Vecāki un skolotāji, kuri daudz lasa skaļi un pārrunā lasīto ar bērniem, paātrina un stimulē viņu (bērnu) garīgo attīstību.
Neironi smadzenēs veidojas visu mūžu, atšķirībā no iepriekš plaši izplatītā mīta, ka nervu šūnas neatjaunojas.
Lai šī izglītība notiktu, jums pastāvīgi "jānolādē" smadzenes, iegūstot jaunus iespaidus.
Kreiļiem un cilvēkiem ar divkāršu roku ķermenis smadzenēs ir vidēji par 11 procentiem lielāks nekā labročiem.
Corpus Callosum ir īpašs veidojums, kas sastāv no 200-250 miljoniem nervu šķiedru, kas savieno kreiso un labo puslodi - sava veida datu kopne.
Smadzenes aug vidēji līdz 18 gadiem.
Ja bērns atrodas vidē, kas stimulē attīstību, viņam vēlāk dzīvē būs par 25% labāka informācijas asimilācija. Un otrādi, primitīvs biotops samazina mācīšanās spējas par tiem pašiem 25%.
Radoša cilvēka smadzenes strādā īpašā režīmā, atšķirībā no tehnogēnā “sausiņa”
Ņujorkā tika veikts interesants pētījums, saskaņā ar kuru studentiem, kuri no uztura izslēdza pārtiku ar mākslīgām garšām un konservantiem, IQ bija vidēji par 14% augstāks nekā viņu mazāk izvēlīgajiem biedriem. Tomēr šeit nav skaidrs, vai paaugstināts IQ izraisīja sintētiskās pārtikas noraidīšanu, vai arī garšu trūkums izraisīja IQ pieaugumu. Gribētos ticēt, ka otrais.
Cilvēka smadzenēm ir iedzimta tieksme pēc zināšanām, tas ir, zinātkāre. Bet, ja nav stimulācijas, šī vēlme ātri pazūd, dodot vietu garlaicībai.
Cits pētījums parādīja, ka jaunu lietu un parādību izpēte noved pie straujām smadzeņu darbības struktūras izmaiņām un pat pēc nedēļas treniņa.
Mūzika uzlabo mācīšanos. Visefektīvākā ir gaiša fona melodija, īpaši klasiskā mūzika.
Smadzenēs ir divas amigdalas (pa vienai katrā puslodē), kas ir atbildīgas par mūsu spēju lasīt citu cilvēku sejas un saprast, kā viņi jūtas.
Spēju mācīties un atcerēties sauc par deklaratīvo atmiņu, atšķirībā no tiešajām atmiņām, tā “atrodas” citā smadzeņu daļā.
Smarža ļauj labāk uzņemt zināšanas. Pētījums ir parādījis, ka mācīšanās apvienošana ar noteiktām smaržām uzlabo iegaumēšanas procesu.
Katru reizi, kad kaut ko atceraties, jūsu smadzenēs veidojas jauna saikne.
Atmiņa ir cieši saistīta ar asociācijām, tāpēc asociatīvais mācīšanās veids ir ļoti efektīvs. Asociācijas ir saiknes starp dažādām parādībām, jēdzieniem utt.
Tiek uzskatīts, ka smadzenes miega laikā sakārto atmiņas.
Miega trūkums pasliktina spēju atcerēties.
Īstermiņa atmiņa ir saistīta ar īslaicīgu elektroķīmisko mijiedarbību smadzenēs, un ilgtermiņa atmiņa ir saistīta ar neironu savienojumu struktūras izmaiņām.
Katru reizi, kad mēs mirkšķinām, mūsu smadzenes "atceras" attēlu un saglabā to, līdz sāk plūst jauna vizuālā informācija.
Ja šī parādība nepastāvētu, tad, mirkšķinot, nāktos no jauna izpētīt apkārtni.
Šķiet, kas var būt vieglāk par smiekliem? Izrādās, ka šim procesam ir nepieciešama vismaz piecu smadzeņu zonu - smadzeņu garozas kreisās puses - darbība, kas analizē frāzi un sadala to. Pēc tam tiek aktivizēta liela frontālās daivas daļa, kas ir atbildīga par sociālo uzvedību. Turklāt labā puslode analizē joku nozīmi, “iekļūst” tajā. Tad pakauša daiva iedegas un apstrādā vizuālās norādes vai to, kā citi reaģē uz joku. Un visbeidzot, smadzeņu motoriskās zonas nosūta signālu attiecīgajiem muskuļiem, izraisot raksturīgas skaņas.
Joprojām nav precīzi zināms, kāpēc mēs žāvājamies un kāpēc žāvāšanās ir tik lipīga. Saskaņā ar vienu hipotēzi, agrāk žāvāšanās bija kaut kas līdzīgs sociālam rituālam, tāpēc mūsu zemapziņas dziļākās daļas darbojas, izraisot žāvas un “reaģējot” uz citu žāvāšanos.
Laika gaitā žāvas funkcija kļuva tīri dekoratīva, pārvēršoties par palieku.
Hārvardā ir smadzeņu banka, kurā pētniecībai ir vairāk nekā 7000 cilvēka smadzeņu kopiju.
Disneja multfilmas skaidri parāda dažādus nervu traucējumus – tajās redzamie varoņi bieži krāk, redz murgus un staigā miegā.
Tiek lēsts, ka vidusmēra cilvēks katru dienu domā 70 000 domu.
Sengrieķu filozofs Aristotelis uzskatīja, ka domāšana un apziņa atrodas sirdī.
Smadzeņu darbību ietekmē daudzi faktori, pat gravitācija. Konstatēts, ka bezsvara apstākļos smadzenēs mainās neironu mijiedarbības raksturs.
Šekspīra drāmās vārds "smadzenes" sastopams 66 reizes.
Arheologi ir atraduši pierādījumus, ka 2000. gadā pirms mūsu ēras tika veikta primitīva smadzeņu operācija. Tiesa, tie aprobežojās ar caurumu veidošanu galvaskausā, lai samazinātu intrakraniālo spiedienu.
Smadzenes ir trīs ceturtdaļas no parasta ūdens.
Ideja, ka mēs izmantojam 10% no mūsu smadzeņu kapacitātes, ir mīts. Pat ar salīdzinoši vienkāršu darbību tiek iesaistītas visas tās jomas.
Cilvēka smadzeņu vidējais svars ir 1300 grami
Smadzenes apstrādā sāpju signālus no daudziem tūkstošiem sāpju receptoru, bet tajā pašā laikā tajās nav pret sāpēm jutīgu šūnu, tāpēc tās tās “nejūt”.
Ko zina smadzeņu zinātne?
Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondējošais loceklis S. V. Medvedevs
Neskatoties uz visiem mūsdienu zinātnes sasniegumiem, cilvēka smadzenes joprojām ir visnoslēpumainākais objekts. Ar vissarežģītākās smalkās iekārtas palīdzību Krievijas Zinātņu akadēmijas Cilvēka smadzeņu institūta zinātnieki varēja “iekļūt” smadzeņu dziļumos, netraucējot to darbam, un noskaidrot, kā tiek uzglabāta informācija, runa tiek apstrādāts, kā veidojas emocijas. Šie pētījumi palīdz ne tikai izprast, kā smadzenes veic savas svarīgākās garīgās funkcijas, bet arī izstrādāt metodes to cilvēku ārstēšanai, kuriem tās ir traucētas. Par šiem un citiem Cilvēka smadzeņu institūta darbiem tā direktors S.V. Medvedevs.
Smadzenes pret smadzenēm - kurš uzvar?
Cilvēka smadzeņu izpētes problēma, smadzeņu un psihes attiecības ir viena no aizraujošākajām problēmām, kas jebkad radusies zinātnē. Pirmo reizi mērķis ir izzināt kaut ko sarežģītības ziņā līdzvērtīgu pašam izziņas instrumentam. Galu galā viss, kas līdz šim pētīts – atoms, galaktika un dzīvnieka smadzenes – bija vienkāršāks par cilvēka smadzenēm. No filozofiskā viedokļa nav zināms, vai šīs problēmas risinājums principā ir iespējams. Galu galā, papildus instrumentiem un metodēm, mūsu cilvēka smadzenes joprojām ir galvenais līdzeklis smadzeņu izpratnei. Parasti ierīce, kas pēta kādu parādību vai objektu, ir sarežģītāka par šo objektu, šajā gadījumā mēs cenšamies rīkoties līdzvērtīgi - smadzenes pret smadzenēm.
Uzdevuma milzīgums piesaistīja daudzus izcilus prātus: Hipokrāts, Aristotelis, Dekarts un daudzi citi runāja par smadzeņu darbības principiem.
