Эволюционная психиатрия и неврология: новый взгляд на природу психических и неврологических расстройств

Что это вообще такое — эволюционная психиатрия и неврология?

Эти науки смежны, и занимаются объяснением неврологических и психиатрических феноменов (заболеваний и состояний) с точки зрения эволюции биологических систем. Это относительно новый подход, получивший общее название эволюционной медицины.

Какими вопросами задаются эти области науки, чем они занимаются?

Основной вопрос, который занимает учёных, работающих в этих областях науки — это вопрос о том, почему некоторые варианты генов, создающие повышенную предрасположенность к развитию тех или иных психических и неврологических расстройств — не были полностью удалены из генофонда человеческой популяции, или хотя бы сведены к очень низкому уровню встречаемости, характерному для случайных спонтанных мутаций, — за миллионы лет эволюции приматов, под давлением естественного отбора?

Это особенно интересно, если учитывать их, казалось бы, очевидный дезадаптивный характер, снижающий вероятность индивида найти партнёра, реализовать свой репродуктивный потенциал и, собственно, передать гены следующему поколению.

Зададимся вопросом о том, что полезного могут дать познания в этой области практикующему неврологу или психиатру, или их пациенту, или просто интересующемуся «человеку с улицы»?

Зачем это знать?

Понимание влияния генетики популяции человека в целом и частных случаев передачи наследственных признаков — помогают существенно повысить объективность оценки состояния психиатрического пациента в клинике, а также значительно снизить градус стигматизации ментальных расстройств в обществе.

Пациенты, которым разъяснена природа их расстройства, возможно, смогут принимать его с бо́льшим контролем своих страхов и фрустраций, не считая его «ошибкой природы» или наказанием.

Хорошее понимание эволюционно-биологической природы эмоций и других феноменов человеческой психики также может помочь врачу научиться лучше отделять условную «норму» от явной патологии, научиться не патологизировать сходу нормальные, адаптивные защитные реакции психики, и в то же время — не упускать из виду явно дезадаптивные, патологические, потенциально опасные реакции.

Например, умеренная тревога перед экзаменом — это нормальный мотиватор лучше учиться. То есть — она в данном контексте адаптивна. А вот паническая атака перед экзаменом, или тревога такой степени, что она мешает собраться и думать, «парализует» — это уже, в некотором роде, «сбой датчика дыма». Который дезадаптивен, и при регулярном повторении такого шаблона реагирования — может потребовать той или иной коррекции — фармакологической и/или психотерапевтической. А может и не потребовать, если этот случай — единичный.

Кроме того, понимание эволюционно-биологической природы некоторых психических расстройств (например, депрессий) — может помочь врачу лучше сформулировать и донести до пациента природу его состояния и дальнейший план лечения.

При наличии таких знаний в арсенале психиатра появляется более эффективное и осознанное использование таких простых, казалось бы, методов, как физические упражнения, налаживание режима сна, более соответствующего солнечному циклу, более здоровое питание, поддерживающее и помогающее микросоциальное окружение, ограничение информационных перегрузок и стрессов, а также «эволюционно информированная» когнитивно-поведенческая психотерапия. Это, в свою очередь, во многих случаях решает проблему малой эффективности медикаментозного лечения.

Тем не менее, к сожалению, такая информированность — отнюдь не данность, и даже не забытая часть академической программы.

Почему же так сложилось?

Основные идеи и концепции в эволюционной медицине

Теория эволюционного компромисса (Evolutionary Trade-Off Theory)

«Теория эволюционного компромисса» (Evolutionary Trade-Off Theory) — гласит, что вследствие ограниченности ресурсов, доступных биологической системе (организму) для своего развития и размножения — любое эволюционное изменение или усложнение, которое на первый взгляд кажется адаптивным, безусловно полезным для выживания и размножения организма, прогрессивным — на самом деле всегда имеет как преимущества, так и недостатки.

А закрепление того или иного признака в ходе естественного отбора — происходит ровно тогда, когда получаемые от него преимущества перевешивают его недостатки, и обеспечивают в итоге «плюс», а не «минус» к суммарной приспособленности индивида, то есть к его шансам на выживание, успешное размножение и оставление после себя жизнеспособного и плодовитого потомства.

По существу, вся длиннейшая история эволюции биологических видов от одноклеточных организмов до современного человека — является непрерывной цепью таких эволюционных компромиссов.

Например, переход от прокариотического образа жизни к эукариотическому — означал не только более быстрый и эффективный метаболизм, но и зависимость от кислорода, отказ от свойственной бактериям «биохимической гибкости», а также зависимость клетки от работы митохондрий и возникновение новых рисков (скажем, риска того, что нарушение работы митохондрий может погубить весь организм).

