Мой интерес к связи между физическими заболеваниями, иммунной системой и расстройствами мозга зародился более десяти лет назад. Тогда у меня развилось редкое аутоиммунное заболевание, лишившее меня возможности ходить. Пять лет – с 2001 по 2006 год – я провела в постели и в инвалидном кресле[1]. Невролог из научно-исследовательского центра имени Джонса Хопкинса занимался изучением поразившего меня синдрома Гийена-Барре[2]. Мой случай был редчайшим, но не исключительным: за время болезни я была парализована не один, а два раза. Мой врач знал, что я журналист в научной сфере. Мы вели с ним долгие беседы о том, что происходит с моим организмом и как он надеется вылечить паралич. Он объяснил, что при этой болезни, как и при любых других аутоиммунных заболеваниях, белые кровяные клетки (лейкоциты) иммунной системы ведут себя хаотичным образом, словно взбунтовавшаяся армия. Вместо того, чтобы бдительно охранять мой организм от вторжения патогенов, они атакуют и разрушают защитные миелиновые оболочки нервных клеток, и нарушают взаимосвязь между мышцами и нервами, необходимую для того, чтобы я могла ходить или хотя бы вставать и шевелить ногами. Я стала представлять эти чрезмерно активные иммунные клетки как Пэкмена – персонажа популярной видеоигры 1980-х годов, – который жадно хватает и проглатывает здоровые нервные клетки, перегрызая критически важные нервные окончания, и становится сильным, способным и независимым. Невролог надеялся, что регулярные внутривенные инъекции «перезагрузят» мою иммунную систему и белые кровяные клетки утратят гиперчувствительность и будут вести себя нормально. Если этот метод окажется успешным и мы заставим чрезмерно бдительные иммунные клетки моего организма отойти на исходные позиции, то можно надеяться, что нервы будут функционировать самостоятельно. «Уснувшие» клетки снова пробудятся и вырастят достаточно нервных соединений с мышцами, чтобы я снова смогла ходить. Много месяцев спустя выяснилось, что врач оказался прав. В конце концов перевозбужденные клетки моей иммунной системы сдали свои позиции. Мне стало гораздо лучше. Не все нервы вернулись в прежнее состояние, но я снова могла ходить и вести нормальный образ жизни. Человеческий организм иногда умеет творить чудеса. В то время у меня возник один вопрос, который я задала врачам, но они не смогли на него ответить. Утратив способность ходить, я испытала определенные и весьма тревожные когнитивные перемены. Раньше я всегда отличалась психической устойчивостью, но теперь столкнулась с тяжелой депрессией. Мироощущение было настолько угнетающим, что я читала своим детям «Гарри Поттера» и чувствовала, что меня как будто атакуют «дементоры» – темные и злобные призраки, испускающие облака отчаяния, которые крадут у людей радостные мысли и заменяют их ощущением безнадежности. Однажды я сказала своему врачу: «Словно кто-то чужой поселился в моем мозге». У меня всегда была великолепная память, и я могла вспоминать разговоры, происходившие недели, месяцы и даже годы назад. Но теперь мне приходилось записывать элементарные вещи, – например, время приема у физиотерапевта. «Ничего страшного, – думала я. – Со мной такого раньше не бывало, но это случается со многими людьми». Однако были и другие, более тревожные «глюки». К примеру, мне требовалось определенное время, чтобы вспомнить имена любимых людей, рядом с которыми я провела всю жизнь. На обеде в День благодарения в 2005 году, когда я наконец смогла подняться с кровати и передвигаться по дому – хотя бы на ходунках или с тростью, – члены моей большой семьи с удивлением смотрели на мои попытки назвать по имени каждого из них. Все терпеливо улыбались, пока я перебирала имена сидевших за длинным столом, пока не вспоминала верное. «Сэм! Кристиан! Зен! Дон! Джей! Коди! – Это была кличка собаки. – Чип! Будь добр, передай мне соль!» Я внушала себе, что можно с юмором смотреть на ситуацию; по крайней мере, мой мозг был в состоянии отличать женские имена от мужских. Однако некоторые вещи вовсе не были смешными. Шестилетняя дочь попросила меня помочь ей с простой математической задачей для первоклассников, и я обнаружила, что мой мозг начинает испытывать трудности даже в тех случаях, когда нужно просто сложить числа 7 и 8. Я наклонялась, чтобы завязать дочери шнурки – раньше это не составляло никакой проблемы – и обнаруживала, что тупо пялюсь на них и пытаюсь вспомнить, как это делается. Помню, я нарезала ломти арбуза и выкладывала их на блюдо, а потом смотрела на них и думала: «Что это такое?» Я знала, но не могла вспомнить нужное слово. Пока ставила блюдо на стол и звала детей, я усиленно напрягала мозг: «Эй, идите