Сколько веществ выделяется в синаптических образованиях целого мозга, сказать пока трудно. К настоящему времени известно более тридцати нейромедиаторов, оказывающих на нейроны возбуждающее или тормозное действие. Но это еще не все. Есть все основания утверждать, что с каждым годом список их будет пополняться все новыми и новыми названиями.
Применение современных методик в исследовании мозга позволило экспериментаторам установить, что медиаторы в корково-подкорковых структурах распределены не диффузно по всем тканям, а достаточно локально. Одни из них, к примеру, природа поместила в нижние этажи мозга. В то же время другие предпочитают «пребывать» на средних или верхних его этажах.
Размещение нейромедиаторов на разных уровнях центральной нервной системы связано обычно с их функциями. Если взять такой хорошо известный химический передатчик сигналов, как норадреналин, концентрация которого наиболее выражена в стволе — нижнем этаже мозга, то от него, как оказалось, зависит поддержание состояния бодрствования, характер сновидений, регуляция настроения, удовольствия и т. п.
А вот другой медиатор мозга — дофамин — «живет» на средних этажах «дома», в котором он прописан. Как уже твердо установлено, это химическое соединение причастно к изменению эмоционального состояния личности и к управлению сложно координированными двигательными реакциями. Если у больных наступает перерождение нервных волокон, содержащих дофамин, то у них, как правило, сразу же возникает напряженность и дрожание мышц. Клиницистам хорошо известно, что подобные симптомы характерны для пациентов с болезнью Паркинсона. Проявляются они, когда концентрация дофамина в мозгу ниже нормы. А если содержание этого нейромедиатора превышает некоторый средний уровень: Что тогда происходит со здоровьем человека?
Ответы на данные вопросы были получены исследователями, когда они начали изучать действие лекарственных веществ, называемых психотропными препаратами, на механизм синаптической передачи электрических сигналов. В частности, когда экспериментаторы вводили в мозг такой сильный его стимулятор, каким является амфетамин, наблюдалось усиленное выделение из нервных окончаний дофамина. Иногда его содержание в структурах центральной нервной системы под атаками фармакологического вещества доходило до такого уровня, что у исследуемых лиц начиналось расстройство памяти и мышления, появлялись иллюзии, галлюцинации и мании преследования. Врачам хорошо известно, что подобные симптомы отмечаются у больных, страдающих одним из грозных психических расстройств, называемых одним словом — шизофрения.
Исследование природы тормозного медиатора мозга, каким является гамма-аминомасляная кислота, или просто ГАМК, показало, что ее дефицит в центральной нервной системе приводит к развитию синдрома, характерного для хореи Гентингтона с ее выраженными непроизвольными движениями. Человек при этой болезни превращается как бы в куклу, непрерывно дергающуюся с помощью невидимых нитей, исходящих от мозга. И особо характерным является то, что сознание человека не способно контролировать хаотические, бессмысленные жесты и ужимки.
Вот так от изучения химических веществ, участвующих в качестве посредников прохождения электрических импульсов в нейронных сетях, был сделан решительный шаг в направлении вскрытия механизмов нервных и психических заболеваний, механизмов проявления ряда функций мозга, в частности функции памяти. Следующий логический шаг представлялся экспериментаторам в направлении разработки фармакологических препаратов, нацеливаемых на синапсы с их многочисленными химическими веществами — нейромедиаторами. Необходимо было таким образом начать подходы к управлению деятельностью центральной нервной системы.
Как потом оказалось, синтезирование соответствующих медикаментозных средств еще не решало проблему. На пути ученых встала задача, как подвести целебные лекарства к мозгу. Дело в том, что не все химические вещества из крови могут так просто попадать в центральную нервную систему. Между ней и кровеносным руслом существует фильтрационный аппарат, называемый гематоэнцефалическим барьером, через который удается перешагнуть не каждому пришельцу из вне. Прежде всего он должен состоять из молекул малой величины или обладать свойством быстрой растворимости в жировых мембранах глиальных клеток.