«Здатність фантазувати — це наша суперсила». Нейробіологиня про «мінімозок із пробірки», релігію та повстання машин

«Я ніколи не бачила науковців на білбордах, і тим паче не думала, що сама як науковиця колись опинюся на них», — каже Віра Єфремова.

Незабаром їй 32 роки, вона блакитноока блондинка і справді має дуже гарний вигляд на білбордах, які віднедавна можна побачити на вулицях Києва. Але потрапила туди точно не за гарні очі, а для того, щоб у межах документального серіалу «Науковиці» розповісти іншим про свій шлях у науці й надихнути молодих людей, яким бракує віри в себе. Насамперед дівчат, які мріють про науку — галузь, що й досі через стереотипи залишається переважно «чоловічою справою».  

Віра народилась і виросла в Білій Церкві на Київщині, отримала ступінь магістра біології в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка, потім стала доктором наук у Німеччині, а тепер працює в Університеті Каліфорнії, Берклі. 

Галузь її досліджень — нейробіологія. Вона вирощує мозкові органоїди — своєрідні мініатюрні моделі мозку людини, покликані розгадати таємницю туберозного склерозу. Це рідкісна хвороба, що вкрай погано піддається лікуванню в усьому світі. В Україні її складно діагностувати, а пацієнти з таким діагнозом, на жаль, не отримують жодної державної допомоги. 

Білборди в Києві вона не може побачити на власні очі. Зате щодня про них їй пише хтось зі знайомих і надсилає фото з ними. Хтось напівжартома питає, чи Віра часом не зібралася балотуватись у президенти. Але чимало людей просто висловлюють своє захоплення жінкою, яка подолала шлях «від звичайної школи у Білій Церкві до науковиці найкращого університету США в Каліфорнії». 

У розмові з hromadske Віра запевнила: цей шлях не такий уже й довгий, якщо віриш у себе і бачиш мету. А також розповіла, що поки не збирається змінювати свої дослідження на будь-яку іншу роботу, і про те, як мало науковці знають про мозок, чому релігія з погляду науки — дуже людська риса і, звісно, навіщо вона вирощує мозкові органоїди.

Про ставлення до науки в Україні й на Заході 

Коли кажеш, що ти нейробіологиня, у Німеччині чи Америці, то в людей округлюються очі від захвату. Коли в Україні кажеш, що займаєшся біологією, очі в людей теж округлюються, але часто від подиву: «Навіщо воно тобі?» Мене особисто багато людей, серед яких були й викладачі університету, теж питали: «Чого заміж не вийдеш? Навіщо воно тобі треба?» На жаль чи на щастя для них, я не вийшла заміж, але захистила докторський ступінь у Німеччині.

Там зовсім інший підхід до науки, ніж в Україні. Звичайно, на ній заробляють гроші. Але для того, щоб заробити, спочатку в неї треба багато вкласти. Дуже багато! У різних землях Німеччини видатки на науку відрізняються, але це може бути аж до 5% ВВП. А тепер уявіть собі розмір ВПП Німеччини й порівняйте його з цим показником в Україні, де відсоток видатків на науку незрівнянно менший.

Не дивно, що першу у світі мРНК-вакцину створили саме в Німеччині. Але для цього потрібно було десятиліттями фінансувати фундаментальні дослідження й виростити покоління вчених, які будуть здатні це зробити. А в Україні, як мені здається, не лише в науці, а й в інших сферах люди хочуть заробити всі гроші за один день. Якщо завтра не повернув інвестиції — справа пропала.

В Україні таких грошей, як у Німеччині, немає, я це розумію. Тому тутешні лабораторії не можуть дозволити собі такі мікроскопи, ціна яких може сягати пів мільйона євро (одним із таких я користувалася, працюючи над своїм дисертаційним проєктом). Це об’єктивна причина, через яку українська наука в такому стані. Але є й інші. Наприклад, багато науковців різного віку, але передусім старші, не володіють англійською на достатньо високому рівні, тому не можуть читати наукові статті про актуальні дослідження, що проводяться по всьому світу. Але в КНУ імені Тараса Шевченка, де я навчалася, є цілий Інститут філології. Його викладачі могли б викладати англійську не лише своїм студентам, а й викладачам фізики чи біології та іншим науковцям. Це не так складно влаштувати. Але небагатьом це потрібно.

Про органоїди простими словами

Це органоподібне утворення, про що можна здогадатися вже із самої назви, — структура, яка за певними характеристиками схожа на справжній орган: серце, печінку, мозок. Це означає, що за її допомогою можна відтворити певні аспекти роботи справжнього органа. А інші — не можна. Британський учений Джордж Бокс, який займався розробкою статистичних моделей, колись сказав, що всі моделі хибні, але деякі з них корисні. Органоїд — це лише модель, тому вона може бути корисною, але дуже відрізняється від справжнього органа. Тим паче коли йдеться про мозок.

Щоб виростити мозкові органоїди, я беру клітини крові чи шкіри людини та перетворюю їх на стовбурові клітини, які можуть розвинутися в будь-які клітини нашого тіла, зокрема нейрони. Саме з таких стовбурових клітин у спеціальному середовищі вирощую мозкові органоїди. Це хороша модель, аби зрозуміти, що відбувається в мозку під час його розвитку. Адже саме там ховаються причини багатьох відхилень і захворювань центральної нервової системи. Зокрема й туберозного склерозу, який я досліджую.

Про туберозний склероз

Він належить до рідкісних, або орфанних захворювань. За статистикою, у США він трапляється в одного з шести тисяч новонароджених. А в Україні за офіційними даними — у кілька разів рідше. Гадаю, це можна пояснити насамперед кількістю недіагностованих випадків. Адже встановити діагноз не так просто, це часто потребує секвенування (встановлення послідовності нуклеотидних основ — «літер» у геномі — ред.) геному пацієнта. Це не складний, але дорогий аналіз. Відомо, що туберозний склероз спричиняє помилка в одному з двох генів, асоційованих із цим захворюванням. Але що саме відбувається в мозку внаслідок цих генетичних помилок, ми поки детально не знаємо. І саме це я намагаюся з’ясувати у своїх дослідженнях.

З туберозним склерозом можна жити. Але люди, що мають таке захворювання, потребують постійної терапії. Це пов’язано зокрема і з епілептичними нападами — сильними та частими, іноді по кілька разів на день. Загалом епілептичні напади — це часто симптом або наслідок, а не сама хвороба. Їхньою причиною може бути травма, а може й генетичне пошкодження. Залежно від цього й лікуються вони по-різному. Що стосується туберозного склерозу, є кілька препаратів, які допомагають контролювати напади принаймні частини хворих. Але в Україні ці ліки не зареєстровані, тому й недоступні. На жаль, Міністерство охорони здоров’я не пропонує жодних ініціатив, щоб допомогти пацієнтам із туберозним склерозом.

Адже за офіційною статистикою людей із таким діагнозом у нас небагато, отже, ринок збуту маленький. Тому ніхто цією проблемою серйозно займатися не хоче — крім самих пацієнтів та їхніх батьків, які об’єдналися в громадську організацію «Всеукраїнська асоціація допомоги хворим на туберозний склероз». В Україні, як мені відомо, наукових лабораторних досліджень із туберозного склерозу не здійснюють.

У лабораторії, де я зараз працюю, напевно, половина співробітників досліджують різні аспекти цієї хвороби. Я намагаюся зрозуміти, що саме відбувається в мозку хворих під час його розвитку. Очевидно, що досліджувати це на людях практично неможливо через відсутність доступу до мозку людського плоду. Тому використовую мозкові органоїди для моделювання розвитку цієї хвороби. Їх можна виростити із клітини людини з цією хворобою, або ж використати замість них звичайні клітини, де за допомогою «генетичних ножиць» зламаний один із двох генів, пов’язаних із цією недугою. Я спостерігаю за розвитком таких органоїдів і сподіваюся зрозуміти механізм захворювання. Якщо це вдасться, тоді можна буде розробляти нові підходи у лікуванні.

Про людський мозок 

Ми дуже мало знаємо про наш мозок. Інакше ми давно подолали б і хворобу Альцгеймера, і Паркінсона. Ми знаємо про мозок менше, ніж про поверхню Місяця, хоча саме він дав можливість її досліджувати.

Нам навіть невідома точна кількість нервових клітин у мозку. Не лише я не знаю цього, а й поки що наука загалом. Розумію, як це звучить. Якби я запитала у фінансиста про певний індекс на біржі, а він відповів би «не знаю», я сильно здивувалася б і не сприймала би його серйозно. Тому розумію, чому деякі люди скептично ставляться до таких науковців, як я. Але, повірте, питання про кількість нервових клітин лише здається простим. А втім, сьогодні дослідники погоджуються, що в мозку приблизно 86 мільярдів нейронів. Водночас обережно зазначають, що може бути й до 100 мільярдів.

Але мозок складається не лише з нейронів. Якщо почати говорити про інші типи клітин, то взагалі — ховайся в жито. Наприклад, є такі клітини — глія. Раніше вважали, що вони мають допоміжне значення, бо детально їх не вивчали. А потім почали це робити й дійшли висновку (цілком справедливо), що у них важливіша роль — недаремно ж їх так багато. Але кількісне співвідношення між гліальними та нервовими клітинами теж важко порахувати точно. Словом, якщо ви колись зустрінете того, хто скаже вам, що він усе знає про мозок, можете не продовжувати розмову з цією людиною. Науковці потроху починають дізнаватися, що ж відбувається у нашій голові.

Про загрозу штучного інтелекту та фантазії 

Є хороші новини — повстання машин нам поки не загрожує. Алгоритми штучного інтелекту сьогодні можуть багато, і вони постійно вдосконалюються. Але поки вони не здатні до абстрактного мислення, що дуже важливо. Це коли я чи будь-хто інший заплющує очі й може вмить уявити, наприклад, подвір’я школи, де вчився, подумки пройти ним і, можливо, побачити щось, чого там ніколи не було і бути не може, — слона, скажімо. Тобто це здатність до фантазії. Для нас це просто з першої спроби, а ось комп’ютеру не до снаги.

Також є гіпотеза, що Homo sapiens вижили завдяки своїй здатності до абстрактного мислення. Наші безпосередні предки жили великими групами, всередині яких потрібно було знайти якісь інші зв’язки, крім полювання чи розв’язку інших насущних завдань. Тому люди пліткували: говорили про те, чого не було тут і зараз поруч із ними — те, що не має практичного значення на цей момент. Можливо, саме це і зробило нас тими, ким ми є.

Релігію, до речі, можна розглядати як один із проявів абстрактного мислення. Люди вірять у те, що не має прямого матеріального доказу. Я виросла в римо-католицькій традиції, тому знаю, про що кажу, не лише як науковиця. Віряни йдуть до костелу й вірять, що під час причастя сходить Святий Дух і перетворює вино на кров Ісуса, а хліб — на його плоть. Хліб лишається хлібом, а вино — вином. Проте люди надають їм іншого значення. Це і є своєрідне абстрактне мислення. Комп’ютер так поки що не вміє.

У дитинстві ми дивимось на небо й у хмарах намагаємося побачити якісь малюнки. Так тренується абстрактне мислення та уява. Вони потім згодяться нам, аби зрозуміти теорему Піфагора. Більшості з нас вона не знадобилась у житті. А от нейронні зв’язки, які утворюються під час її вивчення, ще й як знадобляться.