Стимуляция мозга вернула сознание бессознательным больным

Если человека, находящегося в состоянии минимального сознания или в вегетативном состоянии подвергнуть транскраниальной электростимуляции мозга, сознание к нему может вернуться — правда, на короткое время.

Люди, находящиеся в состоянии минимального сознания, могут существовать так неделями и годами, почти не реагируя на внешний мир. По сути, минимальное состояние сознания не отличается от псевдокомы, когда от больного можно ждать лишь того, что он шевельнёт рукой-ногой или глазами (с той лишь разницей, что при псевдокоме сознания нет уже и в помине, а внешние реакции есть следствие каких-то рефлекторных, автоматических процессов, происходящих в полумёртвом мозге). Бывает, что из состояния минимального сознания (СМС) люди выходят, но это всегда почти чудо. Или даже просто чудо.

Однако исследователям из Льежского университета (Бельгия) удалось найти способ это чудо контролировать. В опытах Стивена Лориса (Steven Laureys) и его коллег люди, впавшие в СМС с обширными повреждениями мозга, на время возвращались в сознание, могли реагировать движениями рук и глаз на внешние раздражители. И даже отвечать на вопросы.

Оказывается, некоторых больных можно ненадолго выводить из вегетативного состояния. (Фото Erica Shires.)

Учёные применили метод транскраниальной электростимуляции, при котором определённые зоны мозга стимулируются слабым электротоком без хирургического вмешательства. Опыт проводили с 55 больными, находившимися либо в состоянии минимального сознания, либо уже в вегетативном состоянии. Каждому на голову накладывали электроды так, чтобы стимуляция была направлена на дорсолатеральную префронтальную кору, которая отвечает за память, принятие решений и другие «сознательные» процессы.

Стимуляция длилась 20 минут, и это позволило пробудить сознание у 13 людей в СМС и у двух в вегетативном состоянии — что особенно удивительно, так как считается, что в вегетативном состоянии сознание исчезает стремительно, и восстановить его чем дальше, тем сложнее. Признаки возвращения сознания были умеренными, однако двое больных смогли ответить на вопрос кивком головы и движением глаз. Другие же просто выполняли то, о чём их просили, — например, сжимали руку, шевелили головой и т. д.

Среди тех, с кем ставили опыт, были самые разные больные. У некоторых травма мозга случилась несколько недель назад, другие провели в бессознательном состоянии не один год. Сознание удавалось пробудить и у тех, и у других, но эффект был, увы, временным: через два часа человек снова проваливался в состояние минимального сознания.

Почему же транскраниальная электростимуляция так срабатывает на СМС-больных? Второй главный вопрос: можно ли её эффект как-то продлить? Наконец, не будет ли тут каких-нибудь побочных эффектов? Однако исследования в этом направлении продолжатся, и, возможно, в скором времени врачи и впрямь смогут выводить бессознательных больных в наш мир.

Результаты этой работы должны появиться на страницах журнала Neurology.

Нужно заметить, что это не первый случай, когда больной под действием каких-то медицинских действий на время выходил из бессознательного состояния. В 1999 году внезапно проснулся человек, который до этого три года был в вегетативном состоянии, причём проснулся от золпидема, снотворного, которое ему прописали, чтобы он не слишком активно двигался по ночам. В первый раз пробуждение длилось недолго, однако сейчас этот человек может общаться с окружающими на протяжении 10 часов.

Почему снотворное оказало такой эффект, учёные не знают. В другой статье, которую Стивен Лорис с коллегами опубликовали в Functional Neurology, говорится, что золпидем не оказал никакого существенного влияния на состояние 60 больных с повреждениями мозга. Однако повреждения повреждениям рознь, и в некоторых случаях мозг реагирует на лекарство нестандартным образом...

Подготовлено по материалам NewScientist.

Кирилл Стасевич

Помогают ли зеркальные нейроны понимать чужое поведение?

Подавляя активность различных зон мозга, учёные, возможно, в конце концов смогут понять, что зеркальные нейроны делают с нашей психикой.

Зеркальные нейроны были обнаружены в 1990-х. Итальянские исследователи, наблюдавшие за активностью двигательных нейронов в мозге обезьян, вдруг увидели, что некоторые из этих нейронов срабатывают не только тогда, когда обезьяна что-то делает, но и тогда, когда она видит, как кто-то другой делает то же самое. Возникало впечатление, что нейроны отражают, «зеркалят» действия других индивидуумов.

