Широко известная околонаучная шутка гласит: чтобы остановить глобальное потепление, нужно стать пиратом. Количество пиратов неуклонно снижается последние двести лет. Динамика этого процесса необычайно точно соответствует подъёму средней температуры на планете – гораздо лучше, чем многие другие модели, предлагаемые высоколобыми учёными.
Как бы ни радовало такое объяснение поклонников Джека Воробья, на самом деле шутка иллюстрирует типичную ошибку, распространённую в интерпретации научных данных: подмена каузальности (то есть причинно-следственной связи) корреляцией (то есть простой статистической взаимосвязью).
Причинно-следственная связь – гораздо более редкая птица. Учёные и философы сами до сих пор не совсем уверены, что именно можно называть «причиной» события. Короткое замыкание – причина пожара. Но, помимо самого факта короткого замыкания, есть ещё масса факторов, необходимых для того, чтобы дом сгорел. Проводка должна находиться в пределах дома. Дом должен иметь горючие материалы. Возгорание должно распространиться до того, как его потушат огнетушителем. Что именно считать причиной, а что – просто сопутствующим фактором?
Австралийский философ Джон Мэки, например, утверждал, что говоря о «причине» события, мы на самом деле обычно имеем в виду «недостаточные, но неизбыточные компоненты такого условия, которое само по себе не необходимо, но достаточно для достижения эффекта». С подобными определениями неудивительно, что даже сами учёные так часто путают корреляцию с каузальностью.
Но как быть, если всё, что известно о заболевании – это его симптомы? Даже если таковые изучены вплоть до индивидуальных молекул, как определить, какой из симптомов является причиной, а какой – следствием заболевания? Как, имея в распоряжении только пациента, «отмотать» его болезнь к самому началу и узнать, с чего именно она началась?
О мышах и людях
Пожалуй, самый яркий пример такой неопределённости – это болезнь Альцгеймера. Будучи самой распространённой формой старческого слабоумия, это заболевание поражает 5% людей в возрасте 65 лет и более 20% в возрасте 80 лет. Болезнь Альцгеймера известна более ста лет, но точные её причины до сих пор не установлены.
Ситуация усугубляется двумя факторами. Во-первых, сегодня становится очевидно, что процессы, связанные с болезнью Альцгеймера, начинаются задолго – иногда за десятилетия – до того, как появляются первые симптомы. Учитывая, что даже эти симптомы зачастую игнорируются много лет, между появлением «первопричины» и диагнозом может пройти в буквальном смысле полжизни. Если оставить курицу с яйцом в курятнике на десять лет, то понять, что из них первично, станет решительно невозможно.
Вторая причина связана, как ни странно, не с медициной, а с физиологией грызунов. Дело в том, что мыши не болеют болезнью Альцгеймера. Ни одно другое млекопитающее не освоено генетиками так хорошо, как мыши. В большинстве исследований человеческих патологий мы полностью зависим от генетических манипуляций над мышами. К сожалению, мыши – не люди, поэтому такой подход работает не всегда.
В такой ситуации наилучший вариант, который есть у исследователей, – это попытаться создать модель, как можно более точно воспроизводящую болезнь Альцгеймера, и попытаться оценить воздействие каждого из гипотетических факторов на получившуюся патологию. Такая схема исследований не идеальна, но при отсутствии других вариантов и она может принести плоды.
Что было раньше: клубок или бляшка?
В последние годы две основные гипотезы первопричины болезни Альцгеймера связаны с двумя белками. Первый – амилоид бета – формирует у пожилых пациентов агрегаты, или бляшки, видимые под микроскопом между нервными клетками. Второй – тау – тоже формирует при болезни Альцгеймера агрегаты, напоминающие спутанные клубки, но уже внутри клеток.
В течение двух десятилетий разрабатывались терапевтические подходы, направленные на борьбу с «комками» бета-амилоида. Несмотря на то, что токсичность таких агрегатов была однозначно продемонстрирована в искусственных системах, эти попытки, в общем, не привели к медицинским прорывам.
