В 1928 г. на основании постановления Совета Народных Комиссаров РСФСР от 13.11.28 и приказа № 105 Народного Комиссариата здравоохранения РСФСР от 06.12.28 на базе лаборатории по изучению мозга, организованной после смерти В.И. Ленина, был создан Государственный научный институт по изучению мозга. Институт мозга был подчинен Ученому Комитету ЦИК СССР.
Директором Института стал один из ведущих немецких ученых — О. Фогт, который был известен своими исследованиями в области цитоархитектоники мозга. В связи с большой загруженностью в Берлинском институте мозга О. Фогт приезжал в Москву периодически, и практически всю работу в новом научном учреждении вели два его заместителя — С.А. Саркисов и И.Н. Филимонов.
С 1938 г. директором Института мозга стал академик АМН СССР Семен Александрович Саркисов (фото). С.А. Саркисов был выдающимся ученым и блестящим организатором. Его отличали яркость ума, образованность, умение видеть и предугадывать пути развития науки о мозге. «Полную меру величия человека можно оценить по его влиянию на следующие за ним поколения», — говорил Ульям Дюбуа. Эти слова полностью характеризуют творческий путь С.А. Саркисова. С.А. Саркисову было присуще чувство нового, что в полной мере проявилось созданием в Институте мозга ряда передовых и новых для своего времени лабораторий — электрофизиологии, нейронной организации мозга, электронной микроскопии, нейрокибернетики, биохимии и др.
С.А. Саркисов уделял большое внимание развитию цитоархитектоники мозга человека. Под его руководством опубликованы многие замечательные монографии, атласы и труды Института мозга, которые до сих пор являются настольными книгами нейроморфологов и невропатологов. «Хочу сказать, что Ваши издания в настоящее время после работ Фогта, Бродмана, Экономо и Коскинаса являются по-настоящему исключительными и во многом единственными даже в мировой литературе», — писал в связи с этим В.Г. Хорошко.
По инициативе С.А. Саркисова в Институте мозга была собрана не имеющая аналогов коллекция образцов мозга выдающихся людей, крупнейших ученых, писателей, общественных деятелей — «Пантеон мозга». В настоящее время в коллекции хранятся образцы мозга Э.К. Циолковского, В.В. Маяковского, М.А. Горького, В.И. Ленина, трех лауреатов Нобелевской премии — И.П. Павлова, Л.Д. Ландау, А.Д. Сахарова и др. Учеными Института была выдвинута концепция особенностей цитоархитектонической организации мозга выдающихся и творчески одаренных людей, которая получила свое подтверждение в многолетних исследованиях.
Ближайшим соратником С.А. Саркисова был академик АМН СССР Иван Николаевич Филимонов. Это был крупнейших ученый, который достиг больших успехов как в клинических, так и в фундаментальных нейронауках. И.Н. Филимонов был прекрасным врачом-неврологом и одновременно одним из ведущих нейроморфологов нашей страны. На основе проведенных цитоархитектонических исследований И.Н. Филимоновым была создана оригинальная классификация старой и древней коры, сохраняющая свое значение и в наши дни. Иван Николаевич был многосторонним, ярким и чрезвычайно талантливым человеком. Он увлекался живописью и прекрасно знал творчество многих замечательных художников.
Важнейшей страницей в исследованиях Института мозга были работы проф. Е.П. Кононовой, многие годы возглавлявшей лабораторию цитоархитектоники. Е.П. Кононова была выдающимся ученым-морфологом и прекрасным оратором. Ее отличала большая страстность в науке, она могла часами изучать препараты мозга под микроскопом, получая истинное удовлетворение от научного творчества. Многолетние исследования Е.П. Кононовой были посвящены изучению лобной области мозга человека и ее онтогенезу. По инициативе Е.П. Кононовой в лаборатории были проведены приоритетные исследования миелоархитектоники корковых формаций мозга человека.
