Сообщение на тему новейшие исследования мозга

Обновлено: 05.07.2024

Ученые подтвердили, что дети уже в раннем возрасте, до начала уроков в школе, умеют интуитивно делить числа и количества объектов. Результаты исследования помогут педагогам разрабатывать новые способы обучения.

Ученые предложили новый метод неинвазивного лечения неврологических заболеваний 4.4

Исследователи разработали новую технологию стимуляции клеток мозга, при которой их активность регулируется с помощью микроскопических магнитных частиц. Открытие ляжет в основу новых неинвазивных методов лечения неврологических расстройств.

Ученые впервые узнали, что происходит с мозгом в момент смерти: это похоже на сон или медитацию 5.4

Международная группа исследователей впервые просканировала мозговую активность умирающего человека. Ученые пришли к выводу, что он видит картины прошедшей жизни даже после остановки сердца.

Скорость когнитивных процессов оказалась неизменной вплоть до возраста 60 лет 4.8

Ученые выяснили, как хроническая боль связана с пищевым поведением 4.1

Хронические боли могут стать причиной ожирения. Ученые пришли к выводу, что это связано не с недостатком физической активности больного, а со структурными изменениями его мозга, способными повлиять на пищевые предпочтения и аппетит.

Умные птицы лучше адаптировались к глобальному потеплению 4.1

Ученые впервые связали когнитивные способности птиц с изменениями их тел в ответ на глобальное потепление. Оказалось, виды с более крупным мозгом уменьшаются в размерах медленнее, чем сородичи с маленьким мозгом, и это позволяет эффективнее адаптироваться к новым условиям.

Ишемический инсульт головного мозга ежегодно поражает более 15 миллионов человек по всему миру, из них шесть миллионов погибает, а пять — остаются инвалидами. В ряде случаев нейропластичность головного мозга помогает человеку восстановиться, но степень и скорость реабилитации у всех разная. Нейробиологи Томского государственного университета в экспериментальных исследованиях на крысах выясняют механизм, с помощью которого мозг восстанавливает утраченные клетки и нейронные связи. Полученные данные позволят разработать персонифицированные подходы для стимуляции этих процессов и ускорить возвращение пациентов к нормальной жизни.

У XXI в. есть все шансы войти в историю революционными открытиями в области изучения человеческого мозга. Ученые надеются, что вскоре наука о мозге сможет приподнять завесу тайны над природой разума и сознания.

Константин Владимирович, что делает наш мозг мыслящим?

То, что в нем сконцентрированы мы сами. Это короткий ответ. Развернутый ответ дает гиперсетевая теория мозга, адресующаяся к его сущности, его отличию от других органов нашего тела.

Конечно, мы не можем быть полностью уверены, что наших сегодняшних знаний и методов достаточно. Но, как сказал один замечательный физик, единственный способ понять, как высоко мы можем взлететь, — это стремиться ввысь до тех пор, пока солнце не растопит воск на наших крыльях. Я лично готов поставить на то, что в летописи науки наш век запомнится именно раскрытием фундаментальной природы разума и сознания. Но чтобы это произошло, потребуется радикально изменить наши представления о самой сущности мозга. Гиперсетевая теория мозга пытается сделать именно это.

В чем суть этой теории?

Общим для всех этих решений было то, что они отождествляли разум с традиционной анатомией мозга — нервной сетью, а психику — с физиологическими процессами в этой нервной сети. Иными словами, они сводили психику к устройству и работе физиологического органа.

Гиперсетевая теория мозга говорит, что неверным в этих взглядах была не сама идея тождества, а то, с чем именно разум отождествлялся. Основная суть теории состоит в том. что она вводит представление об особой сущностной организации мозга — нейронной гиперсети. Согласно теории, максимальная причинно-действенная сила мозга — психика — воплощена именно в этой структуре. Теория описывает устройство этой нервной структуры. принципы ее возникновения и функционирования.

Важно подчеркнуть, что хотя элементы когнитома, узлы и связи в гиперсети материально представляют собой группы нервных клеток, по своим свойствам, то есть причинно-действенному потенциалу, они несводимы к ним, так же как белки по своим свойствам несводимы к составляющим их аминокислотам. Узлы в нейронной гиперсети обладают фундаментально новыми свойствами, они представляют собой гранулы когнитивной информации, нашего знания о мире.

Отвечая на ваш исходный вопрос, можно сказать: процессы, которые протекают в такой гиперсети, и делают наш мозг мыслящим. Мышление — это трафик в нейронной гиперсети разума.

