научная статья по теме «ВСЕЛЕННАЯ» МОЗГА Науковедение

Текст научной статьи на тему ««ВСЕЛЕННАЯ» МОЗГА»

«ВСЕЛЕННАЯ» МОЗГА

Член-корреспондент РАН С.В. МЕДВЕДЕВ, директор Института мозга человека РАН

Мозг человека, принципы и механизм его функционирования, связи с психикой, интеллектом, душой... Это направление исследований, на котором ученых ждет много загадок и неожиданных открытий. Ведь объект изучения по сложности превосходит все, что пыталась познать наука ранее: галактику, организм, клетку, молекулу, атом. Однако с общенаучной и даже философской точек зрения пока нет определенности, можно ли решить эту проблему. Так, гносеология, исследуя сущность познавательного отношения человека к миру, его исходные и всеобщие основания, утверждает: главное орудие человеческого познания — не приборы и методы, а мозг. Но в состоянии ли он познать сам себя?

В 70—80-е годы XX в. на пике научно-технической революции в мире были созданы новые методологические подходы и исследовательская техника, обеспечившие серьезный прорыв в изучении мозга. В эти годы в нейрофизиологии появились такие методы познания «внутреннего мира» нервной клетки, как магнитоэнце-фалография, функциональная маг-нито-резонансная томография, позитрон но-эмисс ионная томография и др.

В конце прошлого века проблемами деятельности мозга занимались специалисты многих стран. Ведь именно 90-е годы Конгресс США объявил десятилетием изучения человеческого мозга. Эта инициатива американцев быстро стала международной. Активно работают в данном направлении и российские ученые.

В нашей стране по этой тематике в 90-е годы на базе возглавляемого академиком Н.П. Бехтеревой Отде-

ла НИИ экспериментальной медицины АМН был создан Институт мозга человека РАН. Сейчас — это ведущий отечественный центр по исследованию мозга людей, и прежде всего его психических функций, интеллектуальной деятельности, т.е. всего, что, собственного говоря, и делает человека человеком.

Важнейшее для нашего института направление фундаментальных исследований — изучение высших функций мозга: внимания, памяти, мышления, речи, эмоций, творчества. Этими проблемами занимаются несколько коллективов, в том числе лаборатории, возглавляемые мной, доктором биологических наук Ю.Д. Кропотовым, академиком Н.П. Бехтеревой.

Электроэнцелография мозга и исследование кровотока в нем с помощью позитронно-эмиссионной томографии показали: в обеспечении творчества принимают участие области лобной коры.

Схема картирования мозга человека в условиях лечебно-диагностического применения имплантированных электродов (слева) и с помощью позитронно-эмиссионной томографии (справа).

Присущие только человеку или особенно ярко проявляющиеся у нло функции мозга исследуем различными методами. Это использование «обычной» электроэнцефалограммы, конечно, на новом уровне картирования .мозга (установления фу н к циональной специализации работы различных его зон), регистрация импульсной активности пси Роной и порождаемых ими процессов при лечебно-диагностическом имплаитироваиии в мозг электродов, применение позитрон но-эмиссионной томографии (ПЭТ) и др.

Паш институт принципиально отличается от большинства соответствующих лабораторий мира, где традиционно основную часть исследований проводят на животных. Мы считаем, что данные, полученные па кроликах или крысах, не всегда лаюг полное представле-

ние о работе мозга homo sapiens. Более того, есть явления, которые могут н должны быть изучены только на человеке. Например, в нашей лаборатории ПЭТ изучают организацию мозга при обработке речи. Для этого привлекают добровольцев, которых испытывают с помошыо так называемой неимва-зивной техники (в частности, позитрон но- э м и се ион н ы м и томографами). позволяющей изучать деятельность мозга без оперативного вмешательства.

Но случается и так, что болезнь пли несчастный случай сами "ставят эксперимент» на человеческом мозге. Наблюдая за такими больными, мы не просто проводим необходимые исследования, в ходе которых получаем уникальную информацию о механизмах работы мозга. Наличие в институте своей

КЛИНИКИ позволяет оказывать папистам самую современную и вы-сококналифмпиронаIшую медицинскую помощь. Кроме стандартных медицинских манипуляций на мозге, ¡десь проводя! хирургическое лечение эпилепсии и паркинсонизма. психохирургические операции, втом числе для избавления от вызванной героином устойчивой психической зависимости от нар-котков, имплантацию фетальной (эмбриональной) мозговой ткани, лечение магпнтостимуляиией и многое другое.

Сотрудники института в разные годы получили очень интересные результаты. Например, открыли и исследовали функционирующий в мозге детектор ошибок. Поясню его действие. Скажем, мы ВЫХОДИМ из дома и нас начинает терзать странное чувство — что-то не так.

Изучение внимания и программирование действий математическим моделированием нейронных сетей.

В лаборатории стереотаксиса.

