В области исследования мозговой деятельности куда больше вопросов, чем ответов

Популярная механикаНаука

Опыты на людях: как исследуют человеческий мозг

Еще не так давно по историческим меркам о мозге говорили как о «черном ящике», процессы внутри которого оставались тайной. Достижения науки последних десятилетий уже не позволяют заявлять об этом столь же категорично. Однако по-прежнему в области исследования мозговой деятельности куда больше вопросов, чем однозначных ответов.

Олег Макаров

Распознать в этой, имеющей космические численные параметры и находящейся в постоянном движении системе механизмы, которые можно было бы соотнести с тем, что мы называем памятью и мышлением, крайне сложно. Порой для этого приходится проникать непосредственно в мозг. В самом прямом физическом смысле.

Что бы там ни говорили защитники живой природы, но экспериментировать над мозгом макак и крыс исследователям пока никто не запрещал. Однако когда речь идет о мозге человека — живом мозге, разумеется, — эксперименты на нем практически невозможны по соображениям права и этики. Проникнуть внутрь «серого вещества» можно лишь, что называется, за компанию с медициной.

b3f0e3796111721e08152235e0b14cbe.jpg

Провода в голове

Одним из таких шансов, предоставленных исследователям мозговой деятельности, стала необходимость хирургического лечения тяжелых случаев эпилепсии, которые не поддаются медикаментозной терапии. Причиной заболевания становятся пораженные участки срединной височной доли. Именно эти области необходимо удалить методами нейрохирургии, однако прежде всего их надо выявить, чтобы, так сказать, не «отхватить лишнего».

Американский нейрохирург Ицхак Фрид из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) еще в 1970-х стал одним из первых, кто применил для этой цели технологию введения непосредственно в кору головного мозга электродов толщиной 1 мм. По сравнению с размером нервных клеток электроды имели циклопические размеры, однако даже такого грубого инструмента было достаточно, чтобы снять усредненный электросигнал от некоторого количества нейронов (от тысячи до миллиона). В принципе, для достижения чисто медицинских целей этого было достаточно, но на каком-то этапе инструмент было решено усовершенствовать. Отныне миллиметровый электрод получал окончание в виде разветвления из восьми более тонких электродов диаметром 50 мкм. Это позволило увеличить точность замеров вплоть до фиксации сигнала от сравнительно небольших групп нейронов. Были также разработаны методы, позволяющие отфильтровать из «коллективного» шума сигнал, посылаемый одной-единственной нервной клеткой мозга. Все это было сделано уже не в медицинских, а в чисто научных целях.

Именные нейроны

Объектом исследований становились люди, ожидавшие операции по поводу эпилепсии: пока внедренные в кору мозга электроды считывали сигналы от нейронов для точного определения зоны хирургического вмешательства, попутно проводились весьма интересные эксперименты. И это был тот самый случай, когда реальную пользу науке принесли иконы поп-культуры — голливудские звезды, чьи образы легко узнаваемы большинством населения планеты. Сотрудник Ицхака Фрида — врач и нейрофизиолог Родриго Киан Кирога — демонстрировал испытуемым на экране своего ноутбука подборку широко известных зрительных образов, среди которых были как популярные личности, так и знаменитые сооружения, вроде оперного театра в Сиднее. При показе этих картинок в мозге наблюдалась электрическая активность отдельных нейронов, причем разные образы «включали» разные нервные клетки. Например, был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который «выстреливал» всякий раз, когда на экране возникал портрет этой актрисы романтического амплуа. Какое бы фото Энистон ни демонстрировали испытуемому, нейрон «ее имени» не подводил. Более того, он срабатывал и тогда, когда на экране появлялись кадры из известного сериала, в котором актриса снималась, пусть даже ее самой в кадре не было. А вот при виде девушек, лишь похожих на Дженнифер, нейрон молчал.

4318bd5c6188e3e52beba38c585b5049.jpg

Исследуемая нервная клетка, как оказалось, была связана именно с целостным образом конкретной актрисы, а вовсе не с отдельными элементами ее внешности или одежды. И это открытие давало если не ключ, то подсказку к пониманию механизмов сохранения долговременной памяти в человеческом мозге. Единственное, что мешало продвигаться дальше, — те самые соображения этики и права, о которых говорилось выше. Ученые не могли разместить электроды ни в каких других областях мозга, кроме тех, что подвергались предоперационному исследованию, да и само это исследование имело ограниченные медицинской задачей временные рамки. Это весьма затрудняло поиски ответа на вопрос, действительно ли существует нейрон Дженнифер Энистон, или Брэда Питта, или Эйфелевой башни, а может быть, в результате замеров ученые случайно натыкались лишь на одну клетку из целой связанной друг с другом синаптическими связями сети, отвечающей за сохранение или узнавание определенного образа.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Задача разработчиков: для чего нужно прототипирование интерфейсов Задача разработчиков: для чего нужно прототипирование интерфейсов

Что такое прототипирование интерфейсов и с какой целью используется?

