Пять загадок мозга
Много столетий мозг был сплошной тайной. Только в конце ХХ века ученые начали раскрывать его секреты. В последние годы благодаря мощным компьютерам и новейшим технологиям были сделаны дальнейшие серьезные открытия. Однако в работе этого органа до сих пор остается много неясного. Вот пять важных направлений исследований, которые пытаются раскрыть последние тайны мозга…
Как сделать нас всех гениями ?
Чтобы активизировать ресурсы своего ума, люди обычно употребляют кофеин. Но не исключено, что скоро в наш быт войдут специальные таблетки, которые помогут получать высокие баллы на экзаменах.
Нейробиолог Барбара Сагакян из Кембриджского университета изучает препараты ноотропного действия - лекарства, которые делают нас умнее. Она не только исследует их влияние на работу хирургов или пилотов, но и задается вопросом, могут ли они улучшить, скажем, наши предпринимательские способности.
Впрочем, предостерегает Сагакян, пока нет данных о том, как их употребление может сказаться на нас через длительное время. Общество не должно стоять в стороне от вопросов, связанных с этим. По ее мнению, следует также обсудить научные и этические аспекты оборота препаратов, способствующих выбросу таких гормонов мозга, как дофамин и норадреналин (с ними связано чувство наслаждения, а также мобилизация организма в условиях стресса). Возможно, стоит ввести тесты на употребление таких препаратов перед экзаменами.
Д-р Сагакян добавляет: "Я часто спрашиваю своих студентов, знакомы ли они с подобными препаратами, и многие признаются, что принимают их для обучения, особенно перед экзаменами. Это возмущает их одногруппников, которые считают, что это нечестно".
Как приручить свое подсознание?
Например, когда играют на музыкальном инструменте или обезвреживают бомбы. Наука показывает, что в этих делах нам поможет обуздание подсознания.
Всем известно, что многократно проигрывая сложные музыкальные отрывки, музыканты лучше их запоминают.Однако виолончелистка Таня Лисбоа - по совместительству исследователь Центра актерской науки при Лондонском королевском музыкальном колледже - утверждает, что также полезно перемещать сложные отрывки из сознания в подсознание (т.е. в соответствующие участки мозга).
После репетиций умение играть ту или иную композицию откладывается в мозжечке - участке в задней части мозга. Нейробиолог, профессор Анил Сет из Университета Сассекса, объясняет:
"В нем больше мозговых клеток, чем во всем остальном мозге. Он способствует развитию спонтанных движений. Когда мелодия новая или сложная, усилия по ее освоению сосредоточиваются в зонах коры, а затем передаются в мозжечок, которому хорошо удается воспроизводить спонтанное поведение подсознательно, по требованию".
На первый взгляд, между музыкой и обороной мало общего, но подсознание также может помочь в выявлении потенциальных угроз, от подозрительных лиц в толпе до самодельных взрывных устройств. Подсознание обычно очень ловко фиксирует закономерности и замечает все, что из них выбивается, удерживая это на грани подсознательного и сознательного. Этот навык исследует Пол Сайда из Колумбийского университета (Нью-Йорк).
"За секунду передо мной может пронестись десять зрительных образов - и если в одном из них будет что-то необычное, это фактически заставит меня переориентировать мозг на этот образ. При этом я не буду полностью осознавать, что именно я увидел", - говорит он. Пока испытуемый рассматривает образы, исследователи замеряют его мозговую активность, чтобы потом узнать, какие из них вызвали особую реакцию.
Зачем нам сны?
Лишь 60 лет назад чикагские ученые впервые заметили "фазу быстрого движения глаз" (или просто "быстрого сна"), которую мы теперь связываем со сновидениями. Однако человеческое увлечение снами можно проследить минимум на 5000 лет назад. В частности, в древней Месопотамии считалось, что во время сна душа покидает тело и посещает желанные места.
Фаза быстрого сна, которая наступает примерно каждые полтора часа, начинается с сигналов от основания мозга, которые в конце концов достигают коры - наружного слоя мозга, ответственного за мышление и усвоение информации. Эти нервные импульсы также посылаются в спинной мозг, вызывая временное обездвиживание конечностей.
Профессор Роберт Стикголд из Отделения сна и познания Медицинского центра Бет-Израэл Диконесс (Бостон) утверждает, что сны необходимы для обработки воспоминаний. Он попросил участников своих опытов поиграть в тетрис, а потом собрал их рассказы о том, как в своих снах они плавали между геометрическими фигурами.
Профессор Стикголд увлекается японскими томографическими исследованиями, во время которых ученые "читали" сны испытуемых в ходе магнитно-резонансной томографии. Однако, по его словам, трудно заставить людей спать в шумном дорогом аппарате. Чего он ждет от будущего? - "Хотел бы увидеть исследование, которое бы определило правила, по которым можно конструировать сны - а также все, что связано с более широкой проблемой обработки воспоминаний во время сна".
Еще одна пока недоступная цель: научиться видеть только радостные сны и избавиться от плохих, особенно кошмаров.
Как лечиться?
Когда мы мыслим, говорим, мечтаем и даже любим - за все это отвечает серое вещество. Но наш мозг "разноцветный". Белое вещество тоже важно.
Исследования такой болезни как деменция в основном сосредоточены вокруг очевидного злоумышленника - сплетений бета-амилоида и тау-белка, образующихся в сером веществе. Однако британский ученый д-р Аттикус Гейнсуорт утверждает, что не менее важную роль может играть белое вещество, в частности его кровоснабжение.
Цвет этого вещества обусловлен белой жировой оболочкой, которая покрывает аксоны - ответвленные части нервных клеток, обеспечивающие связь между ними. Для своих исследований д-р Гейнсуорт использует донорские банки мозговых тканей в Оксфорде и Шеффилде. Он анализирует наличие в белом веществе потенциальных причин болезни, например кровеносных сосудов, которые протекают.
"В некоторых случаях сохранились результаты магнитно-резонансной или компьютерной томографии. Эта информация может подсказать, были ли признаки болезни в белом веществе и что могло вызвать эту болезнь", - говорит д-р Гейнсуорт.
Если пораженные сосуды белого вещества действительно играют ключевую роль в развитии деменции, может открыться перспективное направление для разработки новых медикаментозных схем лечения.
Как унять боль?
Невыносимая хроническая боль - это одна из самых сложных проблем для медицины.
Недовольные традиционными решениями, такими как обезболивающие медикаменты, хирурги сейчас испытывают свою теорию о том, что желанное облегчение можно вызвать посредством стимуляции мозга на глубинном уровне.
Это нейрохирургический метод, предусматривающий установление электродов, которые достигали бы участков в глубине мозга. Специальный стимулятор, вживленный под ключицу пациента, задает ритм стимуляции нужных участков.
Одним из первых, кто начал применять этот метод, стал профессор Типу Азиз из больницы Джона Рэдклиффа в Оксфорде. Глубинную стимуляцию мозга уже применяли в лечении болезни Паркинсона и депрессии, а теперь испытывают как метод терапии обсессивно-компульсивного расстройства и хронических болей. Пациент профессора Азиза по имени Клайв почти десять лет страдал от ужасной боли после того, как ему удалили один из шейных межпозвонковых дисков.
"Иногда, если бы у меня был топор, то, думаю, отрубил бы себе руку, если бы это избавило меня от боли", - говорит он. Врачи объяснили ему, что его мозг неправильно воспринимает сигналы, поступающие от руки, и электроды ему помогут. В случае Клайва, в стимуляции нуждалась передняя поясная кора мозга.
Клайв - один из 70% счастливцев, которым такая операция принесла облегчение. "Так прекрасно больше не мучиться! С моим новым имплантатом я могу дольше сидеть, дольше гулять - все стало легче", - говорит пациент.
Профессор Азиз помогает больным. Однако он четко осознает, какие сложные этические вопросы появятся, если кто-то захочет распространить использование его метода на другие случаи. "Например, с помощью электродов можно улучшить память. А можно вживить их так, что люди станут равнодушны к опасности, - создать идеальных воинов", - предостерегает ученый.