Открытие вызвало большой энтузиазм, зеркальным нейронам тут же приписали ключевую роль в интерпретации чужого поведения, а после того, как что-то похожее на них нашли и у людей, на зеркальные нейроны «повесили» эмпатию и прочие психосоциальные функции мозга. Высказывались предположения, что аутизм и психопатия могут быть напрямую связаны с дефектами в «зеркальной системе».

Зеркальные нейроны помогают нам перенимать чужие движения. (Фото Hero Images.)

Однако экспериментов, которые однозначно подтвердили бы роль этих нейронов в интерпретации чужого поведения и заодно раскрыли бы механизм такой интерпретации, до сих пор поставить так и не удалось. Для этого, как легко понять, нужно отключить зеркальные нейроны, хотя бы на время, и посмотреть, что произойдёт с психикой. Определённые надежды связывали с транскраниальной магнитной стимуляцией, которая позволяет на какой-то срок подавить активность того или иного участка мозга безо всякого хирургического вмешательства. И некоторое время назад с её помощью удалось показать, что, да, если подействовать соответствующим образом на мозг человека, он будет хуже воспринимать действия других. Однако скептики заявили, что магнитная стимуляция вызывает непроизвольные подёргивания лицевых мышц, и это может сильно отвлечь человека от того, чтобы думать над действиями другого, — а значит, результат тех экспериментов довольно трудно однозначно интерпретировать.

Эту проблему как будто удалось решить Джону Михаэлю (John Michael) и его коллегам из Орхусского университета (Дания). Исследователи воспользовались специальной модификацией метода транскраниальной магнитной стимуляции, когда нейронная активность остаётся пониженной ещё 20 минут после отключения магнитного поля. В течение этого времени двадцати участникам эксперимента показывали видео, на котором человек открывал что-то ключом (то есть работал рукой) либо ел мороженное (то есть действовал языком).

Когда магнитное поле направляли на область мозга, контролирующую движения руки, то человек затруднялся догадаться, что на видео делают руками, зато быстро понимал, что там делают ртом, — и наоборот. Эффект, по словам нейробиологов, был невелик, но статистически значим. (Точную величину эффекта можно будет узнать, когда в Psychological Science выйдет статья с результатами.)

По-видимому, зеркальные нейроны действительно помогают нам интерпретировать чужое поведение. Однако, например, Грегори Хикок (Gregory Hickok) из Калифорнийского университета в Ирвайне (США) полагает, что эффект, который наблюдали в эксперименте, слишком невелик, чтобы можно было говорить о нарушенной интерпретации. Авторы работы отвечают на это, что магнитное воздействие лишь подавляет, но не полностью отключает работу нейронов, так что рассчитывать на полный эффект в этом случае было бы странно.

Впрочем, как бы то ни было, такие исследования всё равно помогают нам лучше разобраться в том, как мы понимаем других. Даже если это и не зависит от зеркальных нейронов.

Подготовлено по материалам NewScientist.

Кирилл Стасевич

Оригинал взят у

nature_wonder в Хак мозга. Теперь ультразвуком

Стимулируя мозг ультразвуком, можно улучшить сенсорное восприятие человека. Стандартный неврологический тест на дискриминационную чувствительность – способность различать два прилагаемых к коже раздражителя одновременно – люди проходят успешнее после воздействия слабым фокусированным ультразвуковым лучом, направленным в голову.

Обычно для тестирования используются легкие покалывания руки. С какого-то момента испытуемый перестает различать две близко расположенные иголки, ощущая их как одну. Таким путем устанавливают, каков предел чувствительности для данного индивида. Помимо пространственного разрешения можно проверить восприятие временных интервалов – сможет ли человек отличить дуновения воздушных струй, если они следуют с высокой частотой. Экспериментально показано, что после стимуляции ультразвуком определенного участка сенсорной коры чувствительность людей возрастает: они улучшают свои показатели в дискриминационном тесте. О чем сообщает свежий Nature Neuroscience.