Pagājušajā gadsimtā tika atklāti par runu atbildīgie smadzeņu apgabali – pēc atklājējiem tos dēvē par Brokas un Vernikas apgabaliem. Tomēr patiesā smadzeņu zinātniskā izpēte sākās ar mūsu izcilā tautieša I.M. Sečenovs. Nākamais - V.M. Bekhterevs, I.P. Pavlovs ... Šeit es beigšu uzskaitīt vārdus, jo divdesmitajā gadsimtā ir daudz izcilu smadzeņu pētnieku, un ir pārāk lielas briesmas kādu pazaudēt (īpaši no dzīvajiem, nedod Dievs). Tika veikti lieli atklājumi, taču tā laika metodes cilvēka funkciju pētīšanai bija ļoti ierobežotas: psiholoģiskie testi, klīniskie novērojumi un kopš trīsdesmitajiem gadiem elektroencefalogramma. Tas ir tāpat kā mēģināt noskaidrot, kā televizors darbojas, izmantojot lampu un transformatoru skaņu vai korpusa temperatūru, vai mēģināt saprast to veidojošo bloku lomu, pamatojoties uz to, kas notiek ar televizoru, ja šis bloks tiek salauzts.
Taču smadzeņu uzbūve, to morfoloģija jau ir diezgan labi izpētīta. Bet priekšstati par atsevišķu nervu šūnu darbību bija ļoti ieskicēti. Tādējādi trūka pilnīgu zināšanu par celtniecības blokiem, kas veido smadzenes, un nepieciešamo rīku to izpētei.
Divi sasniegumi cilvēka smadzeņu izpētē
Faktiski pirmais izrāviens zināšanās par cilvēka smadzenēm bija saistīts ar ilgstoši un īslaicīgi implantētu elektrodu metodes izmantošanu pacientu diagnostikā un ārstēšanā. Tajā pašā laikā zinātnieki sāka saprast, kā darbojas atsevišķs neirons, kā informācija tiek pārraidīta no neirona uz neironu un pa nervu. Mūsu valstī pirmais, kas strādāja tiešā saskarē ar cilvēka smadzenēm, bija akadēmiķis N.P. Bekhtereva un viņas darbinieki.
Tādējādi tika iegūti dati par atsevišķu smadzeņu zonu dzīvi, par tās svarīgāko sekciju - garozas un subkorteksa - attiecību un daudzām citām. Taču smadzenes sastāv no desmitiem miljardu neironu, un ar elektrodu palīdzību var novērot tikai desmitus, un arī tad nereti krīt nevis tās šūnas, kas nepieciešamas pētījumiem, bet tās, kas atrodas blakus terapeitiskajam elektrodam. pētnieku redzeslokā.
Tikmēr pasaulē notika tehnoloģiska revolūcija. Jaunas skaitļošanas iespējas ir ļāvušas pacelt augstāku smadzeņu funkciju izpēti, izmantojot elektroencefalogrāfiju un izraisītos potenciālus, uz jaunu līmeni. Ir parādījušās arī jaunas metodes, lai "ieskatītos" smadzenēs: magnetoencefalogrāfija, funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana un pozitronu emisijas tomogrāfija. Tas viss radīja pamatu jaunam izrāvienam. Tas tiešām notika astoņdesmito gadu vidū.
Šajā laikā sakrita zinātniskā interese un iespēja to apmierināt. Acīmredzot tāpēc ASV Kongress pasludināja deviņdesmitos gadus par cilvēka smadzeņu izpētes desmitgadi. Šī iniciatīva ātri kļuva starptautiska. Tagad visā pasaulē simtiem labāko laboratoriju strādā pie cilvēka smadzeņu izpētes.
Jāteic, ka tolaik mūsu varas augšējos slāņos bija daudz gudru cilvēku, kas atbalstīja valsti. Tāpēc arī mūsu valstī viņi saprata nepieciešamību pētīt cilvēka smadzenes un piedāvāja man, pamatojoties uz akadēmiķes Bekhterevas izveidoto un vadīto komandu, noorganizēt smadzeņu izpētes zinātnisko centru - Cilvēka smadzeņu institūtu. Krievijas Zinātņu akadēmija.
Institūta pamatdarbība ir fundamentāli pētījumi par cilvēka smadzeņu organizāciju un to sarežģītajām garīgajām funkcijām – runu, emocijām, uzmanību, atmiņu. Bet ne tikai. Tajā pašā laikā zinātniekiem ir jāmeklē metodes, kā ārstēt tos pacientus, kuriem šīs svarīgās funkcijas ir traucētas. Fundamentālo pētījumu un praktiskā darba ar pacientiem apvienojums bija viens no institūta pamatprincipiem, ko izstrādāja tā zinātniskā direktore Natālija Petrovna Bekhtereva.
Ir nepieņemami eksperimentēt ar cilvēkiem. Tāpēc lielākā daļa smadzeņu pētījumu tiek veikti ar dzīvniekiem. Tomēr ir parādības, kuras var pētīt tikai cilvēkiem. Piemēram, tagad manā laboratorijā jauns darbinieks aizstāv disertāciju par runas apstrādi, tās pareizrakstību un sintaksi dažādās smadzeņu struktūrās. Piekrītiet, ka ir grūti mācīties uz žurkas. Institūts ir īpaši vērsts uz to, ko nevar pētīt ar dzīvniekiem. Psihofizioloģiskos pētījumus brīvprātīgajiem veicam, izmantojot tā saukto neinvazīvo tehniku, “neiekļūstot” smadzenēs un nesagādājot cilvēkam īpašas neērtības. Šādi tiek veikti, piemēram, tomogrāfiskie izmeklējumi vai smadzeņu kartēšana, izmantojot elektroencefalogrāfiju.
Bet gadās, ka slimība vai negadījums "uzstāda eksperimentu" uz cilvēka smadzenēm - piemēram, pacienta runa vai atmiņa ir traucēta. Šajā situācijā ir iespējams un nepieciešams pārbaudīt tās smadzeņu zonas, kuru darbs ir traucēts. Vai, gluži pretēji, pacientam tiek pazaudēts vai bojāts smadzeņu gabals, un zinātniekiem tiek dota iespēja izpētīt, kādus “pienākumus” smadzenes nevar veikt ar šādu pārkāpumu.
Bet vienkārši novērot šādus pacientus ir, maigi izsakoties, neētiski, un mūsu institūts ne tikai izmeklē pacientus ar dažādām smadzeņu traumām, bet arī palīdz viņiem, tostarp ar mūsu darbinieku izstrādāto jaunāko ārstēšanas metožu palīdzību. Šim nolūkam institūtā ir klīnika ar 160 gultām. Mūsu darbinieku darbā ir nesaraujami saistīti divi uzdevumi – izpēte un ārstēšana.
Mums ir lieliski augsti kvalificēti ārsti un medmāsas. Bez tā nevar iztikt – galu galā mēs esam zinātnes priekšgalā, un jaunu metožu ieviešanai ir nepieciešama augstākā kvalifikācija. Gandrīz katra institūta laboratorija ir slēgta klīnikas nodaļām, un tas ir atslēga uz nepārtrauktu jaunu pieeju rašanos. Papildus standarta ārstēšanas metodēm veicam epilepsijas un parkinsonisma ķirurģisko ārstēšanu, psihoķirurģiskas operācijas, smadzeņu audu ārstēšanu ar magnētisko stimulāciju, afāzijas ārstēšanu ar elektrisko stimulāciju un daudz ko citu. Nopietni pacienti guļ klīnikā, un dažreiz viņiem ir iespējams palīdzēt gadījumos, kas tika uzskatīti par bezcerīgiem. Protams, tas ne vienmēr ir iespējams. Kopumā, dzirdot jebkādas neierobežotas garantijas attieksmē pret cilvēkiem, tas rada ļoti nopietnas šaubas.
Laboratoriju darba dienas un labākās stundas
Katrai laboratorijai ir savi sasniegumi. Piemēram, laboratorija, kuru vadīja profesors V.A. Ilyukhin, vada attīstību smadzeņu funkcionālo stāvokļu neirofizioloģijas jomā.
Kas tas ir? Mēģināšu paskaidrot ar vienkāršu piemēru. Ikviens zina, ka vienu un to pašu frāzi cilvēks dažreiz uztver diametrāli pretēji, atkarībā no tā, kādā stāvoklī viņš atrodas: slims vai vesels, satraukts vai mierīgs. Tas ir līdzīgi tam, kā vienai noti, kas ņemta, piemēram, no ērģelēm, atkarībā no reģistra ir atšķirīgs tembrs. Mūsu smadzenes un ķermenis ir vissarežģītākā vairāku reģistru sistēma, kurā reģistra lomu spēlē cilvēka stāvoklis. Var teikt, ka visu attiecību spektru starp cilvēku un vidi nosaka viņa funkcionālais stāvoklis. Tas nosaka gan operatora "neveiksmes" iespējamību sarežģītas iekārtas vadības panelī, gan pacienta reakciju uz lietotajām zālēm.