есть арбуз!» А про себя думала: «Ну да, конечно, это арбуз». Моя тревога была неудивительной с учетом того, что меня практически за один день разбил паралич, и я дважды попадала в больницу на несколько недель. В эти периоды, пока мои нервы лишались миелиновой оболочки, я испытывала болезненные мышечные спазмы и пережила несколько спинномозговых пункций и тестов на электрическую проводимость. К нервным окончаниям моих рук и ног посылали электрические импульсы и проверяли, какие из них не реагируют на внешнее воздействие. В течение какого-то времени я не могла жевать и глотать твердую пищу, потому что мышцы, участвующие в этом процессе, не работали должным образом. В больнице я теряла сознание из-за аллергической реакции на внутривенные инъекции, а когда приходила в себя, видела врачей, склонившихся надо мной с пепельно-бледными лицами, и слышала тихую молитву медсестры. А потом были бесконечные недели, проведенные в центрах реабилитации, когда я заново училась сохранять равновесие и передвигаться по комнате с помощью ходунков, стоя на онемевших ногах, в которых возникали стреляющие боли. Однако эта вездесущая тревога сама по себе казалась отдельной болезнью. Память, ясность ума и способность вспоминать слова изменились; собственный мозг казался мне чужим. Иногда в телефонных разговорах я сочувствовала моей подруге Лайле, у которой была болезнь Крона[3], вызывавшая сходные когнитивные проблемы. Она рассказала мне, что однажды она отвезла своего старшего сына в детский сад и по ошибке оставила там и младшего (двухлетний мальчик отпустил ее руку и пошел поиграть в песочнице, пока она болтала с воспитательницей). Воспитательница потом догнала ее вместе с плачущим ребенком. «Я забыла своего сына!» – в отчаянии сказала Лайла. Семейный врач отправил ее к психиатру, который прописал ей препараты от повышенной тревожности и обсессивно-компульсивного расстройства и риталин от синдрома дефицита внимания (СДВ). «Я никогда не принимала золофт или риталин, пока не заболела», – с грустью сообщила мне она. Я переживала за Лайлу; ее тревоги были отражением моих собственных. В следующий раз, когда я встретилась со своим терапевтом, сказала ей: «Кажется, часть моего мозга онемела и почти не работает, как мои руки и ноги». Это напоминало некоторых моих знакомых, с которыми случился микроинсульт. «Что мне с этим делать?» – спросила я в надежнее прояснить ситуацию. Врач заверила меня, что о микроинсульте нет никакой речи. Она напомнила, что моя жизнь сильно изменилась и что случившееся можно объяснить травматическим опытом, который я пережила. Разумеется, моя психика могла пострадать. Между тем невролог подбадривал меня на пути к выздоровлению и обещал, что со временем все придет в норму. Так и было, хотя некоторые мои когнитивные отклонения оказались устойчивыми, и я не могла избавиться от ощущения, что наравне с изменениями в теле некий физический сдвиг произошел и в моем мозге. Я задалась вопросом, могли ли иммунологи, изучавшие влияние имунной системы на остальные внутренние органы, подозревать о существовании связи между иммунными нарушениями и психиатрическими расстройствами. Я решила копнуть глубже. Между 2007 и 2010 годами, я сосредоточенно работала над книгами, читала лекции о моем восстановлении после болезни и оберегала свою молодую семью. Параллельно я продолжала поиск информации на волновавшую меня тему. Выяснилось, что некоторые исследователи в лабораториях по всему миру изучали эту самую связь. Я собрала все работы, прошедшие экспертную оценку, в которых пациенты с чрезмерно активной иммунной системой, вызывавшей воспалительные процессы в организме, сообщали о значительных когнитивных и эмоциональных проблемах. Исследование 2008 года показало[4], что пациенты с рассеянным склерозом[5] (РС) также испытывают трудности с запоминанием и в несколько раз больше подвержены риску депрессии и биполярного расстройства, чем люди без РС. В 2010 году анализ семнадцати разных исследований продемонстрировал, что наличие волчанки, которая часто проявляется в систематическом воспалении органов тела, связывают[6] со значительно большей вероятностью развития депрессии и даже психоза. Поразительно, но 56 % больных волчанкой[7] сообщали о когнитивных или психиатрических симптомах, включая плохую сосредоточенность, расстройства настроения, депрессию, неопределенную тревогу и проблемы с обучением. Волчанка также ассоциировалась с ранней деменцией. В том же году, после изучения данных о здоровье трех миллионов людей в течение тридцати лет, исследователи установили[8], что люди, госпитализированные с бактериальными инфекциями, имели на 62 % больше шансов приобрести