Отмечу, что ученые из Virginia Tech предварительно измеряли ЭЭГ соответствующей зоны сенсорной коры в момент стимуляции руки. После воздействия на эту зону ультразвуком ЭЭГ становилась слабее. При этом чувствительность руки, напротив, усиливалась. То есть менее мощный режим работы мозга приводил к улучшению восприятия. Авторы исследования предполагают, что ультразвук слегка погасил активность нейронов, в результате чего волна возбуждения стала распространяться на меньшее расстояние. Отсюда и повышение разрешающей способности – сигналы меньше накладываются друг на друга.

Ультразвук, судя по всему, становится еще одним крайне полезным неинвазивным методом не только диагностики, но и фундаментальных исследований. Его преимущество в том, что он позволяет с высокой точностью добираться до любых участков в глубине мозга, и по степени локализации превосходит как ТМС (магниты), так и микрополяризацию (слабый ток). Эксперименты по ультразвуковой стимуляции проводились в СССР еще в 1970-е, но потом дело заглохло, и в наши дни метод возвращается в науку уже силами американцев. В сочетании с современными технологиями визуализации типа фМРТ его потенциал значительно возрос. С его помощью можно улучшить восприятие и даже избирательно стимулировать нервные пути, вызывая те или иные соматосенсорные ощущения. Интересующимся когнитивными усилителями, думамаю, стоит обратить внимание на этот метод. Экспериментаторы наверняка попробуют поработать с областями, связанными с интеллектуальными функциями (например, для восстановления при болезни Альцгеймера).

Legon et. al -- Transcranial focused ultrasound modulates the activity of primary somatosensory cortex in humans -- Nat. Neurosci, 2014 [Abstract]

Магнитные чувства: в чем можно убедить мозг с помощью пары электродов

Учёным удалось прямой стимуляцией нервных клеток в мозгу вызвать у людей чувство «стойкости перед лицом беды». Николай Кукушкин рассказывает, в чём можно сегодня убедить мозг при помощи пары электродов.

Учёные из Стэнфордского университета опубликовали в авторитетном журнале Neuron исследование, в котором доказывается связь определённого участка мозга – передней среднепоясной коры – с комплексной реакцией организма на надвигающиеся неприятности.

Результаты работы важны для понимания строения и работы мозга. Но, помимо этого, исследование интересно самой сутью поставленного эксперимента. Точно направленный сигнал от имплантированного в мозг электрода «из ниоткуда» вызывал у испытуемых ощущение неотвратимой беды и одновременно решительное желание эту беду преодолеть.

«Имплантация памяти» и «промывка мозгов» – излюбленные темы в научной фантастике. От «Джонни-мнемоника» до «Начала», с приходом персональных компьютеров в повседневную жизнь человечество не переставало интересоваться вопросом: можно ли стереть границу между мозгом и машиной?

На самом деле вопрос может затрагивать темы ещё более запутанные, чем память. Насколько сложные функции человеческой нервной деятельности можно воспроизвести в лабораторных условиях? Где проходит граница между активностью нервных клеток и самыми глубокими личностными качествами, комплексными эмоциями, мироощущением – в общем, тем, что за пределами современной науки называют «душой»? И есть ли такая граница вообще? Иными словами, можно ли «поймать» душу между двух электродов?

О пользе «метода тыка» в исследованиях мозга

Сказать, что манипуляция эмоций и сознания электрическими импульсами – малоизученная область, это ничего не сказать. Трансчерепная магнитная или электрическая стимуляция (то есть осуществляемая без вскрытия черепа), в принципе, позволяет воздействовать на те или иные участки мозга без особых медицинских затруднений.

Однако разрешение этого метода слишком низкое, чтобы работать с такими тонкими материями, как конкретные чувства или мысли.

Чтобы простимулировать нервные клетки с нужной долей точности, нужно довольно глубоко «влезть» в мозг – понятно, что просто ради исследовательского интереса это делать никто не будет. Поэтому имеющиеся в нашем распоряжении «карты мозга» в основном – побочные результаты терапевтического и диагностического применения внутримозговой электростимуляции.

Например, этот подход довольно успешно используется для терапии болезни Паркинсона, семейного (эссенциального) тремора и дистонии. Проводятся испытания эффективности метода и для лечения тяжёлой депрессии, не поддающейся медикаментозному лечению. С другой стороны, электростимуляция коры незаменима при операциях на мозге – она позволяет хирургам точно различить участки мозга между собой.

