Не зря говорят, что когда на биологическом факультете идет тема паразитов, многие изучают это с отвращением, а некоторые, пораженные извращенными манипуляциями этих микроскопических тварей, всерьез увлекаются и становятся паразитологами. Я не хочу стать паразитологом, и, пока не поздно, буду закругляться. Просто вчера мы говорили о кузнечиках, а сегодня я планировал поговорить о рыбах, но не буду. Там творятся не менее чудесные манипуляции.
Эта статья основана на выдержках из интервью и статьи Роберта Сапольски (2003, 2009), известного ученого, посвятившего практически всю свою жизнь изучению приматов и стресса. Он автор таких книг как Why Zebras Don’t Get Ulcers и A Primate’s Memoir: A Neuroscientist’s Unconventional Life Among the Baboons, Monkeyluv: And Other Essays on Our Lives as Animals и The Trouble With Testosterone: And Other Essays On The Biology Of The Human Predicament, и других книг, а также очень интересных лекций, которые я настоятельно рекомендую. Сапольски является профессором биологии Стэндфордского университета и профессором неврологии Стэндфордской Школы медицины.
Для начала, еще несколько поразительных примеров работы паразитов:
Морской рачок прицепляется на спину краба и вводит тому гормоны эстрогена. Эти гормоны делают поведение краба женским, краб выходит на сушу и роет ямку для того, чтобы сделать гнездо и отложить яйца. Понятно, что откладывать ему нечего, а морскому рачку есть, и краб делает титаническую для рачка работу. Это то, что происходит с мужскими особями краба. А с самками происходит то же самое, плюс паразит уничтожает ее яичники, чтобы она не отвлекалась на собственную беременность. Это что мы уже видели ранее – паразитарная кастрация (Sapolsky, 2003).
Оса Ampulicidae, или таракановая оса, жалит таракана в нервный узел в груди, парализуя его на 2-5 минут. За это время оса готовится ко второму укусу, который предназначен уже в голову тарана. Это, помимо прочих вещей, полностью уничтожает у него рефлекс опасности, и, когда он пробуждается после паралича, он уже не пытается убежать или сопротивляться. Затем оса тащит таракана в нору, где она отложит свои яйца прямо в жертву. И организм таракана не отторгнет инородное тело, потому что в укусе содержится вирус, подавляющий иммунную систему таракана. Когда из яиц вылупятся личинки, они будут есть этого таракана, но так, чтобы он оставался как можно дольше живым.
Но это все у них. А что же у нас, у млекопитающих? Токсоплазмоз.
Испытания, выпавшие на долю Toxoplasma gondii (T. gondii), нелегки. Паразит живет в грызунах, однако половое созревание и размножение он может совершить только в желудочно-кишечном тракте кошки. Паразиту надо, чтобы грызун попал в кошку. Конечно, эту задачу можно решать множеством способов – сделать грызуна вялым или обездвижить его, но токсоплазма подходит к делу творчески.
Если взять лабораторную мышь, чьи 5000 поколений были лабораторными мышами, и познакомить ее с кошкой, просто капнув каплю кошачьей мочи в центр клетки, то мышь забьется в угол. Эта мышь никогда не видела, не слышала и не нюхала кошки, но ее вшитая программа бояться хищника просыпается в несколько миллисекунд и меняет ее поведение. Если эту же мышь заразить токсоплазмозом, она, напротив, будет тянуться и с наслаждением вдыхать запах кошачьей мочи. Этот маленький паразит знает, как сделать так, чтобы тот же самый запах мочи кошки казался мышке привлекательным. Мышь готова нюхать его снова и снова, и теперь ей уже гораздо легче оказаться в животе у кошки. Этот удивительный факт был обнаружен исследователями в Англии несколько лет назад, но с тех пор мало что стало известно о механизме такого изменения поведения, причиняемого паразитом (Sapolsky, 2009).
Лаборатория Роберта Сапольски пытается разобраться в этом механизме. Они установили что, в общем и целом, мышь не меняется – не меняется ее социальное поведение, ее обоняние, ее когнитивные функции, ничего такого, чтобы можно было сказать, что паразит свел ее с ума. Предполагалось также, что токсоплазма каким-то образом влияет на зону мозга, отвечающую за страх, и это делает мышь бесстрашной. Однако и это оказалось неверно. Мышь – ночное животное. Она боится открытых пространств, яркого света, и эта ее система работает безупречно. Каким-то образом токсоплазмоз влияет только на часть пугающих стимулов – запах хищника.