депрессию, биполярное расстройство и проблемы с памятью. Несколько анализов клинических случаев, опубликованных в научной литературе, выявили связь между болезнями костного мозга, – того места, где «рождается» большинство наших иммунных клеток, – и шизофренией. В одном таком исследовании пациент, получивший трансплантат костного мозга[9] от своего брата, который страдал шизофренией, тоже стал проявлять шизофренические симптомы всего лишь через несколько недель после операции. В другом исследовании молодой человек с диагностированной шизофренией и[10] с острой миелоидной лейкемией получил трансплантат костного мозга от здорового донора и вылечился не только от рака, но и от шизофрении. Но как бы убедительно ни выглядели все эти исследования, наряду с множеством других, регулярно выходивших в печать, не было никакого научного понимания того, как физическая болезнь тела может не просто служить причиной, а иметь хотя бы какое-то отношение к заболеваниям мозга. Давайте ненадолго отступим в сторону и вспомним школьные основы биологии, особенно функции иммунной системы. Белые кровяные клетки – армия иммунной системы – постоянно циркулируют в теле человека, выискивая инородные тела: микробы, патогены и токсины из окружающей среды, которые мы не можем увидеть или почувствовать. За время, которое вам понадобилось для чтения этого предложения, ваша иммунная система успела отреагировать на тысячи невидимых угроз вашему благополучию. Это может быть облако микробов от вашего чихнувшего соседа в автобусе, бактерии в частицах грязи на салате из горшочка, который вы режете для «здорового завтрака». Грибки, забившие фильтры системы воздушного кондиционирования в вашем офисе. Токсичные химические соединения на новых пластиковых папках и ведерках, которые вы покупаете в магазине. Ваши белые кровяные клетки круглосуточно находятся на страже организма, защищая его от незваных гостей. Если вы порезали палец, когда резали лук, то белые кровяные клетки иммунной системы бросаются в бой, как группа SWAT[11], нейтрализуя проникающие бактерии и одновременно залечивая поврежденную кожную ткань. Палец может распухнуть и воспалиться, вызывая болезненные ощущения, пока белые кровяные клетки продолжают выполнять необходимые ремонтные работы. Хотя боль и припухлость причиняют неудобство, на самом деле это значит, что иммунная система хорошо справляется со своей работой. Однако воспаление может причинять вред организму. Если он испытывает перегрузку по ряду внешних и внутренних причин, то армия белых кровяных клеток может войти в режим перевозбуждения и начать ошибочно атаковать собственные ткани, суставы, органы и нервы организма, что приводит к таким аутоиммунным заболеваниям, как ревматоидный артрит, волчанка, рассеянный склероз и диабет первого типа. Воспаление или аутоиммунное заболевание может развиться в любом внутреннем органе или системе организма. Белые кровяные клетки должны правильно распознавать угрозу. Если они не будут сражаться, то инфекции и патогены распространятся на другие органы, и человек умрет от сепсиса. Если они входят в режим перевозбуждения, то могут защищать от внешних угроз, но в то же время ошибочно направлять воспалительную атаку на внутренние органы, что приводит к новым болезным, которых у человека раньше не было. (В моем случае, болезнь первоначально была связана с желудочным вирусом. Мои белые кровяные клетки справились с инфекцией, но при этом зашли слишком далеко и начали разрушать миелиновые оболочки моих нервов, что привело к синдрому Гийена-Барре.) В человеческом теле существует только один орган, который, по давнему убеждению ученых, не подвержен воздействию иммунной системы. Это наш мозг. Выходит, если действие иммунной системы не распространяется на мозг, то он не может быть затронут воспалением остальных систем организма. Когда мы с лечащим врачом беседовали о когнитивных изменениях, происходивших во время обострения моего физического заболевания, то предполагали, что эти симптомы имеют чисто эмоциональную природу. Ведь в учебниках и справочниках десятилетиями утверждалось, что мозг остается недоступным для болезней, поражающих тело человека. Преобладающая концепция в неврологии, давно изучаемая в медицинских колледжах, гласила, что мозг имеет «иммунные привилегии». Ученые единогласно считали, что – к лучшему или к худшему – иммунная система обладает доступом ко всем органам нашего тела, за исключением головного мозга. Воспаление мозга может возникнуть лишь в случае внешнего воздействия, такого как тяжелая травма мозга, или инфекции, поражающей только мозговые ткани, такой как менингит. Другие воспалительные процессы