Таким «методом тыка» были определены участки мозга, отвечающие, например, за управление разными группами мышц – эти сравнительно простые сигналы не так сложно проследить. В грубой форме карта моторной коры (то есть части мозга, отвечающей за движения мышц) была получена ещё в XIX веке.

Эти данные нужны, среди прочего, для разработки бионических протезов, которые будут анализировать сигналы напрямую от мозга. Потенциально это даст возможность двигаться даже полностью парализованным пациентам.

Есть данные, касающиеся электрической стимуляции и более сложных функций мозга. Например, в 2010-м году было опубликовано исследование, авторы которого стимулировали у испытуемых зону Брока – один из участков коры, связанных с речью и языком.

Выяснилось, что такое воздействие значительно повышает способность к обучению грамматике и синтаксическим связям. Для изучения подобных процессов используется искусственная грамматика: набор правил, напоминающих языковые, но не имеющий отношения к реально существующим языкам. Кстати, описанное исследование было выполнено при помощи трансчерепной стимуляции: в некоторых случаях и её оказывается достаточно.

Хорошо известно, что стимуляция участков затылочной коры приводит к возникновению у пациентов визуальных образов – цветов, вспышек света разной формы, а иногда и более сложных иллюзий. Имеющаяся информация активно изучается разработчиками глазных протезов. Уже сегодняшние технологии позволяют с помощью искусственных имплантов если не вернуть слепым зрение полностью, то по крайней мере помочь в распознавании движения и положения объектов в пространстве.

Разряд перед боем

Открытие стэнфордских учёных – пожалуй, первый случай, когда настолько сложная и конкретная эмоциональная реакция была вызвана у человека электрическим разрядом. Этот результат был, в общем, случайным – мы пока не умеем с высокой точностью предсказывать связь между отдельными группами нервных клеток и эмоционально-чувственным результатом их деятельности.

Добровольно на вскрытие черепа и имплантацию электродов вряд ли кто-то согласится – а если и удастся найти энтузиаста, исследование едва ли будет одобрено комиссиями по этике. В работе, таким образом, использовались пациенты-эпилептики, которым в переднюю среднепоясную кору уже были имплантированы электроды – это было сделано для поиска очага, вызывающего припадки. В этом методе нет ничего нового – он используется в той или иной форме для диагностики тяжёлых случаев эпилепсии с пятидесятых годов.

Мозговая активность пациентов была сначала проанализирована при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ). Этот метод значительно проще по той же причине, что и трансчерепная стимуляция: для него не нужно вскрывать голову.

ЭЭГ анализирует электрические потенциалы на поверхности черепа – это позволяет только очень грубо оценить активность и локализацию очагов эпилепсии. У пациентов, отобранных для исследования, эти очаги располагались в височных долях коры.

Чтобы подтвердить и уточнить данные ЭЭГ, стимулирующие электроды были введены уже напрямую в мозг. Помимо предполагаемого очага в височных долях, учёные поместили их в другие точки мозга, чтобы исключить их влияние на эпилепсию. Среди этих дополнительных точек была передняя среднепоясная кора – участок, расположенный глубоко между двумя полушариями мозга с лобной стороны.

Внезапно оказалось, что стимуляция отдельных групп нервных клеток в составе среднепоясной коры приводит к неожиданной и чётко определённой реакции пациентов. Эта реакция была как эмоциональной, так и физической. У испытуемых учащалось сердцебиение, они чувствовали «прилив крови» в груди и в шее. Их охватывало ощущение неминуемо надвигающихся трудностей – «предчувствие», по описанию авторов исследования. Однако в то же время они оставались полными решимости и мотивации побороть любые неприятности.

Один из испытуемых так описал свои ощущения: по его словам, они напоминали чувства водителя, который оказался с полуспущенной шиной возле шторма в паре километров впереди. Он осознаёт, что повернуть назад не может и должен двигаться вперёд, прямо в бурю, но он полон решимости это сделать. На вопрос исследователей, позитивно или негативно воспринимаются эти ощущения, пациент ответил, что скорее позитивно – свои основные эмоции он описал примерно как «поднажать сильнее, собраться и победить».

Другой пациент описал свои эмоции как «сильное волнение», но уточнил в очень поэтических выражениях:

«Если я перестану бороться, то я сдамся. Я не могу сдаваться. Если я сдамся, то… вы понимаете».