Нейронная гиперсеть закладывается уже в эмбриональный период, когда формируется нервная система. Ребенок рождается с зачатками этой когнитивной сети, еще простой, но уже подготовленной миллионами лет эволюции к тому, с чем встретится организм. Он уже что-то знает, для него окружающий мир — не просто неразмеченное пространство. В нем есть определенные сущности и ценности: тепло, молоко, голос матери (который, как мы знаем, ребенок учится распознавать еще в утробе); они составляют начальный остов когнитивной гиперсети, личности.

Грандиозная задача науки о мозге — понять принципы устройства этого когнитивного пространства, его роста, процессов, происходящих в нем. И я думаю, что базовые законы окажутся очень простыми. Мы или наши потомки, которые будут знать эти законы, возможно, удивятся их простоте, как и немногочисленности законов ньютоновской механики или дарвиновского естественного отбора.

Почему природа наделила именно этот орган такими возможностями, таким сложным устройством?

Потому что именно нервная система оказалась способна интегрировать информацию во всем теле, в том числе и от рецептивных границ с внешним миром, и поднимать эту информацию на уровень смыслов существования для целого организма. Первое — принципиальная особенность нейронной сети, второе — фундаментальное и нередуцируемое свойство нейронной гиперсети.

Почему нейронная сеть и ее гиперсеть возникли именно как свойства мозга? Как сказал один из создателей молекулярной биологии Жак Моно, природа — перелицовщик, она пользуется тем материалом, который у нее под рукой. Когда в очень примитивных организмах клетки, выделяющие химические вещества, начали вступать друг с другом в контакт, появилась возможность адресной доставки этих веществ по всему телу. Оказалось, что этот инструмент позволяет, хотя и медленно, интегрировать тело, состоящее из большого количества элементов. Возможность сделать это быстро возникла с появлением механизмов распространения в этой сети импульсных сигналов, что позволило ее носителям оперативно координировать свое поведение в отношении окружающего мира и категоризовать этот мир в терминах своих потребностей.

Мы знаем, что разные организмы, эволюционировавшие независимыми путями, обладают очень непохожими нервными системами. Нервная система улитки не похожа на нервную систему мухи, нервная система мухи не похожа на нервную систему осьминога, нервная система осьминога не похожа на нервную систему ящерицы, а та мало похожа на нервную систему человека. Но если подойти с позиции общих принципов, теории графов, математических закономерностей их организации (и это делается сегодня в науке о мозге), то эти нервные сети, несмотря на их внешнее несходство, демонстрируют уникальный общий способ организации, отличающийся и от случайных сетей, в которых все связано со всем, и от регулярных сетей, где одно цепляется за другое, как решетка. Элементы нервной системы тесно контактируют со своими ближайшими соседями, но часть этих нейронов отдают адресный сигнал в совершенно другую часть большой сети, и та моментально его получает, а далее у нее тоже есть свои локальные процессы. Это позволяет большой сети жить единой жизнью, пользуясь всеми выгодами локальной обработки информации, которая происходит в каждом из участков системы. Что в эволюции стало драйвером выработки таких общих принципов организации на фоне столь различного исходного материала? Гиперсетевая теория мозга говорит, что за фасадом этого процесса стоят кооперативные группы нейронов и их взаимодействия, решавшие задачу когнитивной адаптации живых существ к проблемному внешнему миру.

Когда мы читаем произведения, например, Платона, жившего в V-IV вв. до н.э., мы видим, что мозг у него при отсутствии тех знаний, которые есть у современного человека, был развит не меньше, а может быть и больше, чем у многих современных людей, перед которыми море информации. О чем это говорит?

Голова профессора Доуэля содержала мозг, сформировавшийся в результате сотен тысяч, миллионов эпизодов роста когнитивной гиперсети, которые прошел младенец, ребенок, юноша, ставший в конце концов профессором Доуэлем. Когнитом в этом мозге уже создан. Если же нет такой гиперсети, нет кварталов, домов, улиц, улочек, переулков в этом городе — не будет и городского трафика, ментальных процессов, сознания.

Согласно гиперсетевой теории, говорить, что мозг сам по себе, что он решает за нас, неверно. Почему? Потому что нейронная гиперсеть, когнитом, имеет два уровня — осознаваемый и неосознаваемый, но оба они суть разум, процессы в них разумные. Решения, принимаемые гиперсетью на неосознаваемом уровне, тоже представляют собой часть работы нашего разума, они обусловлены всем нашим предыдущим опытом, нашей историей, нашими знаниями.

Как вы пришли к гиперсетевой теории мозга?