В 1928 г. одновременно с организацией лаборатории цитоархитектоники в Институте начал создаваться уникальный Музей эволюции мозга, отражающий основные этапы развития нервной системы — от простейших нервных ганглиев беспозвоночных до сложнейшей организации мозга человека. Благодаря богатой экспозиции музея успешно развиваются и изучаются проблемы онтогенеза и индивидуальной вариабельности мозга человека, структурных основ межполушарной асимметрии мозга, гендерные особенности цитоархитектонических принципов структурной организации мозга и многие другие проблемы нейроморфологии. В музее эволюции мозга на протяжении многих лет ведется не только активная исследовательская, но и научно-просветительская, экскурсионная и лекционная деятельность, которая чрезвычайно востребована со стороны студентов, школьников, преподавателей биологических и медицинских вузов (факультетов), а также всех людей, интересующихся нервной системой.
Новым разделом в науке о мозге были исследования проф. Г.И. Полякова. Это был блестящий ученый, посвятивший свою жизнь проблемам нейронной организации мозга. Систематизированное описание нейронного состава коры, предложенное Г.И. Поляковым, имело большое значение для понимания структурно-функциональной характеристики различных корковых формаций. В 1975 г. Г.И. Полякову за исследования нейронной структуры мозга присуждена Государственная премия СССР. В более поздние годы эту лабораторию возглавляли проф. Т.А. Леонтович и д-р мед. наук Л.А. Бережная, успешно развивавшие данное научное направление.
В 1938 г. в Институте была создана биохимическая лаборатория, которую в разные годы возглавляли Э.Е. Гурвич и М.Я. Серейский. Основные научные исследования в ней были сосредоточены на определении химической топографии коры головного мозга, дифференцировке ее отделов.
С началом Великой Отечественной войны многие сотрудники Института мозга ушли на фронт. Часть коллекций и оборудования Института мозга были временно эвакуированы в Казань. Сотрудники Института во время войны работали врачами в эвакогоспиталях Казани, Москвы и других городов страны. Многие из них были награждены орденами и медалями за участие в боевых действиях на фронте и самоотверженный труд в тылу.
После окончания войны Институт мозга продолжил активную научно-исследовательскую работу. В этот период особое место в его деятельности занимали исследования, выполнявшиеся в лаборатории электрофизиологии нейронных процессов, организованной академиком АМН СССР С.А. Саркисовым. Эту лабораторию в разные годы возглавляли выдающиеся ученые-нейрофизиологи, профессора М.И. Ливанов, В.С. Русинов, Л.Г. Трофимов, М.Я. Рабинович, Л.Л. Воронин. Было организовано также еще одно новое подразделение — лаборатория патологии нервной системы, руководителем которой стал проф. Л.А. Кукуев.
В послевоенные и последующие годы успешно продолжалась работа и в лаборатории цитоархитектоники мозга, которую возглавляли проф. Н.С. Преображенская и д-р мед. наук В.С. Кесарев. Сотрудники лаборатории большое внимание уделяли филогенетическим особенностям структурной организации мозга. Здесь были выполнены приоритетные исследования экологических особенностей строения мозга китообразных. Особой заслугой ученых этой лаборатории явилось также создание и внедрение в нейроморфологию количественных методов анализа.
Важный вклад в исследование мозга внесли работы лаборатории анатомии мозга под руководством заслуженного деятеля науки СССР проф. С.Б. Дзугаевой, удостоенные премии и диплома им. К.Д. Ушинского.
С 1981 г. руководителем лаборатории анатомии и архитектоники мозга является акад. РАН И.Н. Боголепова. Она внесла большой вклад в исследование онтогенеза мозга человека. Новой страницей в науке о мозге стало развиваемое в лаборатории изучение структурной асимметрии коры мозга человека. За эти исследования И.Н. Боголепова совместно с Л.И. Малофеевой была награждена премией Президиума РАМН им. Б.И. Лаврентьева. И.Н. Боголеповой было показано, что степень асимметрии различных корковых формаций мозга человека в значительной мере определяет его индивидуальную вариабельность. Под руководством И.Н. Боголеповой успешно развивается новое направление в нейроморфологии — изучение гендерных особенностей структурной организации мозга, а также изменений мозга мужчин и женщин в процессе старения.
Активно развивались и исследования в лаборатории биохимии мозга. В эти годы руководителями этой лаборатории были ведущий цитолог и гистохимик, член-корреспондент АМН СССР, заслуженный деятель науки РФСР, лауреат Государственной премии СССР В.В. Португалов, позднее лабораторию возглавляли профессора З.Д. Пигарева и Л.М. Герштейн. Труды сотрудников лаборатории позволили раскрыть структурно-химическую организацию анализаторных систем мозга в процессе онто- и филогенеза, закономерности формирования биохимических процессов в клеточных компонентах зрительной, двигательной и других систем мозга на фоне различных патологических процессов.
Научные исследования сотрудников лаборатории возрастной физиологии мозга, руководителем которой был проф. А.А. Волохов, значительно расширили представления об онтогенезе различных анализаторов у животных и детей раннего возраста. За совокупность публикаций, посвященных вопросам раннего онтогенеза мозга животных и человека, А.А. Волохову в 1971 г. Президиумом А.Н. СССР была присуждена Золотая медаль им. И.П. Павлова. С 1991 по 2018 г. руководителем этой лаборатории был проф. В.Ф. Фокин. Он одним из первых в нашей стране начал изучать проблему функциональной межполушарной асимметрии мозга у людей разного возраста в норме и при патологии нервной системы. На основе этих исследований созданы представления о стационарных и динамических характеристиках функциональной межполушарной асимметрии. Под руководством Н.В. Пономаревой, возглавляющей лабораторию в настоящее время, успешно развивается учение об эндофенотипах зависимых от возраста нейродегенеративных заболеваний, патофизиологических механизмах старения, церебральном энергетическом метаболизме, регуляции вегетативных функций.
В 1947 г. в Институте мозга была создана лаборатория условных рефлексов, которую возглавил академик ВАСХНИЛ Н.Ф. Попов. Используя метод полного и частичного удаления коры головного мозга, а также удаления спинного мозга животных (собаки и обезьяны) сотрудники лаборатории расширили морфофизиологические представления о мозаичности структуры коры больших полушарий мозга, о представительстве в них корковых ядер различных анализаторов.
На протяжении многих лет директором Института мозга и заведующим лабораторией условных рефлексов был академик АМН СССР О.С. Адрианов — крупнейший ученый и организатор. Под его руководством сотрудники Института мозга внесли большой вклад в изучение локализации и организации церебральных функций. Приоритетные исследования О.С. Адрианова расширили современные представления о межкортикальных и таламокортикальных отношениях в условнорефлекторной деятельности. О.С. Адрианов выдвинул новый принцип моно- и олигопроекционных таламических афферентов, показал существование ядерного и рассеянного типов таламокортикальных проекций. Монография О.С. Адрианова «О принципах организации интегративной деятельности мозга» в 1979 г. была удостоена высшей награды по физиологии АН СССР — золотой медали им. И.П. Павлова.
Под руководством ученика академика АМН СССР О.С. Адрианова д-ра мед. наук Н.П. Шугалева в лаборатории экспериментальной патологии нервной системы успешно проводились исследования изменений функционального состояния корковых и подкорковых структур в процессе замыкания оборонительных и двигательно-пищевых рефлексов. Им обосновано представление о ведущей роли механизмов саморегуляции нейромедиаторных систем в компенсаторных процессах при экспериментальной патологии мозга. В настоящее время в лаборатории, руководимой канд. биол. наук А.В. Ставровской, проводится моделирование большого числа социально значимых заболеваний нервной системы, испытываются новые экспериментальные подходы к лечению неврологической патологии.