Авторы исследования не случайно процитировали Шекспира (по-научному оформив ссылку как Shakespeare, 1603) во введении статьи:

«Что лучше для души – терпеть пращи и стрелы яростного рока или, на море бедствий ополчившись, покончить с ними?» (пер. В. Набокова).

Учёные проконтролировали результат своеобразным плацебо – «ложной» стимуляцией, когда пациенту говорили, что импульс отправлен в нужную точку, но на самом деле сила тока была нулевой или очень низкой. Ничего похожего на эффекты от «настоящей» стимуляции в этом случае не наблюдалось.

Что дальше?

Какими бы впечатляющими ни были результаты, полученные учёными из Стэнфорда, научное сообщество вряд ли бросится вскрывать черепа с целью изучения эмоций. Прямая электрическая стимуляция – слишком сложный и грубый метод, чтобы его можно было использовать для систематического изучения сложных нервных процессов.

Однако сама возможность «локализовать» сложное эмоциональное состояние в конкретной мозговой структуре говорит о многом. Возможно, в дальнейшем нам удастся создать новые, более точные и менее инвазивные методы, позволяющие обнаруживать корреляцию между мозговыми процессами и структурами в мозгу вплоть до отдельных нервных клеток и контактов между ними. В перспективе это может сделать психиатрию и даже психологию куда более точными науками, чем они есть сейчас.

Такие новые методы уже разрабатываются на животных, хотя пока они всё равно связаны с имплантацией тех или иных структур в мозг.

В июле учёными из Массачусетского технологического института была опубликована умопомрачительная работа, в которой мышам «вживляли» искусственное воспоминание с помощью оптоволокна в гиппокампе.

Исследователям удалось сначала определить цепочку нейронов, связанных с определённым воспоминанием (цветом комнаты, где мышь били током).

Следом они научились искусственно активировать это неприятное воспоминание, используя световые импульсы, передаваемые по оптоволокну в мозг. Наконец, активируя это воспоминание в другой, «безопасной» комнате, учёным удалось «убедить» мышь, что током её били именно здесь. В таком виде мышь и сохраняла воспоминание.

Сила воли и стимуляция мозга.

Ученые нашли способ увеличить силу воли человека, повысить его самоконтроль. Судя по всему, совсем скоро люди смогут легко отказаться от сотен соблазнов, провоцирующих нездоровое поведение.

Неврологи из Университета Техаса и Калифорнийского университета в Сан-Диего успешно продемонстрировали уникальную методику усиления одной из важнейших форм самоконтроля. Новая методика заключается в электрической стимуляции мозга и в будущем сможет помочь множеству людей с различными зависимостями, обсессивно-компульсивным расстройством, синдромом дефицита внимания, гиперактивностью, синдромом Туретта и многими другими тяжелыми нарушениями деятельности механизма саморегуляции.

Натан Тандон и его коллеги с помощью имплантируемых в мозг электродов смогли контролировать силу воли пациента

«В мозге существует схема ингибирования (торможения) ответов на какие-либо раздражители, - рассказывает ведущий автор исследования доктор медицинских наук Натан Тандон (Nitin Tandon). - Мы смогли усилить действие этой тормозной системы с помощью стимуляции мозга».

Что это означает на простом, «житейском», уровне? Приведем простой пример: когда мы едим вкусную булочку, мы испытываем удовольствие. Однако, в определенный момент мы понимаем, что наелись или задумываемся о том, как тяжело будет «согнать» последствия этой булочки в спортзале. В этот момент активизируется определенный участок префронтальной коры головного мозга, и начинается торможение: в результате, пересиливая собственное желание, мы отказываемся от следующей булочки. К сожалению, не всегда механизм торможения срабатывает как надо: невероятно аппетитная еда с десятком вкусовых добавок, сигарета, бокал вина, обидные слова, рвущиеся с губ, жажда мести и неконтролируемая агрессия – все это результат нехватки самоконтроля. К сожалению, до сих пор нет надежных методов управления механизмом самоконтроля – его работа зависит от множества факторов, а в случае заболевания, восстановление работоспособности механизма является очень сложной задачей.

