„Използваме мозъка на 100%“: руски невролог - за работата на паметта и образованието на гениите

Енцефалит

- Как работи паметта и може ли по някакъв начин да се контролира с помощта на технология?

- Паметта се кодира от специални групи мозъчни клетки - неврони. Невроните в тези групи работят заедно, запомнят различни факти и формират различни спомени. Използвайки трансгенни технологии, невроните могат да бъдат етикетирани и изкуствено повлияни. Ние включваме чувствителни към светлина протеини от водорасли или бактерии в ДНК на лабораторни мишки, за да контролираме активността на специфични невронални групи.

Например, когато гризачът се страхува от нещо, ние отбелязваме клетките му, които са активни, когато средата е свързана с неприятни усещания. Освен това, на безопасно място за животното, ние действаме върху невроните с помощта на светлина, изкуствено предизвикваме спомени, свързани с предишната ситуация и наблюдаваме реакцията на страха.

  • Различни форми на памет могат да бъдат изследвани при мишки
  • Ройтерс

Ние буквално се вглеждаме в мозъка на нашите мишки. Когато определен неврон стане активен, той свети по-ярко, това се случва с помощта на специални сензорни флуоресцентни (светещи) протеини. С помощта на микроскоп виждаме какво се случва с мозъчните клетки, търсим модели - къде се намират клетките, как са свързани помежду си. Ако сме научили нещо на животно, тогава ние разглеждаме активността на невроните, когато „помолим“ животното да го запомни след ден или месец (което е достатъчно дълго време за мишка). Ако мишката забрави за нещо, тогава виждаме, че например други „допълнителни“ неврони могат да се свържат.

- Какви перспективи се отваря в човешките изследвания?

- Можем да изследваме различни форми на памет. Например травматична памет, когато човек може да развие посттравматично стресово разстройство в резултат, например, на участие във военни действия или някакъв спешен случай. Травматичната памет може да се симулира и при мишки. Ние изучаваме неговата структура и търсим начин за селективно изтриване, без да засягаме други спомени. В бъдеще това може да се приложи при лечението на посттравматично стресово разстройство при хората. Това е само един пример..

- Как протича този процес, как можете да изтриете паметта?

- В мозъка ненужната информация постоянно се изтрива. Ако ви попитам какво сте закусили в събота преди три седмици, тогава вероятно няма да можете да отговорите веднага, защото тази информация не е много важна за вас. Постоянно помним и забравяме нещо - това са физиологично нормални процеси. Възможно е също така изкуствено да се нарушат невронните мрежи, формиращи паметта, като се използват светлина или фармакологични агенти. Мрежата няма да бъде интегрална, паметта ще бъде изтрита напълно или няма да бъде възпроизведена.

  • Олга Ивашкина ръководи лабораторията по неврология в института Курчатов
  • © NRC "Курчатов институт"

- Възможно ли е, напротив, да се увеличи количеството памет?

- На модела на мишката можем да актуализираме някои специфични спомени, които са забравени. Но промяна на размера на паметта, значително увеличаване, свързване на условно флаш устройство с мозъка - такива технологии все още не съществуват..

- Какви открития са направили изследователите на мозъка през последните десетилетия, докъде са стигнали напредък?

- Постигнахме значителен напредък в разбирането на структурата на мозъка. Установено е, че невроните са събрани в групи, които са свързани с различни функции. На теория това е известно от 60-те до 70-те години на миналия век, но експериментално е потвърдено едва сега. Освен това познаваме напълно напълно молекулярните компоненти на мозъка, познаваме гените, които работят в невроните, и можем да ги насочим..

- Има ли разлики в мозъка на мъжете и жените, сред представители на различни националности и раси?

- Това е мит, защото разликите не са статистически потвърдени. Мозъкът на мъжа е по-голям, тъй като мъжете са средно по-големи от жените. Но в крайна сметка мозъкът на кита е по-голям от мозъка на човек, това не означава нищо. Но основните принципи, които правят възможно ученето, запаметяването, които осигуряват когнитивни възможности, са абсолютно еднакви в мозъка на мъжете, жените, хората от различни националности и раси. Разликите започват, когато например децата от различен пол се обучават по различен начин. Разбира се, има културни различия и специфични разлики. Например определени структури в мозъка на жените, които регулират хормоналните нива по време на бременност и раждане. Но като цяло сме много сходни, всъщност еднакви.

- Има теория, че талант и гений не съществуват, че всичко може да се постигне чрез обучение. Вярно ли е?

- Това е вярно само отчасти. От една страна, образованието, обучението е много важно. От друга страна, двама различни хора имат присъщи различия. Въпреки същия основен принцип на структурата на мозъка, силата на връзките между полукълба или една област на мозъка може да се различава в сравнение с други. Не всичко се обяснява с обучение, някои са генетично кодирани - това е резултат от комбинация от гени на родителите. Следователно, например, за един човек е по-лесно да запомни това, което е прочел, а за друг, който е чул.

  • Геният може да е резултат от комбинация от родителски гени
  • Gettyimages.ru
  • © Imgorthand

- Друг често срещан мит: ние използваме само 10% от мозъка. Това е вярно?

- Важно е какви задачи решаваме, но въпреки това покритието е пълно - използваме мозъка на 100%. От друга страна, пълните му възможности все още са неизвестни за нас. Хипермнемониката например има уникална памет, те си спомнят всяка секунда от деня, в който са живели. Освен това мозъкът на такива хора е подобен на мозъка на обикновен човек..

- По някакъв начин можете да направите мозъка си по-ефективен?

- Можете да го направите по-разнообразен, по-гъвкав. Необходимо е да се спи достатъчно време, да се получи достатъчно количество необходими вещества. Добре е да опитате различни нови неща. Когато попаднем в някакви нови ситуации и придобием нов опит, нови връзки, в мозъка се формират нови когнитивни групи. В бъдеще, когато решаваме нови проблеми, ще имаме по-голямо пространство от възможности, защото ние и нашият мозък сме свикнали да мислим широко..

- Вярно ли е, че древните хора са били по-умни от нас, защото е трябвало да решават голям брой задачи, от които животът е зависел ежедневно?

- Директен отговор на този въпрос може да бъде получен само експериментално, но този достъп е затворен за нас. Следователно всичко това са спекулации. Древните хора са били адаптирани към своята среда, а ние сме адаптирани към нашата среда. Невъзможно е да се каже еднозначно, че някой е по-умен..

- Има ли еволюционни промени в съвременния човешки мозък?

- Да, имаше увеличение в различни области на мозъка, свързани с усложняването на речта и социализацията. Например имаме много голяма площ, която се занимава с разпознаване на лица и емоции. Затова постоянно виждаме емотикони в палачинки или облаци. Възможни са и промени в размера на мозъчните области в живота на един човек. Известни са проучвания на лондонски таксиметрови шофьори по времето, когато няма навигатори. Оказа се, че хипокампусът, структура, свързана с кодирането на пространството, заема повече място в мозъка на таксиметровите шофьори, отколкото при другите хора..