Profesores Iļuhinas laboratorijā tiek pētīti funkcionālie stāvokļi, kā arī kādi parametri tos nosaka, kā šie parametri un paši stāvokļi ir atkarīgi no organisma regulējošām sistēmām, kā ārējās un iekšējās ietekmes maina stāvokļus, dažkārt izraisot saslimšanas, un kā savukārt smadzeņu un ķermeņa stāvokļi ietekmē slimības gaitu un zāļu iedarbību. Ar iegūto rezultātu palīdzību ir iespējams izdarīt pareizo izvēli starp alternatīviem ārstēšanas veidiem. Tiek veikta arī cilvēka adaptīvo spēju noteikšana: cik stabils viņš būs pie jebkuras terapeitiskās iedarbības, stresa.
Neiroimunoloģijas laboratorija nodarbojas ar ļoti svarīgu uzdevumu. Imūnregulācijas pārkāpumi bieži izraisa smagas smadzeņu slimības. Šis stāvoklis ir jādiagnozē un jāārstē - imūnkorekcija. Tipisks neiroimūnās slimības piemērs ir multiplā skleroze, ko institūtā pēta profesora I.D. vadītā laboratorija. Stoļarovs. Pirms neilga laika viņš pievienojās Eiropas Multiplās sklerozes izpētes un ārstēšanas komitejas valdei.
20. gadsimtā cilvēks sāka aktīvi mainīt apkārtējo pasauli, svinot uzvaru pār dabu, taču izrādījās, ka svinēt ir pāragri: tajā pašā laikā problēmas, ko radījis pats cilvēks, t.s. cilvēks. -izgatavoti tādi, tiek saasināti. Mēs dzīvojam magnētisko lauku ietekmē, mirgojošu gāzes spuldžu gaismā, stundām skatāmies datora displejā, runājam pa mobilo telefonu... Tas viss nebūt nav vienaldzīgs pret cilvēka ķermeni: piem. ir labi zināms, ka mirgojoša gaisma var izraisīt epilepsijas lēkmi. Smadzenēm nodarīto kaitējumu var novērst, vienkārši aizverot vienu aci. Lai krasi samazinātu radiotelefona "kaitīgo efektu" (starp citu, tas vēl nav galīgi pierādīts), var vienkārši mainīt tā dizainu, lai antena būtu vērsta uz leju un smadzenes netiktu apstarotas. Šos pētījumus veic laboratorija, kuru vada medicīnas zinātņu doktors E.B. Liskovs. Piemēram, viņš un viņa līdzstrādnieki ir parādījuši, ka mainīga magnētiskā lauka iedarbība nelabvēlīgi ietekmē mācību procesu.
Šūnu līmenī smadzeņu darbs ir saistīts ar dažādu vielu ķīmiskajām pārvērtībām, tāpēc rezultāti, kas iegūti molekulārās neirobioloģijas laboratorijā, kuru vada profesors S.A. Dambinova. Šīs laboratorijas darbinieki izstrādā jaunas metodes smadzeņu slimību diagnosticēšanai, meklē proteīna rakstura ķīmiskas vielas, kas spēj normalizēt smadzeņu audu traucējumus parkinsonisma, epilepsijas, narkotiku un alkohola atkarības gadījumā. Izrādījās, ka narkotiku un alkohola lietošana izraisa nervu šūnu iznīcināšanu. To fragmenti, nonākot asinsritē, liek imūnsistēmai ražot tā sauktās "autoantivielas". "Autoantivielas" ilgstoši saglabājas asinīs pat cilvēkiem, kuri pārtraukuši lietot narkotikas. Šī ir sava veida ķermeņa atmiņa, kas glabā informāciju par narkotiku lietošanu. Ja cilvēka asinīs izmēra autoantivielu daudzumu pret konkrētiem nervu šūnu fragmentiem, diagnozi “narkomānija” var noteikt pat vairākus gadus pēc tam, kad cilvēks pārtrauks lietot narkotikas.
Vai ir iespējams "pāraudzināt" nervu šūnas?
Viens no modernākajiem virzieniem institūta darbā ir stereotakss. Šī ir medicīnas tehnoloģija, kas nodrošina maztraumatisku, saudzējošu, mērķtiecīgu piekļuvi smadzeņu dziļajām struktūrām un dozētu ietekmi uz tām. Tā ir nākotnes neiroķirurģija. "Atvērto" neiroķirurģisko iejaukšanās vietā, kad tiek veikta liela trepanācija, lai sasniegtu smadzenes, tiek piedāvāti maztraumatiski, saudzējoši efekti uz smadzenēm.
Attīstītajās valstīs, galvenokārt ASV, klīniskā stereotakss ir ieņēmis savu likumīgo vietu neiroķirurģijā. Amerikas Savienotajās Valstīs šodien šajā jomā strādā aptuveni 300 neiroķirurgu, Amerikas Stereotaksikas biedrības biedru. Stereotakses pamatā ir matemātika un precīzie instrumenti, kas nodrošina mērķtiecīgu iegremdēšanu smalko instrumentu smadzenēs. Tie ļauj "ieskatīties" dzīva cilvēka smadzenēs. Šajā gadījumā izmanto pozitronu emisijas tomogrāfiju, magnētiskās rezonanses attēlveidošanu un datortomogrāfiju. “Stereotaksis ir neiroķirurģijas metodoloģiskā brieduma mērs” – uzskata nelaiķa neiroķirurga L.V. Abrakova. Stereotaksiskajai ārstēšanas metodei ļoti svarīgi ir zināt atsevišķu “punktu” lomu cilvēka smadzenēs, izprotot to mijiedarbību, zinot, kur un kas tieši smadzenēs ir jāmaina, lai ārstētu konkrēto slimību.
Institūtā ir stereotaksisko metožu laboratorija, kuru vada medicīnas zinātņu doktors, PSRS Valsts prēmijas laureāts A.D. Aņičkovs. Būtībā šis ir vadošais stereotaksiskais centrs Krievijā. Šeit dzima modernākais virziens - datora stereotakss ar programmatūru un matemātisko atbalstu, kas tiek veikts uz elektroniskā datora. Pirms mūsu izstrādes stereotaksiskos aprēķinus neiroķirurgi veica manuāli operācijas laikā, bet tagad esam izstrādājuši desmitiem stereotaksisko ierīču; daži ir klīniski pārbaudīti un spēj atrisināt vissarežģītākās problēmas. Kopā ar kolēģiem no Centrālā pētniecības institūta Elektropribor ir izveidota un pirmo reizi Krievijā tiek masveidā ražota datorizēta stereotaksiskā sistēma, kas vairākos galvenajos rādītājos pārspēj līdzīgus ārvalstu modeļus. Kā izteicās kāds nezināms autors, “beidzot civilizācijas kautrīgie stari ir apgaismojuši mūsu tumšās alas”.
Mūsu institūtā stereotaksis tiek izmantots tādu pacientu ārstēšanā, kuri cieš no motoriskiem traucējumiem (parkinsonisms, Parkinsona slimība, Hantingtona horeja un citi), epilepsiju, nekontrolējamas sāpes (jo īpaši fantoma sāpju sindromu) un dažiem garīgiem traucējumiem. Turklāt stereotaksiju izmanto, lai noskaidrotu noteiktu smadzeņu audzēju diagnozi un ārstēšanu, lai ārstētu hematomas, abscesus un smadzeņu cistas. Stereotaktiskās iejaukšanās (tāpat kā visas pārējās neiroķirurģiskās iejaukšanās) pacientam tiek piedāvātas tikai tad, ja ir izsmeltas visas medikamentozās ārstēšanas iespējas un pati slimība apdraud pacienta veselību vai padara viņu invaliditāti, padara viņu asociālu. Visas operācijas tiek veiktas tikai ar pacienta un viņa tuvinieku piekrišanu, pēc dažādu jomu speciālistu konsultācijas.