Однако, возможно, ученые нашли способ решить эту проблему. Они провели уникальный эксперимент по прямой электростимуляции префронтальной коры. Для этого была записана электрическая активность мозга добровольцев в процессе торможения, чтобы определить конкретные регионы мозга, отвечающие за этот процесс. Затем, данные участки мозга стимулировались электрическими импульсами, в результате чего наблюдалось искусственно созданное торможение, повышающее самоконтроль в «спорных» ситуациях.

К сожалению, у методики пока есть существенный недостаток: она требует прямой электрической стимуляции, то есть электроды надо поместить непосредственно в мозг пациента. Пока ученые решаются это делать только в отношении пациентов с тяжелой формой эпилепсии, которые и принимали участие в эксперименте. Тем не менее, теперь очевидно, что стимуляция префронтальной коры имеет большие перспективы, а значит исследования в данном направлении будут продолжены. Не исключено, что удастся добиться повышения уровня самоконтроля с помощью неинвазивной транскраниальной стимуляции, которая работает сквозь кости черепа и не требует хирургического вмешательства.

В будущем стимуляция префронтальной коры с целью увеличения самоконтроля может использоваться очень широко. Например без юмора будет восприниматься ситуация, когда смартфон будет контролировать импульсы, добавляющие силы воли человеку, который хочет избавиться от навязчивого желания проверить свой смартфон

Новая методика отличается от предыдущих похожих экспериментов тем, что не вызывает никаких побочных эффектов. Во всех предыдущих экспериментах электрические импульсы, как правило, нарушали те или иные функции мозга, но Натан Тандон и его коллеги смогли избежать этого и при этом повысить самоконтроль подопытного. Кроме того, стимуляция мозга за пределами префронтальной коры, не имела никакого эффекта, а значит электрические импульсы, обнаруженные учеными, являются специфическими именно для тормозной системы мозга.

По мнению Натана Тандона, прежде всего новая технология будет применяться для лечения болезней, но в будущем это может стать распространенной практикой снижения повседневной тяги ко множеству вещей, к которым современный человек питает нездоровое пристрастие.

«Мы — это наш мозг»: Дик Свааб об открытиях в нейронауке, природе гомосексуальности и неосознанном выборе

«Мы — это наш мозг» — название новой книги всемирно известного нейробиолога Дика Свааба, которую совместно с «Издательством Ивана Лимбаха» он представит русскоязычным читателям 28 ноября в образовательном пространстве DI Telegraph. В преддверии встречи T&P выяснили у ученого, какие значимые открытия произошли в нейронауке в последнее время, почему сексуальную ориентацию не выбирают, куда смотреть молодым ученым и что не так с рациональностью.

— Назовите наиболее заметные открытия в нейронауке за последнее время. В чем их важность?

— Доказано, что глубокая стимуляция головного мозга приводит к смягчению симптомов болезни Паркинсона, и теперь эта практика успешно применяется для лечения других нарушений мозговой деятельности. Группе ученых удалось добиться впечатляющего результата в лечении тридцативосьмилетнего пациента с апаллическим синдромом, приобретенным за 6 лет до начала этой стадии лечения в автокатастрофе. Открытие произошло после того, как стимулирующие электроды были размещены на обеих сторонах таламуса, области в центре головного мозга, отвечающей за получение сенсорной информации. В течение сорока восьми часов после стимуляции пациент после пробуждения повернул голову в сторону человека, назвавшего его имя. В результате 4 месяцев электрической стимуляции у него стала восстанавливаться речь, он снова научился есть, пить и расчесывать волосы.

«Все доказательства указывают на то, что наша половая принадлежность и ориентация детерминируются еще до рождения»

Глубинные электроды недавно начали применять для лечения синдрома навязчивых состояний, психического расстройства, при котором пациент повторяет определенные действия как навязчивый ритуал, например, моет руки по сто раз в день или вырывает себе волосы. Учитывая, что глубокая стимуляция мозга хорошо зарекомендовала себя в экспериментах по улучшению памяти, современные исследования в этой области направлены на поиск способов использования этого вида терапии для лечения пациентов с нарушениями памяти.

— Что-нибудь еще интересное?

