Наш мозг – та же Вселенная

Н.С.Королева, зам. гл. редактора журнала «Атомная стратегия»

В России всего четыре ПЭТ-центра. Один из них находится в Институте мозга человека в Санкт-Петербурге. Ученые Института первыми в нашей стране в 1991 г. начали исследовать заболевания мозга с помощью радионуклидной диагностики, или позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Скандинавские страны присвоили ПЭТ-лаборатории института специальный титул за особые достижения в области исследований мозга.

…Толстые, в метр шириной, бетонные перегородки. Каждая отделяет один пролет коридора от другого. Передвигаемся по нему, как по лабиринту, и попадаем в просторное бетонное помещение, посреди которого установлен циклотрон – сердце радиохимической лаборатории Института мозга. Оно, это сердце, хоть и старенькое (циклотрон запущен в 1990 году), но благодаря стараниям специалистов работает надежно, поставляя ультракороткоживущие радионуклиды (УКЖР) для ПЭТ-исследований головного мозга. Из циклотрона изотоп поступает в «горячую» камеру. Через стекло камеры наблюдаем, как происходит метка фармпрепарата изотопом. С помощью металлических манипуляторов тоненькая иголочка опускается в пробирку с жидкостью. Радиофармпрепарат (РФП) готов. Осталось принести его в ПЭТ-лабораторию и ввести в кровь пациента. А дальше в дело вступает ПЭТ. Регистрируя акты распада радионуклидов в организме человека, ПЭТ передает на экран монитора изображение. И уже по нему ученые оценивают физиологические и биохимические процессы, протекающие в клетках. Не случайно ПЭТ называют «функциональной томографией».

Применение ультракороткоживущих изотопов (УКЖР) позволяет минимизировать время исследования и радиационную нагрузку на больного (которая в 5–8 раз ниже, чем при компьютерной томографии – КТ), так как большая часть препарата распадается уже во время исследования. Кроме того, многие элементы, имеющие позитронизлучающие УКЖР, такие как 11C, 13N, 15O (а также 18F, выступающий как аналог водорода), принимают самое активное участие в большинстве биологических процессов человеческого организма. По сути, методом ПЭТ можно исследовать любую функцию организма. Необходимо только выбрать химическое соединение, критически важное для осуществления этой функции.

У истоков создания ПЭТ-центра стояла основательница Института Наталья Бехтерева, внучка великого русского физиолога В.М.Бехтерева, сейчас ПЭТ-центром заведует ее сын, член-корреспондент РАН Святослав Медведев. В свое время Н.Бехтерева исследовала опухоли мозга с помощью энцефалографии (ЭФГ) и даже защитила по этой теме кандидатскую диссертацию. Сегодня для диагностики подобного рода заболеваний к энцефалографии никто не прибегает. На смену ЭФГ пришли КТ, МРТ, ПЭТ.

У каждого из этих методов есть свои достоинства и недостатки.

МРТ, например, давая точный анатомический снимок опухоли, не всегда отвечает на один очень важный вопрос, злокачественна или доброкачественна опухоль. Другое дело – ПЭТ. Позитронно­эмиссионная томография дополняет диагностический процесс информацией о физиологических и метаболических расстройствах в очагах поражения, которые обычно предшествуют анатомическим изменениям. Радиофармпрепараты, попадая в исследуемую ткань головного мозга, вступают во взаимодействие с опухолевыми клетками. Чем злокачественнее опухоль, тем выше в ней метаболические процессы, тем ярче она выглядит. Яркое сияние в данном случае – признак грозной беды. Правда, если застать ее вовремя, больному можно помочь. Тем более что сегодня в арсенале медиков самые современные методы лечения, такие как стереотаксическая криодеструкция – прицельное разрушение опухолевых клеток с помощью криодеструкции (замораживания). Операция дает особенно хорошие результаты при удалении злокачественных глиальных опухолей.

Хотя опухоли мозга не относятся к широко распространенным болезням, смертность от них весьма высока. Одна из причин – поздняя диагностика. Зачастую больные поступают в Институт с запущенными формами опухолей. Есть тому и некоторые объективные причины. Определить на первых порах болезнь бывает очень сложно: многие формы опухолей мозга не имеют ярко выраженных признаков, ни одна не проявляется метастазированием. До поры до времени человек носит в себе тяжкий недуг, не подозревая о причине головных болей, повышенной сонливости, головокружениях… Если злокачественная форма опухоли не выявлена своевременно, человеку отпущено жить не более полутора лет.

Однако в последнее время, как отмечают сотрудники ПЭТ-центра, в диагностике опухолей мозга наметился некоторый прогресс. При малейших подозрениях на опухоль мозга врачи­клиницисты направляют своих пациентов на МРТ, а в случае сомнения или уточнения диагноза – на ПЭТ. Хотя ПЭТ-диагностика – удовольствие не из дешевых (в Институте мозга ПЭТисследование стоит более 5 тысяч рублей, на Западе оно обойдется вам как минимум в 1200–1500 долларов), этот метод исследования все шире применяется для диагностики онкологических заболеваний. В США, например, в каждом штате есть свой ПЭТ-ентр.

Однако полным циклом радионуклидной диагностики располагают далеко не все медицинские центры, имеющие в своем распоряжении ПЭТ-томографы. Прежде всего, в силу высокой стоимости оборудования, особых требований к помещениям, в которых оно располагается. Институт мозга имеет полный цикл, начиная от производства радионуклидов и заканчивая ПЭТ-лабораторией. И это дает возможность ученым Института проводить масштабные научные эксперименты. Единственным сдерживающим фактором в данном случае выступает отсутствие современной техники: нового циклотрона, ПЭТ-томографа, магнитнорезонансного томографа.

Неудивительно, что многие ученые Института большую часть времени проводят в заграничных командировках, работая в зарубежных научно-исследовательских центрах Швеции, Норвегии, Финляндии. Рассказывают, что в одной исследовательской лаборатории Финляндии сотрудники разговаривали на двух языках: финском и русском. За границу некоторых из них влекут не только и не столько деньги, сколько возможность поработать на современном оборудовании. Без него сегодня не решить многие научные проблемы.

Например, такую: каким образом достоверно дифференцировать опухоли и воспалительные процессы? Может быть, новые радиофармпрепараты помогут дать ответ на этот вопрос? Но разработка их требует немалых финансовых средств, к тому же сопряжена с многочисленными бюрократическими разрешительными процедурами. Или исследование работы мозга у больных в вегетативном состоянии (когда человек дышит, ест, пьет, но при этом не обнаруживает признаков мыслительной и разговорной деятельности). За каждой подобной проблемой стоят сотни научных экспериментов, в том числе на животных, для проведения которых требуется современное оборудование и высококвалифицированные кадры. Последних катастрофически не хватает, особенно радиохимиков.

Эта профессия сегодня одна из самых востребованных и дефицитных не только в нашей стране, но и за рубежом. На Западе потребность в этих специалистах вызвана, главным образом, возросшим количеством радионуклидных исследований, в нашей стране – низкой оплатой труда людей этой профессии и, как следствие, утратой на многих химических факультетах университетов кафедр радиохимии. Как правило, молодые радиохимики, набравшись опыта у своих старших коллег, долго в России не задерживаются.

Впрочем, такая ситуация с научными кадрами типична для любого российского научноисследовательского центра. Зато не совсем типично другое: в условиях крайне скудного бюджетного финансирования в Институте проводят такие фундаментальные исследования и операции, результаты которых востребованы лучшими европейскими медицинскими центрами. Правда, большинство исследований и научных экспериментов осуществляется не без поддержки зарубежных грантов, поступающих главным образом из скандинавских научных центров, а также из Швейцарии, Австрии, Чехии, США. Во многом благодаря международной поддержке Институту удается сохранить кадровый костяк, проводить фундаментальные исследования, делать уникальные операции.

С помощью операций излечиваются даже некоторые формы таких психических болезней, как эпилепсия, синдром Жиль де ля Туретта (когда во время разговора человек вдруг начинает ругаться, лаять или издавать какие­то другие странные звуки). Правда, к операционным методам прибегают тогда, когда медикаментозные не помогают. В свое время в прессе много писалось о проводимых в Институте операциях на головном мозге, избавляющих от наркотической зависимости. Для скептиков такого метода лечения у сотрудников Института имеется весьма веский аргумент – статистика. Она такова: если при традиционных методах лечения количество вылечившихся составляет примерно 10 процентов, то с помощью операций их более 40 процентов. Заметим лишь, что операционное лечение в данном случае обязательно должно подкрепляться психолого­терапевтическим. Такова специфика этого заболевания.

…Институт мозга человека изначально создавался для интеграции передовых научных разработок и клинических исследований. Ведь мозг человека по-прежнему остается самым сложным и самым малоизученным органом. Он таит не меньше загадок, чем таит в себе Вселенная. В желании понять их учеными движет не только научное любопытство, но, прежде всего, забота о нашем здоровье. Не зря же древние говорили: «Пока я мыслю, я живу».

В качестве справки:

Институт мозга основан в 1990 г. известным ученым Натальей Бехтеревой. Имеет статус научноисследовательского медицинского цента РАН. Здесь занимаются проведением фундаментальных научных исследований и прикладных разработок в области нейробиологии здорового и больного мозга человека. Институт специализируется на исследовании сложных психических функций – речи, эмоций, памяти, внимания, творчества. При Институте имеется клиника на 160 коек. Сегодня дело Натальи Бехтеревой продолжает ее сын член-корреспондент РАН Святослав Медведев.

Журнал «Атомная стратегия» № 22, май 2006 г.

назад

Материалы из архива

4.2007 От «бомбы» до «нано»

М.В.Ковальчук, член-корр. РАН, директор РНЦ "Курчатовский институт"А.Ю.Гагаринский, д.ф-м.н., замдиректора, главный ученый секретарь РНЦ "Курчатовский институт"Созданые с помощью «нано» материалы выводят ядерную энергетику на новый технологический уровень. Нанотехнологии уже в ближайшее время способны помочь снизить энергетические затраты практически во всех областях экономики. Существо глобальных энергетических процессов сегодня – в начинающемся переходе от доминирующего в мировой энергетике традиционного органического топлива к ядерной энергетике деления и синтеза как основе энергетической системы будущего.

7.2006 Новое решение проблемы безопасного хранения отработавшего ядерного топлива

Самаров В.Н., д.т.н., Хомяков Е.И., к.т.н, Непомнящий В.З., к.т.н. «Лаборатория Новых Технологий»; Левин Б.В., чл-корр. РАН (Дальневосточное отделение); Романовский Н.Н., проф., МГУ Сегодня Россия демонстрирует готовность взять на себя ответственность за одну из самых важных составляющих мировой стабильности – энергетическую безопасность...

2.2008 Повышение КПД преобразования тепловой и ядерной энергии в электрическую

В.Т.Ворогушин, Г.Б.Тельнова, К.А.Солнцев, Институт физико-химических проблем керамических материалов РАНУвеличение потребности в электроэнергии при неэффективном сжигании топлива приводит к истощению полезных ископаемых и к экологическим проблемам. Поэтому необходимо развивать возобновляемую энергетику и повышать КПД тепловых и атомных электростанций. С начала запусков первых искусственных спутников земли появилась необходимость в создании источников тока, удовлетворяющих требованиям космической энергетики.