Когда мышь заражается токсоплазмозом, проходит около шести недель, когда паразит мигрирует в нервную систему. Он формирует цисты в мозге, и первоначально казалось, что делает это спорадически, где придется. Более внимательное наблюдение же показало, что цисты формируются около миндалевидного тела (amygdala) – именно того участка мозга, который отвечает за инстинкты страха. Далее эти цисты берут и уничтожают дендриты нейронов в миндалевидном теле. Но не все, а лишь некоторые, меняя схему соединений нейронных сетей. Каким–то образом только фрагмент, отвечающий за страх кошки! Но ведь не просто отсутствие страха перед кошкой, а ее привлекательность для мыши.
Исследование цепи нейронов, отвечающих за страх перед хищником, показало, что она пересекается с другой цепью, отвечающей за сексуальное возбуждение. Когда мы берем нормальную мышь и даем ей понюхать кошачью мочу, мы можем наблюдать типичную стрессовую реакцию. Уровень гормонов стресса повышаются. Зараженная токсоплазмозом мышь не проявляет такой реакции. Цепь страха не активируется, а активируется сеть сексуального влечения. Токсоплазмоз знает, где и как перехватить и изменить эту цепь. И когда самец мыши, зараженный токсоплазмозом, нюхает запах кошки, его яички становятся больше. Ну, вот казалось бы и ответ! Токсоплазмоз переписывает сексуальные влечения мыши и делает кошку привлекательной в сексуальном плане!
Лаборатория Сапольски совместно с коллегами в университете Лидс, Великобритания, стали смотреть на геном токсоплазмы. Вообще-то, люди и эти паразиты когда-то миллиарды лет назад были родственниками. Геном токсоплазмы имеет две версии гена тирозина гидроксилазы. Тирозин гироксилазы – очень важный энзим для производства допамина. Допамин, как вы знаете, это нейротрансмиттер в головном мозге, отвечающий за вознаграждение и предвосхищение наслаждения. Кокаин работает в допаминовой системе. Допамин – это наслаждение, влечение и предвосхищение такого наслаждения и удовольствия. И токсоплазма, оказывается, имеет ген, который есть только у млекопитающих. Который делает этот допамин! Поэтому когда циста токсоплазмы размещается в мозгу мышки, ей только и остается что активировать этот ген, и пустить по захваченным нейронам свежее произведенный энзим для выработки допамина!
Это очень специфично – потому что исследователи стали смотреть на паразитов, родственных токсоплазме – есть ли и у них такое? Оказалось, что нет! У нас, кроме допамина, есть еще и серотонин, ацетилхолин, норадреналин и так далее. Есть ли они у токсоплазмы? Нет. Что насчет других животных? Что делает токсоплазмоз людям? Если токсоплазмозом заражается беременная, этот паразит внедряется в нервную систему плода, и это очень и очень плохо. Это может привести к умственной недоразвитости, эпилепсии или слепоте, или еще перечню суровых заболеваний. Обычный человек, зараженный паразитом, может не ощущать ровным счетом ничего. Болезнь протекает асимптоматично. Скучно, до тех пор, пока циста не захватит нейроны в головном мозге и не включит ген, производящий тирозин гидроксилазы.
Мужчины становятся слегка более импульсивны. Две группы исследователей опубликовали недавно отчеты, что мужчины, зараженные токсоплазмозом, в 3-4 раза более склонны погибнуть в автомобильных авариях вследствие безрассудной езды и превышения скорости. Токсоплазма не имеет никаких особых заданий или целей по отношению к человеку – ей не надо, чтобы нас съели кошки. Похоже, этому паразиту ничего от нас не надо. Зараженные этим паразитом люди ведут себя так, как побочный продукт жизнедеятельности токсоплазмы. Паразита, который знает больше о механизме страха и сексуального влечения человека, чем мы все вместе взятые.