А переход от одноклеточных организмов к многоклеточным — означал не только возможность увеличения размеров организма или захвата новых экологических ниш, но и дополнительные расходы энергии на синхронизацию между клетками, и принятие риска того, что какая-то из клеток многоклеточного организма своеобразно «сойдёт с ума», выйдет из повиновения синхронизирующим сигналам и начнёт неконтролируемо размножаться. То есть станет злокачественной опухолью.

Применительно к современному человеку и к проблемам психиатрии и неврологии, один из главных эволюционных компромиссов, которые стоит обсуждать — это наш очень большой, по сравнению с нашими ближайшими родственниками-приматами, головной мозг. Он потребляет более 20% всей энергии, поступающей в тело, по сравнению с 8-12% у таких приматов, как шимпанзе и гориллы.

Это, с одной стороны, даёт нам уникальное эволюционное преимущество — обладание разумом и речью, способность менять окружающую природу вокруг себя и «под себя». С другой же стороны — это создаёт и уникальные уязвимости. Наш головной мозг, особенно его эволюционно самые молодые отделы, такие, как префронтальная кора (отвечающая за когнитивные функции) и зона Брока (отвечающая за речь) — очень чувствителен к недостатку кислорода и энергии, к нарушениям кровоснабжения, к различным вредностям и травмам, вроде ишемического и геморрагического инсультов.

Другой же пример такого эволюционного компромисса, тоже имеющего отношение к психиатрии и неврологии — это так называемая «акушерская дилемма» (Obstetric Dilemma). Она заключается в том, что, с одной стороны, у человеческих младенцев очень большой, по сравнению с детёнышами других приматов, мозг. Ему, соответственно, нужно большое вместилище — крупный череп.

С другой же стороны — в силу прямохождения у наших женщин, в отличие от самок человекообразных обезьян, неподвижно фиксированы крестец и лонное сочленение. Поэтому размеры входа в малый таз у наших женщин не могут так сильно меняться в процессе родов, как это имеет место быть у самок приматов. Это вызывает у наших женщин значительные трудности при родах.

Эволюция гоминидов решила это противоречие («акушерскую дилемму») таким компромиссным образом, что наши новорождённые появляются на свет «очень сильно недоношенными», совершенно беспомощными, по сравнению с новорождёнными детёнышами наших ближайших родственников-приматов. И основное увеличение размеров мозга — происходит уже после родов, в первые годы жизни ребёнка.

В то время как мозг детёныша шимпанзе, гориллы или орангутанга за весь период от рождения до наступления половой зрелости увеличивается в среднем в 2-2,5 раза — мозг ребёнка увеличивается за период от 0 до 18 лет в среднем в 4 раза.

Это, с одной стороны, предоставляет дополнительные возможности для более гибкой обучаемости, и является одной из причин наличия у нашего вида уникальных когнитивных способностей.

С другой же стороны, очень высокая пластичность и «незавершённость» мозга человеческого младенца к моменту рождения (например, то, что формирование миелиновых оболочек нервных путей у человеческого новорождённого значительно отстаёт от аналогов у новорождённых детёнышей высших приматов) — создаёт дополнительные риски для раннего развития ребёнка.

Это приводит к тому, что детские психические травмы или воздействие в раннем периоде развития каких-то вредностей (например, нейроинфекций, токсинов) — могут иметь очень неблагоприятные последствия для всей дальнейшей жизни индивидуума и создать у него предрасположенность к развитию психических расстройств.

В каких-то случаях эти психические расстройства будут иметь органическую природу (например, при последствиях травм или нейроинфекций). В других же случаях психотравмирующее событие может привести к так называемым «эпигенетическим изменениям» — то есть к изменениям в считывании определённых генов. Это, в свою очередь, может проявить изначальную генетическую предрасположенность ребёнка к развитию определённых психических расстройств — например, депрессий, тревожных расстройств, и даже шизофрении.

Как аргументирует в своей книге «Human Birth: An Evolutionary Perspective» видный специалист по эволюционной психиатрии Венда Треватан, первые 9 месяцев жизни ребёнка по существу являются даже не младенческим периодом, а своеобразной «расширенной беременностью, протекающей вне тела женщины по вынужденным обстоятельствам» (научный термин для этого — «экстракорпоральная гестация»).

