Загадки человеческого мозга

 Способен ли человеческий мозг познать мозг, то есть сам себя? Как можно с помощью понимания, науки, логики постичь работу невероятно сложного «устройства» (или, кто знает, может быть, «существа»), заключенного в нашей голове? Ученые впервые столкнулись с ситуацией, когда «прибор» и объект его изучения одинаково сложны…
Святослав Медведев, академик РАН

Человеческий мозг остается для ученых всего мира самым загадочным объектом, несмотря на все достижения современной науки. Проблема его исследования – одна из самых захватывающих задач. Сегодня науки о мозге объединяют нейрофизиологов, молекулярных генетиков, психологов, эволюционных биологов, специалистов в области компьютерных наук и искусственного интеллекта. Первые упоминания о наблюдениях за человеческим мозгом, а точнее за изменением поведения человека относят к 4 000 году до н. э.

Заказать в ЧОУНБ
Читать в библиотеке «ЛитРес»*

Грандиозность задачи привлекала многие великие умы: о принципах работы мозга высказывались и Гиппократ, и Аристотель, и Декарт и многие другие. Известны имена ученых современности, в их ряду достойное место занимают советские и российские ученые. В XIX веке обнаружены зоны мозга, отвечающие за речь, – по имени открывателей их называют области Брока и Вернике. Однако настоящее научное исследование мозга началось с работ нашего гениального соотечественника И. М. Сеченова. Далее – В. М. Бехтерев, Н. П. Бехтерева, И. П. Павлов, Н. И. Кобозев и многие другие. Были сделаны великие открытия, но возможности методик того времени для изучения человеческих функций весьма ограничены: психологические тесты, клинические наблюдения и т. д.

Впервые поставлена цель – познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось – и атом, и галактика, и мозг животного – было проще, чем мозг человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь, кроме приборов и методов, главным средством познания мозга остается наш человеческий мозг. Обычно прибор, который изучает какое-то явление или объект, сложнее этого объекта, в этом же случае мы пытаемся действовать на равных – мозг против мозга. С помощью сложнейшей тонкой аппаратуры ученые Института мозга человека Российской АН смогли «проникнуть» в глубины мозга, не нарушая его работы, и выяснить, каким образом происходит запоминание информации, обработка речи, как формируются эмоции. Однако устройство мозга, его морфологию изучили уже довольно хорошо. А вот представления о функционировании отдельных нервных клеток были очень отрывочными. Не хватало полноты знаний о компонентах, составляющих мозг, и необходимых инструментов для их исследования. Ученые называют, как минимум, два прорыва в исследованиях мозга человека.

Первый прорыв в познании мозга человека был связан с применением метода долгосрочных и краткосрочных имплантированных электродов для диагностики и лечения больных. В то же время ученые начали понимать, как работает отдельный нейрон, как происходит передача информации от нейрона к нейрону и по нерву. Так были получены данные о жизни отдельных зон мозга, о соотношении его важнейших разделов – коры и подкорки и многие другие. Однако мозг состоит из десятков миллиардов нейронов, а с помощью электродов можно наблюдать лишь за десятками, да и то в поле зрения исследователей часто попадают не те клетки, которые нужны для исследования, а те, что оказались рядом с лечебным электродом.

Новые вычислительные возможности позволили вывести на новый уровень исследование высших функций мозга с помощью электроэнцефалографии и вызванных потенциалов. Возникли и новые методы, позволяющие «заглянуть внутрь» мозга: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. Все это создало фундамент для нового прорыва.

Конгресс США объявил девяностые годы десятилетием изучения человеческого мозга. Инициатива быстро стала международной. Сейчас во всем мире над исследованием человеческого мозга трудятся сотни лучших лабораторий, научный центр по исследованию мозга – Институт мозга человека РАН и многие другие научные учреждения. Главное направление их деятельности: фундаментальные исследования организации мозга человека и его сложных психических функций – речи, эмоций, внимания, памяти. Одновременно ученые должны вести поиск методов лечения тех больных, у которых эти важные функции нарушены. Соединение фундаментальных исследований и практической работы с больными было одним из основных принципов деятельности института, разработанных его научным руководителем Натальей Петровной Бехтеревой.

