Как слепому прозреть, почему не стоит внедряться в человеческий мозг с чипами и чем отличается новое поколение российских ученых — рассказывает академик Михаил Островский, физиолог, президент Физиологического общества имени И. П. Павлова.
На следующий день директор поздравил меня и тут же сказал: «Теперь я окончательно понял, что вы работаете не по профилю
Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ
На следующий день директор поздравил меня и тут же сказал: «Теперь я окончательно понял, что вы работаете не по профилю
Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ
Академик Михаил Островский, президент Физиологического общества имени И. П. Павлова: «Когда я читаю лекции младшим курсам, то вижу, как глаза горят. К старшим курсам энтузиазм часто испаряется, но все равно, сейчас лучше, чем лет десять назад. Есть даже молодые люди, вернувшиеся из-за рубежа, хорошо подготовленные и активно работающие. Появился луч света в темном царстве»
— Ваш отец — известный композитор, мать — балерина, наверняка и окружение ваше в детстве было соответствующим. Как же получилось стать ученым?
— Чем старше становишься, тем больше любишь свое детство и понимаешь, как же это время было важно для становления личности. Окружение было замечательным. Особенно это бывало заметно, когда мы жили в доме творчества композиторов «Руза». Раз в году композиторы получали возможность жить месяц или даже больше в домиках, с семьями, и творить. Я вспоминаю, как Арам Ильич Хачатурян собирал нас, подростков, и показывал отрывки из «Спартака» — ему была важна наша реакция. Там жили семьи многих композиторов, с которыми мы дружили и дети которых на всю жизнь стали моими друзьями. У нас было замечательное детское творческое сообщество — многие потом, что называется, состоялись. Совсем недавно мы открывали мемориальную доску моему отцу на Доме композиторов. На открытии было много моих друзей, и в том числе с рузских времен. Володя Молчанов — известный журналист и сын композитора Кирилла Молчанова — сделал замечательный репортаж на радио «Орфей».
По сути, я скорее гуманитарий. В школе любимый предмет — литература, участвовал в олимпиадах по русскому языку и литературе, получил однажды вторую премию. Школа была сильная, еще мужская (с 1943 по 1954 год в СССР школы были разделены по половому признаку.— «Ъ-Наука»), 310-я школа на Чистых Прудах, позади кинотеатра «Колизей», теперь там театр «Современник». У нас преподавали даже логику, были потрясающие географ, учителя немецкого языка, литературы. Когда я был в старших классах, было много разговоров об Иване Павлове (академик, физиолог, первый русский лауреат Нобелевской премии в 1904 году.— «Ъ-Наука»), о высшей нервной деятельности, о мозге. Это было интересно. Я в то время ходил попеременно на лекции для школьников по литературе, еще в старом здании, в МГУ на Моховой и в биологический кружок. Но все равно мечтал о журналистике. И когда окончил школу с золотой медалью, начал метаться между отделением журналистики филфака и биофаком МГУ. На биофаке у меня к тому времени уже были друзья.
И тогда мудрый папа сказал: «Иди на биофак, получи образование, а уж потом, кто тебе мешает, будь журналистом, пиши что хочешь».
Первую лекцию на биофаке для первокурсников читал Хачатур Сергеевич Коштоянц — потрясающая личность. Он так увлекательно рассказывал о физиологии, что стало очевидно — идти нужно к нему, на кафедру физиологии. Именно там были мои друзья; один из них, Митя Сахаров, по существу, стал моим научным руководителем и постоянно опекал. Он доктор наук, уважаемый ученый; сейчас более известен как поэт Дмитрий Сухарев. Вот так потихоньку я и увлекся наукой, это получилось почти что само собой.
«Вы работаете не по специальности»
— Выбор специализации произошел в ходе учебы или вы уже при поступлении знали, чем будете заниматься?