То есть, если бы не прямохождение и налагаемые им ограничения на размеры черепа и тела новорождённого — то беременность, доводящая новорождённого человека до такой же степени психофизиологической зрелости, какая свойственна новорождённым детёнышам наших ближайших родственников-приматов (например, до способности ползать и цепляться за маму вскоре после родов) — длилась бы не 9, а все 18 месяцев ☺️

Теория эволюционного несоответствия (Evolutionary Mismatch Theory)

«Теория эволюционного несоответствия» (Evolutionary Mismatch Theory) — постулирует, что многие болезни современного человека являются следствием несоответствия между теми условиями жизни, в которых развивались и эволюционировали наши далёкие предки-гоминиды, и теми условиями, в которых живёт большинство современных людей.

Классическими примерами таких «болезней эволюционного несоответствия» являются ожирение и сахарный диабет 2-го типа. Наши далёкие предки жили в условиях постоянной нехватки пищевых ресурсов, постоянной угрозы голода. Поэтому эволюция выработала у них способность к усиленному отложению жира «про запас» в периоды достатка пищи, и к постепенному экономному расходованию накопленных запасов жира в периоды вынужденного голодания, засухи или неурожая.

Наши организмы эволюционно не были приспособлены к современной ситуации постоянной доступности высококалорийной, сладкой и жирной пищи практически в любых разумных количествах. Отсюда и столь высокая частота встречаемости ожирения и сахарного диабета 2-го типа.

Применительно же к психиатрии — можно усмотреть масштабные эволюционные несоответствия между тем, как была устроена социальная жизнь у наших предков-гоминидов, и тем, как устроена социальная жизнь у современного человека.

Скажем, известно, что содержание основного стрессового гормона кортизола в нашей крови в покое — в среднем выше, чем у наших ближайших родственников-приматов, при поправке на массу тела и особенности метаболизма. И что реакция кортизола на острый стресс, особенно на стресс именно психосоциального характера (например, на конфликты между людьми) — у нас тоже сильнее, чем у высших приматов.

Одновременно известно, что у нас в среднем более высокая плотность рецепторов к кортизолу в префронтальной коре (отвечающей как раз за высшие когнитивные функции), чем у высших приматов.

Считается, что эта биологическая особенность (большое количество рецепторов к кортизолу не где-нибудь, а именно в префронтальной коре) — возникла у наших далёких предков-гоминидов в результате отбора на лучшую «совместимость с коллективом», на меньшую агрессивность и лучший корковый когнитивный контроль подкорковых агрессивных импульсов, на лучшую способность разрешать конфликты с помощью переговоров, компромиссов и дипломатии (своеобразное «само-одомашнивание» человека), а также на быстрое и эффективное решение сложных когнитивных задач в условиях острого стресса.

Но эта же биологическая особенность — создала у нас уникальную высокую предрасположенность к развитию депрессий и тревожных состояний. Дело в том, что эволюция создала и отточила когнитивные способности наших предков для условий острого, кратковременного и в принципе решаемого стресса. Загнать мамонта и добыть пищу. Найти новое укрытие взамен прохудившегося старого. Разрешить временный конфликт за ресурсы между членами семьи или стаи.

Одна из теорий, пытающихся как-то объяснить сохранение в популяции вариантов генов, задающих предрасположенность к депрессиям, так называемая «теория социального поражения» (Social Defeat Theory) — как раз постулировала, что ограниченная во времени и не слишком тяжёлая депрессивная реакция — была до известной степени адаптивной для наших предков-гоминидов.

Она позволяла своеобразно «смириться с поражением» в борьбе за социальный статус, сэкономить ресурсы, отказавшись от безнадёжной на данный момент борьбы, снизить агрессивность, конфликты и социальное напряжение в стае. Кроме того, свойственная депрессии «мысленная жвачка» (навязчивые размышления о совершённых ошибках, допущенных промахах и т.п.) — могла быть эволюционно полезной для того, чтобы получше продумать и спланировать следующий этап борьбы за статус. И выиграть его, отыгравшись тем самым за понесённое ранее поражение.

Между тем современный человек, в отличие от наших предков-гоминидов — живёт в условиях постоянного хронического стресса, часто имеющего неразрешимый по определению характер, а также в условиях систематических информационных перегрузок. Внутривидовая конкуренция и борьба за статус у современного человека тоже носит не эпизодический, как у других приматов, а постоянный характер.

Например, на работе после решения одной задачи или проблемы — тут же придётся решать следующую. Семейные конфликты могут тлеть годами и десятилетиями. И так далее. Всё это создаёт почву для хронического стресса, и соответственно — для развития депрессий и тревожных состояний.