— Еще в человеческом мозге обнаружены структурные и функциональные девиации, связанные с половой самоидентификацией (ощущение самого себя в качестве мужчины или женщины) и сексуальной ориентацией (гетеро-, гомосексуальность). Было установлено, что у транссексуалов половые отличия отражены в соответствующих отделах мозга в измененном виде. Все доказательства указывают на то, что наша половая принадлежность и ориентация детерминируются еще до рождения. Научной базы, подкрепляющей предположение о том, что гомосексуальность — это выбор, попросту не существует.

Также появились многообещающие разработки в области нейро-компьютерных интерфейсов (или нейропротезов), которые даруют надежду на будущее исцеление слепым и паралитикам. Вне всяких сомнений, наиболее осязаемых успехов добились разработчики кохлеарных протезов, призванных помочь слабослышащим пациентам с расстройством внутреннего уха. Миллионы людей в мире лишены зрения из–за того, что светочувствительные клетки в сетчатке их глаз (фоторецепторы) были разрушены. С помощью зрительного нейропротеза визуальная информация будет посылаться с крошечной камеры, установленной на специальных очках, в миниатюрный ресивер, расположенный в зрительном центре головного мозга.

Впечатляющих результатов удалось добиться в случае с двадцатипятилетним Мэттью Нэглом, который был полностью парализован после удара ножом в шею. Плата величиной 4 на 4 миллиметра в 96 электродов, установленная в моторном кортексе Мэттью, при подключении к компьютеру, сумела успешно смоделировать специализированный интерфейс управления, подпитываемый нейронами моторного кортекса пациента. Он смог воспользоваться компьютером спустя всего пару минут после подключения, двигая курсор на экране силой воображения. Впоследствии он смог нарисовать на экране круг, прочитать электронную почту, поиграть в компьютерную игру и даже пошевелить протезом руки (сжать-разжать кулак).

—Какая современная научная проблема волнует вас больше других?

— Больше всего меня интересуют научные наблюдения за человеческим мозгом и моделями поведения, имеющими особое социальное значение, как например развитие мозга ребенка в утробе в условиях постоянного недоедания матери (например, в Африке) или под воздействием вредных химических соединений (при потреблении алкоголя, курении, приеме лекарств во время беременности, а также при неблагоприятной экологической обстановке). Это может повлечь за собой дефицит научения, поведенческие расстройства и психические отклонения в более позднем возрасте.

В тюрьмах по всему миру содержат огромное количество психиатрических и неврологических больных. Их наказывают, но не лечат. Лечение, образование и получение полезных профессиональных навыков должны получать более широкое распространение в пенитенциарной системе, чтобы такие заключенные не возвращались в преступный мир после выхода из тюрьмы. В большинстве исправительных учреждений заключенные делятся друг с другом только преступным опытом, в результате чего многие возвращаются к криминальной жизни и на воле.

«Плод осознанного мыслительного процесса ни в коем случае нельзя считать продуктом заведомо более высокого качества, чем неосознанный выбор»

— Какую специализацию вы посоветовали бы выбрать молодому ученому, занимающемуся нейронауками?

— Молекулярно-биологические исследования человеческого мозга после смерти и усовершенствованные современные технологии обработки и визуализации данных о мозге живом являются важнейшими источниками новой информации. В ближайшее время эти два способа изучения мозга станут основой общего нового направления — «молекулярной диагностики». У этого направления огромный потенциал, поэтому я советую молодым ученым освоить оба этих способа уже сейчас.

— По-вашему любой феномен можно объяснить с точки зрения науки? Есть ли границы применения у современных научных методов?

— В конечном итоге — да. Концепция альтернативного (ненаучного) объяснения научных явлений содержит в себе очевидное логическое противоречие. Что касается границ, то, конечно, технические ограничения всегда присутствуют, но и технический прогресс не стоит на месте.

— Каковы ваши взгляды на концепции сознания? Что вы думаете о теориях эмерджентизма и дуализма?

— Результаты нейронаучных исследований создали сильную базу для подтверждения теории монизма. У дуализма нет будущего. Процесс формирования сознания не включает в себя ничего, кроме структуры мозга и функций нейронов. В принципе, понятие сознания можно сузить до эмерджентной характеристики, сгенерированной совместной работой определенных областей огромной нейронной сети нашего мозга. Клетки мозга и отдельные зоны имеют свои собственные функции, но их взаимосвязь наделяет их совместной «эмерджентной» функцией. Также, наличие у человека сознания напрямую зависит от передачи информации из префронтального и париетального кортексов в кору больших полушарий. Один из таких информационных потоков проходит через таламус. Селективное внимание тоже играет важную роль для понимания феномена сознания. Оно возникает по причине того, что лишь часть воспринимаемых нами объектов подвергается рекуррентной обработке, из–за этого мы отдаем себе отчет лишь в тех стимулах, на которых сфокусировано наше внимание, полностью игнорируя остальные.