— Выбор специализации — физиологии зрения — произошел в аспирантуре, в Институте высшей нервной деятельности Академии наук. До этого было много интересного и даже драматического. Я окончил университет с отличием, меня оставляли в аспирантуре на кафедре физиологии. Но Коштоянц в тот момент уехал читать лекции в Венгрию, а меня на сдаче экзамена по марксизму-ленинизму (обязательный в СССР экзамен в конце обучения во всех вузах.— «Ъ-Наука») завалили, и пару месяцев я не был никуда распределен.
Я уже было собрался ехать в Дальние Зеленцы на биостанцию Академии наук на Баренцевом море, где на втором курсе выполнил первую научную работу — по физиологии беспозвоночных. Но тут случайно выяснилось, что в Институте высшей нервной деятельности пропадает аспирантское место. Леонид Григорьевич Воронин, декан биофака и одновременно тогдашний директор института, согласился меня взять, если за две недели сдам вступительное экзамены. Я сдал, и так, волею, казалось бы, драматических обстоятельств, попал в лабораторию замечательной женщины, ученицы и последователя выдающегося физиолога Леона Абгаровича Орбели — Веры Георгиевны Самсоновой. Вот она-то и дала мне тему по физиологии зрения — фактически это было продолжение работ самого Орбели и его ученика Андрея Владимировича Лебединского. Речь шла о самых первичных процессах зрительного акта, о светочувствительном белке родопсине, тогда он назывался зрительным пурпуром. В этой лаборатории я проработал двенадцать интереснейших лет.
И тут опять — как вначале показалось — драматическая ситуация. В конце 1969 года, когда я уже был без пяти минут доктором наук и у меня была группа из пяти человек, мне пришлось уйти из института. Дело было так. В марте 1969 года выдающемуся биохимику Владимиру Александровичу Энгельгардту присудили Золотую медаль имени М. В. Ломоносова по случаю юбилея, и, как полагается, он делал большой доклад на общем собрании Академии наук в Доме ученых. А до этого Энгельгардт представил нашу работу по родопсину в журнал «Доклады Академии наук». И вот для доклада в Доме ученых он попросил меня дать ему пару слайдов из этой работы. Его с давних времен интересовали вопросы биохимии зрения, в докладе было вполне уместно об этом сказать. Он показал эти слайды и упомянул меня как молодого перспективного ученого. Все меня поздравляли.
На следующий день директор института Эзрас Асратович Асратян тоже поздравил меня и тут же, быть может, из хороших побуждений, сказал: «Теперь я окончательно понял, что вы работаете не по профилю моего института». Я был совершенно обескуражен.
Но, как говорится, нет худа без добра. Вместе с группой нас взяли в Институт химической физики академики Николай Маркович Эмануэль и Николай Николаевич Семенов. И это было великое счастье, ибо для решения своих физиологических задач я мог сотрудничать с потрясающими физиками и химиками, мог использовать всю мощь их методов и подходов.
— А что журналистика? Так она в вас и погибла?
— Никоим образом, журналистское мышление осталось до сих пор. Еще в аспирантуре и уже будучи научным сотрудником я довольно много писал. Отец говорил: «Нужны деньги? Зарабатывай их профессиональным трудом. Ты же хотел быть журналистом? Кто тебе мешает? Пиши!» И я с увлечением писал в «Огонек», в «Здоровье», в «Науку и жизнь», в «Знание — сила», еще в какие-то журналы. А это же были миллионные тиражи и огромные для меня по тем временам гонорары. Правда, писал я под псевдонимом, в научных кругах занятия такого рода серьезным ученым не одобрялись. А потом, уже в 1980-х, я даже вступил в Союз журналистов, уже под собственным именем. У меня было много друзей, а в ресторане Дома журналистов давали чешское пиво; но пускали туда только членов Союза журналистов. Вот и пришлось вступить. Солидное удостоверение этого Союза я бережно храню и очень им горжусь.
Жутко не хватает Федорова!
— Вы занимались фундаментальной наукой, но практически все открытия нашли применение в медицине. Повезло с соратниками, партнерами среди медиков — или вы изначально были уверены, что ваши знания нужны и помогут людям?