- Какво се случва с мозъка по време на стареенето?

- С остаряването интензивността на метаболизма намалява, необходимите вещества се синтезират по-зле, невроните отнемат повече време, за да образуват когнитивни групи. Конкретните темпове на стареене могат да варират в зависимост от човек. Но общата тенденция е, че мозъкът застарява заедно с цялото тяло..

- Тази година беше публикувано проучване, при което с помощта на стволови клетки възрастните плъхове върнаха способността да възстановяват своите неврони. Възможно ли е с помощта на подобни технологии да се лекуват заболявания, свързани с мозъка?

- Да, има идеи да се използват тези технологии за лечение например на инсулти. Ако инсултът е обширен, тогава някои от невроните отмират. Експериментите с животни показват, че тази ситуация може да бъде коригирана. Засега само при мишки, но в бъдеще може да се прехвърли и на хора..

- Кои науки и технологии сега са по-повлияни от неврофизиологията?

- Неврофизиологията и невробиологията постоянно използват постиженията на всички науки, има и обратно влияние. Сродни области - медицина, генетика, молекулярна биология, различни физически, оптични, математически методи, изкуствен интелект и свързани изследвания.

  • Свързани с неврологията области - медицина, генетика, молекулярна биология, изследвания на изкуствения интелект
  • Gettyimages.ru
  • © Адам Голт

- Изследванията на мозъка са в тенденция сред популяризаторите на науката. Каква е причината за модата за мозъка, ако мога да го кажа?

- Да, изследването на нервните процеси е в тенденция. Всички големи държави имат програми за изследване на мозъка. Това се дължи на факта, че науката беше готова за това изследване. Освен това е важно за всички нас да разберем как сме подредени, дали е възможно по някакъв начин да повлияем на това. Броят на изследванията в областта на невробиологията е много голям и нараства експоненциално, така че интересът към тази област нараства, популяризаторите на науката наваксват.

- Бих искал да говоря за „цифровото безсмъртие“, какво е то - фантастика или нашето близко бъдеще?

- В момента това е фантастично, докато няма технологии, които да ни позволят да копираме човек някъде, за да може той да продължи да живее в дигиталния свят. От друга страна, струва ми се, че това е бъдещето, макар и далечно. Един ден ще можем да разберем какво точно ни прави мозъкът ни и по някакъв начин да го прехвърлим в електронни медии. Но ние с теб най-вероятно няма да го намерим, колкото и тъжно да звучи.

Експерименти върху хора: как се изследва човешкият мозък

Изключително трудно е да разпознаем в тази система, която има космически цифрови параметри и е в постоянно движение, механизми, които биха могли да бъдат свързани с това, което наричаме памет и мислене. Понякога за това трябва да проникнете директно в мозъка. В най-прекия физически смисъл.

Каквото и да кажат защитниците на дивата природа, досега никой не е забранил на изследователите да експериментират върху мозъка на маймуни и плъхове. Що се отнася обаче до човешкия мозък - жив мозък, разбира се - експериментите върху него са практически невъзможни поради съображения на закона и етиката. Можете да влезете в "сивото вещество" само, както се казва, за компанията с лекарства.

Кабели в главата ми

Един от шансовете, дадени на мозъчните изследователи, е необходимостта от хирургично лечение на тежки случаи на епилепсия, които не се повлияват от лекарствена терапия. Причината за заболяването са засегнатите области на средния темпорален лоб. Именно тези области трябва да бъдат премахнати с помощта на неврохирургични методи, но на първо място те трябва да бъдат идентифицирани, така че, така да се каже, да не "грабнат излишното".

Американският неврохирург Ицхак Фрид от Калифорнийския университет (Лос Анджелис) е един от първите, който прилага технологията за поставяне на 1-милиметрови електроди директно в мозъчната кора през 70-те години. В сравнение с размера на нервните клетки, електродите имат циклопски размери, но дори такъв суров инструмент е достатъчен, за да премахне средния електрически сигнал от редица неврони (от хиляда до милион). По принцип това беше достатъчно за постигане на чисто медицински цели, но на някакъв етап беше решено да се подобри уредът. От този момент нататък милиметровият електрод получи край под формата на разклонение от осем по-тънки електроди с диаметър 50 μm. Това направи възможно увеличаването на точността на измерване до фиксирането на сигнала от относително малки групи неврони. Разработени са и методи за филтриране на сигнала, изпратен от една нервна клетка в мозъка от „колективния“ шум. Всичко това беше направено вече не за медицински цели, а за чисто научни цели..

Какво представлява пластиката на мозъка?

Пластичността на мозъка е удивителната способност на нашия орган на мислене да се адаптира към променящите се обстоятелства. Ако научим умение и тренираме интензивно мозъка, в областта на мозъка, отговорна за това умение, се появява удебеляване. Невроните, разположени там, създават допълнителни връзки, затвърждавайки новопридобитите умения. В случай на увреждане на жизненоважна част от мозъка, мозъкът понякога възстановява изгубените центрове в непокътнатата област..

Наречени неврони

Обектите на изследването са били хора, които са чакали операция за епилепсия: докато електродите, вградени в мозъчната кора, четат сигнали от невроните, за да определят точно зоната на хирургическа интервенция, по пътя са проведени много интересни експерименти. И това беше самият случай, когато иконите на поп културата - холивудски звезди, чиито образи са лесно разпознаваеми от по-голямата част от населението на света, донесоха реални ползи за науката. Колегата на Ицхак Фрида, лекар и неврофизиолог Родриго Киан Кирога, показа на своя лаптоп селекция от добре познати визуални изображения, включително популярни личности и известни сгради като операта в Сидни. Когато тези снимки бяха показани, електрическата активност на отделните неврони се наблюдаваше в мозъка и различни изображения "включваха" различни нервни клетки. Например беше инсталиран „невронът на Дженифър Анистън“, който „стреляше“ всеки път, когато портрет на тази романтична актриса се появи на екрана. Каквато и снимка да е била показана на субекта на Анистън, невронът „нейното име“ не се проваля. Нещо повече, тя работи и когато на екрана се появяват кадри от известен телевизионен сериал, в който актрисата е заснета, дори самата тя да не е в кадър. Но при вида на момичета, които приличаха само на Дженифър, невронът мълчеше.

Изследваната нервна клетка, както се оказа, беше свързана именно с холистичния образ на определена актриса, а изобщо не с отделни елементи от нейния външен вид или облекло. И това откритие даде, ако не ключ, то ключ към разбирането на механизмите за дългосрочно задържане на паметта в човешкия мозък. Единственото нещо, което ни попречи да продължим напред, бяха самите съображения на етиката и закона, които бяха споменати по-горе. Учените не могат да поставят електроди в други области на мозъка, с изключение на тези, които са били подложени на предоперативни изследвания, а самото проучване е имало ограничена медицинска времева рамка. Това направи много трудно намирането на отговор на въпроса дали наистина съществува невронът на Дженифър Анистън, или Брад Пит, или Айфеловата кула, или може би в резултат на измервания учените случайно се натъкнаха само на една клетка от цяла мрежа, свързана помежду си чрез синаптични връзки, която е отговорна за запазването или разпознаване на определен образ.