Три книги о нейронауке, которые советует Дик Свааб

Эрик Кэндел «Век прозрения»

Оливер Сакс «Человек, который принял жену за шляпу»

Вилейанур Рамачандран «Мозг рассказывает: Что делает нас людьми»

Стоит заметить, однако, что большая часть работы нашего мозга происходит на бессознательном уровне, и он способен в бессознательном режиме прекрасно выполнять такие задачи, которые обычно рассматриваются как сугубо рациональные. Мы постоянно подвергаемся информационной бомбардировке и бессознательно используем селективное внимание, чтобы выделить то, что для нас важно. Многие из наших решений действительно принимаются «за долю секунды», «инстинктивно», или же на базе «интуиции», «внутреннего чувства», без глубокой сознательной обработки. Мы «выбираем» себе партнера, влюбляясь «с первого взгляда». Как и современные самолеты, летающие и приземляющиеся на автопилоте, без участия капитана, наш мозг может прекрасно функционировать без сознательного мышления.

Безусловно, мозг нужно обучить работать таким образом. Только путем беспрестанного наполнения бессознательной части разума гигантскими объемами информации, специалист по оценке произведений искусства приходит к тому, чтобы мгновенно распознавать, «ощущать» подделку. Также и врач должен принять огромное количество пациентов, прежде чем он сможет разработать «медицинский взгляд», позволяющий поставить диагноз еще до того, как пациент зашел к нему в кабинет. Компьютерная томография помогла нам удостовериться в том, что для ведения осознанного мыслительного процесса и для принятия интуитивных решений используются разные нейронные связи. Плод осознанного мыслительного процесса ни в коем случае нельзя считать продуктом заведомо более высокого качества, чем неосознанный выбор. Иногда рациональное мышление мешает принять правильное решение.

Магнитная стимуляция мозга помогает бросить курить, выяснили ученые

Магнитная стимуляция мозга помогает заядлым курильщикам отказаться от сигарет, сообщает британская газета Guardian.

Авраам Занген (Abraham Zangen) из Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Израиль) и его коллеги для своего пилотного исследования набрали 115 добровольцев в возрасте 21–70 лет, которые выкуривали как минимум 20 сигарет в день.

До начала исследования испытуемые уже безуспешно пытались бросить курить с помощью медикаментов, никотиновой жвачки и пластыря, а также психотерапии.

Курильщиков разделили на три группы. Испытуемым из первой группы ученые делали высокочастотную магнитную стимуляцию мозга по 15 минут каждый рабочий день в течение двух недель, плюс три сеанса на третьей неделе. Вторая группа с той же периодичностью проходила сеансы низкочастотной магнитной стимуляции. Участники третьей, контрольной, группы были уверены в том, что их мозг тоже стимулировали, однако на самом деле ученые проводили процедуру при выключенном оборудовании.

Ученые воздействовали на такие зоны, как префронтальная кора и островковая область коры головного мозга. Перед каждым сеансом ассистент зажигал сигарету и затягивался на глазах у испытуемых, чтобы усилить их желание курить. Таким образом исследователи надеялись усилить эффект стимуляции мозга.

Наиболее впечатляющим был результат высокочастотной стимуляции: 44% испытуемых бросили курить после трехнедельного курса и 36% спустя полгода не вернулись к этой привычке. У испытуемых, которым делали «фальшивую» стимуляцию, наблюдался эффект плацебо: в среднем они сократили количество сигарет с 26 до 20 в день. Аналогичные результаты были у курильщиков, которым делали низкочастотную стимуляцию.

Ученые подчеркивают, что для проверки эффективности процедуры нужны масштабные исследования в нескольких клиниках разных стран, которые они планируют начать в течение нескольких месяцев. Кроме того, они отмечают, что процедуру нужно проводить в составе психотерапевтической программы для курильщиков.

donmigel_62