— Коштоянц и другие мои учителя привили любовь к чистой науке. Назовем ее фундаментальной. Как говорил, кажется, академик Арцимович: «Наука — это удовлетворение собственного любопытства за государственный счет». Мне было любопытно и до сих пор любопытно, как, каким именно образом свет превращается в зрение, как происходит это чудо. Этим я занимался и занимаюсь. У нас с вами сейчас нет времени и места, чтобы подробно об этом рассказывать. Но что касается практики, прикладных исследований, то у меня не было специальной задачи сделать что-то прикладное. Все происходило естественным образом.
— Из последних работ: вами успешно развита научная концепция о «фотобиологическом парадоксе зрения и его практических последствиях», создано принципиально новое научное направление — «оптогенетика зрения». Можете популярно объяснить нашим читателям суть этой работы?
— Это два отдельных направления. Фотобиологический парадокс зрения — естественное, физиологическое явление. Его изучение ничего прикладного изначально не предполагало. Суть парадокса простая: если нормальный свет, то все замечательно, а если света слишком много, например, вы взглянули на солнце и повредили сетчатку, то ничего хорошего в этом нет. В ходе многомиллионной эволюции органов зрения сформировались две совершенные функциональные системы. Одна — чтобы видеть, чтобы увидеть вас или свет от звездочки на ночном небе. Чувствительность зрительной клетки — палочки сетчатки предельна: она способна детектировать всего лишь один квант света. Другая — это система, защищающая сетчатку от опасности светового повреждения. Свет в зрении — он и носитель зрительной информации, и потенциальный повреждающий фактор. Система защиты глаза от фотоповреждения многоуровневая. Важнейшую роль в ней играет хрусталик. Хрусталик — не только линза, фокусирующая на сетчатке изображение внешнего мира, но и светофильтр. Прозрачный, бесцветный хрусталик отсекает от сетчатки исключительно опасный для нее ультрафиолет. Но с возрастом хрусталик желтеет: перед сетчаткой появляется дополнительный желтый светофильтр, частично задерживающий фиолетово-синюю часть спектра. Физиологически это вполне оправданно, поскольку у пожилых людей в сетчатке и расположенном за ней пигментном эпителии накапливаются вредные фототоксичные вещества, поглощающие свет как раз в фиолетово-синей области спектра. Желтеющий хрусталик эту область солнечного спектра частично отсекает. У людей с патологией сетчатки таких вредных веществ накапливается существенно больше. Поэтому у них опасность светового повреждения сетчатки повышена. (Кстати, у животных, обитающих при ярком солнце, хрусталик желтый от рождения.) Из понимания физиологии зрения и возникла идея, не могу сказать гениальная — все было на поверхности. Идея в том, что интраокулярные линзы, то есть искусственные хрусталики, должны быть не бесцветные, а желтоватые, как у человека примерно пятидесяти лет. Тогда они лучше защитят от опасного света сетчатку — истинный орган зрения. Ничего особенно неожиданного для физиолога здесь не было, но для офтальмолога это было важно, ибо было очень много случаев светового повреждения сетчатки после удаления катаракты и имплантации бесцветных хрусталиков.
Как раз в тот момент, когда нам стало ясно, что искусственные хрусталики должны быть желтоватые, я познакомился с офтальмологом — Святославом Николаевичем Федоровым. Он ухватился за эту идею, познакомил меня с ближайшим помощником, замечательным хирургом Леонидом Феодосиевичем Линником, и они наладили у себя в институте «Микрохирургия глаза» производство таких хрусталиков и затем внедрили их в широкую клиническую практику. Как я знаю, было выполнено около 1,5 млн имплантаций. Сетчатка оказалась надежно защищена. Мы за эту работу даже получили премию правительства России. Вскоре искусственные хрусталики с точно такими же спектральными характеристиками, но мягкие, не жесткие, как были у нас, стала выпускать американская фирма Alcon. Их хрусталики сейчас имплантируют во всем мире, в том числе и у нас в стране.