Невроинженеринг

Има ли невро-машинен интерфейс, който позволява на парализираните хора да контролират роботизирана ръка?
Да, такъв интерфейс е създаден. Особено интересна в това отношение е работата на невроинженера Джон Доногю от университета Браун (Роуд Айлънд). В лабораторията, която той ръководи, е разработена технологията BrainGate, която помага на парализираното бягство от „затвора“ на телата им. Най-често парализата не възниква в резултат на увреждане на мозъка, а поради нарушение на комуникацията между мозъка и периферната нервна система, например, поради увреждане на гръбначния мозък. Ако моторната кора е непокътната и функционира, в нея се вкарва малък чип със златни електроди. Чипът чете сигнали от желаните групи неврони и ги преобразува в инструкции за компютъра. Ако към компютъра е свързана роботизирана ръка, тогава е достатъчно пациентът да помисли как вдига ръка, как роботът ще извърши предвиденото движение. По същия начин парализиран човек може да контролира писането на компютър или да премества курсора около екрана. Единственото неудобство е, че жиците стърчат от горната част на черепа, но това е дреболия в сравнение с пълната неподвижност. В бъдеще, мечтае Доногю, електронен чип, имплантиран в мозъка, ще контролира не компютър, а мускулите на собственото тяло на пациента чрез система от електростимулатори, които ще бъдат имплантирани в мускулите.
Може ли мозъкът да вижда без очи?
Това, което смятаме за зрение, всъщност е интерпретацията на мозъка на електрически сигнали, генерирани от множество светлочувствителни клетки - пръчки и конуси - разположени от вътрешната страна на ретината. Ретината има висока разделителна способност - около 126 мегапиксела, грубо изразена по отношение на параметрите, в които се оценява сензорът на цифров фотоапарат. Въпреки това, много несъвършенства са вградени в структурата на окото и окончателната картина все още е резултат от изчисления, извършени от мозъка. Мозъкът е този, който се „грижи“ визуалното възприятие да ни създава максимален комфорт при ориентиране в пространството. Но, както се оказва, дори ако на мозъка се предложи картина с много по-ниска разделителна способност и дори входното устройство да не е окото или чувствителните към светлина клетки, мозъкът ще може да ни ориентира. Доказателство за това е работата на американския учен Пол Бах-и-Рита. След като създаде матрица с ниска разделителна способност (144 малки златни контакта), към която се подава сканирана видео картина под формата на електрически сигнали с различна интензивност, той приложи контактите... към езика на субекта, който беше сляп. Отначало електрическите сигнали създаваха само неприятно изтръпване, но след известно време мозъкът се научи да разпознава опростени очертания на околните предмети в тези стимули..

Игра с картинки

Както и да е, експериментите продължиха и Моран Серф се присъедини към тях - изключително гъвкава личност. Израелец по рождение, той се опита като бизнес консултант, хакер и в същото време инструктор по компютърна сигурност, както и художник и писател на комикси, писател и музикант. Този човек със спектър от таланти, достойни за Ренесанса, се ангажира да създаде един вид невромашинен интерфейс на базата на неврона на Дженифър Анистън и други като него. Този път 12 пациенти от Медицинския център на името на В.И. Роналд Рейгън от Калифорнийския университет. В хода на предоперативни проучвания, 64 отделни електроди бяха вкарани в областта на средния темпорален лоб. Експериментите започнаха паралелно.

Развитието на науките за висшата нервна дейност обещава невероятни перспективи: хората ще могат да разберат по-добре себе си и да се справят с нелечимите заболявания. Моралната и правна страна на експериментите върху жив човешки мозък остава проблем.

Първо, на тези хора бяха показани 110 изображения на теми за поп култура. В резултат на този първи кръг бяха избрани четири снимки, при вида на които възбуждането на невроните в различни части на изследваната област на кората беше ясно записано в цялата дузина субекти. След това на екрана бяха показани едновременно две изображения, насложени едно върху друго, всяко с 50% прозрачност, тоест изображенията блестяха едно през друго. Субектът бил помолен да увеличи мислено яркостта на едно от двете изображения, така че той да закрива своя „съперник“. В същото време невронът, отговорен за изображението, върху което е насочено вниманието на пациента, произвежда по-силен електрически сигнал от неврона, свързан с второто изображение. Импулсите бяха фиксирани от електроди, подадени към декодер и превърнати в сигнал, който контролира яркостта (или прозрачността) на изображението. По този начин работата на мисълта беше напълно достатъчна, за да може една картина да започне да „чука“ друга. Когато субектите бяха помолени да не подобряват, а напротив, да направят едно от двете изображения по-бледо, връзката мозък-компютър отново проработи.

Възможно ли е да се емулира човешкият мозък с помощта на компютърна програма или да се създаде компютър, подобен на мозъка?

Все още няма такъв аналог, но науката върви в тази посока. Трябва да се разбере, че въпреки че електронните компютри в действителност често се наричат ​​„мозъци“, компютрите и мозъкът практически нямат нищо общо. Освен това, ако компютърът е творение на човешкия ум и принципите на неговото функциониране са добре известни на специалистите и описани до последната запетая, тогава науката е невероятно далеч от пълното разбиране на случващото се под черепа. Следователно задачата на учените, участващи в проекта Blue Brain, финансиран от швейцарското правителство и в сътрудничество с IBM, не е да създадат електронен конкурент на мозъка. В крайна сметка много специализирани задачи като математически изчисления отдавна се правят несравнимо по-добре от нашето „сиво вещество“. Целта на проекта, който използва най-мощната компютърна технология, е да се създаде компютърен 3D модел на случващото се в мозъка и след това да се използва за тестване на различни хипотези, свързани с работата му. Човешкият мозък се състои от 100 милиарда неврони и броят на възможните комбинации, които могат да възникнат, когато са свързани, надвишава броя на атомите във Вселената, следователно изследователите все още не са се осмелили да поемат задача от такъв мащаб. Говорим само за изграждане на модел на невронната колона на неокортекса на плъховете. Колоната се състои от "само" 10 000 неврони, образуващи 30 милиона синаптични връзки помежду си. Моделът се основава на наблюдения на реален мозък и отразява индивидуалното поведение на всеки неврон. В същото време многопроцесорен изкуствен „мозък“ консумира колосално количество електричество, а консумацията на енергия на човешкия мозък е само 25 W.

Лека глава

Заслужаваше ли тази вълнуваща игра необходимостта от провеждане на експерименти върху живи хора, особено тези със сериозни здравословни проблеми? Според авторите на проекта си е струвало, тъй като изследователите не само са задоволили своите научни интереси от основно естество, но и са търсили подходи за решаване на доста приложни проблеми. Ако в мозъка има неврони (или снопове неврони), които се възбуждат при вида на Дженифър Анистън, тогава трябва да има и мозъчни клетки, отговорни за концепции и образи, които са по-важни за живота. В случаите, когато пациентът не може да говори или да сигнализира за проблеми и нужди с жестове, директната връзка с мозъка ще помогне на лекарите да научат за нуждите на пациента от неврони. Освен това, колкото повече асоциации са създадени, толкова повече човек може да общува за себе си..

