В 1989 году, защитив докторскую по нейродегенеративным заболеваниям и пройдя стажировку в лаборатории Прузинера, я создал собственную лабораторию в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса. Я хотел найти ответы на два связанных между собой вопроса, которые и побудили меня к дальнейшему обучению. Первый: почему при болезни Альцгеймера происходит дегенерация мозговых клеток? И второй: что является посредником этой дегенерации: физиологическая сигнализация или чисто патологические нефизиологические процессы? Иными словами, болезнь Альцгеймера – это просто совпадение, как попадание кислоты на кожу или удар молнии? Или это что-то намного более интересное и фундаментальное, нечто, отображающее изменение состояния головного мозга. Как сказал выдающийся физик Ричард Фейнман: «Природа плетет узоры только длинными нитями, поэтому всякий, даже самый маленький, образчик может открыть нам глаза на строение целого». Хорошая новость для физиков, изучающих кварки. Но смогут ли нити болезни Альцгеймера привести нас к познанию истины головного мозга? Позволят ли отыскать способы обратить вспять дегенеративные процессы?

Важно понимать, что методы лечения будут кардинальным образом отличаться в зависимости от того, являются ли нейродегенеративные процессы случайными или запрограммированными (т. е. результатом нормальной, но по каким-то причинам вышедшей из-под контроля физиологии головного мозга). Если нейродегенерация сродни капле кислоты в мозге, необходимо нейтрализовать эту кислоту и подумать над использованием стволовых клеток, чтобы «заселить» пораженные участки новыми нейронами. Если же это часть внутренней мозговой программы, которая используется для поведения вполне обычных процессов, подход будет совсем иным: нам потребуется детально изучить программу и понять, в какой момент она дала сбой, перенастроить ее и восстановить здоровье головного мозга.

Когда в 1989 году я основал собственную лабораторию, не существовало простой модели нейродегенеративных заболеваний в чашке Петри, а значит, и способа разграничить эти две вероятности. В отличие от раковых клеток, которые можно взять у пациента и выращивать в лабораторных условиях, изучая их поведение и уязвимость, нельзя отрезать кусок мозга живого человека и вынуть часть нейронов. А потом, как оценить действие болезни Альцгеймера в лаборатории? Этого на тот момент тоже не умели. Чтобы понять, почему при нейродегенеративных заболеваниях, например при болезни Альцгеймера, происходит разрушение нейронов и синапсов, нужно вырастить нейроны в лаборатории и воспроизвести стадии, через которые они проходят на пути к заболеванию. Такая нейронная клеточная культура должна быть генетически изменяема, т. е. мы должны иметь возможность менять гены в нейронах и отслеживать, как это скажется на их поведении и течении болезни. Перед нами стояла цель разработать модель in vitro[10], довольно точно имитирующую болезнь. Конечно, нейроны не могут заблудиться в собственном доме или забыть лица родных и близких, но в теории они могут подвергнуться тем же процессам дегенерации, что и нейроны в головном мозге человека с болезнью Альцгеймера. Так, в свое время исследователи-онкологи вырастили в пробирке раковые клетки, чтобы проследить их прогрессирование и, соответственно, реакцию на потенциальные противораковые препараты. Честно признаться, в 1990-х годах ученые с большим скептицизмом воспринимали идею создания in vitro модели нейродегенерации. Они свято верили, что процессы, происходящие в чашке Петри в течение нескольких часов или дней, не имеют никакого отношения к процессам, годами протекающим в организме людей, страдающих дегенеративными заболеваниями. К счастью, это убеждение оказалось ложным, и то, что мы смогли узнать на примере данной модели, в конечном итоге позволило разработать первую эффективную программу по восстановлению когнитивных функций.