В последние несколько лет внимание исследователей сместилось в сторону второго белка, выходящего из строя при болезни Альцгеймера, – тау. В норме он участвует в формировании своеобразных «канатов», связывающих тело нервной клетки с её длинными отростками. Проблемы с тау приводят к тому, что эти «канаты» распадаются, в результате чего нервная клетка перестаёт нормально работать.
Действительно, патологии тау, похоже, лучше коррелируют с болезнью Альцгеймера, чем агрегаты бета-амилоида. Например, если в культуре нервных клеток «отключить» тау, то они перестают погибать под воздействием амилоида.
Вспомнить всё
Недавно группа учёных из Колумбийского университета в Нью-Йорке под руководством Скотта Смолла и Кэрен Дафф опубликовала исследование, которое может приблизить нас к пониманию первопричины болезни Альцгеймера.
В течение нескольких лет исследователи наблюдали за добровольцами, из которых часть развила симптомы болезни Альцгеймера. Таким образом, учёным удалось получить данные для самых ранних стадий заболевания.
Оказалось, что наиболее значительные изменения у людей на ранней стадии болезни Альцгеймера наблюдаются в латеральной энторинальной коре головного мозга – небольшом участке теменной коры, который, по-видимому, обладает особой склонностью «выходить из строя» и начинать поражение, позднее распространяющееся по другим участкам мозга.
Энторинальная кора, как было показано другими исследователями, участвует в запоминании информации. Конкретно роль этого участка коры связывают с процессом «отсроченного удержания» (delayed retention). Что собой представляет этот процесс – иллюстрирует тест, который использовали в своём исследовании и учёные из Колумбийского университета.
Действительно, как показывают эксперименты групп Смолла и Дафф, у пациентов на самых ранних стадиях заболевания поражается энторинальная кора и одновременно наблюдаются нарушения отсроченного удержания. Таким образом, достоверно установлено: забывание недавних событий – первый признак болезни Альцгеймера.
Уроки трёх слабоумных мышей
Что же именно происходит в энторинальной коре при болезни Альцгеймера? Чтобы ответить на этот вопрос, учёные, конечно, воспользовались мышиными моделями болезни. Но так как в литературе на данный момент нет согласия относительно того, какая именно модель наиболее точно соответствует болезни Альцгеймера, исследователи использовали сразу три.
В первом варианте мышам вводили ген «испорченного» амилоида бета. Во втором та же процедура проводилась с тау. В третьем использовалась комбинация из обоих белков. Особенностью исследования групп Смолла и Дафф явилось то, что белки были введены не в весь мозг одновременно, как это обычно делают в таких случаях, а конкретно в установленный исследователями первоисточник заболевания: энторинальную кору.
Тау же, и особенно комбинация тау и бета-амилоида, вызывали нарушения, удивительным образом похожие на то, что учёные наблюдали у пациентов. Авторы статьи заключают, что латеральная энторинальная кора — «колыбель» болезни — обладает, по-видимому, особой чувствительностью к нарушениям тау, которые, появляясь там, вызывают другие симптомы и распространяются по мозгу. Бета-амилоид же усугубляет изменения, вызываемые тау, но вторичен и не может сам быть причиной болезни Альцгеймера.
Работа учёных из Колумбийского университета, безусловно, не ставит точку в научных спорах о болезни Альцгеймера и совершенно точно не решает вопроса о том, как лечить это страшное заболевание. Но она впервые подводит нас настолько близко к истоку болезни и предлагает модель заболевания на мышах, как никогда точно описывающую человеческие симптомы. В такой сложной области, как болезнь Альцгеймера, это большой прорыв. Остаётся надеяться, что реальные медицинские открытия не заставят себя ждать.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
Читайте также: откуда у берегов Чукотки взялась гигантская ледяная волна, как рак-богомол использует свои уникальные глаза, почему прохладная погода помогает сбросить вес и многое другое — в свежем выпуске рубрики "Научный понедельник" на ria.ru.