Возвращаемся в квартиру и видим — забыли выключить свет в ванной. То есть, выполняя ежедневно повторяющиеся действия, мы пропустили одну стереотипную операцию — и в мозге сразу включился контрольный механизм — детектор ошибок, сигнализирующий об этом. Его отрыли Н.П. Бехтерева и сотрудники ее лаборатории в середине 60-х годов. А в конце 80-х — начале 90-х годов с помощью этого механизма мы обнаружили и изучили детектирование ошибок не только в глубоких структурах мозга, но и в его коре. Однако совсем недавно детектор ошибок вновь «открыт» на Западе людьми, знакомыми с работами наших ученых, но не гнушающимися прямым заимствованием. Они даже назвали его точно так же, как Н.П. Бехтерева. Сейчас с позиции системы детекции ошибок удается объяснить, в том числе, и поддержание наркотической зависимости.

Длительное изучение процесса обработки речи позволило сотрудникам нашего института составить «каргу» областей мозга, ответственных за синтаксис, орфографию, семантику и т.д. Сделать это удалось, предъявляя испытуемым тексты различной степени сложности, при чтении которых необходимо применять правила грамматики, логического мышления и т.д.; параллельно с помощью методов ПЭТ фиксировали активизацию работы различных групп нервных клеток лозга «данный промежуток времени. Сравнивая полученные ПЭТ-изображения, определили зоны мозга, где происходит обработка отдельных слов текста, его семантики, синтаксиса и т.д.

Еше одно важное и интересное направление поиска — изучение функционирования мозга в процессе творчества, т.е. когда в нашем сознании происходит не механическая или заранее запрограммированная обработка информации, а порождается что-то новое — образы, мысли, чувства, эмоции... Сейчас еще рано говорить о конечных результатах, но можно утверждать: нам удалось обнаружить корреляты творческой деятельности и на уровне биоэлектрической активности мозга (с помощью электроэнцефа-

лограмм), и в мозговом кровотоке (методами ПЭТ).

Мы активно занимаемся и проблемой адаптации сознания к всевозможным ситуациям. Наши ближайшие планы по этой тематике, в частности, предполагают изучение различных измененных состояний сознания, позволяющих человеку адаптироваться для наилучшего выполнения необходимой деятельности и установление их мозговых коррелятов. С точки зрения психологии этой проблемой занимаются многие ученые, а наш институт ведет исследования ее физиологической основы.

Неожиданно интересные результаты мы получили при изучении мозговых механизмов восприятия движений и различных видов сома-тосенсорной стимуляции. В данном случае реакции различных областей мозга по сравнению с мыслительной деятельностью намного достовернее и выражены ярче. Это позволило с помощью ПЭТ выяснить функциональную роль активных зон, разделить обработку сенсорной информации и ее восприятие.

Кроме того, используя различные методы, можно проникнуть в деятельность мозга, когда человек выполняет ту или иную работу, а также изучать различные виды внимания. В последнее время этой темой активно занимается лаборатория Ю.Д. Кропотова, в частности теми ее аспектами, которые касаются клинической практики, лечения такого заболевания, как дефицит внимания, или минимальная мозговая дисфункция. Недавно у нас прошла презентация организованного при институте центра по лечению этой патологии, в нем будут создавать и отрабатывать соответствующие технологии с последующей их передачей медикам-практикам.

Очевидно, это нейрохирургия будущего — стереотаксис. Это не означает, что в будущем все операции будут делаться введением электродов в строго заданные участки глубоких структур мозга, но их доля увеличится в разы. Я бы отнес к числу важнейших достижений в данном плане создание комплексной методики, которая включает в себя как собственно стереотаксиче-ский аппарат, так и комплекс мани-

пуляторов и, что самое главное, — стереотаксическую неврологию. Проблема не только в том, как попасть и что там делать, но и знать, куда попадать при разных заболеваниях и почему. Именно такое знание привело к положительному решению Совета по наркологии Минздрава РФ, разрешившего нам операции на наркоманах. Получены обнадеживающие результаты по их лечению. А мы продолжаем разрабатывать новые (и эффективные) способы борьбы с этой болезнью. Настолько новые, что они не всегда сразу принимаются консервативным (в хорошем смысле этого слова) медицинским сообществом.

Несколько слов еще об одной нашей лаборатории — нейроиммуно-логии. Здесь изучают иммунологические реакции на различные поражения мозга и рассеянный склероз. В ходе исследований у пациентов, пораженных болезнью, обнаружена взаимосвязь между выраженностью когнитивных (познавательных) нарушений и изменением метаболизма глюкозы в коре головного мозга. Это позволяет предположить, что деменция (слабоумие) в данном случае носит не только субкорковый характер, как указывают многие авторы, но и связана с поражением непосредственно коры головного мозга.

В целом же можно сказать: наш институт' — молодое, перспективное научное учреждение, проводящее широкий спектр фундаментальных и прикладных исследований, ведущее большую практическую работу по диагностике и лечению заболеваний мозга.

Иллюстрации предоставлены автором

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Науковедение»