Возьмите вирус бешенства. Он знает больше об агрессии и бешенстве, чем все ученые мира. Он знает, как заставить зараженного им человека скатиться с катушек и пытаться укусить кого-то, чтобы через это укус перейти к другой жертве. И теперь подумайте о том, что это стало известно нам сравнительно недавно, и мы ровным счетом ничего не знаем ни о полном механизме, ни о других паразитах. Можете ли вы утверждать, что наше поведение зависит только от нашего сознательного контроля?
Что же касается инфекции токсоплазмоза у людей, то существует довольно четкая картина его распределения по миру. В тропиках порядка половины населения инфицировано. В более холодных регионах частота заражения ниже. Франция, однако, почему-то имеет высокий процент заболеваний. В развивающихся странах, инфицированность высока, в основном, за счет низких стандартов гигиены.
Однажды, рассказывает Роберт Сапольски (2009), он сидел и изучал документы по токсоплазмозу в госпитале, в котором он работает. Коллеги не слышали о феномене изменения поведения под влиянием этого паразита, и он стал им рассказывать. Вдруг один пожилой врач подскочил и говорит, «Я помню, что когда я был резидентом, и был на практике по трансплантации, опытный старый хирург сказал, что когда забираете органы у погибшего мотоциклиста, обязательно проверяйте органы на токсоплазмоз. Я не знаю почему, но обычно вы найдете там полно этого паразита». Представляете себе такой факт? И я когда рассказываю эти вещи про токсоплазмоз, зачастую слышу в ответ такие же «Ах! Вот оно как!». Например, девушка знакомится молодым человеком и замечает, что с ним невозможно ездить на машине: он гоняет как полный придурок, и совершает безрассудные маневры. А его мать всю жизнь помешана на кошках и превратила свою квартиру, подъезд и все к нему прилегающее в царство кошек. Я уверен, что и вы теперь сможете либо замечать, либо вспомнить что-то подобное.
Вы можете себе представить позитивную сторону такого изменения поведения? Потому что американские военные, безусловно, увидели. Они официально исследуют токсоплазмоз. И вы теперь понимаете, зачем.
Существует большая литература, показывающая статистическую связь между токсоплазмозом и шизофренией. Не очень большая связь, но есть. Шизофреники имеют более высокий процент инфицирования токсоплазмозом. Предполагается связь между шизофренией у человека и его матерью, которая во время беременности имела кошку.
Уровень допамина очень высок у шизофреников. У грызунов, зараженных токсоплазмозом, также уровень допамина высок. И вот берете вы мышь, которая заражена этим паразитом, и которая сходит с ума от любви к запахам кошки, и даете ей лекарство, блокирующее допаминовые рецепторы – то самое лекарство, которое дают шизофреникам, и мышь становится сама собой.
И каждый раз, когда о токсоплазмозе говорится в прессе, встает образ безумной тетушки, живущей в квартире с 40 кошками.
Sapolsly, R. (2003). Bugs in the Brain. Scientific American, 288(3), 94.
Sapolski, R. (2009). Toxo, Edge, 4 декабря 2009. Retrieved from: http://edge.org/3rd_culture/sapolsky09/sapolsky09_index.html#video.
354 католических священника, монаха и монахини проходили клинические исследования в течение 13 лет, умерли и подверглись посмертной аутопсии, во имя науки. Целью исследования (Wilson etal., 2010), проведенного Центром по изучения болезни Альцгеймера (Rush Alzheimer’s Disease Center) в Чикаго, США, и опубликованного 15 сентября 2010 года, было изучения роли нейропатологических изменений в головном мозге, сопровождающих старческую деменцию и ухудшение когнитивных функций.
Недавно опубликованное исследование в авторитетном журнале Neurology (Wilson etal., 2010), об активной когнитивной деятельности и ее влиянии на работу стареющего мозга, интересно, прежде всего, тем, как люди могут интерпретировать результаты и даже планировать свою жизнь.
Рабочая память – это способность нашего мозга удерживать необходимую информацию на время выполнения какого-то процесса. Например, когда вам говорят, как проехать куда-то, а вы можете представлять себе маршрут без записи в блокноте, или когда вы складываете 24 и 56, в уме, без использования калькулятора, или ручки и бумаги.