Интересни изследвания върху човешкия мозък

Преди 20 години група учени от Калифорнийския университет, водени от Дж. Дан, проведоха завладяващо проучване в областта на неврологията. Те поставят котката в парализиращо състояние с инжекция на упойка, след това свързват електроди към зрителните центрове на мозъчната кора и предават изображенията на екрана на компютъра. Например, демонстрирайки снимки, получихме подобно преобразено изображение, само размито, на монитора. Може би двусмислието на показваното изображение може да бъде премахнато чрез свързване с голям брой нервни клетки.

Пристрастяване към темпоралния лоб

Това откритие формира основата за работата на невронните интерфейси, което ви позволява да контролирате обекти, както и да ги контролирате чрез мисъл..

Канадският Персингер откри зависимостта на ефекта върху темпоралните дялове на мозъка:

  • появата на странни изображения,
  • религиозни преживявания,
  • прозрения,
  • необичайни усещания в човек до напускане на тялото.

Той говори за влиянието на електромагнетизма върху човек и го нарече точно причината за появата на НЛО и други отвъдни същества. Въпросът обаче е спорен, тъй като шведите, пресъздали шлем, подобен на канадския, не потвърдиха резултатите от експеримента на Персингер, като посочиха основната причина за религиозна екзалтация в внушаемостта на хората и неправилна представителна извадка от канадското проучване..

Заслужава да се отбележи, че първият, който „прониква“ в човешкия мозък, е американски неврохирург И. Фрайд през 70-те години, който вкарва електроди на пациенти с епилепсия, за да получи данни за състоянието на мозъка преди операцията. Тежко болните епилептици, които не могат да бъдат лекувани с лекарства, обикновено се нуждаят от операция на темпоралния лоб..

Много често, в допълнение към общите медицински и фармацевтични изследвания, особеностите на мозъка се изучават при мишки. По този начин беше тествана теорията за трансфера на знания посредством усвояването на мозъчната каша от мишки от следващите поколения на същите животни. Животните не станаха по-умни, въпреки че беше доказана хипотезата за съхранение на информация не в клетки. По-късно същият учен Розбелат създава първата невронна мрежа, която подобно на мозъчните процеси може да анализира набори от информационни данни. По-късно принципът на действие на първата изкуствена мрежа - Perceptron - е основата за използване на мозъка на мишката за трениране на невронна мрежа..

Отлично практическо приложение би било изследването на Колумбийския мозък, което сравнява мозъците (регион, наречен хипокампус) на 28 души от 14 до 80 години и доказва, че с възрастта мозъчните клетки не губят способността си да се регенерират, както се смяташе досега. За проучването те взеха мозъка на напълно здрави хора, които не пиеха лекарства, починали в резултат на инциденти. Разкритата разлика между млад мозък и възрастен човек се състои в намаляване на интензивността на кръвоснабдяването и следователно в по-бавни процеси до появата на нови неврони, което причинява психологически и неврологични проблеми. По този начин мерките за подобряване на притока на кръв ще помогнат в борбата срещу свързаните с възрастта мозъчни заболявания, например болестта на Алцхаймер..

Вградете Pravda.Ru във вашия информационен поток, ако искате да получавате оперативни коментари и новини:

Абонирайте се за нашия канал в Yandex.Zen или в Yandex.Chat

Добавете Pravda.Ru към източниците си в Yandex.News или News.Google

Също така ще се радваме да Ви видим в нашите общности във ВКонтакте, Facebook, Twitter, Odnoklassniki.

КАКВА НАУКА ЗНАЕ ЗА МОЗЪКА

Член-кореспондент на РАН С. МЕДВЕДЕВ (Санкт Петербург).

Мозък срещу мозък - кой печели?

Проблемът с изучаването на човешкия мозък, връзката между мозъка и психиката е един от най-вълнуващите проблеми, възниквали някога в науката. За първи път беше поставена целта да се познае нещо, което по сложност е равно на самия инструмент на познанието. В крайна сметка всичко, което е проучено досега - атомът, галактиката и мозъкът на животното - беше по-просто от човешкия мозък. От философска гледна точка не е известно дали решението на този проблем е възможно по принцип. Всъщност, освен инструментите и методите, нашият човешки мозък остава основното средство за познаване на мозъка. Обикновено устройство, което изучава някакво явление или обект, е по-сложно от този обект, в същия случай ние се опитваме да действаме при равни условия - мозък срещу мозък.

Огромността на задачата привлече много велики умове: Хипократ, Аристотел, Декарт и много други говориха за принципите на мозъка..

През миналия век бяха открити областите на мозъка, отговорни за речта - след откривателите те се наричат ​​областите Broca и Wernicke. Истинското научно изследване на мозъка обаче започна с творбите на нашия блестящ сънародник И. М. Сеченов. По-нататък - В. М. Бехтерев, И. П. Павлов. Тук ще спра в списъка с имена, тъй като през ХХ век има много забележителни изследователи на мозъка и има твърде голяма опасност да пропуснете някого (особено от живите, не дай Боже). Направени са големи открития, но възможностите на методите от това време за изследване на човешките функции са много ограничени: психологически тестове, клинични наблюдения и от тридесетте години насам електроенцефалограма. Това е все едно да се опитате да разберете как работи телевизор, чрез бръмченето на лампи и трансформатори или от температурата на корпуса, или да се опитате да разберете ролята на съставните му блокове въз основа на това, което се случва с телевизора, ако този блок е счупен..

Въпреки това, структурата на мозъка, неговата морфология са проучени доста добре. Но идеите за функционирането на отделните нервни клетки бяха много схематични. По този начин липсваше пълнота на знанията за градивните елементи на мозъка и необходимите инструменти за тяхното изследване..

Два пробива в изследванията на човешкия мозък

Всъщност първият пробив в познанието на човешкия мозък е свързан с използването на метода за дългосрочни и краткосрочни имплантирани електроди за диагностика и лечение на пациенти. В същото време учените започнаха да разбират как работи отделен неврон, как информацията се предава от неврон до неврон и по нерв. Академик Н. П. Бехтерева и нейният състав бяха първите, които работеха у нас при условия на пряк контакт с човешкия мозък..

По този начин бяха получени данни за живота на отделните зони на мозъка, за връзката между най-важните му участъци - кората и подкората и много други. Мозъкът обаче се състои от десетки милиарди неврони и с помощта на електроди е възможно да се наблюдават само десетки, а дори и тогава в полезрението на изследователите, не клетките, които са необходими за изследване, а тези, които са до терапевтичния електрод.

Междувременно в света се провеждаше техническа революция. Новите изчислителни възможности направиха възможно извеждането на изследването на висшите мозъчни функции с помощта на електроенцефалография и предизвиканите потенциали на ново ниво. Появиха се нови методи, които ви позволяват да "погледнете вътре" в мозъка: магнитоенцефалография, функционално ядрено-магнитен резонанс и позитронно-емисионна томография. Всичко това създаде основата за нов пробив. Това наистина се случи в средата на осемдесетте.