Это непростой вопрос. Представьте, что вы неотступно думаете о решении какой-то проблемы. И за несколько десятилетий думали об этом около ста тысяч раз. Каждый такой мысленный акт — очередная ступенька лестницы. Когда-то вверх, а иногда и вниз. Огромное количество попыток, в которых ученый выдвигает гипотезу, сам же подвергает ее критике, убивает, выдвигает следующую, которую тоже убивает, и так годами. Как узнать, какие из ста тысяч ступенек лестницы оказались в итоге критическими?

Когнитивные группы и связи между ними представлены в мозге рассеянно. Их можно вообразить как нейронные облака. Один когнитивный элемент — это целое облако нервных клеток в мозге. Другой такой элемент — тоже облако в этом же мозге. То есть это облако в облаке. И таких облаков многие тысячи, возможно, миллионы. Это облака в облаках в облаках и т.д. На определенных подмножествах своих нейронов, лигах, они многократно перекрываются, так что изменения в одном облаке моментально распространяются на сотни других. Именно это, когда я назову какое-нибудь ключевое слово, активировав его ког, позволяет вам вытащить из своей памяти все, что ассоциировано с этим понятием, что вы знаете или помните в связи с ним.

Создав концепцию нейронной гиперсети, я стал искать, существуют ли в математике представления о такого рода структурах, и выяснил, что есть, но немного. В ключевых руководствах по теории сетей вы не найдете упоминания о гиперсетях. Специалисты по теории сетей, которым я задавал вопрос о гиперсетях, смотрели на меня с непониманием. Но некоторые группы математиков приходили к этой концепции.

Одна из них развивает представления британского физика-теоретика и математика Рональда Аткина, который в начале 1970-х гг. пришел к идее, что существуют такого рода топологические структуры, образующиеся на границах разных уровней организации материи. Его ученик, профессор Джеффри Джонсон, опубликовал в 2013 г. монографию по гиперсетям в сложных системах. Однако надо сказать, что другие математики понимают под гиперсетями совсем иные структуры. Похоже, эта область математики еще не до конца устоялась. Но я надеюсь, что исследования гиперсетей мозга подтолкнут математику к созданию языка описания таких структур, так же как в свое время исследования в физике направляли развитие математической физики.

Общий прогресс науки идет в этом направлении, и сегодня вслед за вопросом об устройстве внешнего мира на повестке стоит вопрос об устройстве внутреннего мира человека, о том, кто мы и откуда. Все религии мира дают ответы на эти вопросы. Но когда на них начнет давать удовлетворительные ответы наука, человечество ждет масштабный когнитивный переворот — возможно, даже более существенный, чем во времена дарвиновской революции, изменившей понимание человеком своего места в природе.

То есть это будет ответ на вопрос, что такое сознание, разум, мышление?

Да, именно на эти вопросы наука XXI в. должна попытаться дать ответы. Если хотите, по сути это вопросы и о природе души. Последние 400 лет западная цивилизация жила в значительной степени под влиянием идей Декарта, разделившего всю природу на мир протяженный, физический, и мир духовный. Этот второй мир он описывал равнозначными для него понятиями разума и души— mind и soul. Для него это было одно и то же. Современная наука исходит из того, что мир един и разум есть часть этого мира. Поэтому научное решение проблемы разума будет означать, что мы решаем и вопрос о природе души.

Как вы думаете, это отразится на религиозных взглядах?

Если ваши религиозные убеждения не колеблют факты о происхождении животного мира и человека, накопленные биологической наукой со времен Дарвина, то у вас не будет проблем и с религиозными представлениями о душе на фоне накапливающихся данных науки о мозге.

Сложнее тем, кто, как я, находит такие противоречия. Здесь я бы разделил вопрос на две части: онтологическую и морально-этическую. В области онтологии, наших представлений обустройстве мира, в том числе и нашего внутреннего мира, человеческого разума, души, нам придется все больше и больше опираться не на религиозные, а на научные представления, хотя и в них нас могут ждать крупные потрясения. Гораздо сложнее с моралью. Опыт последних полутора веков показывает, что попытки построить моральные принципы, секулярную этику, исходя из тех или иных научных представлений, были, мягко говоря, малоуспешными, если не сказать катастрофическими. Скорее всего, современная наука еще не обладает таким надежным фундаментом для выработки этих устоев, какой был накоплен религией на основе тысячелетней практики человеческого общежития. В этом смысле религиозная мораль при всех ее несовершенствах будет, по-видимому, еще долго составлять эмпирически более надежную опору для правил человеческой жизни и поведения.

