Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия - [15]

Дел, высокий худощавый янки, сложением напоминавший Теодора Рузвельта (на внучке которого Дел женился), был заядлым туристом, охотником и рыболовом, смельчаком. Он дожил до 97 лет, но и за год до смерти его часто видели бегущим на лыжах. В студенческие годы Дел входил в лыжную команду Гарвардского университета и затем всю жизнь участвовал в лыжных гонках. В молодости он вместе с университетскими друзьями построил планер. Их безмоторный летательный аппарат разгонялся за счет буксировки автомобилем и после первоначального набора высоты держался в воздухе благодаря восходящим воздушным потокам. Никто из них не умел управлять таким судном, поэтому Дел совершил первый полет и научил остальных. Спустя годы Дел помог своему сыну Дэвиду построить копию того первого планера из легкого деревянного каркаса и перетяжек. Я присутствовал при его запуске. Дэвид бежал по склону холма возле их дома в Конкорде и, когда планер достаточно разогнался, вспрыгнул в него и занял лежачее положение пилота. Машина поднялась на высоту около четырех метров, после чего из-за ошибки пилотирования потеряла скорость – крылья треснули, и планер рухнул на землю.

Вторая мировая война прервала учебу Эймса в Гарвардском университете, где он успел проучиться три года и откуда его в срочном порядке направили в медицинский институт. Впоследствии он даже с некоторой гордостью хвастался тем, что у него нет университетского образования. В Гарварде ему отказались выдать диплом, ограничившись вручением справки о «посещении» лекций. Военные обратили внимание на успехи Дела в изучении медицины, явный научный талант и любовь к холоду и командировали его в Фэрбенкс на Аляске, чтобы заняться исследованиями специфики ведения боевых действий в зимних условиях. Там он пережил один из самых морозных дней за всю историю наблюдений, когда температура воздуха опустилась до –64 ℃. Среди задач, которые военные поставили перед Делом, был поиск наиболее эффективных способов отогревания летчиков и моряков, подвергшихся сильному переохлаждению (как известно, тем же самым занимался печально знаменитый нацистский врач Йозеф Менгеле в концлагерях).

Группа Эймса сделала ряд удивительных открытий. Эксперимент начинался с того, что добровольца погружали в ванну с ледяной водой. Когда температура его тела падала на несколько градусов, испытуемого доставали из воды и согревали. При снижении температуры внутренней части тела до 35 ℃ у человека наступает переохлаждение; понижение еще на несколько градусов ведет к сильной дрожи и болезненному сокращению кровеносных сосудов в руках и ногах, а дальнейшее ее падение грозит смертью. Исследователям нужно было сравнить различные способы согревания жертв гипотермии.

Оказалось, вспоминал Эймс, что некоторые традиционные способы согревания имели серьезные недостатки. Например, если поместить переохладившегося человека в теплую комнату и дать ему стакан бренди, его температура не поднимется, а упадет еще больше. Причина этого парадокса кроется в обычной физике. Даже в очень теплой комнате температура воздуха обычно составляет около 26–27 ℃. При этом температура даже сильно замерзшего человека близка к 35 ℃. Алкоголь расширяет поверхностные кровеносные сосуды, что вызывает приток крови к поверхности кожи, которая соприкасается с более прохладным воздухом (мало кто разогревает комнату до температуры выше 35 ℃). Другими словами, алкоголь стимулирует теплообмен, в результате чего тело замерзшего человека отдает драгоценное тепло окружающей среде, что только усугубляет ситуацию. (Лучший способ – поместить человека под горячий душ.)

После войны Эймс завершил медицинское образование в Колумбийском университете и вернулся в Гарвард, чтобы попробовать себя на исследовательском поприще. Он не сразу занялся нейробиологией, а устроился стажером в лабораторию доктора Бэрда Хейстингса, заведующего кафедрой биологической химии в Гарвардской медицинской школе. Независимый мыслитель, Эймс решил найти способ изолировать нервную ткань для ее изучения. Проще говоря, он хотел вывести мозг за пределы черепной коробки, чтобы его легче было исследовать. Идея была радикальной, и доктор Хейстингс уверенно заявил, что ничего не выйдет, однако Эймс проанализировал метаболизм нейронов и не нашел в нем ничего такого, что помешало бы ему осуществить свою затею.

В те времена в нейробиологии доминировали клинические неврологи, которые были убеждены, что нейроны мозга – чрезвычайно нежны и уязвимы и могут нормально функционировать только в своей привычной среде внутри надежно защищающей их черепной коробки. У медиков были весомые основания так считать. Они знали, что нарушение питания мозга даже на несколько минут ведет к его необратимым повреждениям. При остановке сердца потеря сознания происходит через считаные секунды, и, если не восстановить кровообращение в течение следующих нескольких минут, мозг пациента (и, следовательно, сам пациент) умирает или впадает в вегетативное состояние.

Эймс заинтересовался метаболизмом мозга еще на Аляске. Нейроны действительно требуют очень много энергии – в этом они превосходят практически любую другую ткань организма. Мозг весом всего один – два килограмма потребляет около 20 % общих энергетических ресурсов нашего тела. Вот почему кровоснабжение мозга очень интенсивно; питание его тканей осуществляется через чрезвычайно разветвленную сеть капилляров. Питательные вещества от капилляров к нейронам и продукты клеточной жизнедеятельности в обратном направлении переносятся посредством пассивного транспорта (диффузии). Но диффузия хорошо работает только на очень коротких расстояниях, поэтому мозг опутан частой сетью тончайших капилляров. Студентов-медиков учат тому, что мозговой нейрон может находиться от капилляра на расстоянии не дальше 0,2 мм. Чтобы вам легче было представить: плотность капиллярной сети больше, чем у плетения ткани в обычной простыне.