Популярная механика
Как снимали панораму более века назад Как снимали панораму более века назад

История развития панорамной съемки знала свои триумфы и поражения

Популярная механика
Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем

Исследование, перечеркнувшее привычную картину: зачем люди приручили огонь

Inc.
Как одеться в духе кэмпа Как одеться в духе кэмпа

Учимся одеваться у принцессы Дианы, Марлен Дитрих и даже Петра I

Vogue
Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья Ежи от болезней и средневековый фастфуд: странные пищевые привычки времен Средневековья

Страдающие ежи и Средневековье: что ели люди в эпоху рыцарей?

ТехИнсайдер
Рояль в кустах Рояль в кустах

Сэр Элтон Джон — не только поп-идол, но и икона стиля

Vogue
Комендантский час.  С кем будет конкурировать российский кроссовер Aurus Комендантский час.  С кем будет конкурировать российский кроссовер Aurus

Стоимость российского внедорожника Aurus Komendant держится в секрете

Forbes
Какие сказки нужно читать искусственному интеллекту? Какие сказки нужно читать искусственному интеллекту?

Чтобы ИИ не восстал против создателей, нужно читать ему правильные сказки

Популярная механика
На два голоса На два голоса

Эта тбилисская кВартиНа — мечта о переезде в небольшой южный город насовсем

Seasons of life
80-е, но не слишком: как носить рукава-фонарики и не выглядеть старомодно 80-е, но не слишком: как носить рукава-фонарики и не выглядеть старомодно

Подплечники и объемные рукава - одни из ключевых трендов сезона

Cosmopolitan
Минимум миниморум Минимум миниморум

Стоит ли вообще интересоваться кроссоверами, если предлагают эффективное плацебо

АвтоМир
5 ключей к публичному выступлению 5 ключей к публичному выступлению

Умение убеждать становится насущной необходимостью

Psychologies
Анна Хилькевич после рождения второго ребенка хотела развестись с мужем Анна Хилькевич после рождения второго ребенка хотела развестись с мужем

32-летняя актриса Анна Хилькевич откровенно рассказала о личной жизни

Cosmopolitan
Почему наша сборная так хороша на чемпионате мира? Почему наша сборная так хороша на чемпионате мира?

Разбираем основные составляющие успеха нашей сборной

GQ
Бунт пупсиков Бунт пупсиков

Что можно позволять ребенку, а что стоит пресекать

Лиза
Клеточный автомат: возможна ли автоматическая жизнь? Клеточный автомат: возможна ли автоматическая жизнь?

Мир Minecraft затягивает, ведь он живет и эволюционирует

Популярная механика
Путешествие в бесконечность: 5 вещей, которые нужно сделать в Азербайджане Путешествие в бесконечность: 5 вещей, которые нужно сделать в Азербайджане

Приготовьтесь плениться очарованием Азербайджана!

Cosmopolitan
Британская корона показала миру свои русские сокровища: что в закромах? Британская корона показала миру свои русские сокровища: что в закромах?

В издательстве «Слово» вышла книга «Русские сокровища британской короны»

Forbes
Как ложь влияет на твое здоровье: от ожирения до потери концентрации Как ложь влияет на твое здоровье: от ожирения до потери концентрации

Когда-то ложь — во спасение, а когда-то — совсем наоборот

Playboy
Берегите друзей Берегите друзей

Их разделяют сотни тысяч рублей, но философия у Lada 4x4 и Renault Duster схожая

АвтоМир
Почему важно извиниться перед детьми за развод и как это сделать Почему важно извиниться перед детьми за развод и как это сделать

Как правильно извиниться перед ребенком за все, что произошло во время развода

Psychologies
Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100 Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100

В результате катастрофы Sukhoi Superjet 100 «Аэрофлота» погиб 41 человек

Forbes
Дима Билан рассказал об испытаниях, через которые прошел на «Евровидении» Дима Билан рассказал об испытаниях, через которые прошел на «Евровидении»

37-летний Дима Билан прокомментировал результаты завершившего в Израиле конкурса

Cosmopolitan
Звезды показали своих предков, ставших героями великой войны Звезды показали своих предков, ставших героями великой войны

9 мая отмечается День Победы

Cosmopolitan
Рассуждай экологично Рассуждай экологично

Быть экофрендли – это не только модно, этично и полезно, но и выгодно

Cosmopolitan
Поезд следует в тупик: как конфликт властей мешает развитию метро Поезд следует в тупик: как конфликт властей мешает развитию метро

Решение транспортных проблем упирается в административные проблемы

Forbes
Мордашов разделит активы попавших под санкции «Силовых машин» Мордашов разделит активы попавших под санкции «Силовых машин»

Миллиардер Алексей Мордашов пересмотрит стратегию «Силовых машин»

Forbes
Даг Сатцман: «Потребителю нужен бренд, который отражает его ценности» Даг Сатцман: «Потребителю нужен бренд, который отражает его ценности»

Почему важно разграничивать работу и отдых и стоит ли читать бизнес-книги?

GQ
Убийца авианосцев: трагическая история «сотки» Т-4 Убийца авианосцев: трагическая история «сотки» Т-4

СССР пытался найти дешевое «противоядие» для борьбы с королями океанов

Популярная механика
Смерть на перевале Смерть на перевале

Можно ли раскрыть преступление, совершенное 4000 лет назад

Вокруг света
Открыть в приложении