Первая нейробиологическая война⁠⁠

Ещё в конце XIX века большинство ведущих учёных считали, что мозг — единое целое, сплошная сеть⁰, собирающаяся в этакий супер-нейрон. Как так вышло?

Присаживайтесь поудобнее, это лучший научный детектив XIX-XX века. А ещё узнаем:

• в чём виноваты микроскопы?

• как нобелиат уничтожил теорию, в которую верил до самой смерти?

• почему враги получили одну нобелевку на двоих?

Диктатура сети: с чего всё началось

В 1860-х немецкий анатом Отто Дейтерс совершил прорыв. Он первым «вырезал» нейрон из мозга и увидел его во всей красе: разветвлённые дендриты, длинный аксон. Несмотря на сплетни популяризаторов, он не был сторонником концепции единства мозга, а поддерживал идею нейрона как отдельной сущности¹.  

Однако, это не помешало другому немцу прийти к противоположному выводу. Весной 1872 года анатом Йозеф фон Герлах, разрабатывает новый метод окрашивания нервной ткани, добавив к кармину золото. Не сказать, что слишком качественный — разрешение снимков было по-прежнему так себе².

Его наблюдения противоречили данным Дейтерса. Он увидел не отдельные нейроны, а сложную переплетённую сеть³, которой позавидует любой паук. Да что там, даже человек-паук.

В результате Герлах постулирует ретикулярную теорию строения мозга: клетки образуют единое целое переплетением отростков⁴. Его также называют ретикулумом. Реже, синтицием.

Чтобы лучше понять концепцию, представьте мегаполис. Улицы и переулки переплетаются, соединяя разные районы. Так и нейроны, по мнению Герлаха, соединены в сплошную сеть — но не города, а единого суперорганизма.

В общем-то, прекрасно понимаю его. Со стрёмными световыми микроскопами рассмотреть границы клеток нереально. По сравнению с нынешними они скорее древние лупы (без за, азаза). Плюс, нервная ткань быстро разрушается, аксоны и дендриты тесно переплетаются. Не говоря уже о том, что у каждого нейрона тысячи синапсов⁵.

Из-за широкой известности Герлаха публикация завирусилась. Ретикулярная теория превратилась в мейнстрим и доминировала около 20 лет. Но, как часто бывает в науке, революция пришла, откуда не ждали. Иронично, что первый удар по ретикуляризму нанесёт разработка самого яркого сторонника этой теории.

Всегда двое их — учитель и ученик

Герлах быстро сдаст позицию главного популяризатора ретикуляризма. Уже в феврале 1873-го итальянец Камилло Гольджи разрабатывает чёрную реакцию — революционный метод окрашивания нервной ткани. По слухам, он случайно задел мензурку и пролил нитрат серебра на срезы свиного мозга. СДВГШники, ю ноу зис филинг.

Вообще, чёрная реакция работала как бы оооочень плохо, если не сказать ужасно — окрашивались только 1-5% нейронов⁶. Парадоксально, но именно это и было нужно исследователю.

Теперь, Гольджи различал все тонкие «веточки и побеги» там, где Герлах видел «деревья, ветвящиеся друг на друга в сумеречном лесу», :

Я столкнулся с конкретным фактом; это было существование образования, которое я назвал диффузной нервной сетью.

— Камилло Гольджи⁷

Серебро «сменило» золото, Гольджи — Герлаха, став новой звездой. Он активно и местами агрессивно поддерживает ретикулярную теорию до самой смерти. Даже когда от неё откажутся остальные учёные. Вот это моногамия, вот это я понимаю!

Нейронная доктрина против всех

Вернёмся в первую половину XIX века. Не переживайте, мы ненадолго. С 1839 года в центре внимания биологов клеточная теория ещё одного немца, биолога Теодора Шванна. Основной постулат вы знаете: все ткани животных и растений состоят из клеток⁸. Казалось бы, учитывая работы Дейтерса и других учёных, о каком единстве мозга вообще может идти речь?

Ретикуляристы отвечают: «Вы не понимаете, ЭТО ДРУГОЕ!!!11!», и записывают мозг в исключения. Эта позиция вызывала вопросы, но далеко не у всех. Да и наблюдения Гольджи так убедительны… были до 1891 года 😁

Тогда ещё один немецкий анатом Генрих фон Вальдейер публикует обзор работ множества учёных, включая испанца Рамон-и-Кахаля⁹. Формируется альтернативная ретикулярной теория — нейронная доктрина. Она утверждает, что мозг состоит из отдельных клеток, а не сливается в единое целое.

Содержательно вклад Вальдейера не слишком велик, не считая самого термина «нейрон»¹⁰. В первую очередь он помог именно авторитетом, своим и журнала, ведь испанские публикации никому тогда не сдались¹¹.

Война за независимость нейронов: восход Кахаля

С публикации Вальдейера начинается первая нейробиологическая война. Хорошо, что без солдат и пушек. Учёные спорят об устройстве мозга больше 10 лет: одни требуют показать те самые «промежутки» или границы между нейронами, а другие пытаются опровергнуть концепцию ретикулума.

Здесь мы должны получше познакомимся со вторым главным героем нашего детектива, испанским анатомом Сантьяго Рамон-и-Кахалем (да, это один человек).

В 1887-88 годах он усовершенствовал чёрную реакцию повторной обработкой, и показал, что окрашивание не затрагивает другие клетки мозга¹². То есть они точно не сливаются воедино.

Казалось бы, всё ясно, какая война после такого? Но нет, Гольджи непреклонен. На конференциях, в журналах, на лекциях и в переписке с другими учеными они с Кахалем ведут идеологическую войну. Пока зимой 1906 года её не прервёт шокирующая новость 😧

Два учёных, одна нобелевка

Кахаль и Гольджи делят нобелевскую премию¹³. Всё бы ничего, случай не редкий, но❗️не для прямых антогонистов. Cантьяго даже посчитал, что это шутка студентов, пока не увидел газеты:

Какая жестокая ирония судьбы – соединить в пару, как сиамских близнецов, сросшихся плечами, научных противников с такими противоположными характерами!

— Сантьяго Рамон-и-Кахаль, Воспоминания о моей жизни¹⁴

Гольджи был в ярости: разве можно признать правоту нейронной доктрины? Подумайте сами. Разрабатываешь ты революционный метод окрашивания, становишься популярным и уважаемым. Потом какой-то испанец опровергает твои научные представления с помощью твоего же метода. Вишенка на торте — ты делишь с ним нобелевскую премию.

Короче, у Камилло знатно подгорело. Всю нобелевскую лекцию Гольджи посвящает доказательствам ретикулярной теории и критике нейронной доктрины¹⁵. Кахаль куда нейтральнее и даже хочет мира, но самих ретикуляристов зовёт «фанатиками». В своей лекции он позволил себе лишь прощальную шпильку:

Было бы очень удобно, если бы нервные клетки действительно образовывали непрерывную сеть. К сожалению, природа, похоже, не знает о нашей интеллектуальной потребности в удобстве и единстве и очень часто находит удовольствие в усложнении и разнообразии.

— Сантьяго Рамон-и-Кахаль, Нобелевская лекция¹⁶

Через 20 лет Гольджи умрёт, ещё через 8 умрёт и Кахаль. Они так и не увидят электронный микроскоп, который забьёт последний гвоздь в гроб ретикуляризма, продемонстрировав те самые промежутки — синапсы¹⁷.

Так мир принял нейронную теорию, а Кахаль стал отцом нейробиологии.