Молодые ученые Вышки: Татьяна Багриновцева

Татьяна Багриновцева занялась нейробиологией, потому что интересовалась устройством человеческого мозга. В интервью проекту «Молодые ученые Вышки» она рассказала о новой методике маркировки нейронов, работе с клеточными культурами и о любимом месте в Самаре — городской набережной.

Как я начала заниматься наукой

Еще в школе я увлеклась олимпиадами по биологии, делала доклады на школьных конференциях. Тогда я ждала, что в вузе буду так же заниматься исследованиями, только на более серьезном, масштабном уровне, с сильными специалистами. Когда поступила, поняла: нужно быть хорошо подкованным, как минимум теоретически, чтобы с тобой захотели работать крутые ученые. Поэтому по сей день стремлюсь к тому, чтобы знать как можно больше.

Как я выбрала специальность

Я поступила на бакалавриат по когнитивной нейробиологии. Со средней школы мне нравилась биология, и она легко мне давалась. Преподаватели у нас были потрясающие: они объясняли понятно, разбирали все вплоть до мелочей. А после просмотра курса лекций «Биология поведения человека» всемирно известного ученого Роберта Сапольски меня заинтересовало, какая существует связь между мозгом и поведением: например, как эмоции реализуются на уровне нейронов и синапсов. И моя будущая программа давала шанс понять, как это происходит, не на уровне психологии, а на уровне биологии клеток.

Что я изучаю

Нейробиология — широкая область. Ученых в ней можно условно разделить на две группы по объекту исследования: те, кто изучает людей, и те, кто использует животные модели. Я скорее отношусь ко вторым, то есть провожу эксперименты на животных, преимущественно электрофизиологические. Таким образом мы изучали синаптическую пластичность как фундаментальный механизм обучения и памяти.

О двух направлениях

У каждого подхода есть свои сильные и слабые стороны. Если говорить об исследованиях на людях, преимущество в том, что мы изучаем человека непосредственно и получаем данные, которые потенциально проще связать с человеческой физиологией и заболеваниями. Это особенно важно, например, для поиска новых подходов к терапии и для понимания того, как устроен человеческий мозг.

Но поскольку речь идет о людях, мы очень ограничены в методах. Сейчас существует множество неинвазивных методик для исследования мозга, но многие процессы мы все равно можем изучать только косвенно. К тому же возникают сложности с набором участников в группы. Не все хотят несколько часов своей жизни тратить на исследования, смысл которых им неясен и которые не имеют для них значения.

В экспериментах на животных больше возможностей. Можно использовать более точные и контролируемые методы. Но здесь возникает главный вопрос: насколько результаты, полученные на животных, можно переносить на людей? А также насколько модели на крысах и мышах действительно похожи на человеческие заболевания? Ведь даже в пределах одного семейства результаты не всегда воспроизводятся одинаково.

Поэтому в выборе объекта исследования важно уточнить, какую цель вы преследуете: изучать процесс непосредственно у человека или получить максимально контролируемые и точные данные на животной модели. От этого зависят методы, ограничения и то, как вы будете интерпретировать результаты.

О моей работе, посвященной синаптической пластичности

Моя выпускная квалификационная работа в бакалавриате была посвящена синаптической пластичности. Это способность синаптических связей между нейронами изменяться, например усиливаться или ослабевать. Этот процесс связан с механизмами обучения и памяти.

Она была фундаментальной, то есть ее цель заключалась именно в том, чтобы внести вклад в понимание базовых механизмов, а не в создание прикладного продукта.

Синаптическая пластичность все еще не изучена полностью, протоколы ее возникновения исследуются до сих пор. Исследование длилось не очень долго, для серьезных выводов выборка пока недостаточна, но мы сделали первый шаг к тому, чтобы более углубленно понять, как нейроны взаимодействуют друг с другом, как изменяется сила их связей и как устроены нейронные сети.

Чем я горжусь

Я совсем недавно окончила бакалавриат и познакомилась с методами нейрофизиологии. Пока я не могу сказать, что сделала серьезный вклад в науку. Но для меня важна статья “Widespread Transduction of Mouse Neocortical Neurons by Subarachnoid Injection of AAV2”, в которой я стала соавтором.

Кратко о статье: нами разработана методика внедрения вирусного вектора в кору мозга с целью маркировки нейронов. На снимке мозга нейроны выглядят примерно одинаково, и без специальной маркировки отдельные клетки бывает сложно различить. Для того чтобы изучить отдельный нейрон, нам нужно его выделить на фоне остальных. Например, с помощью флуоресцентного белка. Мы разработали методику на основе аденоассоциированного вируса.

Вирус — это, если упрощенно, генетический материал, заключенный в белковую оболочку. Когда мы используем вирусный вектор, его специально модифицируют так, чтобы он мог доставлять в клетки нужный генетический материал. В нашем случае это ген, кодирующий флуоресцентный белок, например ген GFP — зеленого флуоресцентного белка.

Когда такой вектор попадает в клетку, доставленный генетический материал позволяет клетке синтезировать этот белок, и нейрон начинает флуоресцировать. И задача в том, чтобы сделать процедуру максимально безопасной для животного и при этом получить достаточно широкую и воспроизводимую маркировку.

Нами разработана методика, при которой в субарахноидальное пространство, расположенное между оболочками мозга, вводится вирусный вектор. Оттуда он распределяется по поверхности мозга и позволяет маркировать нейроны. Статью об этом мы опубликовали в JoVE. Я очень горжусь этой работой, поскольку это мой первый серьезный исследовательский опыт. Благодаря ему я познакомилась с очень сильными специалистами в этой области.

Эту работу я выполняла на базе Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук, где проходила практику.

О чем будет моя магистерская работа

Думаю пока отойти от электрофизиологии и заняться клеточными культурами. Сейчас я прохожу практику и работаю в НМИЦ нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко.

Там проводились масштабные исследования по лучевой терапии опухолей, были получены интересные результаты. Биологи ищут подходы, которые в перспективе помогут в терапии рака.

О чем я мечтаю

Наверное, о том, чтобы мои исследования в будущем приносили серьезную пользу. Например, внесли вклад в понимание психических расстройств или в разработку подходов к лечению заболеваний.

К слову, синаптическая пластичность активно изучается в контексте болезни Альцгеймера. Один из наиболее заметных симптомов заболевания — ухудшение памяти, в том числе способности формировать и сохранять новые воспоминания. При болезни Альцгеймера происходят изменения в работе синапсов и нарушаются процессы, связанные с пластичностью.

Татьяна Черниговская, известная исследовательница в области когнитивных наук, как-то сказала, что наука — это детективное расследование, где основная задача — собрать факты, разложить их на столе, сделать открытие. Она удивлялась, почему не все занимаются наукой, ведь это так интересно.

Как и в детективном расследовании, в науке мы постоянно сталкиваемся с проблемами и ограничениями. Для меня наука — это прежде всего преодоление этих трудностей. На пути к диссертации исследователи решают множество задач и описывают результаты в статьях — так постепенно и накапливается знание. Иногда это приводит к красивым и удивительным открытиям. Когда получается, работа приносит огромное удовольствие и окупает все усилия. Но чтобы пройти этот путь, нужно много работать.

Если бы я не стала ученым

Я думаю, я бы ушла в преподавание. Мне очень нравится передавать знания, простым языком объяснять сложное. Может быть, даже преподавателем не биологии, а, например, немецкого языка, которым я тоже увлекаюсь со школы.

Вообще, многие люди, занимающиеся наукой, совмещают ее с преподаванием, потому что очень важно готовить молодых специалистов. К тому же финансирование в науке часто скромное, поэтому преподавание нередко становится дополнительным источником дохода.

С кем бы я хотела встретиться

Нейробиология сейчас активно развивается, это молодая область, в которой работает множество сильных лабораторий. Поэтому мне хочется не столько встретиться с каким-то одним ученым, сколько чтобы было больше конференций, съездов, симпозиумов, где специалисты из разных областей могут обмениваться опытом.

В августе, например, проходил Съезд физиологического общества имени И.П. Павлова в РУДН. Там было много прекрасных специалистов, академиков, пленарных лекций и симпозиумов. Я вышла оттуда воодушевленной, это стало для меня сильным стимулом продолжать развиваться и однажды стать таким же сильным специалистом. Такие съезды проходят время от времени и собирают ученых со всей России, чтобы делиться открытиями и подсказывать друг другу новые подходы в исследованиях.

Как устроен мой обычный день

Это зависит от этапа исследований. Допустим, для эксперимента нам нужны животные с 21-го по 30-й день постнатального развития, поэтому нужно приходить ежедневно в этот период, и эксперимент идет с 11 утра до 9 часов вечера. Это длительная работа, включающая множество методов.

А когда экспериментальная часть заканчивается, начинается анализ полученных данных. Там уже все более спокойно, размеренно, можно посвящать работе не целый день и делать это не в институте, а дома за компьютером.

Бывает ли у меня выгорание

С выгоранием, вероятно, может помочь справиться смена обстановки или деятельности. Сейчас я как раз перешла в другую область — занимаюсь клеточными культурами. Всего пару недель, но я уже почувствовала душевный подъем: когда только входишь в новую область, все кажется интересным.

Особенно вдохновляет переход от фундаментальной науки к прикладной: в фундаментальной ты стремишься понять, как все устроено, без практического применения здесь и сейчас, а в прикладной у тебя появляется конкретная цель и понятный результат. Но если в прикладной работе разочаровывает, что не все удается реализовать, иногда полезно вернуться к фундаментальным вопросам. Там меньше обязательства выдать практический результат к дедлайну: ты исследуешь, думаешь, пробуешь — и вспоминаешь, что наука еще и очень творческий процесс.

О важности нетворкинга

Всеми своими знакомствами я обязана Высшей школе экономики, моему любимому вузу. С первым научным руководителем меня познакомил мой академический руководитель, направив меня к нему. Когда я столкнулась с выгоранием, у меня появилась возможность перейти в другую лабораторию — к преподавательнице, чьи лекции вдохновили меня заняться этой областью. Самое важное — не бояться писать, задавать вопросы и проявлять инициативу. Даже если кто-то не ответит, обязательно найдется человек, который откликнется, подскажет и поможет найти верное направление.

Чем я увлекаюсь, кроме науки

В школе я занималась академической греблей. А когда поступила в университет, узнала, что в ВШЭ тоже есть клуб по этому виду спорта — HSE Rowing Club.

Я пришла туда в сентябре, чтобы просто продолжать заниматься спортом, уже для себя, на любительском уровне. Но встретила дружное и многочисленное сообщество. В итоге занимаюсь там до сих пор, уже учась в магистратуре.

У меня появилось огромное количество друзей, и, думаю, с некоторыми дружба останется на всю жизнь. Академическая гребля — командный, синхронный вид спорта: вместе переживаешь сложные соревнования, вместе радуешься победам, поэтому мы очень сблизились. Сейчас я уже и набираю новичков, провожу для них инструктажи — в общем, вношу небольшой вклад в развитие клуба.

Что последнее я читала

Если говорить о профессиональной литературе, то я обращаюсь к учебникам по теме, которая сейчас особенно нужна, — например, по биохимии или клеточной нейробиологии, чтобы освежить в памяти детали. Мой любимый не учебник — книга Эрика Канделя «В поисках памяти». Кандель — один из ключевых ученых современной нейронауки, лауреат Нобелевской премии. Книга написана достаточно понятным языком и рассказывает о памяти, нейронах, а также о том, как развивалась наука о мозге.

А из художественной литературы я очень люблю Айзека Азимова. Особенно люблю цикл про детектива Элайджа Бейли и робота Дэниела Оливо за хорошо продуманный сюжет и непредсказуемые повороты.

Вообще, у Азимова много разной литературы: и научная фантастика, и сатирические рассказы, и даже научпоп. Он был невероятно плодовитым писателем и работал в самых разных жанрах.

Совет молодым ученым

Наука — это всегда что-то новое, и в этом ее главное удовольствие. Но нужно быть готовым к тому, что трудности могут быть не временными, а постоянными. Не каждое исследование заканчивается значимым результатом: иногда ты много времени чему-то посвящаешь, а в итоге ничего не получается. Отрицательный результат тоже важен для науки, хотя личного удовлетворения он, конечно, приносит меньше.

Но так не работает: постоянно возникают препятствия, и нужно быть готовым к разочарованиям.

Еще одна важная вещь — умение воспринимать критику. Биология изучает сложные живые системы, поэтому результаты могут зависеть от множества факторов, а в науке существуют разные подходы и интерпретации. На конференциях нужно быть готовым отстаивать свою позицию даже перед более опытными исследователями и спокойно относиться к тому, что твою работу могут критиковать.

При этом мне нравится, что молодые специалисты часто дают именно конструктивную критику. Я была на нескольких конференциях и получила удовольствие от этих обсуждений. Но иногда к тебе подходит человек, который десятилетиями работал одним методом, а ты использовал другой, и нужно выдерживать критику и доводить разговор до конструктивного обсуждения.

Поэтому одна из самых важных вещей в науке — понимать, что ты можешь ошибаться. В Вышке мы постоянно смотрим свежие исследования, а не только классические учебники, потому что представления о сложных биологических процессах меняются каждые несколько лет.

Любимое место в Москве и Самаре

За четыре года бакалавриата любимым местом стала Вышка, особенно корпус на Малой Ордынке, 29. Хоть в нем и базируется факультет мировой экономики и мировой политики, мне он очень близок тем, что там располагается мой спортивный клуб. Мне приятно, что я всегда там встречу хотя бы одного знакомого, с которым можно поболтать. Этот корпус стал для меня «домашним».

А в Самаре любимым местом для меня остается набережная. Это очень популярное место, где можно расслабиться, погулять, помедитировать. Там постоянно проходят спортивные и развлекательные мероприятия. Ну и конечно, там самые красивые закаты!

Татьяна Багриновцева окончила бакалавриат НИУ ВШЭ по направлению «Когнитивная нейробиология», которое университет реализует совместно со Сколковским институтом науки и технологий и Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. Стала соавтором новой методики, опубликованной в авторитетном профильном журнале Journal of Visualized Experiments (JoVE). Обучалась на треке «Нейрофизиология», дипломная работа, выполненная в ИВНД и НФ РАН, признана одной из двух лучших на всем потоке. Учится в магистратуре НИУ ВШЭ по направлению «Нейробиология».