Экспериментальное направление в Институте мозга развивалось также в лаборатории нейрокибернетики, которой многие годы руководил проф. Н.Н. Любимов. Это был блестящий хирург, который проводил уникальные по своей сложности операции на мозге экспериментальных животных. Н.Н. Любимовым разработаны новые методические приемы для изучения процессов управления в различных структурах головного мозга. Им была выдвинута гипотеза о многоуровневой иерархии структурно-функциональной организации мозга. Позднее в этой лаборатории под руководством д-ра биол. наук Б.Х. Базияна был выполнен ряд приоритетных работ по исследованию зрительной системы и разработке моделей ее основных звеньев, а также анализу механизмов отдельных движений человека и их координации в рамках единого двигательного акта.
Впервые в нашей стране, в 1961 г., в Институте мозга была создана лаборатория ультраструктуры мозга. Организатором и руководителем этой лаборатории являлся академик РАН Н.Н. Боголепов. Большой вклад в изучение мозга внесли его работы по синапсоархитектонике и классификации межнейрональных контактов. Он впервые описал изменения ультраструктуры синапсов при гипоксии, что явилось основой для понимания механизмов функциональной и органической асинапсии при различных формах патологии мозга. Н.Н. Боголеповым разработана гипотеза о структурных механизмах формирования физической зависимости от наркотика при хронической морфинной интоксикации. Книга «Морфинизм» (совместно с Г. В. Морозовым) была удостоена премии им. В.М. Бехтерева Президиума АМН СССР.
В 1969—1973 гг. директором Института мозга был проф. Г.Д. Смирнов, который успешно продолжал научные исследования, заложенные С.А. Саркисовым. По инициативе Г.Д. Смирнова в 1971 г. в Институте была создана лаборатория функциональной синаптологии, которую впоследствии возглавил один из ведущих ученых-нейрофизиологов нашей страны член-корр. РАН В.Г. Скребицкий. Основной задачей лаборатории является изучение особенностей функционирования синапсов в норме и патологии, изучение способностей синапсов к пластическим перестройкам, отвечающих за память и обучение. Впервые в нашей стране в лаборатории под руководством В.Г. Скребицкого была осуществлена внутриклеточная регистрация электрической активности нейронов переживающих срезов гиппокампа. Деятельность этой лаборатории характеризует использование большого числа современных технологий, таких как микроэлектродная регистрация, пэтч-кламп-регистрация, анализ длительной потенциации, оптическая регистрация активности нейронов, молекулярное моделирование.
Одной из первых лабораторий в нашей стране, развивающих морфологические исследования мозга на уровне культуры ткани, стала лаборатория экспериментальной нейроцитологии. Организатором и заведующим этой лаборатории был выдающийся отечественный нейроморфолог и цитолог проф. И.В. Викторов. Результаты проведенных исследований, раскрывающие особенности морфогенеза нейронов, направленного роста аксонов и формирования синаптических межнейронных связей, имеют большое значение для углубления представлений о процессах развития и регенерации нервной системы, а также о патогенетических механизмах ряда нарушений развивающегося и зрелого мозга. И.В. Викторовым предложены многие модификации методов гистологической обработки ткани мозга, новые методы культивирования нервной ткани и клеток, моделирования фокальной ишемии мозга. В настоящее время в лаборатории, руководимой д-ром биол. наук Л.Г. Хаспековым, в экспериментах in vivo и in vitro, проводимых с использованием современных клеточных технологий, исследуются механизмы нейродеструктивных процессов при моделировании церебральной ишемии и черепно-мозговой травмы, действии патогенетических факторов болезней Паркинсона и Альцгеймера, ведется поиск новых нейропротективных соединений.
В 90-е годы, на разломе исторических эпох, отечественная фундаментальная наука переживала сложный период. В это время директором Института мозга был академик РАМН Н.Н. Боголепов, благодаря энергии и огромной самоотдаче которого Институт мозга продолжал активно работать, находил ресурсы для развития новых направлений и сохранял высокий научный авторитет как в нашей стране, так и за рубежом.
Еще одно новое научное подразделение — лаборатория функциональной морфохимии — было создано в Институте в 2006 г. Его руководителем стал д-р мед. наук Р.М. Худоеркова. Задачами лаборатории являются раскрытие закономерностей структурно-функциональной и нейрохимической организации разных клеточных систем головного мозга и исследование особенностей их пластических перестроек в условиях физиологической нормы и патологии. В лаборатории используются современные методы иммуногистохимии и компьютерной морфометрии, позволяющие объективно оценивать морфохимические элементы нервной ткани и создавать объемную реконструкцию отдельных образований мозга человека и лабораторных животных, что имеет большое фундаментальное и прикладное значение.
В конце 2006 г. по решению Президиума РАМН произошло важное событие — объединение Института мозга РАМН с Институтом неврологии РАМН, в результате этого был создан Научный центр неврологии. Цель такого масштабного объединения — тесная интеграция клинических и экспериментальных нейронаук для решения приоритетных задач неврологии и нейробиологии, а также обеспечение быстрого и эффективного внедрения результатов фундаментальных исследований мозга в клиническую практику. Это в полной мере соответствует ведущим тенденциям в области изучения мозга и разработки передовых нейротехнологий.
В рамках нового объединенного учреждения правопреемником Института мозга и продолжателем заложенных им научных направлений стал Отдел исследований мозга — крупнейшее структурное подразделение Научного центра неврологии. Отдел исследований мозга не только сохранил наиболее значимые достижения научной школы Института мозга, но и приумножил их благодаря новым возможностям в изучении многообразной неврологической патологии. Совместные исследования специалистов клинического и фундаментального профиля на базе различных лабораторий и отделений Научного центра неврологии позволили успешно развивать ряд стратегических направлений в нейронауках, а также реализовать целостную модель трансляционной неврологии.
Можно выделить несколько крупных направлений нейронаук, в которых тесное взаимодействие Отдела исследований мозга и клинических подразделений Научного центра неврологии на протяжении последнего десятилетия оказалось особенно плодотворным и принесло наиболее значимые результаты.
Молекулярная и клеточная нейробиология. Основное внимание уделяется разработке новых моделей заболеваний нервной системы — инсульта, паркинсонизма, бокового амиотрофического склероза (БАС), болезни Гентингтона, детского церебрального паралича, нейротравмы и др., а также изучению фундаментальных механизмов выживаемости нейронов и возможностей нейропротекции. На создаваемых экспериментальных моделях изучены эффекты целого ряда новых соединений — прототипов лекарственных средств (новые антиоксиданты и митохондриальные препараты, аналоги эндоканнабиноидов, регуляторые пептиды и др.).
Впервые в мире на трансгенной модели БАС разработан протокол генной терапии с использованием рекомбинантных аденовирусных векторов, экспрессирующих пептидные факторы выживаемости мотонейронов (работа проведена совместно с НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи Минздрава России). Результаты проведенных экспериментов позволили создать соответствующий инновационный препарат (аеваск) и осуществить I—II этапы клинических исследований данной генотерапевтической конструкции у пациентов с БАС.
Проведены приоритетные исследования по созданию культур специализированных нейронов как результата направленной дифференцировки индуцированных плюрипотентных клеток (ИПСК), получаемых путем клеточного репрограммирования фибробластов пациентов — носителей мутаций в генах болезней Паркинсона, Гентингтона, Альцгеймера, БАС. Это открывает принципиально новые возможности в получении «персонифицированного» клеточного материала для нейротрансплантации и репаративной неврологии. Данный подход успешно апробирован при проведении трансплантации дофаминергических нейронов, полученных из ИПСК, в головной мозг крыс с экспериментальным паркинсонизмом, а также трансплантации нейрональных предшественников в мозг крыс с токсической моделью болезни Гентингтона.