Жутко не хватает такого Федорова, который бы подхватил и внедрил в практику новые результаты наших фундаментальных исследований. Например, сейчас нам стало ясно, как можно было бы улучшить метод аутофлюоресценции глазного дна. Это замечательный неинвазивный метод диагностики, позволяющий оценить состояние сетчатки на дне глазного бокала. В глаз направляют слабый лучик света и по его отражению (флуоресценции) оценивают степень патологии. Нам нужен инвестор, который бы помог усовершенствовать уже существующий офтальмологический прибор. И тогда диагностика заболеваний сетчатки, таких, например, как возрастная макулярная дегенерация — а это бич стареющего человечества,— стала бы и более ранней, и более совершенной.
Или другой пример, другая конкретная задача. Мы как физиологи много лет занимаемся природой прозрачности хрусталика (не катарактой, а именно пытаемся понять, почему хрусталик глаза прозрачный и как поддерживается эта прозрачность в течение жизни). Механизм поддержания прозрачности, как оказалось, очень сложный и довольно хрупкий.
Еще гораздо более распространенный, чем возрастная макулярная дегенерация, бич стареющего человечества,— старческая катаракта. Чем дольше человек живет, тем больше вероятность того, что белки хрусталика не выдержат такого срока эксплуатации. Белки хрусталика, во всяком случае его центральной части,— единственные белки в организме, которые образуются еще в утробе матери и не обновляются. С годами они портятся и слипаются, хрусталик мутнеет, это и есть катаракта. Сейчас единственный эффективный способ борьбы с катарактой — операция, замена хрусталика. Но хорошо бы обойтись консервативным лечением. Существует множество антикатарактальных препаратов различных классов. Но их, как правило, начинают капать, когда хрусталик уже стал мутноват, то есть белки хрусталика уже слиплись. Белок куриного яйца тоже прозрачен. Но если яйцо сварилось, то вернуть его в сырое состояние тоже нет никакой возможности. Что делать? Ответ очевиден — начать капать до того, как начнется реальное помутнение. А как определить этот момент? С помощью специального оптического прибора. Мы дали ему условное название «Катарактомер». Прототипы таких приборов уже существуют. Первый сделали в Америке, в НАСА. Он позволяет на самой ранней, самой начальной стадии поймать помутнение хрусталика и начать лечение. Если бы такой прибор появился бы в наших поликлиниках, то во время ежегодного планового медицинского осмотра могли бы быть выявлены пациенты, попадающие в группу риска. И тогда можно избежать операции. А если так, то проблема консервативного лечения катаракты сдвинулась бы наконец с мертвой точки. Но опять — нет Федорова! Там не так уж много нужно вложить, чтобы сделать прибор и внедрить его в клиническую практику.
Сложно преодолеть предубеждение
Академик Михаил Островский
Фото: РИА Новости
Академик Михаил Островский
Фото: РИА Новости
Оптогенетика. Здесь дело уже не в Федорове, здесь речь идет о государстве. Я никоим образом не создатель ни нового метода — оптогенетики, ни научного направления — «оптогенетика зрения». Основная идея оптогенетики — регуляция физиологической активности клетки при помощи света. В клетку мозга или сетчатки глаза доставляется ген светочувствительного белка. Он продуцирует в клетке светочувствительный белок. Свет, поглощаясь таким белком, способен возбудить или затормозить физиологическую активность клетки. Медицинские приложения оптогенетики напрашиваются для целого ряда заболеваний. Но только в одном случае и лишь совсем недавно дело дошло до клинических испытаний. С помощью оптогенетики удалось частично, и это большая победа, вернуть зрение абсолютно слепому человеку. Статья об этом французско-швейцарской группы физиологов и офтальмологов под заглавием «Частичное восстановление зрительной функции у слепого пациента после оптогенетической терапии» появилась в мае в одном из самых престижных научных журналов Nature Medicine. Этот успех — первый шаг на важнейшем пути к лечению неизлечимых нейродегенеративных заболеваний, таких, например, как болезнь Паркинсона.