в мозге казались невозможными. Эта теория имела смысл по анатомическим причинам[12]. В конце концов, если воспаленный палец может распухнуть и стать вдвое больше обычного размера, кожа может растягиваться и вмещать продукты воспаления до их вывода наружу, хотя это и болезненный процесс. Но мозгу некуда расширяться: он просто-напросто заперт внутри черепа. Если давление станет слишком мощным, то он не переживет этого, как и мы сами. В экстремальных случаях при тяжелой травме головы, – например, после автокатастрофы, – мозговая ткань может распухнуть, и тогда хирурги уменьшают давление с помощью трепанации черепа. Поэтому у старых анатомов были веские основания полагать, что мозг не является частью иммунной системы[13]. Однако в 2011 году все больше исследователей начинали выражать сомнения в этой догме. Неврологи и иммунологи задавались вопросом: может ли мозг быть подвержен воспалительным процессам, и если да, то каким образом? Но ответов на эти вопросы не было. Время от времени я упоминаю о своем проекте «Мозг в огне», который я представила своему литературному агенту. Она выступила в роли «адвоката дьявола», когда спросила: «Но если мы не знаем, как или почему мозг может быть затронут действием иммунной системы организма, то как вы можете утверждать, что чрезмерная активность иммунной системы служит причиной расстройства мозговых функций?» Честно говоря, между 2011 и 2012 годами – до революционных открытий, о которых я расскажу на следующих страницах, – я не могла доказать, что мозг может быть как-то затронут прочими расстройствами организма. Никто не понимал, как именно иммунная дисфункция организма может приводить к психиатрическим или нейродегенеративным расстройствам мозга, либо к когнитивному упадку. Мозг имел «иммунные привилегии», и этим все сказано. Тем не менее, пока я беседовала с литературным агентом, научный мир находился на грани прорыва, который дал удивительные ответы на вопросы, тревожившие меня более пяти лет. Новое понимание связей между здоровьем иммунной системы и здоровьем мозга развивалось быстрыми темпами. Все эти открытия вращались вокруг одного вида крошечных клеток, роль которых в поддержании здоровья мозга более ста лет оставалась почти неизвестной. Обманчиво миниатюрные клетки, называемые микроглией, никогда не рассматривались как нечто существенное в определении психического и когнитивного здоровья. Однако в 2012 году прорывное исследование показало, что, – в противоположность научной догме, – микроглиальные клетки обладают необыкновенной способностью защищать, восстанавливать и наполнять мозг миллиардами новых нейронов и триллионами синапсов, либо уничтожать и калечить их, оставляя за собой выжженную почву, как после лесного пожара[14]. Без ведома исследователей, микроглиальные клетки давным-давно функционировали как белые кровяные клетки мозга, следя за его здоровьем. Фактически пятилетний промежуток между 2012 и 2017 годами был поворотным периодом для неврологии и иммунологии, когда открытие истинной роли микроглии позволило этим двум направлениям науки найти общую цель. За эти годы ученые также обнаружили, что микроглиальные клетки мозга «переговариваются» с иммунными клетками тела прямым и косвенным образом: если в организме появлялось воспаление, это почти неизбежно приводит к иммунным изменениям в мозге. Более того, иммунные изменения в мозге могут проявляться как нейропсихиатрические или когнитивные расстройства. Они могут затрагивать синапсы и нейронные связи даже при отсутствии признаков физических отклонений в организме. Это значит, что мы начинаем понимать внутреннее здоровье мозга так, как казалось немыслимым всего лишь несколько лет назад. Открытие способности микроглии как строить, так и разрушать структуры мозга, обеспечило исследователей совершенно новыми инструментами для расшифровки здоровья и болезней мозга. Тем не менее, несмотря на потрясающие открытия в мире науки, пациенты не знали о том, что было известно ученым, и почему эти сведения жизненно важны для их благополучия. Будучи научным журналистом, я часто замечала, что проходит много лет, прежде чем ручеек информации о результатах научных исследований начинает поступать к пациентам, которые больше всего нуждаются в этом. Моя цель была очень простой: сообщать о находках, которые могут облегчить страдания многих людей, и закрывать «инновационный пробел» между научными знаниями и необходимой информацией для пациентов, чтобы они могли вести лучшую, более здоровую жизнь. Поэтому я приступила к журналистскому расследованию, собирая, анализируя, обобщая и проводя параллели между историями о поразительных исследованиях микроглии. Это сыграло важную роль для понимания и борьбы с расстройствами, возникающими в головном мозге[15]. В этой книге я расскажу о зарождении, изучении и перспективах одного из самых мощных и преобразующих открытий в истории медицины – о новых функциях крошечных микроглиальных клеток, следящих за здоровьем мозга. На следующих страницах мы убедимся в том, что эти клетки обладают потенциалом для укрепления здоровья, помогая нам восстанавливать мозг такими способами, о которых раньше приходилось только мечтать. Я проведу вас в мир открытий, описывающих самые захватывающие перспективы лечения, о которых мне когда-либо приходилось рассказывать в своей тридцатилетней карьере научного журналиста. Я убеждена, что вместе со мной вы поймете, как и почему новое представление о микроглии навсегда опровергло привычные и укоренившиеся мнения о связи между телом, мозгом и разумом, – в том числе, почему мозг на самом деле является иммунным органом, управляемым этими мощными, еще во многом загадочными иммунными клетками. Мы проследим за выздоровлением нескольких пациентов, чья жизнь волшебным образом преобразилась благодаря новому пониманию клеток микроглии, которые могут быть как ангелами, так и убийцами для мозга. Наверное, самое важное заключается в том, что мы познакомимся с новейшими методами, которые помогают «перезагрузить» и перенаправить активность микроглии, чтобы крошечные иммунные клетки прекратили ненужные атаки, позволяя нейронам и синапсам расти и восстанавливаться. Мы заглянем в лучшие исследовательские лаборатории и увидим, как работа небольших групп бесстрашных и преданных своему делу нейробиологов, обнаруживших необыкновенную силу микроглии, навсегда изменила будущее человеческого здоровья. Вполне возможно, включая и ваше. Глава 1 Случайный нейробиолог Когда входишь в лабораторию Бет Стивенс в Бостоне, где она работает в должности адъюнкт-профессора неврологии в Бостонской детской больнице при Гарвардском университете, то первым делом видишь огромную белую доску. В центре ее находится подробный рисунок микроглиальной клетки, выполненный от руки ярко-зеленым флуоресцентным маркером. Похожие на щупальца отростки раскинуты в стороны от каплевидного центра, и каждый из них указывает на отдельный список основных исследовательских проектов в лаборатории Стивенс с выдленными дедлайнами. Очень элегантное решение. Около пяти часов вечера. Рили, десятилетняя дочь Стивенс, заканчивает домашнюю работу, сидя за маленьким столиком рядом с письменным столом матери. Волосы Рили, такие же светло-русые, как и у мамы, заплетены в аккуратные косички. Она поправляет очки на носу, направляется к доске и берет маркер и губку для стирания. Ее голубые глаза озорно поблескивают. – Рили, не стирай ничего с доски! – окликает ее Бет, изображая материнскую строгость. – Если ты что-то сотрешь, то начнется бог весть что! Роб, муж Стивенс, заходит в комнату, чтобы забрать Рили после школы. Он тепло здоровается со мной, потом шутливо улыбается и указывает на серебристую чашку горячего эспрессо, которая стоит на столе его жены. Чашка все еще дымится. – Да, я только что сделала еще один эспрессо, – говорит она, обмениваясь улыбкой с мужем. Еще одна большая кружка с надписью «Смерть хочет кофе» стоит у нее на столе. Она смотрит на меня и слегка пожимает плечами. – Эти кружки дарят сотрудники моей лаборатории. Думаю, это о многом вам говорит. Перед тем как показать мне свою лабораторию, она провожает мужа и дочь и целует их на прощание. Стивенс выглядит стильной и бодрой в оливково-зеленом летнем платье; ее светлые волнистые волосы сколоты серебряной заколкой на затылке. Она указывает под письменный стол, под которым прямо на полу громоздятся высокие стопки рабочих бумаг и статей. – А это для легкого чтения! – со смехом добавляет она. Над ее столом висят фотографии ее дочерей Рили и Зои вместе с их дошкольными рисунками. Там есть фотография пляжного домика на Кейп-Код, где они с мужем каждое лето проводят отпуск. Стивенс указывает на снимок, где она обнимает девушку в выпускной академической мантии и шапочке. «Это моя первая выпускница» – поясняет она. Еще там есть несколько коллажей, собранных из десятков лиц студентов и коллег, с которыми она работала последние двадцать лет. – Когда мне становится тяжело, я смотрю на эти лица и снова чувствую себя счастливой, – говорит она. В холле перед ее рабочим кабинетом стоит кофемашина, которую она подарила своей лаборатории. Она указывает на «двойные головки, чтобы два человека могли наливать кофе одновременно». (Один знакомый невролог описал Бет как женщину, «похожую на четверной эспрессо».[16] Довольно точное описание.)