При изучении молекулярных механизмов памяти и синаптической передачи применяется комбинация возможностей экспериментов на переживающих срезах мозговых структур и единичных живых нейронах с современными технологиями биоинформатики и компьютерного моделирования. Это позволило уточнить конкретные мембранные «мишени» и раскрыть механизмы действия ряда новых соединений, обладающих ноотропным и нейропротективным потенциалом.
Фундаментальные основы пластичности головного мозга. Особенностью проводимых работ является сочетание классических нейроанатомических исследований с разработкой новых технологий изучения строения мозга, включая прижизненные методики топографического картирования мозга (прижизненная нейроанатомия). Так, приоритетные исследования были выполнены в области локализации функций мозга на основе использования воксельной МРТ-морфометрии, функциональной МРТ головного мозга (включая функциональную МРТ покоя) и оригинальных методик клинико-нейровизуализационно-морфологических сопоставлений. В результате были установлены цитоархитектонические особенности структурно-функциональной организации речевых и двигательных зон мозга, разработаны методические основы для внедрения подходов прижизненной нейроанатомии в индивидуальные реабилитационные программы при патологии ЦНС.
Нейрофизиология и нейрокибернетика. Установлен ряд нейрофизиологических биомаркеров нейродегенеративных (болезни Альцгеймера, Гентингтона, Паркинсона) и цереброваскулярных заболеваний, что помогает осуществлять раннюю (в том числе доклиническую) диагностику патологического процесса и его мониторинг на фоне использования различных лекарственных препаратов. Установлена ассоциация выявленных маркеров с генами предрасположенности к нейродегенеративным заболеваниям, определены патофизиологические механизмы развития когнитивных и двигательных нарушений при этих заболеваниях, связанные с влиянием генетических факторов на функциональную активность мозга, а также с нарушениями нейроиммунного взаимодействия.
Примененный мультидисциплинарный подход позволил изучить сосудистое и вегетативное обеспечение функциональной межполушарной асимметрии, а также электрические реакции сосудистого происхождения и энергетическое обеспечение когнитивных функций. Это открывает перспективы использования полученных данных для персонализированного подхода к профилактике и коррекции церебральных сосудистых нарушений. Исследована временнáя динамика биоэнергетических процессов в головном мозге у лиц различных возрастных групп, раскрыты основные нейрофизиологические корреляты нормального и патологического старения мозга.
Отдел исследований мозга является инициатором и организатором Всероссийских научных конференций с международным участием, посвященных фундаментальным проблемам нейропластичности, структурно-функциональной и нейрохимической организации мозга, механизмам развития заболеваний центральной нервной системы. В этих конференциях участвуют многочисленные специалисты из различных областей нейронаук. Отделом исследований мозга выпускается собственный научно-практический журнал «Асимметрия» (главный редактор — проф. В.Ф. Фокин).
Результаты исследований, проведенных в Отделе исследований мозга на протяжении последних 12 лет совместно с клиническими подразделениями Научного центра неврологии, имеют не только фундаментальное, но и прикладное значение. Они позволяют глубже раскрыть ключевые закономерности функционирования мозга в норме и при различных формах развивающейся патологии, обеспечивают системный взгляд на проблемы нейропластичности и функционального церебрального резерва, а также служат основой для разработки и внедрения в практику новых технологий диагностики, лечения и профилактики психоневрологических заболеваний.
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
The author declare no conflicts of interest.
Сведения об авторах
Сведения об авторе:
Боголепова И.Н. — e-mail: bogolepovaira@gmail.com; тел.: +7(916)966-1810
Как цитировать:
Боголепова И.Н. Институт мозга — важная веха в истории нейронаук в нашей стране. К 90-летию создания Института мозга. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019;119(6):-85. https://doi.org/10.17116/jnevro2019119061
Автор, ответственный за переписку: Боголепова Ирина Николаевна — e-mail: bogolepovaira@gmail.com