Трудными вскоре окажутся вопросы соотношений на стыке изменяющейся под влиянием науки онтологической картины мира, в том числе и мира внутреннего, и религиозных положений, проработанных на основе представлений об устройстве мира, существовавших несколько тысяч лет назад. Тут я преклоняюсь перед отвагой Далай-ламы, считающего, что если наука покажет, что в мире что-то устроено не так, как это сказано в буддизме, то буддизм, который он считает на одну треть религией, на вторую философией, а на третью наукой, должен будет отказаться от этого своего неверного постулата.

Сотрудничество российских ученых с Далай-ламой продолжается?

Важнейшим продолжением этих встреч было то, что некоторые из российских ученых, участвовавших в диалогах, заинтересовались возможностью проведения экспериментальных исследований в самых интригующих областях человеческого сознания и работы человеческого мозга. Академик С.В. Медведев организовал целую группу таких российских исследователей, ведущих экспертов в области изучения человеческого мозга, экстремальных состояний, которые развернули две исследовательские лаборатории в буддистских монастырях на юге Индии. Они также организовали подготовку буддистских монахов для работы в этих лабораториях, им читали лекции по нейробиологии, нейрофизиологии, философии сознания, монахи проходили обучение работе с методами изучения мозга в России. Научные исследования в этих лабораториях сейчас активно развиваются.

Константин Владимирович, если бы вам сказали, что вы можете задать любой вопрос, ответ на который поможет вам кардинально дополнить теорию мозга, в чем бы он заключался?

Я бы спросил, какова структура этого пространства. Если знать это, то, двигаясь назад во времени, можно понять законы его возникновения. А двигаясь вперед, можно понять многое о законах динамики этой материи, то есть мышления, сознания.

Чтобы ответить, надо вначале сказать несколько слов о самом проекте. Его возглавляет ректор МГУ академик В.А. Садовничий, и кроме МГУ в проекте участвуют еще два института — Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН. Мы оказались в числе победителей на конкурсе крупных научных проектов, организованном Российской академией наук и Министерством науки и высшего образования с целью развития фундаментальных научных исследований для долгосрочного развития России. Таким образом, первый ответ на ваш вопрос: проект был создан для долгосрочных фундаментальных исследований в области функций мозга.

Теперь более конкретно. То, о чем у нас шла речь раньше, может быть сформулировано и следующим образом. Главная специфика мозга в том, что он кодирует особый тип биологической информации — когнитивную информацию. И мы думаем, что на основе наших предыдущих исследований у нас в руках есть инструмент, который позволяет увидеть в работающем мозге, как он генерирует эту новую когнитивную информацию, в каких нервных клетках это происходит и по каким принципам. То есть мы можем начать задавать вопросы, что такое эта информация, как она запоминается, где хранится, как извлекается и используется. Это требует масштабного набора новых подходов. С одной стороны, они обращены к тому, как нервная клетка, сталкиваясь в головном мозге с новой информацией, запоминает ее и включает специфические молекулярные механизмы; с другой стороны, это поиск таких молекулярных зондов, которые будут универсальными индикаторами подобных процессов в нервных клетках и позволят количественно измерять эту новую информацию — иначе говоря, сказать, сколько битов информации родилось в мозге в момент того или иного когнитивного события. Для этого нужны новые инструменты молекулярной биологии, генной инженерии, физики, фотоники. С третьей стороны, решение этих вопросов открывает новые перспективы в попытках воспроизвести элементы этого процесса в искусственных системах. Это путь перехода от принципов, которые мы хотим понять для биологических нейронных сетей, к искусственным нейронным сетям.

Чтобы реализовать все эти задачи, в проекте собрались сильные группы российских исследователей в области молекулярной генетики и эпигенетики, биохимии, клеточной нейробиологии и нейрофизиологии, изучения поведения, нейрофотоники и спектроскопии, моделирования математических структур и искусственного интеллекта.

Мы надеемся, это продвинет нас в решении того, что мы считаем крупнейшей фундаментальной загадкой мозга, зацепившись за которую, можно будет расшифровать все остальное. Кроме того, это позволит подготовить некую платформу для следующего шага в разработке систем ИИ, имитирующих то, что делает мозг. В нашем коллективе есть и физики-теоретики, которые занимаются поисками фундаментальных принципов работы такого рода систем.

Проект очень сложный. В каком-то смысле он напоминает Вавилонскую башню. Мы все говорим на разных языках. В этом отношении проект представляет собой и попытку отработать взаимодействия между людьми, которые в своих профессиях накопили опыт совершенно разного употребления одних и тех же терминов.

А гуманитариев нет в этой группе, философов прежде всего?

На сколько лет рассчитан проект?

Проект очень короткий, всего два с половиной года. За это время мы должны продвинуться в методах исследования когнитивной информации в биологических нейронных сетях и начать подготовку инструментария в сфере ИИ, в частности создать методы визуализации того, что происходит в искусственных нейронных сетях, на разных их глубоких слоях, когда они занимаются решением тех или иных задач.