Что касается «оптогенетики зрения», то суть ее в следующем. Что такое «слепая сетчатка»? Она «слепая» потому, что ее светочувствительные зрительные клетки — палочки и колбочки — погибли. Но сетчатка — как пирожное «Наполеон»: за слоем зрительных клеток лежал слой нервных (несветочувствительных) клеток. И они не погибли, могут функционировать. Вот в эти-то клетки и доставляется ген светочувствительного белка родопсина. Ген этот производит в них светочувствительный белок. И при попадании света на эти «здоровые» нервные клетки «слепой» сетчатки в них возникают нервные сигналы, которые по длинным отросткам — волокнам зрительного нерва — передаются в мозг. Именно так пациент французско-швейцарской группы увидел полосы на пешеходном переходе. Конечно, это очень упрощенная картина так называемого оптогенетического протезирования сетчатки.
В мире есть несколько групп, в том числе и наша, которые активно работают в этом направлении. Мы в России занимаемся этим вместе с генно-инженерной группой академика Михаила Петровича Кирпичникова и группой физиологов Алексея Юрьевича Малышева. Сейчас для проведения фундаментальных исследований в этом направлении мы имеем поддержку от Министерства науки и высшего образования в рамках большого проекта по нейродегенеративным заболеваниям человека. И это замечательно. Но дойти до клиники чрезвычайно трудно, хотя наши офтальмологи и полны энтузиазма. Дело за малым — получить разрешение Минздрава на такого рода испытания. Для этого надо пройти еще очень большой путь. И для этого требуется значительная финансовая поддержка как для доклинических, так и самих клинических испытаний. Пару лет назад мы было уже получили такого рода бюджетное финансирование, но требуемую для этого долю от бизнеса мы так получить и не смогли. В результате мы не получили ничего. Но я очень хочу верить, что до клиники мы все-таки дойдем и что, говоря по-научному, «оптогенетическое протезирование дегенеративной сетчатки» состоится.
Не надо киборгов
— Вы признанный мировым сообществом ученый — стало ли сложнее работать, взаимодействовать с западными коллегами после возникновения геополитической напряженности вокруг России? А еще пандемия…
— Мы много лет очень успешно сотрудничали с сильной группой финских ученых из Хельсинкского университета по сравнительной физиологии зрения. Сначала это было межакадемическое сотрудничество, потом поддержка РФФИ. Но сейчас, «благодаря» плачевному состоянию РАН и фактическому исчезновению РФФИ, сотрудничество прекратилось. И это очень жаль!
Что касается конференций, общения с коллегами в мире, то это скорее проблема ковида; меня постоянно куда-то зовут, сейчас вот в Осаку, но это нереально.
Что точно стало сложнее, так это публиковаться в хороших мировых журналах. Грант Миннауки, о котором я упомянул, требует, чтобы к концу третьего года мы опубликовали шесть статей в топовых журналах Q1–Q2. Это очень сложно. Кроме представления достойной работы, нужно иногда (не всегда) преодолеть предубеждение рецензентов по отношению к статье из России. Такой геополитический сдвиг имеет место быть.
— Прошло уже семь лет с начала реформы РАН. Как вы ее оцениваете? Все ли идет гладко и что еще надо обязательно сделать?
— Оцениваю со знаком минус. Все это очень печально. Печально, что потеряно уважение к трехсотлетней Российской академии наук. Указ о праздновании в 2024 году 300-летнего юбилея 25 октября подписал Путин. Быть может, в этой связи что-нибудь изменится. Но пока — ничего хорошего. В прошлом году группа академиков, я в том числе, опубликовала статью в солидном журнале Совета федерации «Представительская власть — XXI век». Мы ее так и назвали «Реформа — удар по российской академической науке». В этой статье подробно сказано, к каким последствиям для, подчеркиваю, фундаментальной науки привела эта реформа.