Ir divu veidu stereotakses. Pirmo, nefunkcionālo, izmanto, ja smadzeņu dziļumos ir kāds organisks bojājums, piemēram, audzējs. Ja tas tiek noņemts, izmantojot parasto tehnoloģiju, nāksies ietekmēt veselīgas smadzeņu struktūras, kas veic svarīgas funkcijas, un pacients var nejauši tikt ievainots, dažreiz pat nesavienojams ar dzīvību. Pieņemsim, ka audzējs ir skaidri redzams ar magnētiskās rezonanses un pozitronu emisijas tomogrāfu palīdzību. Pēc tam ir iespējams aprēķināt tā koordinātas un ievadīt radioaktīvās vielas, izmantojot maztraumatisku plānu zondi, kas īsā laikā izdegs audzēju un sadalīsies. Bojājumi, izejot cauri smadzeņu audiem, ir minimāli, un audzējs tiks iznīcināts. Mēs jau esam veikuši vairākas šādas operācijas, bijušie pacienti joprojām dzīvo, lai gan ar tradicionālajām ārstēšanas metodēm viņiem nebija cerību.
Šīs metodes būtība ir tāda, ka mēs novēršam “defektu”, ko mēs skaidri redzam. Galvenais uzdevums ir izlemt, kā līdz tam nokļūt, kādu ceļu izvēlēties, lai neaiztiktu svarīgas vietas, kādu metodi "defekta" novēršanai izvēlēties.
Principiāli atšķirīga situācija ir ar “funkcionālo” stereotaksiju, ko izmanto arī garīgo slimību ārstēšanā. Slimības cēlonis bieži ir tas, ka viena neliela nervu šūnu grupa vai vairākas šādas grupas nedarbojas pareizi. Viņi vai nu neizdala nepieciešamās vielas, vai arī tās izdala pārāk daudz. Šūnas var būt patoloģiski uzbudinātas, un tad tās stimulē citu, veselīgu šūnu “slikto” darbību. Šīs "pazudušās" šūnas ir jāatrod un vai nu jāiznīcina, vai izolētas, vai "pāraudzinātas" ar elektriskās stimulācijas palīdzību. Šādā situācijā nav iespējams “redzēt” skarto zonu. Mums tas jāaprēķina tīri teorētiski, kā astronomi aprēķināja Neptūna orbītu.
Tieši šeit mums īpaši svarīgas ir fundamentālas zināšanas par smadzeņu darbības principiem, par to daļu mijiedarbību, par katras smadzeņu daļas funkcionālo lomu. Mēs izmantojam stereotaksiskās neiroloģijas rezultātus, kas ir jauns virziens, ko institūtā izstrādājis nelaiķis profesors V.M. Smirnovs. Stereotaksiskā neiroloģija ir “augstākā klase”, tomēr tieši šajā ceļā jāmeklē iespējas ārstēt daudzas nopietnas slimības, arī garīgas.
Mūsu pētījumu rezultāti un citu laboratoriju dati liecina, ka praktiski jebkuru, pat ļoti sarežģītu, smadzeņu garīgo darbību nodrošina telpā sadalīta un laikā mainīga sistēma, kas sastāv no dažādas stingrības pakāpes saitēm. Skaidrs, ka iejaukties šādas sistēmas darbībā ir ļoti grūti. Tomēr tagad mēs zinām, kā to izdarīt: piemēram, mēs varam izveidot jaunu runas centru, lai aizstātu to, kas tika iznīcināts traumas laikā.
Šajā gadījumā notiek sava veida nervu šūnu “pāraudzināšana”. Fakts ir tāds, ka ir nervu šūnas, kas ir gatavas savam darbam no dzimšanas, bet ir citas, kas ir “izglītotas” cilvēka attīstības procesā. Mācoties veikt dažus uzdevumus, viņi aizmirst citus, bet ne uz visiem laikiem. Arī pēc “specializācijas” nokārtošanas viņi principā spēj uzņemties kādu citu uzdevumu veikšanu, var strādāt savādāk. Tāpēc jūs varat mēģināt piespiest viņus pārņemt zaudēto nervu šūnu darbu, aizstāt tās.
Smadzeņu neironi darbojas kā kuģa komanda: viens labi orientējas uz kuģa, otrs labi šauj, trešais gatavo ēdienu. Bet pat šāvējam var iemācīt gatavot boršču, bet koku var iemācīt tēmēt ar ieroci. Jums vienkārši jāpaskaidro viņiem, kā tas tiek darīts. Principā tas ir dabisks mehānisms: ja bērnam rodas smadzeņu traumas, viņa nervu šūnas spontāni “apgūst no jauna”. Pieaugušajiem ir nepieciešams izmantot īpašas metodes, lai “pārmācītos” šūnas.
Tas ir tas, ko pētnieki dara – viņi mēģina stimulēt dažas nervu šūnas veikt citu darbu, ko vairs nevar atjaunot. Šajā virzienā jau ir gūti labi rezultāti: piemēram, daži pacienti ar traucētu Brokas zonu, kas ir atbildīga par runas veidošanos, ir iemācīti runāt no jauna.
Vēl viens piemērs ir psihoķirurģisko operāciju terapeitiskais efekts, kuru mērķis ir "izslēgt" smadzeņu zonas struktūras, ko sauc par limbisko sistēmu. Dažādās slimībās dažādās smadzeņu zonās rodas patoloģisku impulsu plūsma, kas cirkulē pa nervu ceļiem. Šie impulsi parādās pastiprinātas smadzeņu zonu aktivitātes rezultātā, un šis mehānisms izraisa vairākas hroniskas nervu sistēmas slimības, piemēram, parkinsonisms, epilepsija un obsesīvi-kompulsīvi traucējumi. Pēc iespējas taupīgāk jāatrod un “jāizslēdz” ceļi, pa kuriem iet patoloģisko impulsu cirkulācija.
Pēdējos gados ir veikti simtiem (īpaši ASV) stereotaksiskas psihoķirurģiskas iejaukšanās, lai ārstētu pacientus, kuri cieš no noteiktiem garīgiem traucējumiem (galvenokārt obsesīvi-kompulsīviem traucējumiem), kuriem neķirurģiskas ārstēšanas metodes ir izrādījušās neefektīvas. Pēc dažu narkologu domām, par šāda veida traucējumu veidu var uzskatīt arī atkarību no narkotikām, tāpēc neveiksmīgas narkotiku ārstēšanas gadījumā var ieteikt stereotaksisku iejaukšanos.
Kļūdu detektors
Ļoti svarīgs institūta darba virziens ir augstāko smadzeņu funkciju izpēte: uzmanība, atmiņa, domāšana, runa un emocijas. Ar šīm problēmām nodarbojas vairākas laboratorijas, tostarp manis vadītā akadēmiķa N.P. Bekhtereva, bioloģijas zinātņu doktora Yu.D. Kropotovs.
Tikai cilvēkam raksturīgās smadzeņu funkcijas tiek pētītas, izmantojot dažādas pieejas: tiek izmantota “parastā” elektroencefalogramma, bet jaunā smadzeņu kartēšanas līmenī tiek pētīti izsauktie potenciāli, šo procesu reģistrēšana kopā ar tiešā kontaktā esošo neironu impulsu aktivitāti. ar smadzeņu audiem - šai pozitronu emisijas tomogrāfijai tiek izmantoti implantēti elektrodi un aparatūra.
Akadēmiķa N.P. Bekhtereva šajā jomā tika plaši atspoguļota zinātniskajā un populārzinātniskajā presē. Viņa sāka sistemātisku smadzeņu garīgo procesu izpēti pat tad, kad lielākā daļa zinātnieku uzskatīja, ka tas ir gandrīz nezināms, jo tas ir tālās nākotnes jautājums. Labi, ka vismaz zinātnē patiesība nav atkarīga no vairākuma nostājas. Daudzi no tiem, kas noliedza šādu pētījumu iespēju, tagad uzskata, ka tie ir prioritāte.
Šī raksta ietvaros mēs varam minēt tikai interesantākos rezultātus, piemēram, kļūdu detektoru. Katrs no mums ir pieredzējis savu darbu. Iedomājieties, ka izgājāt no mājas un jau uz ielas jūs sāk mocīt dīvaina sajūta - kaut kas nav kārtībā. Tu atgriezies - tev taisnība, tu aizmirsi izslēgt gaismu vannas istabā. Tas ir, jūs aizmirsāt veikt ierasto, stereotipisko darbību - pārslēgt slēdzi, un šī izlaidība automātiski ieslēdza vadības mehānismu smadzenēs. Šo mehānismu atklāja N.P. Bekhtereva un viņas darbinieki. Neskatoties uz to, ka rezultāti tika publicēti zinātniskos žurnālos, tostarp ārzemju, tagad tos Rietumos “atklāj no jauna” cilvēki, kuri zina mūsu zinātnieku darbus, bet neliedz no tiem tieši aizņemties. Lielvalsts izzušana novedusi arī pie tā, ka zinātnē ir vairāk tieša plaģiāta gadījumu.
Kļūdu atklāšana var kļūt arī par slimību, kad šis mehānisms darbojas vairāk nekā nepieciešams, un cilvēkam vienmēr šķiet, ka viņš kaut ko ir aizmirsis.
Vispārīgi runājot, emociju rašanās process smadzeņu līmenī arī mums šodien ir skaidrs. Kāpēc viens cilvēks ar tiem tiek galā, bet otrs “grimst”, nevar izkļūt no tāda paša veida pārdzīvojumu apburtā loka? Izrādījās, ka “stabilam” cilvēkam vielmaiņas izmaiņas smadzenēs, kas saistītas, piemēram, ar skumjām, obligāti tiek kompensētas ar vielmaiņas izmaiņām citās pretējā virzienā vērstās struktūrās. "Nestabilā" cilvēkā šī kompensācija tiek pārkāpta.
Kurš ir atbildīgs par gramatiku?
Ļoti svarīga darba joma ir tā sauktā smadzeņu mikrokartēšana. Mūsu kopīgajā pētījumā ir atklāti pat tādi mehānismi kā jēgpilnas frāzes gramatiskās pareizības detektors. Piemēram, "zilā lente" un "zilā lente". Abos gadījumos nozīme ir skaidra. Bet ir viena "maza, bet lepna" neironu grupa, kas "uzbriest", kad gramatika tiek pārkāpta, un signalizē par to smadzenēm. Kāpēc tas ir vajadzīgs? Visticamāk, ka runas izpratne bieži vien nāk caur gramatikas analīzi (atcerieties akadēmiķa Ščerbas “drūmo kuzdru”). Ja kaut kas nav kārtībā ar gramatiku, pienāk signāls - ir jāveic papildu analīze.
|
Pēdējos gados Krievijas Zinātņu akadēmijas Cilvēka smadzeņu institūtā veiktie pētījumi ir ļāvuši noteikt, kuri smadzeņu apgabali ir atbildīgi par cilvēka uztvertās runas dažādo iezīmju izpratni: par gramatiku, sintakse, pareizrakstību, un citi. |
Atrasti smadzeņu mikroapgabali, kas ir atbildīgi par kontu, lai atšķirtu konkrētus un abstraktus vārdus. Parādītas atšķirības neironu darbā dzimtās valodas vārda (kauss), dzimtās valodas kvazivārda (chokhna) un svešvalodas vārda (vakht - laiks azerbaidžāņu valodā) uztveres laikā.
Šajā darbībā dažādos veidos tiek iesaistīti garozas neironi un smadzeņu dziļās struktūras. Dziļās konstrukcijās galvenokārt tiek novērots elektrisko izlāžu biežuma pieaugums, kas nav īpaši “piesiets” nevienai konkrētai zonai. Šie neironi it kā atrisina visas pasaules problēmas. Pilnīgi cita aina smadzeņu garozā. Šķiet, ka viens neirons saka: "Nāc, puiši, klusējiet, tas ir mans darījums, un es to darīšu pats." Un patiešām visos neironos, izņemot dažus, impulsu biežums samazinās, bet “izredzētajos” palielinās.
Pateicoties pozitronu emisijas tomogrāfijas (vai saīsināti PET) tehnikai, kļuva iespējams detalizēti vienlaikus izpētīt visas smadzeņu zonas, kas ir atbildīgas par sarežģītām "cilvēka" funkcijām. Metodes būtība ir tāda, ka vielā, kas iesaistīta ķīmiskajās transformācijās smadzeņu šūnu iekšienē, tiek ievadīts neliels daudzums izotopa, un tad mēs novērojam, kā mainās šīs vielas izplatība mūs interesējošā smadzeņu reģionā. Ja glikozes plūsma ar radioaktīvo marķējumu palielinās šajā zonā, tas nozīmē, ka vielmaiņa ir palielinājusies, kas liecina par pastiprinātu nervu šūnu darbu šajā smadzeņu zonā.
Tagad iedomājieties, ka cilvēks veic kādu sarežģītu uzdevumu, kas viņam liek zināt pareizrakstības vai loģiskās domāšanas noteikumus. Tajā pašā laikā viņa nervu šūnas visaktīvāk strādā tajā smadzeņu reģionā, kas ir “atbildīgs” tieši par šīm prasmēm. Nervu šūnu darba nostiprināšanu var reģistrēt, izmantojot PET, palielinot asins plūsmu aktivizētajā zonā. Tādējādi bija iespējams noteikt, kuri smadzeņu apgabali ir “atbildīgi” par sintaksi, pareizrakstību, runas nozīmi un citu problēmu risināšanu. Piemēram, ir zināmas zonas, kuras tiek aktivizētas, uzrādot vārdus, neatkarīgi no tā, vai tie ir jālasa vai nē. Ir arī zonas, kas tiek aktivizētas "neko nedarīšanai", kad, piemēram, cilvēks klausās stāstu, bet to nedzird, sekojot kaut kam citam.
Kas ir uzmanība?
Tikpat svarīgi ir saprast, kā uzmanība “darbojas” cilvēkā. Gan mana laboratorija, gan Yu.D. Kropotovs. Pētījumi tiek veikti kopīgi ar zinātnieku grupu somu profesora R. Naatanena vadībā, kas atklāja tā saukto piespiedu uzmanības mehānismu. Lai saprastu, par ko ir runa, iedomājieties situāciju: mednieks ložņā pa mežu, izsekot upurim. Bet viņš pats ir laupījums plēsīgam zvēram, ko viņš nepamana, jo ir noskaņots tikai brieža vai zaķa meklēšanai. Un pēkšņi nejauša sprakšķēšana krūmos, iespējams, ne pārāk pamanāma uz putnu čivināšanas un straumes trokšņa fona, acumirklī pārvērš viņa uzmanību, dod signālu: "Briesmas ir tuvu." Piespiedu uzmanības mehānisms cilvēkā veidojies senatnē, kā drošības mehānisms, taču tas darbojas joprojām: piemēram, vadītājs brauc ar mašīnu, klausās radio, dzird uz ielas spēlējošo bērnu saucienus, uztver visu. apkārtējās pasaules skaņas, viņa uzmanība ir izklaidīga, un pēkšņi kluss klauvējošs motors uzreiz pārvērš viņa uzmanību uz automašīnu - viņš saprot, ka kaut kas nav kārtībā ar dzinēju (starp citu, šī parādība ir līdzīga kļūdai detektors).
Šī uzmanības maiņa darbojas katram cilvēkam. Mēs atradām zonas, kas tiek aktivizētas uz PET šī mehānisma darbības laikā, un Yu.D. Kropotovs to pētīja, izmantojot implantēto elektrodu metodi. Dažreiz vissarežģītākajā zinātniskajā darbā ir smieklīgas epizodes. Tā tas bija, kad šo darbu pabeidzām steigā pirms ļoti nozīmīga un prestiža simpozija. Yu.D. Mēs ar Kropotovu devāmies uz simpoziju, lai veidotu prezentācijas, un tikai tur ar pārsteigumu un “dziļa gandarījuma sajūtu” pēkšņi atklājām, ka neironu aktivizēšanās notiek tajās pašās zonās. Jā, reizēm abiem blakus sēdošajiem vajag aizbraukt uz citu valsti parunāties.
|
Šāds eksperiments dod interesantus rezultātus. Objektam vienlaikus tiek stāstīti divi dažādi stāsti: viens kreisajā ausī, otrs labajā. Augšējā fotoattēlā redzamas dažādas smadzeņu projekcijas – bultiņas iezīmē aktivētās zonas, kad uzmanība tiek vērsta uz stāstāmo kreisajā ausī. Objekta uzmanība "pārslēdzās" uz "stāstu labajā ausī" (apakšējā fotoattēlā). Var redzēt, ka, lai pievērstu uzmanību "stāstam labajā ausī", ir nepieciešama daudz mazāka smadzeņu darbība. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielākā daļa cilvēku ir labroči – viņi parasti paņem klausuli ar labo roku un pieliek to pie labās auss. |
Ja tiek pārkāpti piespiedu uzmanības mehānismi, tad var runāt par slimību. Kropotova laboratorijā tiek pētīti bērni ar tā sauktajiem uzmanības deficīta un hiperaktivitātes traucējumiem. Tie ir grūti bērni, biežāk zēni, kuri nevar koncentrēties stundai, bieži tiek lamāti mājās un skolā, bet patiesībā ir jāārstē, jo viņiem ir traucēti kaut kādi smadzeņu mehānismi. Vēl nesen šī parādība netika uzskatīta par slimību, un “spēka” metodes tika uzskatītas par labāko veidu, kā ar to cīnīties. Tagad mēs varam ne tikai definēt šo slimību, bet arī piedāvāt metodes, kā ārstēt bērnus ar uzmanības deficītu.
Tomēr es gribu apbēdināt dažus jaunos lasītājus. Ne katra palaidnība ir saistīta ar šo slimību, un tad ... "spēka" metodes ir pamatotas.
Papildus piespiedu uzmanībai pastāv arī selektīva uzmanība. Tā ir tā sauktā “uzmanība reģistratūrā”, kad visi apkārt runā uzreiz, un tu tikai seko sarunu biedram, nepievēršot uzmanību sava labā kaimiņa neinteresantajai pļāpāšanai. Eksperimenta laikā subjektam tiek stāstīti stāsti: vienā ausī - viena, otrā - otra. Mēs sekojam reakcijai uz stāstu labajā ausī, pēc tam kreisajā ausī un uz ekrāna redzam, kā radikāli mainās smadzeņu reģionu aktivizēšana. Tajā pašā laikā labajā ausī nervu šūnu aktivizēšanās anamnēzē ir daudz mazāka - jo vairums cilvēku telefona klausuli paņem labajā rokā un pieliek pie labās auss. Viņiem ir vieglāk sekot līdzi vēsturei labajā ausī, mazāk jāpiepūlas, smadzenes ir mazāk satrauktas.
Smadzeņu noslēpumi joprojām gaida spārnos
Mēs bieži aizmirstam acīmredzamo: cilvēks ir ne tikai smadzenes, bet arī ķermenis. Nav iespējams saprast, kā smadzenes darbojas, neņemot vērā smadzeņu sistēmu un dažādu ķermeņa sistēmu mijiedarbības bagātību. Dažkārt tas ir acīmredzami – piemēram, adrenalīna izdalīšanās asinsritē liek smadzenēm pāriet uz jaunu darbības režīmu. Vesels prāts veselā ķermenī ir ķermeņa un smadzeņu mijiedarbība. Tomēr šeit ne viss ir skaidrs. Šīs mijiedarbības izpēte joprojām gaida savus pētniekus.
Šodien mēs varam teikt, ka mums ir labs priekšstats par vienas nervu šūnas darbību. Smadzeņu kartē pazuduši daudzi balti plankumi, apzinātas par garīgajām funkcijām atbildīgās zonas. Bet starp šūnu un smadzeņu zonu ir vēl viens, ļoti svarīgs līmenis - nervu šūnu kopums, neironu ansamblis. Šeit joprojām ir daudz neskaidrību. Ar PET palīdzību varam izsekot, kuri smadzeņu apgabali tiek “ieslēgti”, veicot noteiktus uzdevumus, bet kas notiek šo apvidu iekšienē, kādus signālus nervu šūnas sūta viena otrai, kādā secībā, kā mijiedarbojas savā starpā. - Pagaidām par to parunāsim, mēs maz zinām. Lai gan šajā virzienā ir zināms progress.
Iepriekš tika uzskatīts, ka smadzenes ir sadalītas skaidri norobežotās zonās, no kurām katra ir “atbildīga” par savu funkciju: šī ir mazā pirkstiņa saliekuma zona, un tā ir vecāku mīlestības zona. Šie secinājumi tika balstīti uz vienkāršiem novērojumiem: ja noteikta zona ir bojāta, tad tiek traucēta tās funkcija. Laika gaitā kļuva skaidrs, ka viss ir sarežģītāk: neironi dažādās zonās mijiedarbojas viens ar otru ļoti sarežģītā veidā, un nav iespējams veikt skaidru funkcijas “saistīšanu” ar smadzeņu reģionu, lai nodrošinātu. augstākas funkcijas. Varam tikai teikt, ka šī joma ir saistīta ar runu, ar atmiņu, ar emocijām. Bet teikt, ka šis smadzeņu neironu ansamblis (nevis gabals, bet plaši izplatīts tīkls) un tikai tas ir atbildīgs par burtu uztveri, un šis - vārdi un teikumi, vēl nav iespējams. Tas ir nākotnes uzdevums.
Smadzeņu darbs augstāka veida garīgās aktivitātes nodrošināšanā ir līdzīgs salūta uzplaiksnījumam: sākumā mēs redzam daudz gaismas, un tad tās sāk nodzist un atkal iedegas, mirkšķinot viens otram, paliek daži gabaliņi. tumšs, citi mirgo. Arī ierosmes signāls tiek nosūtīts uz noteiktu smadzeņu zonu, bet tajā esošo nervu šūnu darbība pakļaujas saviem īpašajiem ritmiem, savai hierarhijai. Saistībā ar šīm pazīmēm dažu nervu šūnu iznīcināšana var būt neatgriezenisks zaudējums smadzenēm, savukārt citas var aizstāt blakus esošos “pārmācītos” neironus. Katru neironu var aplūkot tikai visā nervu šūnu uzkrāšanā. Manuprāt, tagad galvenais uzdevums ir atšifrēt nervu kodu, tas ir, saprast, kā tieši tiek nodrošinātas smadzeņu augstākās funkcijas. Visticamāk, to var izdarīt, pētot smadzeņu elementu mijiedarbību, izprotot, kā atsevišķi neironi tiek apvienoti struktūrā un struktūra sistēmā un veselās smadzenēs. Tas ir nākamā gadsimta galvenais uzdevums. Lai gan uz divdesmitajiem vēl kaut kas palicis.
Glosārijs
Afāzija ir runas traucējumi, kas rodas smadzeņu runas zonu vai nervu ceļu, kas ved uz tiem, bojājumiem.
Magnetoencefalogrāfija - magnētiskā lauka reģistrēšana, ko ierosina elektriskie avoti smadzenēs.
Magnētiskās rezonanses attēlveidošana ir smadzeņu tomogrāfiskais pētījums, kura pamatā ir kodolmagnētiskās rezonanses fenomens.
Pozitronu emisijas tomogrāfija ir ļoti efektīvs veids, kā izsekot ārkārtīgi zemām ultraīsa mūža radionuklīdu koncentrācijām, kas iezīmē fizioloģiski nozīmīgus savienojumus smadzenēs. Izmanto, lai pētītu vielmaiņu, kas iesaistīta smadzeņu funkciju īstenošanā.
Neskatoties uz visiem mūsdienu zinātnes sasniegumiem, cilvēka smadzenes joprojām ir visnoslēpumainākais objekts. Ar vissarežģītākās smalkās iekārtas palīdzību Krievijas Zinātņu akadēmijas Cilvēka smadzeņu institūta zinātnieki varēja "iekļūt" smadzeņu dziļumos, netraucējot to darbam, un noskaidrot, kā tiek uzglabāta informācija, runa tiek apstrādāts, kā veidojas emocijas. Šie pētījumi palīdz ne tikai izprast, kā smadzenes veic savas svarīgākās garīgās funkcijas, bet arī izstrādāt metodes to cilvēku ārstēšanai, kuriem tās ir traucētas. Par šiem un citiem Cilvēka smadzeņu institūta darbiem stāsta režisors SV Medvedevs. Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondējošais loceklis S. MEDVEDEVS (Sanktpēterburga).
Smadzenes pret smadzenēm - kurš uzvar?
Cilvēka smadzeņu izpētes problēma, smadzeņu un psihes attiecības ir viena no aizraujošākajām problēmām, kas jebkad radusies zinātnē. Pirmo reizi mērķis ir izzināt kaut ko sarežģītības ziņā līdzvērtīgu pašam izziņas instrumentam. Galu galā viss, kas līdz šim pētīts – atoms, galaktika un dzīvnieka smadzenes – bija vienkāršāks par cilvēka smadzenēm. No filozofiskā viedokļa nav zināms, vai šīs problēmas risinājums principā ir iespējams. Galu galā, papildus instrumentiem un metodēm, mūsu cilvēka smadzenes joprojām ir galvenais līdzeklis smadzeņu izpratnei. Parasti ierīce, kas pēta kādu parādību vai objektu, ir sarežģītāka par šo objektu, šajā gadījumā mēs cenšamies rīkoties līdzvērtīgi - smadzenes pret smadzenēm.
Uzdevuma milzīgums piesaistīja daudzus izcilus prātus: Hipokrāts, Aristotelis, Dekarts un daudzi citi runāja par smadzeņu darbības principiem.
Pagājušajā gadsimtā tika atklāti par runu atbildīgie smadzeņu apgabali – pēc atklājējiem tos dēvē par Brokas un Vernikas apgabaliem. Tomēr patiesā smadzeņu zinātniskā izpēte sākās ar mūsu izcilā tautieša I. M. Sečenova darbu. Nākamais - V. M. Bekhterevs, I. P. Pavlovs ... Šeit es beigšu uzskaitīt vārdus, jo divdesmitajā gadsimtā ir daudz izcilu smadzeņu pētnieku, un briesmas kādu pazaudēt ir pārāk lielas (īpaši no dzīvajiem, nedod Dievs). Tika veikti lieli atklājumi, taču tā laika metodes cilvēka funkciju pētīšanai bija ļoti ierobežotas: psiholoģiskie testi, klīniskie novērojumi un kopš trīsdesmitajiem gadiem elektroencefalogramma. Tas ir tāpat kā mēģināt izdomāt, kā televizors darbojas, izmantojot lampu un transformatoru skaņas vai korpusa temperatūru, vai mēģināt izprast to veidojošo bloku lomu, pamatojoties uz to, kas notiek ar televizoru, ja šis bloks tiek salauzts.
Taču smadzeņu uzbūve, to morfoloģija jau ir diezgan labi izpētīta. Bet priekšstati par atsevišķu nervu šūnu darbību bija ļoti ieskicēti. Tādējādi trūka pilnīgu zināšanu par celtniecības blokiem, kas veido smadzenes, un nepieciešamo rīku to izpētei.
Divi sasniegumi cilvēka smadzeņu izpētē
Faktiski pirmais izrāviens zināšanās par cilvēka smadzenēm bija saistīts ar ilgstoši un īslaicīgi implantētu elektrodu metodes izmantošanu pacientu diagnostikā un ārstēšanā. Tajā pašā laikā zinātnieki sāka saprast, kā darbojas atsevišķs neirons, kā informācija tiek pārraidīta no neirona uz neironu un pa nervu. Akadēmiķe N. P. Bekhtereva un viņas kolēģi bija pirmie, kas mūsu valstī strādāja tiešā saskarē ar cilvēka smadzenēm.
Tādējādi tika iegūti dati par atsevišķu smadzeņu zonu dzīvi, par tās svarīgāko sekciju - garozas un subkorteksa - attiecību un daudzām citām. Taču smadzenes sastāv no desmitiem miljardu neironu, un ar elektrodu palīdzību var novērot tikai desmitus, un arī tad nereti krīt nevis tās šūnas, kas nepieciešamas pētījumiem, bet tās, kas atrodas blakus terapeitiskajam elektrodam. pētnieku redzeslokā.
Tikmēr pasaulē notika tehnoloģiska revolūcija. Jaunas skaitļošanas iespējas ir ļāvušas pacelt augstāku smadzeņu funkciju izpēti, izmantojot elektroencefalogrāfiju un izraisītos potenciālus, uz jaunu līmeni. Ir parādījušās arī jaunas metodes, kā "ieskatīties" smadzenēs: magnetoencefalogrāfija, funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana un pozitronu emisijas tomogrāfija. Tas viss radīja pamatu jaunam izrāvienam. Tas tiešām notika astoņdesmito gadu vidū.
Šajā laikā sakrita zinātniskā interese un iespēja to apmierināt. Acīmredzot tāpēc ASV Kongress pasludināja deviņdesmitos gadus par cilvēka smadzeņu izpētes desmitgadi. Šī iniciatīva ātri kļuva starptautiska. Simtiem labāko laboratoriju visā pasaulē tagad strādā pie cilvēka smadzeņu izpētes.
Jāteic, ka tolaik mūsu varas augšējos slāņos bija daudz gudru cilvēku, kas atbalstīja valsti. Tāpēc arī mūsu valstī viņi saprata nepieciešamību pētīt cilvēka smadzenes un ierosināja, ka, pamatojoties uz akadēmiķes Bekhterevas izveidoto un vadīto komandu, es noorganizēju smadzeņu pētniecības zinātnisko centru - Cilvēka smadzeņu institūtu. Krievijas Zinātņu akadēmija.
Institūta darbības galvenais virziens ir fundamentāli pētījumi par cilvēka smadzeņu organizāciju un to sarežģītajām psihiskajām funkcijām – runu, emocijām, uzmanību, atmiņu. Bet ne tikai. Tajā pašā laikā zinātniekiem būtu jāmeklē metodes, kā ārstēt tos pacientus, kuriem šīs svarīgās funkcijas ir traucētas. Fundamentālo pētījumu un praktiskā darba ar pacientiem apvienojums bija viens no institūta pamatprincipiem, ko izstrādāja tā zinātniskā direktore Natālija Petrovna Bekhtereva.
Ir nepieņemami eksperimentēt ar cilvēkiem. Tāpēc lielākā daļa smadzeņu pētījumu tiek veikti ar dzīvniekiem. Tomēr ir parādības, kuras var pētīt tikai cilvēkiem. Piemēram, tagad manā laboratorijā jauns darbinieks aizstāv disertāciju par runas apstrādi, tās pareizrakstību un sintaksi dažādās smadzeņu struktūrās. Piekrītiet, ka ir grūti mācīties uz žurkas. Institūts ir īpaši vērsts uz to, ko nevar pētīt ar dzīvniekiem. Psihofizioloģiskos pētījumus uz brīvprātīgajiem veicam, izmantojot tā saukto neinvazīvo paņēmienu, "neiekļūstot" smadzenēs un nesagādājot cilvēkam īpašas neērtības. Šādi tiek veikti, piemēram, tomogrāfiskie izmeklējumi vai smadzeņu kartēšana, izmantojot elektroencefalogrāfiju.
Bet gadās, ka slimība vai negadījums "uzliek eksperimentu" uz cilvēka smadzenēm – piemēram, tiek traucēta pacienta runa vai atmiņa. Šajā situācijā ir iespējams un nepieciešams pārbaudīt tās smadzeņu zonas, kuru darbs ir traucēts. Vai, gluži pretēji, pacientam tiek pazaudēts vai bojāts smadzeņu gabals, un zinātniekiem tiek dota iespēja izpētīt, kādus “pienākumus” smadzenes nevar veikt ar šādu pārkāpumu.
Bet vienkārši novērot šādus pacientus ir, maigi izsakoties, neētiski, un mūsu institūts ne tikai izmeklē pacientus ar dažādām smadzeņu traumām, bet arī palīdz viņiem, tostarp ar mūsu darbinieku izstrādāto jaunāko ārstēšanas metožu palīdzību. Šim nolūkam institūtā ir klīnika ar 160 gultām. Mūsu darbinieku darbā ir nesaraujami saistīti divi uzdevumi – izpēte un ārstēšana.
Mums ir lieliski augsti kvalificēti ārsti un medmāsas. Bez tā nav iespējams - galu galā mēs esam zinātnes priekšgalā, un, lai ieviestu jaunas metodes, ir nepieciešama augstākā kvalifikācija. Gandrīz katra institūta laboratorija ir slēgta klīnikas nodaļām, un tas ir atslēga uz nepārtrauktu jaunu pieeju rašanos. Papildus standarta ārstēšanas metodēm veicam epilepsijas un parkinsonisma ķirurģisko ārstēšanu, psihoķirurģiskas operācijas, smadzeņu audu ārstēšanu ar magnētisko stimulāciju, afāzijas ārstēšanu ar elektrisko stimulāciju un daudz ko citu. Nopietni pacienti guļ klīnikā, un dažreiz viņiem ir iespējams palīdzēt gadījumos, kas tika uzskatīti par bezcerīgiem. Protams, tas ne vienmēr ir iespējams. Kopumā, dzirdot jebkādas neierobežotas garantijas attieksmē pret cilvēkiem, tas rada ļoti nopietnas šaubas.
Laboratoriju darba dienas un labākās stundas
Katrai laboratorijai ir savi sasniegumi. Piemēram, laboratorija, kuru vada profesors V. A. Ilyukhina, attīstās smadzeņu funkcionālo stāvokļu neirofizioloģijas jomā.
Kas tas ir? Mēģināšu paskaidrot ar vienkāršu piemēru. Ikviens zina, ka vienu un to pašu frāzi cilvēks dažreiz uztver diametrāli pretēji, atkarībā no tā, kādā stāvoklī viņš atrodas: slims vai vesels, satraukts vai mierīgs. Tas ir līdzīgi tam, kā vienai noti, kas ņemta, piemēram, no ērģelēm, atkarībā no reģistra ir atšķirīgs tembrs. Mūsu smadzenes un ķermenis ir vissarežģītākā vairāku reģistru sistēma, kurā reģistra lomu spēlē cilvēka stāvoklis. Var teikt, ka visu attiecību spektru starp cilvēku un vidi nosaka viņa funkcionālais stāvoklis. Tas nosaka gan operatora "neveiksmes" iespējamību vissarežģītākās iekārtas vadības panelī, gan pacienta reakciju uz lietotajām zālēm.