Каких вы ожидаете результатов в области искусственного интеллекта?

Я бы не стал предсказывать тут конкретные результаты. Исследования сегодня эволюционируют стремительно: если бы мне пять-десять лет назад сказали, что в моей области можно будет достичь того, что мы сейчас имеем, я бы, как и большинство моих коллег, не поверил. Поэтому сегодня гораздо важнее понять правильный вектор развития, выработать наиболее эффективные пути продвижения по нему. Вектор, на мой взгляд, будет состоять в том, что произойдет новое обогащение ИИ знаниями устройства нейронных сетей мозга, принципов обучения в них, кодирования ими когнитивной информации, в конечном счете — механизмов мышления и сознания. Еще можно предвидеть, что на этом пути возникнут глубочайшие этические проблемы. Мы сегодня гораздо больше, чем ранее, обладаем возможностью заглянуть внутрь устройства самих себя. И правильное приложение этих знаний потребует от человечества огромной ответственности.

Беседовала Ольга Беленицкая

Константин Владимирович Анохин, академик РАН, директор Института перспективных исследований мозга МГУ им. М.В. Ломоносова

Человеческий мозг и его способности окружены множеством мифов. Достижения науки последнего времени помогают нам понять некоторые особенности его работы, однако многое еще остается неразгаданным. Рассказываем, как человечество последние годы изучает мозг и какие открытия нас еще ожидают.

Что такое человеческий мозг?

Это главный орган центральной нервной системы подавляющего большинства хордовых. Взаимодействуя посредством синаптических связей, нейроны формируют сложные электрические импульсы, которые контролируют деятельность всего организма.

Несмотря на значительный прогресс в изучении головного мозга в последние годы, многое в его работе до сих пор остается загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощенном виде и требует дальнейших глубоких исследований.

Головной мозг человека:
1. Полушарие большого мозга (конечный мозг)
2. Таламус (промежуточный мозг)
3. Гипоталамус (промежуточный мозг)
4. Средний мозг
5. Мост
6. Мозжечок
7. Продолговатый мозг
8. Спинной мозг

Клетки мозга включают нейроны (клетки, генерирующие и передающие нервные импульсы) и глиальные клетки, выполняющие важные дополнительные функции.

Мозг весит полтора килограмма и содержит 100 млрд нейронов (это в 15 раз превышает население земного шара). Кроме того, в мозге имеются глиальные клетки, которых в десять раз больше, чем нейронов. Прежде считалось, что глиальные клетки всего лишь удерживают нейроны рядом друг с другом. Новейшие исследования однако показывают, что глиальные клетки, которыми человеческий организм обладает в большем количестве, чем какой-любой другой, имеют решающее значение для химической передачи информации и тем самым для всех процессов в головном мозге, а также для долговременной памяти.

Зачем изучать человеческий мозг?

Любой орган человеческого тела исследуют в первую очередь для того, чтобы научиться его эффективно лечить в случае необходимости. Но мозг — система слишком сложная и интересная, чтобы ограничиваться утилитарным подходом. В университетах мира существуют сотни лабораторий, которые изучают совершенно разные аспекты мозговой деятельности.

Одни фокусируются на конкретных типах расстройств психики — например, на шизофрении. Другие — на сне. Третьи — на эмоциях. Четвертые хотят выяснить, что происходит с мозгом, когда человек испытывает стресс или употребляет алкоголь: этим занимается в том числе лаборатория психофизиологии Института психологии РАН.

Также предполагается, что одним из результатов скрупулезного, разностороннего изучения мозга станет возможность создания искусственного интеллекта. В 2005 году стартовал знаменитый многомиллиардный проект Blue Brain Project, целью которого было сделать компьютерную модель человеческого мозга и смоделировать сознание.

С помощью чего сегодня изучают человеческий мозг?

Существующие на сегодняшний день методы исследования мозга можно ранжировать, опираясь на два критерия.

Первый — частота снятия информации: она варьируется от миллисекунды до нескольких секунд.
Второй — пространственное разрешение: насколько детально мы можем рассмотреть сам мозг.

Так, электроэнцефалография способна собирать данные с очень большой частотой. Зато фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) позволяет охватывать квадратные миллиметры мозга, а это довольно много, поскольку в одном квадратном миллиметре — около 100 000 нейронов.

Также существуют магнитная энцефалография, позитронно-эмиссионная томография, транскраниальная магнитная стимуляция. Методы обычно совершенствуются в сторону неинвазивности: нам хочется как можно больше узнать о мозге живого человека с минимальными последствиями для его здоровья и психологического состояния. При этом именно с появлением фМРТ ученые стали исследовать буквально все подряд аспекты мозговой деятельности. Мы можем взять практически любой тип поведения и быть уверенными в том, что в мире обязательно найдется лаборатория, которая изучает его с помощью фМРТ.

Общедоступные способы диагностики мозга:

УЗИ головного мозга. Наиболее распространенным исследование во всех направлениях является УЗИ. Существует и УЗИ головного мозга. При этом исследовании для проверки мозга используется ультразвук, безопасность которого доказана многократными исследованиями. Его воздействие не накапливается и позволяет проводить исследования с той частотой, с которой нужно.

МРТ головного мозга. Метод безвреден, так как ионизирующее облучение отсутствует. Проводить процедуру можно по мере необходимости, но получить результат сразу не получится. Иногда на расшифровку и постановку диагноза может уйти от нескольких десятков минут до пары дней.

ПЭТ головного мозга. Аббревиатура расшифровывается как позитронно-эмиссионная томография. Ее основной задачей является диагностика метаболизма головного мозга при ряде заболеваний. Для этого проводится оценка различных процессов, которые происходят в тканях мозга на клеточном уровне.

КТ головы и головного мозга. Компьютерная томография не просто дает возможность получить детальное изображение мозга в сечении, но и позволяет определить положения образований или повреждений, а также их масштаб. Процедура считается достаточно безопасной, но лучевая нагрузка все равно есть. На это надо обращать внимание при выборе частоты исследований и сочетании с другими рентгеновскими исследованиями.

Новейшие способы исследования мозга

Новые технологии позволяют нам лучше понять устройство мозга, однако их функционал более точечный. Например, в конце октября ученые изобрели микроскоп нового типа, который позволяет увидеть биологические ткани сквозь неповрежденный череп. В нем используется комбинация аппаратной и программной адаптивной оптики для восстановления изображения объекта.

Группа исследователей под руководством профессора Чои Воншика из Центра молекулярной спектроскопии и динамики Института фундаментальных наук (IBS) в Сеуле, Южная Корея, совершила крупный прорыв в оптической визуализации глубоких тканей. Она разработала новый оптический микроскоп, который может получать изображения через неповрежденный череп мыши. В итоге ученым доступна микроскопическая карта нейронных сетей в тканях мозга без потери пространственного разрешения.

Еще одна нашумевшая разработка: мозговой чип Илона Маска. Он, по словам разработчиков, позволит людям слышать звуки за пределами обычных частот. Основная цель разработчиков — создание технологии, которая позволит имплантировать электронные интерфейсы парализованным людям, чтобы те имели возможность использовать для общения компьютерную технику и смартфоны.

Другое новейшее изобретение: наночастицы, которые умеют проникать в мозг. С их помощью можно будет ускорить создание лекарств от болезней Альцгеймера, Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваний.

Что мы еще не знаем о мозге?

За все время исследований ученые так и не нашли разницу в строении мозга гения и обычного человека. Скорее всего, различия происходят в пока неуловимом нами взаимодействии между нейронами. Возможно, здесь может играть роль какая-нибудь патология. Сама по себе патология не сделает человека гением.

До сих пор неизвестно, чем человеческий мозг отличается от мозга животного. И, более того, непонятно, почему наш мозг возник именно в таком виде, ведь на первых порах для выживания он не нужен был нам такого размера. Мы до сих пор не нашли переходного мостика между питекантропом и человеком разумным. У нас есть гены неандертальцев, но почему они в какой-то момент свернули в сторону, не пошли дальше вместе с нами, тоже непонятно.

Ирина Зиганшина

Обзор научных открытий, расширяющих наши представления о мозге, опубликовал интернет-ресурс LiveScience.

Мозг защищает нас от понимания собственной смерти

Человек с половиной мозга может быть полноценен

Еще одно подтверждение замечательной способности мозга меняться и адаптироваться. Используя функциональную МРТ, американские ученые исследовали нескольких людей в возрасте 20-30 лет, у которых в детстве, чтобы уменьшить эпилептические припадки, была удалена половина мозга. Несмотря на это, мозг всех участников функционировал отменно, поскольку оставшаяся половина стала вдвое сильнее. Участки мозга, вовлеченные в одну и ту же сеть, например зрение, работали не хуже, чем у людей, чей мозг был неповрежден. А связи между частями различных мозговых сетей былидаже сильнее. Это свидетельствует о том, что мозг способен компенсировать потерю значительной своей части.

