Бен Баррес

Краткая биография

Жизнь и работа

Бен Баррес родился 13 сентября 1954 года в штате Нью-Джерси. Он изучал естественные науки в Массачусетском технологическом институте, затем получил медицинскую степень в Дартмутской медицинской школе и проходил подготовку по неврологии. Именно клиническая работа подтолкнула его к фундаментальной нейробиологии: Барреса особенно интересовало, почему медицина так мало понимает механизмы дегенерации нервных клеток и почему возможности лечения многих заболеваний мозга остаются ограниченными.

В поисках ответов он перешёл от клинической неврологии к исследованиям и получил докторскую степень в Гарвардской медицинской школе. Уже тогда его внимание привлекла глия — большая группа клеток нервной системы, которые долгое время находились в тени нейронов. Нейроны создают электрические сигналы и передают информацию через синапсы, поэтому именно они традиционно считались главными действующими элементами мозга. Глиальным клеткам часто отводили прежде всего вспомогательную роль: обеспечивать среду, питание, изоляцию и структурную поддержку.

Баррес выбрал другой подход. Чтобы понять функции отдельных типов глии, необходимо было изучать их независимо от множества других клеток мозга. Он и его коллеги развивали методы выделения и выращивания очищенных популяций нейронов, астроцитов, олигодендроцитов и их предшественников. Такая экспериментальная система позволяла задавать прямой вопрос: что происходит с нейроном, если рядом с ним нет глии, и что меняется, когда определённые глиальные клетки или выделяемые ими молекулы возвращают в культуру?

Один из важных результатов был опубликован в 1997 году Фрэнком Пфригером и Барресом. Они исследовали очищенные ганглиозные клетки сетчатки и обнаружили, что нейроны способны формировать синаптические структуры без глии, но передача сигнала через такие контакты остаётся значительно менее эффективной. Присутствие глиальных клеток резко усиливало синаптическую активность. Это стало одним из важных экспериментальных доказательств того, что глия не просто окружает уже сформированную нейронную сеть, а активно влияет на её функциональное созревание.

Следующий вопрос состоял в том, какие именно сигналы обеспечивают этот эффект. В 2005 году исследователи лаборатории Барреса показали, что астроциты выделяют белки тромбоспондин-1 и тромбоспондин-2, способные стимулировать образование синапсов в центральной нервной системе. Тем самым удалось перейти от общего наблюдения «астроциты помогают нейронам формировать связи» к определению конкретных молекулярных сигналов. Последующие исследования обнаружили и другие механизмы, с помощью которых астроциты регулируют число, созревание и свойства синапсов.

Работы Барреса распространялись далеко за пределы астроцитов. Его лаборатория исследовала развитие олигодендроцитов — клеток, формирующих миелиновую оболочку аксонов в центральной нервной системе, — а также механизмы выживания нейронов и взаимодействия различных типов клеток мозга. Такой подход помог сформировать современное представление о нервной системе как о сообществе взаимозависимых клеток, где функции нейронов невозможно полностью понять без окружающей их глии.

Особое значение получили исследования глии при повреждении и нейродегенерации. В одной из последних крупных работ с участием Барреса было показано, что активированная микроглия способна переводить астроциты в реактивное состояние, при котором они теряют некоторые нормальные поддерживающие функции и могут способствовать гибели нейронов и олигодендроцитов. Эти клетки обнаруживались в тканях при ряде нейродегенеративных заболеваний. Работа не означала, что существует один универсальный «плохой» тип астроцита при всех болезнях, но она дала экспериментальную модель для изучения того, как состояние глии может меняться при воспалении и патологии нервной системы.

В Стэнфордском университете Баррес создал влиятельную научную школу и в 2008 году возглавил кафедру нейробиологии. Его исследования помогли изменить саму постановку вопросов в нейронауке: вместо представления о мозге как о сети нейронов, окружённых обслуживающими клетками, глия стала рассматриваться как активный участник развития, функционирования и заболеваний нервной системы. Бен Баррес умер 27 декабря 2017 года. Развитые им экспериментальные подходы и вопросы о взаимодействии нейронов, астроцитов, олигодендроцитов и микроглии остаются важной частью современной нейробиологии.