Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
22
L Введение
Другие подходы диктуются физикой и химией. Многие из молодых исследователей, интересующихся фундаментальными законами материи или же молекулярными основами жизни, приходят к необходимости обращаться к нервным клеткам. По традиции такие работы проводятся в рамках биофизики и биохимии, а также в русле одного из направлений биохимии — нейрохимии. В последнее время арсенал нейробиологов пополнился целым рядом методов, разработанных в молекулярной биологии и молекулярной генетике. Эти новые методы позволили в последние годы добиться определенных успехов в понимании работы нервной системы. Они обещают также новые достижения в области раскрытия молекулярных и генетических механизмов'» связанных с управлением работой нервной клетки.
Очень важной областью исследований является медицина. Всякий, кто был свидетелем эпилептического припадка у ребенка или кто близко сталкивался с пожилым человеком, страдающим паркинсонизмом или перенесшим инсульт, знает, сколь разрушительными могут быть последствия заболеваний нервной системы. Студенты-медики уже в самом начале обучения по курсу нейроанатомии изучают структуру мозга, а по курсу нейрофизиологии— функции мозга. По курсу нейрофармакологии им преподносят сведения о влиянии на нервную систему лекарственных препаратов, а также о молекулярной и клеточной основе этого влияния. Полученные знания врачи затем применяют в клинике, работая в области невропатологии, занимаясь лечением больных, или в области нейрохирургии, где применяются хирургические или другие методы лечения с использованием специальных инструментов. Чем больше становится известно
о нервной системе, тем очевидней, что некоторые расстройства психики, такие как шизофрения, которыми обычно занимались психиатры, могут иметь причины физического характера и поэтому могут подвергаться такому же лечению, как и другие неврологические расстройства.
Таким образом, изучение нервной системы связано со многими областями знаний. Если представить себе, что эти области где-то перекрываются, то именно эта общая зона и будет сферой интересов нейробиологии, или науки о нервной системе (рис. 1.1). Сразу же можно отметить несколько отличительных черт нейробиологии. Это сравнительно молодая область науки, поскольку до самого последнего времени ряд ее компонентов не успел развиться до такой степени, чтобы возникли пересечения с другими науками. Очевидно, далее, что нейробиология — междисциплинарная область. Это означает, что любой взятый в отдельности метод может дать лишь ограниченные результаты, и для того чтобы понять ту или иную функцию мозга, требуется объединение данных, полученных несколькими разными метода-
/. Клеточные основы нейробиологии
23
Рис. 1.1. Области науки, которые внесли свой вклад в нейробиологию.
ми. Наконец, это область, не имеющая четких границ. Как исследователи, специализирующиеся в других областях, могут оказаться втянутыми в изучение нервной системы, так и нейробиолог может вдруг обнаружить, что ведет фундаментальные исследования в области, для которой нервная система не является основным объектом изучения.
Область науки, являющаяся молодой, междисциплинарной и не имеющей четких границ, может оказаться слишком широкой для точного определения, и в этом, безусловно, немалая трудность. Нужны какие-то общие рамки, единый взгляд, позволяющий привести эти разные виды знания в систему. В данном случае таким источником единства является понимание того, что все живое состоит из клеток. Как устройство и работу разных органов тела, например сердца или легких, мы описываем на языке их клеточной структуры и функций, так и нервную систему лучше всего можно описать на языке ее клеточной организации. Исходя из этого, дадим следующее определение нашего предмета. Нейробиология — это изучение нервных клеток и способов их организации в нервную систему, управляющую поведением животного.
Клеточные основы нейробиологии. Краткая история вопроса
Впервые мысль о том, что живые организмы состоят из клеток, была сформулирована в 1838 г. Матиасом Шлейденом из Берлина. Он основывался на результатах своих работ с растениями, у которых клетки имели толстые стенки и были хорошо видны в простейшие микроскопы, какими ученые располагали в те времена. Затем в 1839 г. его другом Теодором Шванномэто представление было распространено и на животных. Несмотря на неточность исходной концепции клеточной организации, имя Шванна стало известным благодаря его глубокому убеждению
24
L Введение,
Кожа
Кость.
Эритроциты*
Нервные клетки
Железы
Почечные канальцы
Рис. 1.2. Образование тканей из клеток в разных областях тела.
в том, что «существует универсальный принцип образования организмов... [который] может быть обозначен термином клеточная теория». При изучении различных органов тела стали быстро накапливаться данные в пользу указанного постулата. Исключение составляла нервная система, так как имевшиеся в то время гистологические методы не могли обеспечить визуализацию ее клеточной структуры. Частично это было связано с тем, что нервную ткань трудно «зафиксировать» (уплотнить) и окрасить, а частично из-за того, что нервные клетки обладают длинными и тонкими отростками, которые трудно увидеть даже с помощью самых лучших методов. Это особенно затрудняет изучение нервных клеток вплоть до настоящего времени.
