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

Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике

Книги, написанные математиками об их любимом предмете

Популярная механика
В ожидании нового кризиса. Что угрожает мировой экономике через 10 лет после «Великой рецессии» В ожидании нового кризиса. Что угрожает мировой экономике через 10 лет после «Великой рецессии»

Растущие долги подталкивают мир к новой встряске

Forbes
Астрономы впервые отыскали двойную звезду вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути Астрономы впервые отыскали двойную звезду вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути

Астрономы обнаружили двойную звездную систему вблизи черной дыры Стрелец А*

N+1
Правило № 42: Как вырастить лидера Правило № 42: Как вырастить лидера

Коуч Алексей Ситников учит планировать высокий полет для всей семьи

Tatler
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
«Стокер Горбачева» и «памперсы»: краткий гид по сленгу железнодорожников «Стокер Горбачева» и «памперсы»: краткий гид по сленгу железнодорожников

Самые популярные словечки у железнодорожников

Maxim
5 моментов из 5 серии финала «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил 5 моментов из 5 серии финала «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил

Моменты, которые доказывают, что 5 серии финала «Игры престолов» не безнадежна!

Maxim
Ученые: фильмы про супергероев помогают избавиться от фобий и поверить в себя Ученые: фильмы про супергероев помогают избавиться от фобий и поверить в себя

Даже плакат с Суперменом может мотивировать на маленькие, но подвиги

Maxim
Как JPMorgan, Johnson & Johnson и другие хотят достичь капитализации в $3,1 трлн с помощью блокчейна Как JPMorgan, Johnson & Johnson и другие хотят достичь капитализации в $3,1 трлн с помощью блокчейна

Блокчейн может помочь решить фундаментальную проблему бизнеса

Forbes
Залетная полоса Залетная полоса

50 лет назад был запатентован первый домашний тест на беременность

Огонёк
Никогда не носите дома одежду, в которой ходите по улице Никогда не носите дома одежду, в которой ходите по улице

Домашняя одежда многое скажет о вашем чувстве собственного достоинства

GQ
Рождение стратегической авиации: «Русский витязь» Рождение стратегической авиации: «Русский витязь»

Самолет «Русский витязь» — прадедушка современных бомбардировщиков

Популярная механика
Прогулка по истории Прогулка по истории

Для умиротворенного уик-энда Сенигаллия подходит идеально

Quattroruote
Анна Цуканова-Котт: «Все знают, какая я строгая мама» Анна Цуканова-Котт: «Все знают, какая я строгая мама»

О том, как появление сестры воспринял сын Михаил и о кулинарной книге 18+

Grazia
Кэмп как он есть: какие необычные вещи делали знаменитости на балу MET Gala (и зачем) Кэмп как он есть: какие необычные вещи делали знаменитости на балу MET Gala (и зачем)

Моменты, показывающие, что красные дорожки стали площадкой для самовыражения

Esquire
Близкий друг принца Гарри оправдал его за «побеги» от Меган Маркл и Арчи Близкий друг принца Гарри оправдал его за «побеги» от Меган Маркл и Арчи

Герцог Сассекский после рождения первенца уже в третий раз покидает супругу

Cosmopolitan
Надежда Кадышева: «В халате и тапочках меня даже супруг ни разу не видел!» Надежда Кадышева: «В халате и тапочках меня даже супруг ни разу не видел!»

Певица о том, как всю жизнь провести с одним мужчиной и не потерять интерес

StarHit
Машина, которая не боится аварий: необычный Mercedes в деталях Машина, которая не боится аварий: необычный Mercedes в деталях

Что нас ждет в будущем от Mercedes?

РБК
«Идеальный момент продавать любой бизнес — на его взлете» «Идеальный момент продавать любой бизнес — на его взлете»

Миллиардер Андрей Андреев — о предстоящем IPO своей группы

Forbes
Разные нужны Разные нужны

Взгляды наших героинь на воспитание детей не слишком похожи

Добрые советы
Лен идет в рост Лен идет в рост

Смоленская область может занять ведущие позиции по переработке льняного волокна

РБК
14 сериалов, финалы которых нас разочаровали 14 сериалов, финалы которых нас разочаровали

Сериалы, концовки которых перечеркнули все твои ожидания

Maxim
На два голоса На два голоса

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

Seasons of life
Заложники системы. Почему две трети россиян не имеют сбережений Заложники системы. Почему две трети россиян не имеют сбережений

Государство виновато в том, что россияне не могут сберегать деньги

Forbes
Муза Муза

Петербургская фитнес-богиня Анастасия Миронова делится своими мыслями

Собака.ru
Атмосферное давление: тест Lexus LC 500 Атмосферное давление: тест Lexus LC 500

В мире остается все меньше машин с двигателями мощностью под 500 лошадиных сил

Популярная механика
Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить? Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить?

Компьютер стал работать так медленно, что это уже раздражает?

CHIP
«Есть ситуации, когда невозможно молчать». Александр Горбунов рассказал, как создал «Сталингулаг» «Есть ситуации, когда невозможно молчать». Александр Горбунов рассказал, как создал «Сталингулаг»

Александр Горбунов признался, что он действительно автор блога «Сталингулаг»

Forbes
Утопленник: что будет с норвежским фрегатом Helge Ingstad Утопленник: что будет с норвежским фрегатом Helge Ingstad

В ноябре 2018 года норвежские ВМС потеряли фрегат F313 Helge Ingstad

Популярная механика
В направлении неизбежного В направлении неизбежного

Инновационное купе — самое совершенное творение с V8 из Маранелло

Quattroruote
Открыть в приложении