Мозг усыхает в изоляции

Любой человек, даже интроверт, – существо социальное, и отсутствие общения губительно для мозга. Интернациональная команда ученых обследовала головной мозг девяти исследователей, проживших 14 месяцев в изоляции от внешнего мира в Антарктике. Оказалось, что гиппокамп — область мозга, принимающая участие в процессах обучения и памяти, по возвращении с полярной станции уменьшилась в объеме. Снизился уровень нейротрофического фактора головного мозга – белка, необходимого для создания новых нейронных связей в мозге. А когнитивные тесты показали ухудшение пространственных способностей и избирательного внимания.Теперь исследователи пытаются понять, какие способы – физические упражнения? виртуальная реальность? – помогут предотвратить сокращение мозга, грозящее изолированным от социума людям. Мы писали об этом эксперименте.

Мёртвый мозг можно оживить

Чувствовать запахи можно и без обонятельных луковиц в мозге

Обонятельные луковицы – образование во внутричерепной полости, которое обрабатывает информацию о запахах из носа. Группа исследователей из Израиля обнаружила прежде неизвестный феномен – людей, которые обладают обонянием несмотря на врожденное отсутствие обонятельных луковиц. Все эти люди – женщины, левши, и обоняние у них даже более острое, чем у большинства. Исследователи полагают, что объяснение этого волшебства может заключаться в пластичности мозга: вероятно, в отсутствие обонятельных луковиц другая часть мозга способна взять на себя задачу передачи информации о запахах. Есть и еще одна версия – образования, которые мы считаем обонятельными луковицы, в действительности занимаются не различением и идентификацией запахов, а чем-то иным.

Некоторые люди чувствуют магнитное поле Земли

Для некоторых живых существ, например мигрирующих птиц или морских черепах, магнитное поле, окружающее нашу планету, служит компасом, помогающим ориентироваться. Согласно исследованию американских ученых, некоторые люди также рождаются с подобнойвстроенной навигационной системой. Во время сканирования мозга 34 человек, находившихся в камере с искусственным магнитным полем, мозг четырех участников показал сильную реакцию на сдвиг магнитного поля с северо-востока на северо-запад. Предыдущие исследования продемонстрировали, что человеческий мозг содержит множество крошечных магнитных частиц, – возможно, они и помогают улавливать такие сигналы. Ну а насчет того, почему некоторые из нас способны к магниторецепции, у ученых есть версия, что этот навык – то, что осталось от способности ориентироваться, помогавшей охотникам в древности.

Во время сна спинномозговая жидкость промывает мозг, очищая его от токсинов

Исследователи из Бостонского университета благодаря аппарату МРТ увидели сами, а потом показали всем, что происходит в мозгу во время сна: его ритмично омывают волны насыщенной кислородом крови, а затем спинномозговой жидкости. (Спинномозговая жидкость – это прозрачная жидкость, которая окружает и защищает головной и спинной мозг.) Если о волновой активности нейронов во время сна было известно и раньше, то ритмичные приливы спинномозговой жидкости, орошающей головной мозг, обнаружены впервые. Одна из задач этих приливов – очищение мозга от токсичных белков. Как оказалось, этот поток настолько предсказуем и постоянен, что можно определить, спит человек или бодрствует, просто взглянув на его спинномозговую жидкость.

Во сне мы можем злиться

Люди могут испытывать во сне самые разные эмоции, в том числе негативные. Шведские исследователи обнаружили, что, анализируя активность мозга, можно выяснить, гневался ли человек во сне. Для этого необходимо снять электроэнцефалограмму и исследовать лобные доли – области мозга, помогающие нам контролировать эмоции и решать проблемы. Асимметричная активность в лобных долях головного мозга перед сном и во время сна может указывать на то, что человек во сне сердился или злился.

В данной обзорной статье представлены научные достижения многих известных ученых по изучению мозга человека. Организм человека представляет собой слаженную работу мозга с другими органами и системами. Исследования функций мозга человека проводились такими известными учеными, как И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.П. Бехтерева и многими другими. Ими были исследованы и показаны основополагающие представления о функциях мозга. Несмотря на множество проведенных исследований, человеческий мозг остается самым загадочным и малоизвестным науке органом. Он не так легко раскрывает свои тайны. Серое вещество мозга определяет уникальный, разнообразный внутренний мир с воспоминаниями, фантазией, эмоциями и желаниями. С развитием современных методов исследования в области нейрофизиологии, возможностью применения новейшей аппаратуры ученым удалось раскрыть некоторые тайны мозга.

3. Кобозев Н.И. Исследование в области термодинамики процессов информации и мышления. – М., 1971. – С. 58–59.

