механизмы реализации наследственных свойств. Эмбриология существует, пока существует генетика.

Почему же одни и те же генетические возможности реализуются в разных клетках организма неодинаково? Почему клетки, делящиеся и развивающиеся в одной части зародыша, становятся мышечными, а в другой, допустим, печеночными, хотя и те и другие брали начало от общего исходного пункта? В чем секрет специализации клеток?

Такова проблема эмбриологии. Экспериментальная эмбриология старается решить эту проблему с помощью опыта, эксперимента. Эмбриологи научились делать операции на таких стадиях развития, когда весь организм состоит из нескольких клеток. Научились оперировать даже части одной клетки!

Постепенно стало выясняться, что направление, в котором специализируются клетки, во многом обусловлено их окружением. Можно перенести участок, из которого должна развиться нога, в другое место, и там нога не разовьется: под влиянием нового окружения зародышевые клетки возьмут другое направление развития.

Но есть в развитии такой момент, когда пересадка участка зародыша на новое место уже не может изменить судьбы этого участка. И теперь, куда бы эмбриолог ни пересадил кусочек ткани, находящийся на месте будущей ноги, из него все равно вырастет нога. Хоть на голове!

Таким образом, в предыстории каждого признака есть чрезвычайно важный рубеж. Пока он не пройден, зачаток может изменить направление развития. Но когда этот незримый рубеж остался позади, все мосты сожжены. Направление развития определилось, сбить его нельзя. Признак, как говорят эмбриологи, детерминирован.

Исследователь, собравшийся на свой особый лад перекраивать конструкцию мозга, ограничен с двух сторон. Нельзя делать операцию рано, пока развитие мозговых зачатков еще не детерминировано. В этом случае на новом месте пересаженный зачаток просто примет свойства того центра, который должен был бы здесь возникнуть при нормальном развитии. Нельзя делать ее и позднее, когда в зачатках уже развились нервные клетки и установили меж собой связи. Нужна золотая середина.

Дело было в 1956 году, осенью, в небольшой аудитории Московского университета. Мы увидели тритона: он сидел в банке с водой, и справа от его головы болтался червяк. Тритон внимательно следил за червяком, чуть заметно ведя головой. Они всегда так делают, прежде чем кинуться на добычу. Вдруг прыжок - но куда?! Червяк у него справа, а он хватает ртом пустое место слева от головы!

Секей объяснял, Когда тритон еще не был тритоном, а был икринкой, Секей вынул у него зачатки глаз, повернул на 180° вокруг зрительной оси и вставил обратно. Тритончик рос, глаза развивались, у нервных клеток сетчатки выросли отростки, они собрались в один пучок - зрительный нерв - и отправились к мозгу. Там каждое такое волокно вступило в контакт с той или иной нервной клеткой.

В общем, фильм был забавен, но за забавой стояла серьезная проблема.

В самом деле, почему мозг нашего тритона получает извращенную информацию? Если бы был повернут взрослый глаз, уже установивший связи с мозгом, извращение зрительного восприятия было бы вполне понятно: это все равно, что установить перед глазом линзу, которая переворачивает ход лучей. Но ведь волокна отправились к мозгу после поворота глаза!

Оставалось предположить, что и после поворота каждая нервная клетка глаза послала свой отросточек к той самой клетке мозга, с которой она должна была связаться, если бы глаз стоял в своем обычном положении. Как ни верти зачаток, а каждое волоконце зрительного нерва находит в мозге свое законное место! Так что же, чувствует оно, что ли, «своего партнера» в мозге? Неужели у каждой из миллиона клеток, с которыми связан зрительный нерв, есть свои качественные отличия?