По това време научният интерес и възможността за неговото удовлетворение съвпаднаха. Очевидно следователно Конгресът на САЩ обявява деветдесетте години за десетилетие на изследването на човешкия мозък. Тази инициатива бързо стана международна. В момента стотици от най-добрите лаборатории работят по целия свят, за да изследват човешкия мозък..

Трябва да кажа, че по това време във висшите етажи на властта имаше много умни хора, които се вкореняваха в държавата. Затова у нас те разбраха необходимостта от изучаване на човешкия мозък и ми предложиха, въз основа на екип, създаден и ръководен от академик Бехтерева, да организирам научен център за мозъчни изследвания - Института за човешкия мозък на Руската академия на науките.

Основната насока на дейността на Института: фундаментални изследвания на организацията на човешкия мозък и неговите сложни психични функции - реч, емоции, внимание, памет. Но не само. В същото време учените трябва да търсят методи за лечение на тези пациенти, при които тези важни функции са нарушени. Комбинацията от фундаментални изследвания и практическа работа с пациенти беше един от основните принципи на дейността на института, разработен от неговия научен съветник Наталия Петровна Бехтерева.

Неприемливо е да се експериментира с хора. Следователно, повечето изследвания на мозъка се правят при животни. Има обаче явления, които могат да бъдат изследвани само при хора. Например, сега млад служител на моята лаборатория защитава теза за обработка на речта, нейния правопис и синтаксис в различни мозъчни структури. Съгласете се, че това е трудно да се проучи на плъх. Институтът е специално насочен към изследване на неща, които не могат да бъдат изучавани при животни. Провеждаме психофизиологични изследвания върху доброволци, използвайки така наречената неинвазивна техника, без да „влизаме“ в мозъка и без да причиняваме някакви особени неудобства на човек. Така се извършват например томографски изследвания или картографиране на мозъка с помощта на електроенцефалография.

Но се случва дадено заболяване или инцидент „да поставят експеримент“ върху човешкия мозък - например, речта или паметта на пациента са нарушени. В тази ситуация е възможно и необходимо да се изследват онези области на мозъка, чиято работа е нарушена. Или, напротив, част от мозъка се губи или уврежда при пациент и учените получават възможност да проучат какви „задължения“ мозъкът не може да изпълнява с такова нарушение.

Но простото наблюдение на такива пациенти е меко казано неетично и нашият институт не само изследва пациенти с различни мозъчни травми, но и им помага, включително с помощта на най-новите методи за лечение, разработени от нашите служители. За целта институтът разполага с клиника със 160 легла. Две задачи - изследване и лечение - са неразривно свързани в работата на нашите служители.

Разполагаме с отлични висококвалифицирани лекари и медицински сестри. Без това е невъзможно - в края на краищата ние сме в челните редици на науката и са необходими най-високи квалификации за прилагане на нови методи. Почти всяка лаборатория на института е затворена за отделите на клиниката и това е ключът към непрекъснатата поява на нови подходи. В допълнение към стандартните методи за лечение, ние извършваме хирургично лечение на епилепсия и паркинсонизъм, психохирургични операции, лечение на мозъчна тъкан с магнитостимулация, лечение на афазия с електрическа стимулация и много други. В клиниката има тежко болни пациенти и понякога е възможно да им се помогне в случаи, които се считат за безнадеждни. Разбира се, това не винаги е възможно. Като цяло, когато чуете неограничени гаранции в отношението към хората, това поражда много сериозни съмнения..

Работни дни и върхови точки на лаборатории

Всяка лаборатория има свои собствени постижения. Например лабораторията, ръководена от професор В. А. Илюхина, се развива в областта на неврофизиологията на функционалните състояния на мозъка.

Какво е? Ще се опитам да обясня с прост пример. Всеки знае, че една и съща фраза понякога се възприема от човек диаметрално противоположно, в зависимост от това в какво състояние е: болен или здрав, развълнуван или спокоен. Подобно е на това как една и съща нота, изсвирена например от орган, има различен тембър в зависимост от регистъра. Нашият мозък и организъм са най-сложната многорегистърна система, където ролята на регистъра се играе от човешкото състояние. Можем да кажем, че целият спектър на човешките взаимоотношения с околната среда се определя от неговото функционално състояние. Той определя както възможността за "повреда" на оператора на контролния панел на най-сложната машина, така и реакцията на пациента към взетите лекарства.

В лабораторията на професор Илюхина се изследват функционалните състояния, както и от какви параметри те се определят, как тези параметри и самите състояния зависят от регулаторните системи на тялото, как външните и вътрешните влияния променят състоянията, понякога причинявайки заболяване и как, от своя страна, състоянието на мозъка и тялото повлияват хода на заболяването и ефекта на лекарствата. С помощта на получените резултати можете да направите правилния избор между алтернативни пътища на лечение. Извършва се и определянето на адаптивните възможности на човек: колко стабилен ще бъде той при какъвто и да е терапевтичен ефект, стрес.

Лабораторията по невроимунология се занимава с много важна задача. Нарушенията на имунната регулация често водят до тежки мозъчни заболявания. Това състояние трябва да се диагностицира и да се избере лечение - имунокорекция. Типичен пример за невроимунно заболяване е множествената склероза, която се изследва в института в лабораторията, ръководена от професор И. Д. Столяров. Не толкова отдавна той се присъедини към борда на Европейския комитет за изследване и лечение на множествена склероза.

През двадесети век човекът започва активно да променя света около себе си, празнувайки победата над природата, но се оказа, че е рано да се празнува: това утежнява проблемите, създадени от самия човек, т. Нар. Създадени от човека. Живеем под въздействието на магнитни полета, под светлината на мигащи газови лампи, часове гледаме дисплея на компютъра, говорим на мобилен телефон. Всичко това далеч не е безразлично към човешкото тяло: например, добре е известно, че мигащата светлина може да причини епилептичен припадък. Възможно е да се премахнат пораженията, причинени на мозъка, чрез много прости мерки - да се затвори едното око. За да намалите драстично "увреждащия ефект" на радиотелефона (между другото, все още не е точно доказано), можете просто да промените неговия дизайн, така че антената да е насочена надолу и мозъкът да не се облъчва. Това изследване се извършва от лабораторията под ръководството на доктора на медицинските науки Е. Б. Лисков. Например, той и колегите му са показали, че излагането на променливо магнитно поле влияе негативно на обучението..