6. Страук Б. Тайны мозга взрослого человека. Удивительные таланты и способности человека, достигшего середины жизни. – М.: Карьера Пресс, 2011.

С развитием новых методов в нейрофизиологии скрытые возможности мозга человека становятся объектом научных исследований. В.М. Бехтерев [1], Н.П. Бехтерева [2], Н.И. Кобозев [3] и многие другие в своих исследованиях доказали, что физиологический мозг не способен полностью обеспечивать сознательные и тем более бессознательные функции из-за низкой скорости передачи электрических импульсов в межнейрональных синапсах. Известно, что в синапсах импульсы задерживаются на 0,2–0,5 миллисекунд, тогда как человеческая мысль возникает гораздо быстрее.

На данном этапе развития нейрофизиологии мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Основываясь на данных научных исследований академика П.К. Анохина, в возникновении временной связи при образовании условных рефлексов лежит сенсорно-биологическая конвергенция импульсов на каждой клетке коры. Метод ПЭТ дает возможность проследить, какие области функционируют при выполнении тех или иных психических функций, но все же недостаточно известным остается то, что происходит внутри этих областей, в какой последовательности и какие сигналы посылают друг другу нервные клетки и как они взаимодействуют между собой. На карте мозга, определены области, отвечающие за те или иные психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный уровень – совокупность нервных клеток, так называемый ансамбль нейронов, функции которых представляют большой научный интерес.

Нейроны подкорковых глубоких структур мозга решают задачу всем миром, сообща. Тогда как нейроны коры, которые эту проблему решают самостоятельно, в действительности повышают ее активность, а частота импульсаций нейронов глубинных структур понижается. Высшие функции мозга обеспечиваются расшифровкой нервного кода, то есть пониманием того, как отдельные нейроны объединяются в структуры, а структура – в систему и в целостный мозг [5].

По мнению ученых, вокруг головного мозга было выявлено высокочастотное поле, отличающееся от общего биополя человека. Оно получило свое название – психополе. Психополе обеспечивает нормальное высокоскоростное протекание всех нейрофизиологических процессов. Определено, что это психополе настолько высокоэнергетично, что нуждается в особых носителях, которыми являются кристаллы эпифиза. Они дают возможность держать в белковом теле огромный энергоинформационный объем без денатурации белка.

В 60-х годах 20-го столетия профессор МГУ Н.И. Кобозев [3], исследуя феномен сознания, пришел к выводу, что материальная физиология мозга сама по себе не обеспечивает мышления и другие психические функции. Это возможно за счет внешних источников сверхлегких частиц-психонов, которые являются энергетической основой мыслительных и эмоциональных импульсов. В исследованиях был определен органоид, способный улавливать потоки психонов. Было установлено, что кристаллики эпифиза являются носителями голограмм, которые определяют пространственно-временное развертывание всех психогенетических программ, заложенных при рождении. Огромное количество информации о различных позитивных и негативных программах жизни человека хранится в кристалликах эпифиза. Силы психического и духовного воздействия на кристаллики эпифиза определяют, как и какие программы будут реализованы человеком в течение жизни. У многих людей этот процесс протекает неосознанно, и они не могут полностью реализовать свой энергоинформационный потенциал. И по этой причине даже гениальные люди реализуют свои задатки всего лишь на 5–7 процентов.

В критической ситуации, когда проблему надо решать немедленно, начинается активная выработка психической энергии огромной силы. И тогда совершается спонтанный неуправляемый психоэнергетический процесс воздействия на кристаллики эпифиза и в них активируется программа выхода из кризисной ситуации. Только выработка мощных высокодуховных энергий кратковременна, и когда кризис разрешается, забывается величайшие мгновения психоэнергетического напряжения. И не многие могут осознанно управлять психической энергией и решать с ее помощью различные проблемы [6].

Современная нейрофизиологическая наука уделяет особое внимание изучению психоэнергетических процессов в головном мозге. Есть множество институтов и лабораторий, разрабатывающих теоретические проблемы данного направления, разработки которых позволяют практической психологии [7] заниматься проблемами активации резервов психики человека, опираясь не только на эмпирический опыт, но и на научные данные. Сложные нестандартные проблемы могут быть эффективно решены только при активации программ развития, в пробуждении скрытых резервов психики. Данный подход дает возможность проявить весь потенциал личности и предоставить эффективные способы его реализации.

Мозг в 40–70 лет принято рассматривать не как зрелый, целостный и готовый к работе, а как находящийся на спаде и не вполне справляющийся со своими функциями. Ряд российских ученых-психологов пришел к такому же выводу: с возрастом мозг человека начинает работать эффективнее, чем в молодости.

Читайте также: