Человеческий мозг часто называют самой сложной структурой в мире. Но стоит добавить: это густое переплетение клеток — еще и один из самых красивых объектов в известной части Вселенной.
Художник, который рисует... нервами и нейронами
Спинной мозг (2014) Золото, красители, чернила на стальной пластине

Картины Грега Данна базируются на серьезном научном фундаменте: художник и немного музыкант, он закончил магистратуру по молекулярной биологии и генетике, защитил докторскую диссертацию в области нейрофизиологии. «Вообще меня увлекали и увлекают очень разные вещи, — рассказал Грег «Популярной механике», — поэтому, когда я стал думать над своей будущей профессией, исследования мозга оказались вполне естественным выбором. В конце концов, всё, чем мы увлекаемся, каждая наша мысль начинается где-то там, в мозге». Грег Данн Год рождения: 1979 Образование: Пенсильванский университет Город: Филадельфия, США Веб-сайт

Искусство против науки

В те годы темой его интересов была эпигенетика — наследование изменений активности генов, не связанное с последовательностью их ДНК. «Меня всегда увлекали проблемы баланса между врожденным и приобретенным, «природным» и «искусственным», — добавляет Грег. — А особенно интриговал вопрос о том, до какой степени человек способен целенаправленно изменять условия своей жизни, преодолевать свой «генетический рок», свои наследственные склонности к определенным болезням, психическим расстройствам и т. п.». Гиппокамп в брейнбоу (фрагмент) (2014) Нейроны, зеленые флуоресцентные белки, микротравление.
Брейнбоу — один из методов визуализации нейронных структур с использованием флуоресцентных белков, гены которых внедряются в хромосомы подопытного животного и «срабатывают» в разных типах нервных клеток, окрашивая их в разные цвета. В данном случае он позволяет рассмотреть все детали гиппокампа — небольшой структуры, скрытой глубоко в полушариях и играющей ключевую роль в работе эмоций и памяти. Эта картина, полученная с помощью брейнбоу, использовалась для микротравления — техники, результат применения которой плохо передается на фотографии. Например, окрашенные красным нейроны видимы лишь с одного угла, зеленым — с другого и т. д. Однако чем больше ученый погружался в хитросплетения нейронов, тем ярче за ними проступало нечто другое, нечто неуловимое, нащупать которое удалось далеко не сразу. «Это был для меня счастливый день, — вспоминает художник, — день, когда я внезапно заметил, что тонкие окрашенные препараты клеток под микроскопом так похожи на картины обычного макромира, окружающего нас». Глядя в объектив, Грег любовался нейронами, которые внезапно показались ему густыми лесными зарослями.

Это сходство, по его мнению, выходит далеко за рамки чисто символического. И дерево, и нервная клетка, и все живое возникло и развивалось сходно, с тем чтобы как можно более эффективно получать ресурсы — будь то солнечный свет и вода или сигналы от контактов с другими нейронами — и, преобразуя, передавать их дальше по «цепочке жизни». «Эта общая цель по законам конвергенции создала и схожие внешние формы, — продолжает Грег Данн. — Кажущееся случайным ветвление клеток и веток — это, по сути, фрактальные структуры, которые в разных масштабах и на разных уровнях снова и снова возникают в природе».

Сосуды и клетки нейроглии (2013) Золото, красители на стальной пластине. Прозрение совершило настоящий переворот в жизни ученого — и буквально на глазах он стал превращаться в художника. «Став художником, я продолжаю исследовать мозг, только методами искусства, — говорит Грег Данн. — Поэтому мои работы фактически одной ногой стоят на почве научного знания, а другой — в области живописи и фотографии. Вообще, чем дальше я ухожу от настоящих научных исследований, тем тоньше оказывается граница между ними». Вся разница, по словам Грега, состоит в том, что наука раскрывает что-то, уже существующее в мире, а искусство привносит в него нечто новое.

Искусство вместе с наукой

Больше всего изысканные узоры и нити нейронов на микропрепаратах напомнили Грегу горные, лесные пейзажи «дзенских» мастеров Китая и Японии. Это совпадение было почти поразительным: «Под микроскопом все выглядело в точности таким, как изображалось в технике, отточенной веками изобразительного искусства, — добавляет художник. — Это были те же ветвящиеся структуры фракталов». Препараты казались почти готовыми картинами, не хватало лишь нескольких деталей.

Грег считает, что искусство не терпит точной научной размеренности. Ему требовался элемент спонтанного вдохновения, непредсказуемости — и после некоторых поисков эта ключевая деталь была найдена. «Я придумал не слишком сложную технику разбрызгивания чернильных пятен и, доработав ее, добился, чтобы они оставляли такие же случайно ветвящиеся следы на картине», — поясняет художник. Это напоминает о его старом интересе к эпигенетике: Грег направляет природу в нужную ему сторону. Корзинчатый и пирамидальные нейроны (2013, фрагмент) Чернила, золотая подложка. Первый тип клеток действует в мозжечке, выполняя тормозящие функции; пирамидальные нейроны — возбуждающие, встречаются в разных областях мозга.

Такая работа дается ничуть не легче, чем настоящий научный поиск. Художник делает массу набросков, предварительных эскизов, оттачивая цветовую палитру и композицию. «Часто я пытаюсь найти новый, живописный взгляд на определенный вид нейронов или определенную концепцию работы мозга, — говорит Грег. — Это заставляет подбирать соответствующие техники визуализации. Если я хочу показать, скажем, ветвящиеся отростки пирамидального нейрона, я выберу строгий черный цвет на сверкающем золотом фоне — такой вариант лучше покажет тонкость их структуры. Если речь о демонстрации более сложной структуры, то, скорее, придется использовать «отражательное микротравление» — метод, который я создал вместе с моим коллегой, физиком и инженером Брайаном Эдвардсом».

Техника, о которой говорит художник, позволяет вытравить копии клеточных микроструктур в тончайших золотых пластинах, каждая из которых отражает свет под определенным углом. Рассматривая такую картину с разных сторон, можно увидеть каждую деталь, то проявляющуюся, то исчезающую перед глазами. «Метод для меня не самоцель, — добавляет Грег Данн, — я всегда стараюсь, чтобы он служил моей художественной задаче, а не подстраиваю эти задачи под него».

Искусство на переднем крае науки

Работы Данна и Эдвардса стали настоящими хитами у профессиональных нейрофизиологов. Возможно, это связано с глубокой, вполне академической проработкой и пониманием «темы», а возможно — с ярким и неожиданным художественным взглядом на привычный предмет их исследований. «Люди всегда следуют за своими эмоциями, — говорит Грег, — и наблюдение красивой, вдохновляющей картины способно всерьез стимулировать их на новые поиски». Популярны «нервные» картины и у публики. В той невероятной сложности, которой достигла современная наука о мозге, обычным людям она плохо понятна, а значит — и неинтересна. Но в том виде, в котором предлагает взглянуть на нее Данн, она может привлечь каждого. В этом смысле его работы — как наша «Популярная механика» — выполняют в современном обществе важнейшую роль налаживания коммуникаций между теми, кто исследует мир, и теми, кто в нем живет. Несколько месяцев назад Данн и Эдвардс получили внушительный грант американского Национального научного фонда (NSF), который позволит им решить эту задачу на принципиально новом уровне. Мозжечок и ствол мозга (фрагмент) (2014) Нейроны, зеленые флуоресцентные белки.

«Мы заканчиваем работу над самой точной и сложной в истории человечества художественной иллюстрацией мозга, — рассказывает Грег. — Это выполненное тем же «отражательным микротравлением» изображение структуры, включающей порядка 500−750 тысяч нейронов со всеми их связями и с «анимацией», которая показывает их взаимосвязанные активности». Крошечные светодиоды, перемещаясь, подсвечивают структуру то с одной, то с другой стороны, «зажигая» разбегающиеся по ней электрические импульсы. «Нам помогали двое студентов-нейрофизиологов, четверо студентов-художников и несколько опытных специалистов, — говорит Грег. — Размеры картины — 3 х 4 м, ничего подобного по сложности делать мне еще не доводилось».

Нейромышечное соединение (2013) Золото, красители, чернила на стальной пластине.

В то время как большинство научных иллюстраторов стараются максимально упростить свой предмет, облегчив восприятие ключевых его деталей, Грег движется в обратном направлении. «Надеюсь, это позволит многим обычным людям осознать невероятную сложность нашего мозга», — говорит художник. С июня 2016 года новая работа Данна выставлена в Институте Франклина в Филадельфии — и если вам доведется быть там, на нее обязательно стоит взглянуть.

Кора мозжечка (2012) Золото, эмаль, красители, чернила на алюминиевой пластине.

«Хотя я больше не занимаюсь наукой в обычном понимании этого слова, мои исследования мозга продолжаются».

Статья «Грег Данн и его нервное искусство» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2016).