Нейроперсоналии: Джон Экклс, нейрофизиолог и философ

Наш нынешний герой – человек ошибавшийся и искавший. Упорно пытался доказать справедливость ошибочной теории, и в результате мы получили современные представления о нервных синапсах, а сам он, найдя новый путь – Нобелевскую премию. Истовый католик, в длившемся сорок лет браке имевший девятерых детей, он  развелся, женился на коллеге и прожил с ней в плодотворном научном союзе до самой смерти. Он был человеком, которого приводили как пример сочетания научных и теологических представлений об устройстве мира. Джон Кэрью Экклс.


Джон Кэрью Экклс

Родился: 27 января 1903 года, Мельбурн, Австралия.

Умер: 2 мая 1997 года, Локарно, Швейцария.

Нобелевская премия по физиологии или медицине 1963 года (совместно с Аланом Ходжкином и  Эндрю Хаксли).

Формулировка Нобелевского комитета: «За открытия, касающиеся ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных участках нервных клеток».

 

Родился будущий лауреат в австралийском Мельбурне, в семье обычных учителей, Мери Экклс (Кэрью) и Уильяма Джеймса Экклса. До 12 лет они учили его сами, дома; позже мальчик три года учился в школе в Уорнамбуле штата Виктория (ныне колледж, где есть отделение его имени), а затем вернулся в Мельбурн, где в 1919 году и окончил школу. Уже в средней школе стала понятна сфера его интересов, а в 17 лет Джон получает стипендию для продолжения образования: он поступает на медицинский факультет Мельбурнского университета. Тогда же он задумывается о связи мозга и тела, тела и души. Пытаться найти подходящую концепцию, в которой смогут уместиться полученное им религиозное воспитание и вера в науку он будет всю жизнь, а пока что решает посвятить себя нейрофизиологии. Получает диплом с отличием по медицине, звание бакалавра медицины и едет в Англию, где оканчивает с отличием Магдален-колледж в Оксфорде. Он начинает работать младшим научным сотрудником у выдающегося нейрофизиолога Чарльза Шеррингтона.

Шеррингтон сформулировал понятие о синапсе, месте передачи нервного импульса между нейронами или нейроном и эффекторной клеткой. В то время еще не было известно, как именно передается сигнал – с помощью электрической активности или химическим путем. Экклс был горячим сторонником электрической теории; он считал, что скорость передачи исключает возможность химической реакции.

 

Структура химического синапса


Нужно сказать, что открытие ацетилхолина сэром Генри Дейлом и вещий сон о сердце лягушки Отто Лёви, который в своем сне придумал эксперимент, изящно продемонстрировавший химическую природу передачи импульса в синапсе никоим образом не поколебали уверенности нашего героя.

В 1928 году Экклс женится на Ирэне Фрэнсис Миллер. Этот брак продлится 40 лет, и в нем будет рождено 9 детей. Двое его сыновей и дочь тоже станут учеными.

В 1929 г. Экклс получает докторскую степень, в 1934 г. – должность преподавателя физиологии в Магдален-колледже. На Европу надвигается война, и в 1937 г. он возвращается в Австралию, получив пост директора Института патологии имени Канемацу при Сиднейском госпитале. Здесь же он создает исследовательскую лабораторию и привлекает ряд выдающихся ученых, включая Бернарда Каца (который тоже получит Нобелевку, в 1970 году) и Стефана Каффлера. Изучая процесс передачи возбуждения от нейронов к мышечным волокнам, ученые выявили роль химических веществ в синапсе. Экклс пишет: «Данные о влиянии антихолинэстеразных средств [веществ, ингибирующих действие определенных ферментов], которое проявляет себя увеличением интенсивности и длительности возбуждения в нервно-мышечных синапсах, заставили меня сделать в 1942 г. окончательный вывод, что медиатором нервного возбуждения является ацетилхолин».

Бернард Кац


Экклс отказывается от электрической теории, однако до Нобелевки еще далеко: Вторая Мировая в разгаре, и ученые работают на нужды правительства. Три года он занимается исследованиями, касающимися зрения, «воздушной болезни» (укачивания) и обработки крови.

В 1944г. Экклс переезжает в Новую Зеландию, где получает пост профессора физиологии в медицинском колледже университета Отаго. И здесь происходит важнейшее для него знакомство с одним из известнейших философов ХХ в, Карлом Поппером. Поппер считал, что главную роль в научном прогрессе играет опровержение гипотез. Поппер смог убедить Экклса, что опровергнуть собственную гипотезу не менее важно, чем подтвердить. Следующие 8 лет Экклс занимался именно этим.

Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли в 40-е – начале 50гг открыли механизм изменения разности потенциалов внутренней и внешней поверхностей мембраны нейронов при возбуждении и возвращении в состояние покоя.

Эндрю Хаксли


Алан Ходжкин 


Если бы свои исследования Экклс делал сейчас, то стал бы королем Интернета, ведь он экспериментировал на котиках.

Исследуя синаптически связанные между собой нейроны, Экклс нашел возбуждающий постсинаптический потенциал, при котором постсинаптическая клетка приближается к состоянию, в котором возникает потенциал действия. Для этого нужна целая цепочка ВПСП, а исследуя эти цепочки, Экклс совершил важнейшее открытие: некоторые из них не возбуждающие, а тормозящие. До того не было известно, как распространяется возбуждение по синапсам и чем отличаются тормозные импульсы от возбуждающих. Сообщив о своем открытии в 1951 г. Экклс называет его «смертельным ударом» по гипотезе электрического проведения в синапсах. Невозможно было бы объяснить, почему «положительный» потенциал действия пресинаптической клетки может в синапсе превращаться в отрицательный тормозной постсинаптической клетки. Этот coup de grâce любимой теории становится основой его славы: в 1963 году он, совместно с Ходжкиным и Хаксли (сделавшими свою работу не на котиках, а на кальмарах), получает Нобелевскую премию по физиологии и медицине с формулировкой «за открытия, касающиеся ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных участках нервных клеток». Конечно, путь был длинным: 12 лет он, совместно с Джеком Кумбсом, работает над этой новой теорией в Австралийском национальном университете, переехав в Канберру.

Экклс в лаборатории


Экклс изучает деятельность мозжечка, отвечающего за координацию движений, и доказывает исключительную роль в ней процессов торможения. Достигнув возраста обязательного выхода в отставку, уходит из Австралийского национального университета, в 1966г переезжает в Чикаго и занимает пост директора Института биомедицинских исследований Американской медицинской ассоциации. В 1968 г. он разводится с женой, Ирэной Фрэнсис, в результате конфликтов и последствий развода, романа с Хеленой Табориковой, чешской ученой-нейрофизиологом, уходит из университета, переезжает в Буффало и занимает пост почетного профессора физиологии и медицины в университете штата Нью-Йорк. Он женится на Хелене в том же году; в этом браке не было детей, но определенно были детища науки: супруги выпускают совместные труды и занимаются схожими вопросами, в том числе, в области философии. Этот брак продлился почти 30 лет, до самой смерти Экклса в 1997 году.

В 1975 году Экклс выходит на пенсию и переезжает в Швейцарию, и в дальнейшем основным предметом своей научной деятельности делает философию.  Шестью годами позже Экклс стал одним из основателей Всемирного культурного совета, в 1990 году он стал кавалером ордена Австралии за исключительные научные заслуги в области нейрофизиологии.

Философские проблемы, которыми он занимается в Локарно –  все те же, что волновали его в молодости.  «Я верю в Божественный Промысел, действующий над материальными событиями биологической эволюции», – говорит он.

Карл Поппер


Экклс разделяет взгляды Поппера о наличии «трёх миров»: мира физических объектов и состояний, мира психических и ментальных состояний сознания, мира объективного знания (сюда входят содержание научных гипотез, литературные произведения и другие независящие от субъективного восприятия объекты).

Мир физических объектов взаимодействует с миром психических состояний, а тот порождает мир объективного знания, который независим от своих создателей. Таким образом, знание не зависит от познающего субъекта.

«Обладая самосознанием, каждый человек сталкивается с серьезным испытанием при выборе жизненного пути. Можно жить, стремясь к высочайшим ценностям, истине, любви и красоте, с благодарностью за божественный дар жизни, дающий нам удивительную возможность стать частью человеческой культуры. Человек может достичь того, что позволяют его возможности. Например, одно из величайших достижений заключается в том, чтобы создать семью, живущую в любви. Я вырос и получил религиозное воспитание именно в такой семье, за что я бесконечно благодарен. Жизнь, посвященная образованию, науке, искусству или заботе о больных, также полна множества возможностей. Нужно всегда стараться любить тех, кто рядом. Мы все – родственные существа, таинственным образом оказавшиеся на этом удивительном космическом корабле – планете Земля, которая заслуживает заботы, но не поклонения».


Текст: Полина Гершберг

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *