Академик
Штарк Маркс Борисович
Маркс Борисович
Штарк родился 21 октября 1930 года в Одессе. В 1949 году перевелся в
Новосибирск в связи со ссылкой отца в Сибирь (отец, до его реабилитации в 1955
году, в разные годы был трижды обвинен, арестовывался, отправлялся в
многолетние ссылки).
В 1954 году
окончил с отличием Новосибирский государственный медицинский институт. Распределен
на должность врача в пос. Верхние Мулы Молотовской (ныне — Пермской) области,
где заключенные возводили нефтеперерабатывающий завод, затем — в горбольнице №
21 г. Молотова. Далее — зав. неврологическим отделением и кабинетом
энцефалографии областной психиатрической больницы (г. Пермь). В 1961-1966 гг. —
в Одессе: зав. лабораторией клинической и экспериментальной электрофизиологии Научно-исследовательского
психоневрологического института; зав. экспериментальной лаборатории,
врач-невропатолог-физиолог высшей квалификационной категории Окружного военного
госпиталя, профессор Кафедры педагогики и психологии педагогического института
им. К.Д. Ушинского. В 1966-1978 гг. — организатор и руководитель отделом
комплексных исследований нейронных систем Института автоматики и электрометрии
СО АН СССР (г. Новосибирск), в 1979 году организовал межакадемический отдел
медицинской и биологической кибернетики, объединивший единой тематикой СО АН
СССР и СО АМН (ИКЭМ), в 1986-1992 гг. — руководитель отдела медицинской и
биологической кибернетики. В 1992-1998
гг. — директор Института медицинской и биологической кибернетики СО РАМН. В 1998-2015
гг. — заместитель директора НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН по
научной работе, возглавил отдел биофизики и биоинженерии, главный научный
сотрудник Института. Руководитель научного направления, главный научный
сотрудник ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной
медицины».
В течение многих лет — профессор Кафедры
физиологии в Новосибирском университете.
Член-корреспондент
АМН СССР с 1988 года, академик РАМН с 1999 года, академик РАН c 2013 года —
Отделение медицинских наук.
Академик М.Б.
Штарк — ведущий ученый в области нейробиологии и нейрокибернетики, его труды в
области медицинской информатики и электроники получили высокую оценку и
признание в нашей стране и за рубежом. Он осуществляет успешный перенос
принципиально новых физико-технических технологий и методов в экспериментальные
и клинические проблемные области медицины. Результаты его исследований
неоднократно подтверждены в ведущих нейробиологических лабораториях мира, вошли
в отечественные и зарубежные учебники и руководства.
Избирался
председателем СО РАМН.
В 1959 году
защитил кандидатскую диссертацию «Афферентные системы чревных нервов», в 1966
году защитил докторскую диссертацию «Биоэлектрические и цитохимические
применения в головном мозге зимнеспящих», профессор.
Еще в студенческом научном кружке
Новосибирского мединститута в 1953 году М.Б. Штарк начал первые работы по
неврологии, тогда же опубликовал первую научную работу в журнале «Советская
медицина», посвященную проблеме изучения мозга и исследованиям электрических
явлений в нервной системе. По окончании вуза, будучи распределенным в поселок
Верхние Мулы Молотовской области, М.Б. Штарк выполнял как врач все виды
медицинской помощи: был невропатологом, хирургом, патологоанатомом, гинекологом;
одновременно занимался экспериментальной неврологией. Защитив кандидатскую диссертацию, увлекся электрофизиологией
нервной системы, организовал районное научное медицинское общество. Начал
исследования мозга при низких температурах, которые закончил в Одессе, будучи
заведующим отделом психоневрологического Института.
Работа М.Б.
Штарка в области экспериментальной электрофизиологии и клинико-диагностической
практики новых медицинских технологий фактически продолжается всю жизнь.
Исследования
М.Б. Штарка, посвященные анализу работы мозга в условиях низких температур,
были вызваны интересом к пределам устойчивости мозга, но диктовались также и
потребностями практики. В этих работах он одним из первых выдвинул концепцию
«модульной» конструкции мозга — о так называемых минимальных рабочих
структурах, способных поддерживать жизнеспособность организма в экстремальных
условиях.
С переходом М.Б.
Штарка в новосибирский Институт электрометрии и автоматики СО РАН начаты работы
в области исследований изолированного мозга, анализа его характеристик, роли
специфических белков (антигенов) нервной системы. Он занимается изучением
информационной роли мозгоспецифических белков, их места в организации нейронных
сетей в норме и патологии.
Его интересовал
молекулярно-клеточный контент, где физиологическая функция нейрона сопрягается
с проявлением деятельности генетического аппарата клетки. Готовя докторскую
диссертацию, работал на гибернаторах — животных, впадающих в оцепенение,
выдерживающих температуру мозга, близкую к 0оС, но не теряющих ни
одной из своих функций после выхода из этого состояния. Практическое следствие
этой работы — психофармакология, так как антитела к белкам мозга гибернаторов
прерывали оцепенение, формируя «arousal», оказывая антидепрессивный и
анксиолитический эффект.
М.Б. Штарк, исследуя
физиологическую функцию белков-антигенов мозга, используя сочетание
нейрофизиологических и иммунохимических технологий, выделил биологически
активные низкомолекулярные белки и пептиды, которые выполняют регуляторную роль
в деятельности мозга. Позднее эти «продукты» были названы «антаболонами» и
теперь широко используются в качестве лекарственных средств. Этот период в его деятельности
продолжается до сих пор, пиком его является идея использования малых доз
антител к мозгоспецифическим белкам в качестве нейротропных препаратов.
Совместно с нейрогенетиком Л.И. Корочкиным были получены поли-, а затем и
моноклональные антитела к тканеспецифическим белкам мозга. Эти антитела к
белкам семейства S-100 — были предложены в качестве субстанции первых отечественных
малодозных препаратов «Пропротен-100» и «Тенотен», приносящих государству многие
десятки миллионов рублей налоговой составляющей от продаж в РФ и СНГ ежегодно;
в 2005 году создатели были награждены премией Правительства РФ по науке и
технике. Изучение фундаментальных свойств «Пропротена-100» продолжается, при
этом используются все современные биофизические и иммунофизиологические методы.
Идеи и
лекарственные продукты направления иммунонейрофармакологии — результаты
многолетнего сотрудничества с НПФ «Материа-Медика» (г. Москва) и ее
руководителем — проф. О.И. Эпштейном. С таким названием «Иммунонейрофизиология»
Медгиз в 1978 г. выпустил книжку, а затем и целую серию: «Мозгоспецифические
белки (антигены) и функции нейрона» (1985); «Моноклональные антитела в
нейробиологии» (1995); главы в БМЭ, руководстве «Культивирование нервной ткани»
(1978, 1986). За этот цикл работ М.Б. Штарк стал лауреатом премии им. Пирогова
(1994).
Другая линия
исследований М.Б. Штарка — нейрокибернетическая — привела к организации
нескольких лабораторий экспериментального и клинического характера,
занимающихся теорией и практикой биоуправления, технологии, опирающейся на
механизмы саморегуляции функций. Системы биоуправления, созданные в Институте,
широко представлены в клиниках России, стран СНГ, Германии, Италии, Испании,
Израиля, США, Малайзии. Сейчас это международный проект, в который вовлечены
исследователи многих стран.
Научный смысл
этого направления биоуправления (biofeedback technology) — технологии,
составляющие основу сегодняшней восстановительной медицины. Возможность
непосредственно наблюдать динамику познавательной (когнитивной) деятельности
мозга — «видеть мысли» — появилась лишь с внедрением в исследовательскую
практику технологии функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Это —
диагностическая процедура, в основе которой лежит эффект ядерно-магнитного
резонанса. Современные методики МРТ позволяют не только визуализировать с
высоким качеством различные внутренние органы, но и исследовать их функцию.
Благодаря отсутствию ионизирующего облучения этот метод можно использовать без
ограничений и многократно проводить повторные исследования. МРТ используется не
только для диагностики, но и для картирования функционального состояния
нейронных сетей, позволяя в прямом смысле увидеть работу мозга в масштабе
реального времени. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет
проводить динамическое исследование активных зон мозговых структур в момент их
деятельности. Она сделала возможным создание технологии игрового биоуправления,
базирующейся на естественных механизмах саморегуляции функций человеческого
организма.
Речь идет о
предоперационном определении тех участков коры у пациентов с различными
поражениями мозга, куда не должен вторгаться нож хирурга. На сегодня фМРТ
является практически единственной технологией, которая позволяет определить
такую «пограничную» зону. Дальнейшие исследования доказали удивительные
способности нашего мозга к внутренним перестройкам, не предусмотренным
природой. Оказалось, что с помощью нейробиоуправления можно сформировать у
человека ранее отсутствовавшие навыки саморегуляции, образовать новые и
«пробудить» дремлющие мозговые образования. При этом фМРТ дает возможность
визуализировать реальную временную и пространственную динамику работы мозга.
М.Б. Штарк
сформулировал концептуальное определение игрового биоуправления, объединившего
в себе результаты физиологических и психологических исследований. Под его
руководством выполняются системные медицинские, физиологические,
психологические исследования этой технологии, реализуются современные
информационные, сетевые проекты. Особое внимание — развитию фундаментальных
основ и практического внедрения технологии сетевой нейрореабилитации
двигательных нарушений на основе методов электромиографического биоуправления.
Специалисты
Института молекулярной биологии и биофизики СО РАМН (Новосибирск) и
новосибирской Научно-производственной компании «Компьютерные системы
биоуправления» создают уникальный продукт — компьютерные игры, соревновательный
сюжет которых управляется физиологическими характеристиками человеческого
организма (температурой, пульсом, дыханием, биотоками головного мозга и мышц). В
компьютерных играх, разработанных новосибирскими специалистами по исследованиям
М.Б. Штарка, пользователь обучается «руководить» виртуальным игровым сюжетом
через волевые изменения своих физиологических характеристик (пульса, температуры,
электрической активности мозга и т. п.). Игры можно использовать для решения
широкого класса лечебных и реабилитационных задач, в том числе для оценки
актуального психофизиологического состояния человека. Подобная игровая
деятельность сама по себе обладает выраженным антистрессовым эффектом, но,
главное, с помощью этой технологии можно раскрыть потенциальные ресурсы
организма, которыми мы в нашей обычной жизни не умеем пользоваться.
«Лечебные» игры отличаются от привычных
компьютерных: с привычными играми их роднит лишь то, что
лечебно-реабилитационная процедура тоже погружена в соревновательный сюжет.
Победить в игре можно лишь при выполнении единственного условия — приобретения
нового эффективного навыка, который затем используется пациентом в обычной
жизни.
При
использовании игрового биоуправления игрок становится активным субъектом
лечебного (коррекционного) процесса или процесса обретения новых навыков. Виртуальная
реальность, представленная в виде игрового соревновательного сюжета,
управляемого через волевую регуляцию физиологической характеристики, дает
человеку уникальную возможность проявить обычно блокируемые особенности
поведения.
На сегодня
игротека, созданная новосибирскими специалистами НИИ молекулярной биологии и
биофизики СО РАМН (до 1998 г. — Институт медицинской и биологической
кибернетики СО РАМН), представляет собой семейство уникальных компьютерных игр
с адаптивной обратной связью. Цель игры проста: участник побеждает только в том
случае, если обучается управлять собой, своими физиологическими функциями в
ситуации соревновательного стресса. Игры выполнены в современном мультимедийном
дизайне и предназначены для любого возраста.
Игры, созданные
на основе технологии биоуправления, можно использовать для решения широкого
класса лечебных и реабилитационных задач. С их помощью можно оценить актуальное
психофизиологическое состояние человека, к тому же подобная игровая
деятельность сама по себе обладает выраженным антистрессовым эффектом. Но
главное, с помощью этой технологии можно раскрыть потенциальные ресурсы
организма, которыми мы в нашей обычной жизни не умеем пользоваться.
Развитие
соответствующих технологий открывает сразу несколько перспективных прикладных
направлений. Например, появилась возможность наблюдать за особенностями циркуляции
крови в мозговом сегменте, находящемся в активированном состоянии, — это можно
использовать для мониторинга определенных структур мозга в случае нарушения
мозгового кровообращения (инсульта) или при подборе сосудистых препаратов.
Приступы головной боли часто связаны с
тревогой, депрессией, напряжением, в том числе и мышечным. Это отражается и в
электроэнцефалограмме, выведенной на монитор. Пациента обучают методам мышечной
релаксации, которые меняют ритмы работы мозга. С каждой последующей процедурой эта
зависимость проявляется все заметнее, больной учится управлять своим
состоянием, а его мозг фиксирует и запоминает новый стереотип реакции на
напряжение, на стресс. Головные боли проходят, пациент перестает принимать
обезболивающие препараты, без которых не мог жить прежде.
Динамическая картинка изменяется в
процессе биоуправления. На основе этих данных создается
лечебно-реабилитационный алгоритм — компьютерная программа, которая позволяет
человеку самому управлять изменением этих параметров. Программу для каждого
пациента создает физиолог, программист, специалист в области современных
информационных технологий, а использует ее врач, иногда совместно с психологом.
Но самое главное — пациент становится не послушным исполнителем предписаний
врача, он сам участвует в процессе лечения.
Аппаратно-программные системы
биоуправления должны присутствовать на каждом рабочем месте врача, психолога,
тренера, учителя. Они способны не только помогать в лечении больных. Они также
могут изменить мотивацию, мобилизовать ресурсы личности
Разработано
большое число применений новых технологий при целом ряде заболеваний детей и
взрослых: гипертонической болезни, болезней дыхания, депрессий, химической и
нехимической зависимости. В Институте создаются программное обеспечение и аппаратные
средства «БОСЛАБ», «БОС-ПУЛЬС», различные модификации который довольно широко
распространены в России и за ее пределами. Нескольких сотен систем
биоуправления сейчас используются в спортзалах, школах, поликлиниках,
больницах.
Под руководством
М.Б. Штарка активно ведутся комплексные исследования в области оптимального
функционирования (психофизиологического сопровождения деятельности лиц опасных
профессий, спортсменов и музыкантов высшей квалификации). В клинической и
экспериментальной практике развиваются и осваиваются новые направления
медицинской электроники и информатики — цифровая рентгенодиагностика,
биосенсорика, нейрокомпьютинг. Особенно перспективны работы М.Б. Штарка в
области телекоммуникационной медицины.
Сфера
исследований в биоуправлении — от разработки новых лечебно-реабилитационных
алгоритмов и методов до создания программно-аппаратных комплексов и
распределенных сетевых решений. Коллектив М.Б. Штарка исследовал эффективность
и обосновал методы исследования технологии электроэнцефалографического
биоуправления (нейробиоуправления) в лечении, реабилитации аддиктивных
расстройств (1995-2000), в лечении и коррекции синдрома нарушения внимания СДВГ
(2000-2005).
Программно-аппаратные
комплексы биоуправления отмечены всеми наградами международных и отечественных
выставок, широко представлены в России, странах СНГ, Франции, Германии,
Израиле, Испании, Великобритании. В сентябре 2010 года на физиологическом
съезде М.Б. Штарк провел совместно с М. Шварцем (г. Флорида, США) симпозиум
«Биоуправление: теория и практика», который физиологическое общество РФ
предложило к его 80-летию. Совместно с американскими коллегами из Международной
ассоциации биоуправления и прикладной психофизиологии разработаны новые
лечебно-реабилитационные алгоритмы и программные системы, создано оборудование,
которое используется в клиниках СНГ, Испании, Швейцарии, Германии, США. Его
коллектив участвует в выполнении международных проектов Министерства науки и
технологий РФ.
Нейробиологическая
школа РАН М.Б. Штарка известна в стране и за рубежом — он руководитель и
консультант 38 кандидатов и докторов наук.
Автор и соавтор
более 300 научных работ, в том числе 15 монографий по проблемам нейробиологии и
нейрокибернетики. Наиболее значимые из них: «Мозг зимнеспящих» (1970), написанная
на материалах докторской диссертации, которая была переведена в США (NASA), переиздана
в 1972 году в США и ее материалы были использованы космическим центром
Колумбийского университета (г. Нью-Йорк) для зондирования космоса
гибернаторами, толерантными к лучевому «климату». Это была одна из первых
монографий в Академии наук, переведенных на английский язык. Другие важные
книги: «The Brain of Hibermating Animals» (США, 1972), «Руководство по
культивированию нервной ткани» (1976, 1988), «КАМАК-системы автоматизации в
экспериментальной и клинической медицине» (1978), «Иммунонейрофизиология»
(1978), «Мозгоспецифические белки (антигены) и функции нейрона» (1985),
«Моноклональные антитела в нейробиологии» (1995), «Биоуправление: теория и
практика» (1988, 1993, 1998, 2002). Автор 3 патентов.
Член редсовета
журналов «Сибирский медицинский научный журнал», «Вестник восстановительной
медицины», «Медицинская техника».
Является
действительным членом Российской академии медико-технических наук (1985), член общества
American Association for Applied Psychophysiology and
Biofeedback (AAPB).
Эксперт РАН,
член Ученого совета ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины.
Заслуженный
деятель науки РФ.
Лауреат премии
Совета Министров СССР, премии Правительства РФ.
Удостоен премии
РАМН им. Н.И. Пирогова — за цикл работ «Системные механизмы
адаптационно-компенсаторных реакций при действии на организм экологических
факторов Сибири и Севера». Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской
академии наук».