На нивото на клетките работата на мозъка е свързана с химични трансформации на различни вещества, поради което резултатите, получени в лабораторията по молекулярна невробиология, ръководена от професор С. А. Дамбинова, са важни за нас. Служителите на тази лаборатория разработват нови методи за диагностика на мозъчни заболявания, търсене на химични вещества с протеинов характер, които могат да нормализират нарушенията в мозъчната тъкан при паркинсонизъм, епилепсия, наркомания и алкохолна зависимост. Оказа се, че употребата на наркотици и алкохол води до разрушаване на нервните клетки. Техните фрагменти, попадайки в кръвния поток, подтикват имунната система да произвежда така наречените "автоантитела". "Автоантитела" остават в кръвта за дълго време, дори при хора, които са спрели употребата на наркотици. Това е вид телесна памет, която съхранява информация за употребата на наркотици. Ако измервате количеството на автоантитела в кръвта на човек към определени фрагменти от нервни клетки, можете да поставите диагноза „наркомания“ дори няколко години след като човекът е спрял да употребява наркотици.

Възможно ли е да се „превъзпитат” нервните клетки?

Една от най-модерните тенденции в работата на Института е стереотаксисът. Това е медицинска технология, която осигурява ниско травматичен, нежен, целенасочен достъп до дълбоки мозъчни структури и дозиран ефект върху тях. Това е неврохирургията на бъдещето. Вместо "отворени" неврохирургични интервенции, когато, за да се достигне до мозъка, се извършва голяма трепанация, се предлагат нискотравматични, щадящи ефекти върху мозъка.

В развитите страни, предимно в САЩ, клиничната стереотаксис заема своето полагащо се място в неврохирургията. В момента в тази област в САЩ работят около 300 неврохирурзи, членове на Американското стереотаксично общество. Основата на стереотаксиса е математиката и прецизните инструменти, които осигуряват целенасочено потапяне в мозъка на деликатни инструменти. Те ви позволяват да "погледнете" в мозъка на жив човек. Това използва позитронно-емисионна томография, ядрено-магнитен резонанс, компютърна рентгенова томография. „Стереотаксисът е мярка за методологичната зрялост на неврохирургията“ - мнението на покойния неврохирург Л. В. Абраков. За стереотаксичния метод на лечение е много важно да се знае ролята на отделните „точки“ в човешкия мозък, разбирането на тяхното взаимодействие, знанието къде и какво точно трябва да се промени в мозъка за лечение на определено заболяване.

Институтът разполага с лаборатория за стереотаксични методи, която се ръководи от доктор на медицинските науки, лауреат на държавната награда на СССР А. Д. Аничков. Всъщност това е водещият стереотаксичен център в Русия. Тук се е родила най-модерната посока - компютърна стереотаксис със софтуер и математическа поддръжка, която се осъществява на електронен компютър. Преди нашето развитие стереотаксичните изчисления се извършват ръчно от неврохирурзи по време на операция, но сега сме разработили десетки стереотаксични устройства; някои са клинично тествани и са в състояние да решат най-трудните проблеми. Заедно с колегите от Централния изследователски институт "Електроприбор" е създадена компютъризирана стереотаксична система и за първи път в Русия се произвежда серийно, която превъзхожда подобни редица чуждестранни проби по редица ключови показатели. Както се изрази неизвестен автор, „накрая плахите цивилизационни лъчи озариха тъмните ни пещери“..

В нашия институт стереотаксисът се използва за лечение на пациенти, страдащи от двигателни разстройства (паркинсонизъм, болест на Паркинсон, хорея на Хънтингтън и други), епилепсия, неукротима болка (по-специално синдром на фантомна болка) и някои психични разстройства. В допълнение, стереотаксисът се използва за изясняване на диагнозата и лечението на някои мозъчни тумори, за лечение на хематоми, абсцеси и мозъчни кисти. Стереотаксичните интервенции (както всички други неврохирургични интервенции) се предлагат на пациента само ако са изчерпани всички възможности за медикаментозно лечение и самата болест заплашва здравето на пациента или го прави неспособен да работи, прави го асоциален. Всички операции се извършват само със съгласието на пациента и неговите роднини, след консултация със специалисти в различни области.

Има два вида стереотаксис. Първият, нефункционален, се използва, когато има някакъв вид органична лезия, като тумор, дълбоко в мозъка. Ако се отстрани с помощта на конвенционални техники, ще е необходимо да се засегнат здравите структури на мозъка, които изпълняват важни функции и пациентът може случайно да бъде наранен, понякога дори несъвместим с живота. Нека приемем, че туморът е ясно видим с помощта на ядрено-магнитен резонанс и позитронно-емисионна томография. След това можете да изчислите координатите му и да въведете радиоактивни вещества с помощта на ниска травматична тънка сонда, която ще изгори тумора и ще се разпадне за кратко време. Повредата по време на преминаването през мозъчната тъкан е минимална и туморът ще бъде унищожен. Вече направихме няколко такива операции, бивши пациенти все още живеят, въпреки че с традиционните методи на лечение те нямаха надежда.

Същността на този метод е, че елиминираме „дефект“, който е ясно видим. Основната задача е да се реши как да се стигне до него, кой път да се избере, за да не се докоснат важни зони, кой метод за премахване на „дефекта“ да се избере.

Принципно различна ситуация с "функционалната" стереотаксис, която се използва и при лечението на психични заболявания. Причината за заболяването често е, че една малка група нервни клетки или няколко такива групи не работят правилно. Те или не отделят необходимите вещества, или отделят твърде много от тях. Клетките могат да бъдат патологично възбудени и тогава те стимулират "лошата" активност на други, здрави клетки. Тези "заблудени" клетки трябва да бъдат намерени и или унищожени, или изолирани, или "превъзпитани" с помощта на електрическа стимулация. В такава ситуация не можете да „видите“ засегнатата област. Трябва да го изчислим чисто теоретично, тъй като астрономите изчисляват орбитата на Нептун.

Именно тук фундаменталните познания за принципите на мозъка, за взаимодействието на неговите части, за функционалната роля на всяка част от мозъка са особено важни за нас. Използваме резултатите от стереотаксичната неврология, ново направление, разработено в института от покойния професор В. М. Смирнов. Стереотаксичната неврология е „висш пилотаж“, но именно по този път трябва да се търси възможността за лечение на много сериозни заболявания, включително психични..

Резултатите от нашите изследвания и данни от други лаборатории показват, че практически всяка, дори много сложна, умствена дейност на мозъка се осигурява от система, разпределена в пространството и променяща се във времето, състояща се от връзки с различна степен на твърдост. Ясно е, че е много трудно да се намесва в работата на такава система. Въпреки това сега можем да направим това: например, можем да създадем нов център на речта, който да замести унищожения от травма..

В този случай се получава своеобразно „превъзпитание“ на нервните клетки. Факт е, че има нервни клетки, които са готови от раждането за своята работа, но има и други, които са „възпитани“ в процеса на човешкото развитие. Научавайки се да изпълняват някои задачи, те забравят други, но не завинаги. Дори преминали "специализацията", те по принцип са в състояние да поемат изпълнението на някои други задачи, могат да работят по различен начин. Следователно можете да се опитате да ги накарате да поемат работата на изгубените нервни клетки, да ги заменят.

