Нобелевские лауреаты: Вальтер Гесс. Промежуточный мозг: тренируемся на кошках

Вальтер Рудольф Гесс. Родился 17 марта 1881 г. в Фрауэнфельде, Швейцария. Умер 12 августа 1973 г. в Локарно, Швейцария. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1949 года (1/2 премии, совместно с Эгашем Монишем).

Герой нашей сегодняшней истории не так известен, а его фамилия оказалась «запачканной» известным нацистским преступником. От этого его работы не стали менее ценными, при этом их ценность двойная. Во-первых, они показали, какая область головного мозга отвечает за всякие проявления вегетативной нервной системы, а во-вторых, они сами по себе стали классикой биомедицинского эксперимента. Итак, знакомьтесь — Вальтер Рудольф Гесс.

Если говорить о нашем нынешнем герое, то во время поиска информации о нем неизбежно возникает путаница. Его называли то родственником третьего лица в Третьем рейхе, то человеком, ставившим опыты на узниках концлагеря… Дело в том, что в одно время жили Рудольф Гесс, заместитель фюрера по НСДАП, перелетевший в 1941 году в Англию для переговоров о сепаратном мире, Рудольф Франц Фердинанд Гесс, комендант Освенцима, и Вальтер Рудольф Гесс — нобелевский лауреат из Швейцарии. Наш рассказ — о последнем из них.

Рудольф Гесс (1894−1987). Обергруппенфюрер СС и СА, заместитель Гитлера в НСДАП. Отважный немецкий летчик во время Первой мировой, убежденный нацист, пожизненно преданный Гитлеру, он совершил странный поступок: втайне от руководителей Третьего рейха в 1941-м перелетел за штурвалом «мессершмитта» на территорию Великобритании с целью договориться о заключении мира между братскими арийскими народами. В результате в Германии Гесса объявили помешанным, а в Британии после переговоров с ним арестовали. На Нюрнбергском процессе его приговорили к пожизненному заключению, но в 1987-м в берлинской тюрьме Шпандау Гесса нашли задушенным. Не известно, совершил ли он самоубийство или британцы позаботились о сохранении тайны переговоров 1941 года перед возможным освобождением Гесса

Вальтер Рудольф Гесс
Родился 17 марта 1881 года, Фрауэнфельд, Швейцария
Умер 12 августа 1973 года, Локарно, Швейцария
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1949 года (1/2 премии, вторую половину получил Эгаш Мониш). 
 Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие функциональной организации промежуточного мозга как координатора активности внутренних органов».

Медик, вскормленный физикой

Наш герой родился в 1881 году в столице немецкоязычного швейцарского кантона Тургау, в Фрауэнфельде. Впрочем, «столица» звучит громко, ибо даже сейчас здесь живет чуть больше 20 000 человек. Кстати, в этом же городке на 35 лет раньше родился Юлиус Магги — изобретатель бульонных кубиков и основатель компании своего имени, существующей по сей день.

Панорама Фрауэнфельда

Wikimedia Commons

Его отец, Клемент Гесс, преподавал физику, и юный Вальтер очень рано узнал, что такое научный метод и эксперимент. А еще он с ранних лет научился себя уважать. Пишут, что первое, что он сделал в первом классе, — это отчитал свою учительницу за неправильный выговор его фамилии, которую он привык слышать с саксонским акцентом.

Правда, Гесса-младшего тянуло к живой природе, к медицине. Несмотря на то, что первые научные работы были сделаны с отцом по физике, Гесс поступил в университет учиться на медика. Это случилось в 1900 году. Поступал Гесс в Лозанну, но за шесть лет проучился и в Берне, и в Киле, и в Берлине, и в Цюрихе. В последнем городе Вальтер получил докторскую степень за исследование по гемодинамике: он изучал связь вязкости крови и работы сердца.