Другой имеющий отношение к психиатрии пример вопиющего эволюционного несоответствия — это эпидемия бессонницы и нарушений циркадных ритмов в современной человеческой популяции. Дело в том, что эволюция позвоночных научилась использовать в качестве внешнего синхросигнала, приводящего «внутренние часы организма», ритмы сна и бодрствования, секрецию «сонного гормона» мелатонина в соответствие с солнечным циклом — синюю часть спектра видимого излучения Солнца.

В естественных условиях на Земле нет и не может быть никаких других значимых источников синего света. Ни один лесной пожар, никакой добытый трением огонь в руках первобытного человека — не могут достичь такой температуры, чтобы пламя давало значимую часть своего излучения в синем диапазоне.

Однако широкое распространение энергоэффективных люминесцентных ламп с их линейчатым спектром излучения, а затем — современных электронных устройств (смартфонов, телевизоров, планшетов, компьютерных мониторов), экраны которых излучают в том числе в синем диапазоне — привело к массовой рассинхронизации циркадных ритмов и к значительному повышению распространённости бессонницы и недосыпания в современной человеческой популяции. Эволюция к такому испытанию не готовила ни наши глаза, ни наш мозг.

Теория «гетерозиготного преимущества», или теория «дозы гена» (Heterozygote Advantage Theory, Gene Dosage Effect Theory)

«Теория гетерозиготного преимущества» (Heterozygote Advantage Theory) в своём простейшем виде основывается на том, что в эволюционной медицине известны примеры того, как гетерозиготность (наличие только одной копии «поломанного» гена, полученной от одного из родителей) — даёт обладателю такой генетической особенности некое преимущество в выживаемости и шансах оставить потомство.

Например, оно может дать повышенную устойчивость к заболеванию малярией в случае гена серповидно-клеточной анемии, или повышенную устойчивость к заболеванию холерой, туберкулёзом, пневмокониозом в случае гена муковисцидоза.

В то же время гомозиготность (обладание сразу двумя копиями «поломанного» гена, полученными от обоих родителей одновременно) — вызывает развитие болезни. То есть она снижает приспособленность индивидуума, его шансы на выживание и успешное размножение.

Большинство психических и неврологических расстройств, однако, являются полигенными, в отличие от серповидно-клеточной анемии или муковисцидоза. То есть их развитие связано с наличием у человека не одного «явно поломанного» гена, а сразу нескольких, или даже нескольких десятков «слегка подозрительных» вариантов генов, расположенных на разных хромосомах. Каждый из них сам по себе вносит относительно небольшой вклад в общую предрасположенность к развитию болезни, но вместе — они значительно её повышают.

Чтобы учесть эту сложность — была создана усовершенствованная версия «теории гетерозиготного преимущества», так называемая «теория дозы гена». Она основывается на том, что некоторые гены, кодирующие один и тот же белок, у человека в норме повторяются (дублируются) на одной и той же или, реже, на разных хромосомах. При этом разные люди могут иметь разное количество копий этого гена.
Это называется «вариативность количества копий» (Copy Number Variation), и является одной из разновидностей мутаций, обеспечивающих генетическое разнообразие в человеческой популяции.

Так вот, «теория дозы гена» гласит, что в некоторых случаях «слегка повышенное по сравнению со среднепопуляционной нормой» количество копий некоторого гена, или слегка повышенная вероятность активации его считывания и производства соответствующего ему белка — может повысить шансы на выживание и размножение у обладателя этой генетической особенности.

В то же время значительное повышение количества копий этого гена в клетке, или сильное повышение его считываемости — может иметь разрушительные последствия для организма и привести к развитию болезни. То есть — снизить приспособленность индивидуума и его шансы на успешное выживание и размножение.

Теория «дозы гена» хорошо объясняет, почему некоторые варианты генов, склонные к избыточному считыванию — не были устранены естественным отбором, несмотря на вредные последствия от избыточного производства кодируемого им белка. Умеренное повышение его производства может на самом деле быть эволюционно выгодно.

Такой эффект известен, например, для некоторых вариантов гена кальцитонин-связанного белка (CGRP). Небольшое повышение считываемости этого гена по сравнению со «среднепопуляционной нормой» — способствует повышению концентрации внимания. В то же время избыточная считываемость этого гена — повышает предрасположенность к мигрени.

Другой пример «эффекта дозы гена» — это синдром Дауна, или трисомия 21. Из-за наличия трёх, а не двух копий 21-й хромосомы, некоторые гены, расположенные на этой хромосоме, подвергаются избыточному считыванию. Это вызывает развитие характерных аномалий строения лица и умственной отсталости.

Принцип датчика дыма (The Smoke Detector Principle)

«Принцип датчика дыма» (The Smoke Detector Principle), он же принцип «обед или жизнь» (по Ричарду Докинзу) — это эволюционный принцип, который основывается на том, что ошибка или промах имеют разную цену для хищника и для его потенциальной жертвы.

Хищник в наихудшем случае останется без обеда (и легко может получить свой обед позднее, погнавшись за следующей жертвой и достигнув в этом успеха), в то время как для потенциальной жертвы — на кону её жизнь и здоровье, её физическая целостность, а значит и её шансы успешно размножиться.

Исходя из этого, для потенциальной жертвы нападения хищников — всегда лучше иметь системы обнаружения опасности, настроенные на более частое «ложное срабатывание» в условиях, когда никакой реальной опасности нет, чем допустить отсутствие срабатывания этих систем тогда, когда опасность на самом деле существует. Это называется «лучше перестраховаться, чем потом сожалеть» (better safe than sorry).

Этот принцип назван «принципом датчика дыма» — как раз потому, что он сходен с инженерным принципом, на котором строятся реальные детекторы дыма. Для них тоже считается гораздо более правильным допустить определённый процент ложных срабатываний, чем допустить такую ситуацию, при которой детектор дыма пропустит начинающийся пожар.

Проблема, однако, в том, что «принцип датчика дыма» очень хорошо работал в тех действительно тяжёлых и опасных условиях, в которых эволюционировали наши далёкие предки-гоминиды — в условиях, когда на них каждый день охотились саблезубые тигры и прочие хищники, а каждый сезон могла случиться засуха, лесной пожар или, наоборот, наводнение, голод или недостаток пищи — и связанная с этим необходимость откочевать на новое место жительства.

Но этот же принцип приводит к слишком частым ложным срабатываниям наших встроенных «датчиков дыма» в современном, гораздо более безопасном мире. Наполненном стрессами совершенно другого рода, чем те, к встрече с которыми миллионы лет подряд готовила наших гоминидных предков эволюция.

Это, в свою очередь, приводит к развитию у части современных людей таких феноменов, как эпизодические панические атаки перед экзаменами или, скажем, при спуске в метро. Или даже развитие полномасштабного панического расстройства. Или развитие генерализованного тревожного расстройства на почве постоянного страха потерять работу, оказаться без денег и т.д.

Между тем, и экзамен, и пребывание в метро — явно гораздо безопаснее встречи с саблезубым тигром. А потеря работы или недостаток денег — явно гораздо безопаснее, чем затопление пещеры или пожар в деревянном шалаше наших предков. То есть, такая реакция очевидно является чрезмерной переоценкой степени опасности.

Ложным срабатыванием нашего «встроенного датчика дыма». Которое происходит как раз потому, что он эволюционно настроен на высокую чувствительность, с принесением в жертву специфичности его срабатывания. На то, что лучше допустить его ложное срабатывание, чем упустить из виду реально грозящую опасность.

В более широком понимании «принцип датчика дыма» — касается не только как можно более раннего обнаружения опасности (условного хищника, паразита, лесного пожара или наводнения), но и более пессимистичной оценки количества доступных пищевых и иных ресурсов.

В самом деле, исходя из того же принципа перестраховки — всегда лучше заранее откочевать на новое, богатое фруктами, орехами и мелким зверьём место при первых же признаках неблагополучия, чем остаться на прежнем месте во время засухи — и допустить гибель всей стаи от голода.

А мы ведь помним, что пессимистическое восприятие окружающего мира и своих перспектив в нём — это часть депрессии. Поэтому те же самые варианты генов, которые заставляли наших предков-гоминидов более пессимистично оценивать доступные пищевые ресурсы и усилия по их добыванию, и были для них адаптивны (помогали им выжить в сложном, изменчивом и непонятном мире, где часто случались засухи и наводнения) — задают и повышенную предрасположенность к депрессиям у современного человека

Заключение

Все мы знаем, к чему могут привести слепая вера и догматическое следование какой-либо одной теории. Нео-дарвинистские объяснения природы психических и неврологических расстройств, представленные выше — не являются ни исчерпывающими, ни единственно возможными, так же как не является исчерпывающим любое описание заката — каждый из них особенный.

Вместе с тем, эволюционно-биологический подход удаляет нас от стигмы восприятия, предоставляет новое поле для размышлений и формулирования нового, возможно, более близкого к истине, мнения.

БЕККЕР Р.А.

Независимый исследователь в области психиатрии и психофармакологии
Master of Science in Computer Sciences
Master of Psychopharmacology with Distinction по версии Neuroscience Education Institute
Соавтор четырех книг и более чем 250 статей и тезисов
Автор Telegram каналов Психиатрия от Романа Беккера и Перлы постсоветских врачей и психологов