Невроните на мозъка работят като екипажа на кораба: единият е добър в управлението на кораба по неговия курс, другият е добър в стрелбата, третият е да готви храна. Но стрелецът може да бъде научен как да готви борш, а готвачът - да насочва оръжието. Просто трябва да им обясните как се прави. По принцип това е естествен механизъм: ако настъпи мозъчно увреждане при дете, нервните му клетки спонтанно се "преквалифицират". При възрастни трябва да се използват специални методи за „преквалификация“ на клетките..

Това правят изследователите - опитвайки се да стимулират някои нервни клетки да вършат работата на други, които вече не могат да бъдат възстановени. Вече са постигнати добри резултати в тази посока: например някои пациенти с нарушение на зоната на Broca, която е отговорна за формирането на речта, са научени да говорят отново.

Друг пример е терапевтичният ефект от психохирургичните операции, насочени към „изключване“ на структури в мозъчна област, наречена лимбична система. При различни заболявания в различни области на мозъка възниква поток от патологични импулси, които циркулират по нервните пътища. Тези импулси се появяват в резултат на повишена активност на мозъчните зони и този механизъм води до редица хронични заболявания на нервната система, като паркинсонизъм, епилепсия и обсесивни компулсии. Пътищата, по които преминава циркулацията на патологичните импулси, трябва да бъдат открити и изключени възможно най-внимателно.

През последните години са извършени много стотици (особено в САЩ) стереотаксични психохирургични интервенции за лечение на пациенти, страдащи от определени психични разстройства (предимно обсесивно-компулсивни разстройства), при които нехирургичните методи на лечение се оказват неефективни. Според някои нарколози наркоманията също може да се счита за вид на този вид разстройство, поради което в случай на неефективност на лечението с наркотици може да се препоръча стереотаксична намеса..

Много важна насока в работата на Института е изследването на висши мозъчни функции: внимание, памет, мислене, реч, емоции. Няколко лаборатории са ангажирани с тези проблеми, включително тази, която аз ръководя, лабораторията на акад. Н. П. Бехтерева, лабораторията на доктора на биологичните науки Ю. Д. Кропотов.

Мозъчните функции, присъщи само на хората, се изучават с помощта на различни подходи: с помощта на „конвенционална“ електроенцефалограма, но на ново ниво на картографиране на мозъка, изучаване на предизвиканите потенциали, записване на тези процеси заедно с импулсната активност на невроните в пряк контакт с мозъчната тъкан - за това се използват имплантирани електроди и оборудване позитронно-емисионна томография.

Работите на академик Н. П. Бехтерева в тази област бяха широко отразени в научната и научно-популярната преса. Тя започва систематично изследване на умствените процеси в мозъка, дори когато повечето учени го смятат за почти непознаваемо, въпрос на далечното бъдеще. Добре е поне в науката истината да не зависи от позицията на мнозинството. Много от онези, които отричаха възможността за подобни изследвания, сега ги смятат за приоритет.

В рамките на тази статия могат да се споменат само най-интересните резултати, например детекторът на грешки. Всеки от нас е попадал на неговата работа. Представете си, че сте напуснали къщата и вече на улицата ви измъчва странно чувство, че нещо не е наред. Връщате се - така е, забравихте да изключите светлината в банята. Тоест забравихте да извършите обичайното, стереотипно действие - завъртете превключвателя и този пропуск автоматично включи механизма за управление в мозъка. Този механизъм е открит в средата на 60-те години от Н. П. Бехтерева и нейните сътрудници. Въпреки факта, че резултатите са публикувани в научни списания, включително чуждестранни, сега те са „преоткрити“ на Запад от хора, които познават работата на нашите учени, но не пренебрегват прякото заемане от тях. Изчезването на велика сила също доведе до факта, че в науката имаше повече случаи на пряк плагиат.

Откриването на грешки също може да се превърне в болест, когато този механизъм работи повече от необходимото и на човек през цялото време му се струва, че е забравил нещо..

Най-общо казано, процесът на задействане на емоции на мозъчно ниво също е ясен за нас днес. Защо единият човек се справя с тях, а другият - „потъва“, не може да излезе от порочния кръг на подобни преживявания? Оказа се, че при „стабилен“ човек промените в мозъчния метаболизъм, свързани например с мъката, задължително се компенсират от промени в метаболизма в други структури, насочени в другата посока. При „нестабилно“ лице това обезщетение е нарушено.

Който отговаря за граматиката?

Много важна област на работа е така нареченото микро-картографиране на мозъка. В нашето съвместно изследване са открити дори такива механизми като детектор за граматичната коректност на смислена фраза. Например синя панделка и синя панделка. Значението е ясно и в двата случая. Но има една „малка, но горда“ група неврони, която „се вихри“ при нарушаване на граматиката и сигнализира за това на мозъка. Защо е необходимо това? Вероятно тогава разбирането на речта често протича предимно чрез анализ на граматиката (припомнете си „glock kuzdra“ на академик Щерба). Ако нещо не е наред с граматиката, влиза сигнал - трябва да се извърши допълнителен анализ.

Намерени микро-области на мозъка, които отговарят за броенето, за разграничаване на конкретни и абстрактни думи. Показани са разлики в работата на невроните във възприемането на думата на родния език (чаша), квазидумата на родния език (Чохна) и думата на чужд език (вахт - време на азербайджански).

Невроните на кората и дълбоките структури на мозъка участват в тази дейност по различни начини. В дълбоките структури се наблюдава предимно увеличаване на честотата на електрическите разряди, което не е много „обвързано“ с която и да е конкретна зона. Тези неврони сякаш решават всеки проблем на целия свят. Съвсем различна картина в мозъчната кора. Изглежда, че един неврон казва: "Хайде, момчета, млъкнете, това е моя работа и аз ще го направя сам." Всъщност при всички неврони, с изключение на някои, честотата на импулсите намалява, а при „избраните“ се увеличава.

Благодарение на техниката на позитронно-емисионна томография (или съкратено като PET) стана възможно да се изследват подробно всички мозъчни области, които отговарят за сложните „човешки“ функции. Същността на метода е, че малко количество изотоп се инжектира в вещество, участващо в химични трансформации в мозъчните клетки, и след това наблюдаваме как се променя разпределението на това вещество в интересуващия ни мозъчен регион. Ако притокът на глюкоза с радиоактивен етикет се увеличи в тази област, това означава, че метаболизмът се е увеличил, което показва засилената работа на нервните клетки в тази част на мозъка.

Сега си представете, че човек изпълнява някаква трудна задача, която изисква от него да знае правилата на правописа или логическото мислене. В същото време той има най-активните нервни клетки в мозъчната област, "отговорни" за тези умения. Увеличение в работата на нервните клетки може да се регистрира с помощта на PET за увеличаване на притока на кръв в активираната зона. По този начин беше възможно да се определи кои области на мозъка са „отговорни“ за синтаксиса, правописа, значението на речта и за решаването на други проблеми. Например, има известни зони, които се активират при представяне на думи, няма значение дали трябва да ги прочетете или не. Съществуват и зони, които се активират, за да „не се прави нищо“, когато например човек слуша история, но не я чува, гледайки нещо друго..

Какво е внимание?