— Можете ли сравнить, чем отличается нынешнее поколение молодых ученых от того, что было в вашей молодости? Многие из ваших учеников уехали из страны?
— От меня уехало человек пять. Казалось бы, это говорит о престиже лаборатории — люди работают в лучших институтах, университетах: Мичиганский университет и так далее. Но для лаборатории это, конечно, плохо — провал во многих лабораториях, не только у нас. Правда, в самые последние год-два-три ситуация меняется к лучшему; я это вижу и как заведующий кафедрой на биофаке МГУ, и как завлаб в нашем Институте биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН. Вот только что пришла девушка, хочет поступить в магистратуру, заниматься зрением; у нее хорошее университетское образование; она явно энтузиаст науки — ей интересно. Когда я читаю лекции младшим курсам, то вижу, как глаза горят. К старшим курсам энтузиазм часто испаряется, но все равно, сейчас лучше, чем лет десять назад. Есть даже молодые люди, вернувшиеся из-за рубежа, хорошо подготовленные и активно работающие. Появился луч света в темном царстве.
— Ваш коллега, академик-электронщик Красников, сказал мне недавно, что скоро человек сможет повысить свои возможности за счет чипизации и даже сможет видеть в инфракрасном спектре. Верите ли вы в человека-киборга?
— Я — не верю. У меня был однажды разговор с заказчиком, который просил: сделайте так, чтобы видеть в инфракрасном свете. Я отказался. Другой вопрос — это искусственный интеллект, в обсуждении которого активно участвуют и физиологи, пытаясь перенести закономерности работы мозга в эту сферу. У недавно избранного академика-физиолога Константина Владимировича Анохина есть очень интересные идеи о механизмах сознания, и он способен разговаривать с адептами искусственного интеллекта. Но в физиологию человека, в мозг внедряться с чипами, другими техническими новациями — нет, не надо. Я к этому отношусь плохо.
— У вас колоссальная загрузка: институт, МГУ, вы президент Физиологического общества имени И. П. Павлова, главный редактор журнала «Сенсорные системы», член редколлегий еще трех журналов, заместитель академика-секретаря — руководитель секции Отделения физиологических наук РАН и еще много чего. Как вы все это успеваете делать? В чем рецепт творческого долголетия?
— Я справляюсь с этим довольно легко по двум причинам. Во-первых, в силу своего характера, поскольку не отношусь ко всему со звериной серьезностью. А во-вторых, поскольку все эти обязанности существуют много лет. Поэтому все за эти годы утряслось, возникли хорошие команды, есть взаимопонимание и все происходит как бы само собой.
Кафедра, университет, приносят мне колоссальное удовольствие: когда я читаю лекции, молодые люди действительно внимательно слушают, потом не отпускают, задают кучу вопросов. Жизнь бьет ключом!
Что для меня как для академика важно — выборы: не жениться из вежливости. Здесь важно быть честным с самим собой, не пускать в академию людей случайных и недостойных. Академик Российской академии наук — это высокое звание! Выборы не требуют времени — требуют совести. И это важно для чистоты, престижа академии.
— Остается ли свободное время, и если да, то чему вы его посвящаете?
— Что значило свободное время для моего отца, композитора Аркадия Островского? Он всегда оставался композитором; как можно было сказать, что сегодня он работает, а завтра отдыхает. Наука — это тоже творчество, и трудно отделить свободное время от несвободного.
Я по-прежнему люблю журналистику, правда, легкость пера уже не та — давит груз ответственности. Но журналистские, научно-популярные навыки помогают читать лекции, даже делать вполне серьезные научные доклады. Важно что: донести до слушателя понятно, ясно и достаточно просто то, что хочешь донести.
Интересны мне музыкальная жизнь, интересен театр. Моя жена — театровед, у нас много друзей в театральном мире. Остались друзья детства и юности в композиторской среде. У нас довольно широкий круг друзей и знакомых, и это делает жизнь интересной.