Это случилось в 1906 году, но сразу после этого стало понятно, что в Швейцарии начала XX века медицинской наукой не прожить, денег на исследования не хватает. Пришлось двумя годами позже открыть офтальмологическую практику. Она отнимала много времени, но приносила много денег. Четыре года спустя то ли денег у Гесса стало уже достаточно много, то ли просто бесцельное выписывание очков пациентам надоело хуже горькой редьки, но в 1912 году практика оказалась закрыта, а уже почти ставший отцом семейства Гесс ушел на смешные деньги на место ассистента в физиологическом институте Университета Цюриха и продолжил заниматься гемодинамикой. При этом Гесс работал у профессора Гауле, ученика великого физиолога и исследователья кровообращения Карла Фридриха Вильгельма Людвига.

Карл Людвиг (1816−1895). Немецкий физиолог, автор знаменитых в свое время трудов по функционированию системы кровообращения, в том числе иннервации сердца и сосудов. Установил, что расширение и сужение сосудов регулируется общим сосудодвигательным центром в продолговатом мозге. Людвиг также изучал работу всех звеньев пищеварительной системы, иннервацию слюнных желез, газообмен в крови и лимфе. Научной работе он отдал 56 лет жизни и оставил после себя множество талантливых и сделавших приличную карьеру учеников. Все биологические процессы Людвиг предпочитал изучать физико-химическими методами и потому изобрел ряд интересных аналитических приборов. Он страдал от необходимости периодического прибегания к вивисекции и в течение 20 лет — до самой смерти — был председателем Лейпцигского общества покровительства животным.

Котики и вегетатика

И вот в 1917 году Гесс уже стал директор физиологического института в Цюрихе. Еще восемь лет с небольшим перерывом на призыв в швейцарскую армию на завершающем этапе Первой мировой войны Гесс изучал работу сердца. Путешествовал в Великобританию (мы помним, язык науки тогда был немецкий, но Гесс владел английским), за счет знания языка общался со многими великими учеными того времени — Дейлом, Шеррингтоном, сэром Фредериком Хопкинсом, тоже будущим нобелиатом (премия 1929 года). И все чаще задавался вопросом: что в организме управляет так называемой вегетативной нервной системой, которая отвечает за сердцебиение, дыхание и прочие функции организма, которые не контролируются сознанием? Изучение пациентов с повреждениями мозга натолкнуло его на мысль о том, что все функции вегетативной нервной системы контролируются промежуточным мозгом. В 1925 году он приступил к капитальному изучению этой темы, ставшей делом всей его жизни.

Промежуточный мозг (diencephalon) — древний отдел головного мозга, расположенный над средним мозгом, под мозолистым телом. Он подразделяется на таламический мозг (включает таламус, эпиталамус и метаталамус; в таламус приходят все сигналы от органов чувств, а относящийся к эпиталамусу эпифиз (шишковидная железа) вырабатывает серотонин, мелатонин и адреногломерулотропин), гипоталамус, три десятка ядер которого регулируют всю нейроэндокринную деятельность мозга, и третий желудочек.

Вот тут-то Гессу и пригодился талант экспериментатора, любовно воспитанный в нём отцом-физиком. Для тех лет эксперименты Гесса были очень точными и изящными. Как и герой Георгия Вицина, Гесс экспериментировал на кошках. Может быть, еще и поэтому его сейчас путают с комендантом Освенцима: для интернет-человека, конечно, эксперименты на котиках страшнее издевательств над людьми. Но деваться было некуда — Гессу нужно было модельное животное со сложной вегетативной нервной системой. Улитки с несколькими сотнями нейронов не годились.

Под наркозом при помощи стереотаксического инструмента (обеспечивающего движение в трех плоскостях) животному вводилась в точно определенную зону промежуточного мозга тоненькая проволочка, изолированная везде, кроме своего конца (мозг у кошки и так маленький, а промежуточный, само собой, еще меньше, потому точность движений требовалась потрясающая). Когда рана заживала, а действие наркоза заканчивалось, можно было возбуждать слабым током определенные участки промежуточного мозга или разрушать их, наблюдая за последствиями.

В результате возбуждение различных зон приводило к разным эффектам: кошка могла вздыбливать шерсть, выгибаться дугой и шипеть (выражая страх), погружаться в сон, опорожнять кишечник или мочевой пузырь, расширять или сужать зрачки, выделять слюну. В общем, делать всё то, за что отвечает вегетативная нервная система. Разумеется, простым наблюдением швейцарец не ограничился. Он сполна впитал лучшие качества немецкого и швейцарского народа — кропотливость, точность, усидчивость, упорядоченность. Наблюдения в ходе раздражения мозга дополнялись дальнейшими поведенческими наблюдениями, посмертным анатомированием и гистологическим анализом. Вот тут действительно ужас — кошечек после эксперимента приходилось убивать. Во имя того, чтобы понять, как работает наш мозг.

«Нечто, всё еще находящееся во мраке в начале моих собственных исследований, — писал Гесс, — это размещение определенных функций в конкретных морфологических структурах... Другими словами, органическая структура контроля вегетативной нервной системы в промежуточном мозге. Как можно полнее изучить эту проблему — вот цель, которую я поставил перед собой».

Работы заняли полтора десятилетия — с 1925 года по 1940-й. Однако война, несмотря на то, что Швейцария оставалась нейтральной страной, не позволила опубликовать результаты работ. Гесс продолжил трудиться и писать книгу. Фундаментальный труд по четвертьвековому исследованию связи участков промежуточного мозга и функций вегетативной нервной системы назывался «Функциональная организация промежуточного мозга» и вышел в 1948 году. В нём уже точно указывалось, какие именно анатомические уголки промежуточного мозга отвечают за те или иные проявления вегетативной нервной системы. И — уникальная почти история — Нобелевская премия последовала незамедлительно. Уже в 1949 году пришло высшее признание: Гесс получил заслуженную Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Точнее, ее половину. Вторую половину присудили тоже за работы в области неврологии. Ее получил португальский нейрохирург Антониу Каэтану ди Абреу Фрейри Эгаш Мониш «за открытие терапевтического воздействия лейкотомии при некоторых психических заболеваниях». Для современного русскоговорящего человека это звучит отстраненно, но никого не должно вводить в заблуждение: Мониш придумал лоботомию.

Эгаш Мониш и его изобретение. Слева — Португальский психиатр и нейрохирург Эгаш Мониш (1874-1955), лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1949 г. Справа — Схема его изобретения — лоботомии.

Представляя лауреатов перед вручением премии, профессор Каролинского университета Герберт Оливеркрона подробно описал эксперименты Гесса и сказал:

«Гениальный способ сделал возможным точное определение анатомической локализации функций после прекращения эксперимента, и таким образом оказался намечен анатомический субстрат сложных вегетативных функций. Благодаря своим исследованиям Гесс блестяще ответил на ряд сложных вопросов, касающихся локализации функций организма в головном мозге».

В речи на нобелевском банкете Гесс не стал особенно вдаваться в свою научную работу, оставив это на нобелевскую лекцию, но обратился к ботанике, соединив Швецию и Швейцарию тем, что красивейшие цветы из Альп вместе с ледниками давным-давно пришли на родину Нобеля, что говорит о своеобразной широте взглядов Гесса.

После своего триумфа Гесс прожил еще более двух десятилетий, дожив до 92 лет (заметьте, большинство нобелиатов-медиков живут долго). Он продолжил изучать промежуточный мозг и его структуры. После премии успело выйти еще три его фундаментальных труда: «Биология ума» (1964), «Гипоталамус и таламус» (1969) и посмертная книга «Биологический порядок и организация мозга» (1981). А классический первый труд остается классическим и поныне. И не только как классика неврологии, но и как классика точности и строгости научного эксперимента.