Също толкова важно е да се разбере как „работи“ човешкото внимание. И моята лаборатория, и лабораторията на Ю. Д. Кропотов се занимават с този проблем в нашия институт. Изследването се извършва съвместно с екип от учени, ръководени от финландския професор Р. Наатанен, който е открил т. Нар. Механизъм на неволно внимание. За да разберете за какво става въпрос, представете си ситуация: ловец се промъква през гората, проследявайки плячка. Но самият той е плячка на хищния звяр, който той не забелязва, защото е настроен само да търси елен или заек. И изведнъж случайно пращене в храстите, може би не много забележимо на фона на птичи чуруликания и шума на потока, мигновено превключва вниманието му, дава сигнал: „Наблизо има опасност“. Механизмът на неволното внимание се е формирал у човек в древни времена, като механизъм за сигурност, но все още работи: например шофьор кара кола, слуша радио, чува писъците на децата, играещи на улицата, възприема всички звуци на света около него, вниманието му отсъства и внезапно тихо почукване мотора незабавно превключва вниманието си към колата - той осъзнава, че нещо не е наред с двигателя (между другото, това явление е подобно на детектор за грешки).

Това превключване на вниманието работи за всеки човек. Открихме зони, които се активират върху PET по време на работа на този механизъм, и Ю. Д. Кропотов го изследва, използвайки метода на имплантирани електроди. Понякога в най-трудната научна работа има забавни епизоди. Такъв беше случаят, когато приключихме тази работа набързо преди много важен и престижен симпозиум. С Ю. Д. Кропотов отидохме на симпозиума, за да направим доклади и едва там с изненада и „чувство на дълбоко удовлетворение“ неочаквано разбрахме, че невроните се активират в същите зони. Да, понякога двама души, които седят до вас, трябва да отидат в друга държава, за да говорят.

Ако механизмите на неволно внимание са нарушени, тогава можем да говорим за болестта. В лабораторията на Кропотов се изследват деца с т. Нар. Дефицит на вниманието и хиперактивност. Това са трудни деца, по-често момчета, които не могат да се концентрират върху урока, често им се карат у дома и в училище, но всъщност трябва да се лекуват, защото са нарушили някои от специфичните механизми на мозъка. Доскоро това явление не се смяташе за болест и „насилствените“ методи се смятаха за най-добрият метод за справяне с него. Сега можем не само да определим това заболяване, но и да предложим методи за лечение на деца с дефицит на внимание.

Бих искал обаче да разстроя някои млади читатели. Не всяка шега е свързана с това заболяване и тогава. "силовите" методи са оправдани.

В допълнение към неволното внимание, има и селективно внимание. Това е така нареченото „внимание на рецепцията“, когато всички около вас говорят наведнъж, а вие само следвате събеседника, без да обръщате внимание на бърборенето на съседа отдясно, което не е интересно за вас. По време на експеримента на субекта се разказват истории: в едното ухо - едното, в другото - другото. Проследяваме реакцията на историята в дясното ухо, след това в лявото и виждаме на екрана как активирането на мозъчните области се променя коренно. В същото време активирането на нервните клетки за историята в дясното ухо е много по-малко - защото повечето хора вдигат телефонната слушалка в дясната си ръка и я поставят в дясното ухо. За тях е по-лесно да следят историята в дясното ухо, трябва да се напрягат по-малко, мозъкът е по-малко възбуден.

Тайните на мозъка все още чакат в крилете

Често забравяме очевидното: човек е не само мозък, но и тяло. Невъзможно е да се разбере работата на мозъка, без да се вземе предвид цялото богатство от взаимодействието на мозъчните системи с различни системи на тялото. Понякога това е очевидно - например отделянето на адреналин в кръвта кара мозъка да премине към нов режим на работа. В здраво тяло здравословният ум е именно за взаимодействието на тялото и мозъка. Тук обаче не всичко е ясно. Изследването на това взаимодействие все още чака своите изследователи.

Днес можем да кажем, че имаме добра представа за това как работи една нервна клетка. Много от празните петна са изчезнали и областите, отговорни за психичните функции, са идентифицирани на мозъчната карта. Но между клетката и зоната на мозъка има друго, много важно ниво - набор от нервни клетки, ансамбъл от неврони. Тук все още има много неясно. С помощта на PET можем да проследим кои области на мозъка са „включени“ при изпълнение на определени задачи, но какво се случва вътре в тези области, какви сигнали си изпращат нервните клетки, в каква последователност, как си взаимодействат помежду си - за това ще говорим засега. ние знаем малко. Въпреки че има известен напредък в тази посока.

Преди се смяташе, че мозъкът е разделен на ясно разграничени области, всяка от които е „отговорна“ за своята функция: това е зоната на огъване на малкия пръст, а това е зоната на любовта към родителите. Тези заключения се основават на прости наблюдения: ако дадена област е повредена, тогава нейната функция е нарушена. С течение на времето стана ясно, че всичко е по-сложно: невроните в различните зони взаимодействат помежду си по много сложен начин и е невъзможно да се осъществи ясна "връзка" на функцията с мозъчния регион по отношение на осигуряването на по-високи функции навсякъде. Можем само да кажем, че тази област е свързана с речта, паметта и емоциите. И да се каже, че този нервен ансамбъл на мозъка (не парче, а широко разпространена мрежа) и само той е отговорен за възприемането на букви, а този - думи и изречения, все още е невъзможно. Това е предизвикателството за бъдещето.

Работата на мозъка за подпомагане на висшите видове умствена дейност е подобна на светкавица от фойерверки: отначало виждаме много светлини, а след това те започват да угасват и да светят отново, намигвайки помежду си, някои парчета остават тъмни, други мигат. Също така сигналът за възбуждане се изпраща до определена област на мозъка, но активността на нервните клетки вътре в него се подчинява на своите специални ритми, на собствената й йерархия. Поради тези особености унищожаването на някои нервни клетки може да бъде непоправима загуба за мозъка, докато други може напълно да заменят съседните "преквалифицирани" неврони. Всеки неврон може да се види само в целия клъстер на нервните клетки. Според мен сега основната задача е да дешифрира нервния код, тоест да разбере как конкретно се осигуряват висшите функции на мозъка. Най-вероятно това може да стане чрез изследване на взаимодействието на елементите на мозъка, чрез разбиране на това как отделните неврони се комбинират в структура, а структурата в система и цял мозък. Това е основното предизвикателство за следващия век. Въпреки че все още има нещо за двадесетото.

Афазия - речево разстройство в резултат на увреждане на говорните области на мозъка или на нервните пътища, водещи до тях.

Магнитоенцефалография - регистрация на магнитното поле, възбудено от електрически източници в мозъка.

Ядрено-магнитен резонанс - томографско изследване на мозъка, основаващо се на явлението ядрено-магнитен резонанс.

Позитронно-емисионната томография е високоефективен начин за проследяване на изключително ниски концентрации на ултракъсо живеещи радионуклиди, които маркират физиологично значими съединения в мозъка. Използва се за изследване на метаболизма, участващ в изпълнението на мозъчните функции.