Недопустимо ставить эксперименты на человеке. Поэтому большая часть исследований мозга проводится на животных. Однако есть явления, которые могут быть изучены только на человеке. Например, сейчас молодой сотрудник лаборатории защищает диссертацию об обработке речи, ее орфографии и синтаксисе в различных структурах мозга. Согласитесь, что это трудно исследовать на крысе. Институт специально ориентирован на исследование того, что нельзя изучать на животных. Проводятся психофизиологические исследования на добровольцах с применением неинвазивной техники, не «залезая» внутрь мозга и не причиняя человеку особенных неудобств. Осуществляются, например, томографические обследования или картирование мозга с помощью электроэнцефалографии.

В настоящее время приоритетными направлениями исследований считаются: разработки в области нейрофизиологии функциональных состояний головного мозга, проблемы, созданные самим человеком, так называемые техногенные, иммунокоррекция, стереотаксическая неврология и многие другие. Ученые выяснили, что в возрасте 40–70 лет мозг имеет свои особенности. Интеллектуальная «мощь» при здоровом образе жизни не падает с возрастом, а только возрастает. Максимальное проявление когнитивных функций находится в интервале 40–60 лет. С 50 лет человек при решении проблем использует одновременно не одно полушарие, как у молодых, а оба (мозговая амбидекстрия). Считается, что в среднем возрасте человек становится более устойчив к стрессам и может более эффективно работать в условиях сильной эмоциональной нагрузки. Нейроны головного мозга не отмирают, как полагали до 30 %, а могут пропадать связи между ними в том случае, если человек не занимается серьезным умственным трудом. Количество миелина (белое вещество мозга) с возрастом в головном мозге возрастает, и достигает максимума после 60 лет, при этом значительно возрастает интуиция.

Большинство ученых считают, что сейчас основная задача – расшифровка нервного кода, то есть понимание того, как конкретно обеспечиваются высшие функции мозга. Скорее всего, это можно будет сделать через исследование взаимодействия элементов мозга, через понимание того, как отдельные нейроны объединяются в структуру, а структура – в систему и в целостный мозг. Возможно, наш мозг станет в два раза больше, но произойдет это очень не скоро. Ученые пытаются искусственно усовершенствовать возможности нервной системы уже сегодня. Для этого они создают и вживляют в мозг электронные имплантаты, призванные стимулировать возможности конкретных зон мозга. Целью работ является, например, создание искусственных воспоминаний – знаний плана конкретного города, умения управлять самолетом. Главными заинтересованными в подобных исследованиях являются, конечно же, военные. Но до настоящего успеха еще очень далеко… Тайны мозга человека еще ждут своего часа.

Источники:

28.7
М 42
Д-286360
Медведев, С. В. Мозг против мозга : [новеллы о мозге : в 2 частях] / Святослав Медведев. – Москва : Бослен, 2017. – 167, 143 с., встреч. паг. : цв. ил., портр. – Книга-перевертыш. – Загл. также на англ. яз.: Mind vs. brain.

Медведев, С. Что знает наука о мозге / С. Медведев. – Текст : электронный // Наука и жизнь : [сайт]. – 2021. – ... (дата обращения: 25.05.2021).

Тайны человеческого мозга / Т. А. Жумакова, Ш. О. Рыспекова, Д. Д. Жунистаев и др. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 6–2. – С. 230–232. – ... (дата обращения: 26.05.2021).

Заказать в ЧОУНБ
Читать в библиотеке «ЛитРес»*

*Для чтения книг в библиотеке ЛитРес необходимо получить читательский билет в отделе электронных ресурсов ЧОУНБ (Челябинск, пр. Ленина, 60. Зал №5, 3 этаж)

Материал подготовила Наталья Харитонова,
ведущий библиотекарь ИБО

 

Наверх