Profesores Iļuhinas laboratorijā tiek pētīti funkcionālie stāvokļi, kā arī kādi parametri tos nosaka, kā šie parametri un paši stāvokļi ir atkarīgi no organisma regulējošām sistēmām, kā ārējās un iekšējās ietekmes maina stāvokļus, dažkārt izraisot saslimšanas, un kā savukārt smadzeņu un ķermeņa stāvokļi ietekmē slimības gaitu un zāļu iedarbību. Ar iegūto rezultātu palīdzību ir iespējams izdarīt pareizo izvēli starp alternatīviem ārstēšanas veidiem. Tiek veikta arī cilvēka adaptīvo spēju noteikšana: cik stabils viņš būs pie jebkuras terapeitiskās iedarbības, stresa.
Neiroimunoloģijas laboratorija nodarbojas ar ļoti svarīgu uzdevumu. Imūnregulācijas traucējumi bieži izraisa smagas smadzeņu slimības. Šis stāvoklis ir jādiagnozē un jāārstē - imūnkorekcija. Tipisks neiroimūnās slimības piemērs ir multiplā skleroze, ko institūtā pēta profesora ID Stoļarova vadītā laboratorija. Pirms neilga laika viņš pievienojās Eiropas Multiplās sklerozes izpētes un ārstēšanas komitejas valdei.
20. gadsimtā cilvēks sāka aktīvi mainīt apkārtējo pasauli, svinot uzvaru pār dabu, taču izrādījās, ka svinēt ir pāragri: tajā pašā laikā problēmas, ko radījis pats cilvēks, t.s. cilvēks. -izgatavoti tādi, tiek saasināti. Mēs dzīvojam magnētisko lauku ietekmē, mirgojošu gāzes spuldžu gaismā, stundām ilgi skatāmies datora displejā, runājam pa mobilo telefonu... Tas viss cilvēka ķermenim nebūt nav vienaldzīgs: piemēram, tas Ir labi zināms, ka mirgojoša gaisma var izraisīt epilepsijas lēkmi. Novērst smadzenēm nodarīto bojājumu var ar pavisam vienkāršiem pasākumiem – aizveriet vienu aci. Lai krasi samazinātu radiotelefona "kaitīgo efektu" (starp citu, tas vēl nav galīgi pierādīts), var vienkārši mainīt tā dizainu, lai antena būtu vērsta uz leju un smadzenes netiktu apstarotas. Šos pētījumus veic laboratorija, kuru vada medicīnas zinātņu doktors E. B. Lyskovs. Piemēram, viņš un viņa līdzstrādnieki ir parādījuši, ka mainīga magnētiskā lauka iedarbība nelabvēlīgi ietekmē mācību procesu.
Šūnu līmenī smadzeņu darbs ir saistīts ar dažādu vielu ķīmiskajām pārvērtībām, tāpēc mums ir svarīgi rezultāti, kas iegūti molekulārās neirobioloģijas laboratorijā, kuru vada profesors SA Dambinova. Šīs laboratorijas darbinieki izstrādā jaunas metodes smadzeņu slimību diagnosticēšanai, meklē proteīna rakstura ķīmiskas vielas, kas spēj normalizēt smadzeņu audu traucējumus parkinsonisma, epilepsijas, narkotiku un alkohola atkarības gadījumā. Izrādījās, ka narkotiku un alkohola lietošana izraisa nervu šūnu iznīcināšanu. To fragmenti, nonākot asinsritē, liek imūnsistēmai ražot tā sauktās "autoantivielas". "Autoantivielas" ilgstoši saglabājas asinīs pat cilvēkiem, kuri pārtraukuši lietot narkotikas. Šī ir sava veida ķermeņa atmiņa, kas glabā informāciju par narkotiku lietošanu. Ja cilvēka asinīs izmēra autoantivielu daudzumu pret konkrētiem nervu šūnu fragmentiem, diagnozi "narkotiku atkarība" var noteikt pat vairākus gadus pēc tam, kad cilvēks pārtrauks lietot narkotikas.
Vai ir iespējams "pāraudzināt" nervu šūnas?
Viens no modernākajiem virzieniem institūta darbā ir stereotakss. Šī ir medicīnas tehnoloģija, kas nodrošina maztraumatisku, saudzējošu, mērķtiecīgu piekļuvi smadzeņu dziļajām struktūrām un dozētu ietekmi uz tām. Tā ir nākotnes neiroķirurģija. "Atvērto" neiroķirurģisko iejaukšanās vietā, kad tiek veikta liela trepanācija, lai sasniegtu smadzenes, tiek piedāvāti maztraumatiski, saudzējoši efekti uz smadzenēm.
Attīstītajās valstīs, galvenokārt ASV, klīniskā stereotakss ir ieņēmis savu likumīgo vietu neiroķirurģijā. Aptuveni 300 neiroķirurgu, Amerikas Stereotaksikas biedrības biedri, šodien strādā šajā jomā Amerikas Savienotajās Valstīs. Stereotakses pamatā ir matemātika un precīzie instrumenti, kas nodrošina mērķtiecīgu iegremdēšanu smalko instrumentu smadzenēs. Tie ļauj "ieskatīties" dzīva cilvēka smadzenēs. Šajā gadījumā izmanto pozitronu emisijas tomogrāfiju, magnētiskās rezonanses attēlveidošanu un datortomogrāfiju. "Stereotaksis ir neiroķirurģijas metodoloģiskā brieduma mērs" - uzskata nelaiķis neiroķirurgs L. V. Abrakovs. Stereotaksiskajai ārstēšanas metodei ļoti svarīgi ir zināt atsevišķu "punktu" lomu cilvēka smadzenēs, izprotot to mijiedarbību, zinot, kur un kas tieši smadzenēs ir jāmaina, lai ārstētu konkrēto slimību.
Institūtā ir stereotaksisko metožu laboratorija, kuru vada medicīnas zinātņu doktors, PSRS Valsts prēmijas laureāts A. D. Aņičkovs. Būtībā šis ir vadošais stereotaksiskais centrs Krievijā. Šeit dzima modernākais virziens - datora stereotakss ar programmatūru un matemātisko atbalstu, kas tiek veikts uz elektroniskā datora. Pirms mūsu izstrādes stereotaksiskos aprēķinus manuāli veica neiroķirurgi operācijas laikā, bet tagad esam izstrādājuši desmitiem stereotaksisko ierīču; daži ir klīniski pārbaudīti un spēj atrisināt vissarežģītākās problēmas. Kopā ar kolēģiem no Centrālā pētniecības institūta "Elektropribor" ir izveidota un pirmo reizi Krievijā masveidā tiek ražota datorizēta stereotaksiskā sistēma, kas vairākos būtiskos rādītājos pārspēj līdzīgus ārvalstu modeļus. Kā izteicās kāds nezināms autors, "beidzot kautrīgie civilizācijas stari ir izgaismojuši mūsu tumšās alas".
Mūsu institūtā stereotaksis tiek izmantots tādu pacientu ārstēšanā, kuri cieš no motoriskiem traucējumiem (parkinsonisms, Parkinsona slimība, Hantingtona horeja un citi), epilepsiju, nekontrolējamas sāpes (jo īpaši fantoma sāpju sindromu) un dažiem garīgiem traucējumiem. Turklāt stereotaksiju izmanto, lai noskaidrotu noteiktu smadzeņu audzēju diagnozi un ārstēšanu, lai ārstētu hematomas, abscesus un smadzeņu cistas. Stereotaktiskās iejaukšanās (tāpat kā visas pārējās neiroķirurģiskās iejaukšanās) pacientam tiek piedāvātas tikai tad, ja ir izsmeltas visas medikamentozās ārstēšanas iespējas un pati slimība apdraud pacienta veselību vai padara viņu invaliditāti, padara viņu asociālu. Visas operācijas tiek veiktas tikai ar pacienta un viņa tuvinieku piekrišanu, pēc dažādu jomu speciālistu konsultācijas.
Ir divu veidu stereotakses. Pirmo, nefunkcionālo, izmanto, ja smadzeņu dziļumos ir kāds organisks bojājums, piemēram, audzējs. Ja tas tiek noņemts, izmantojot parasto tehnoloģiju, tam būs jāietekmē veselīgas smadzeņu struktūras, kas veic svarīgas funkcijas, un pacients var nejauši tikt nodarīts kaitējums, dažreiz pat nesavienojams ar dzīvību. Pieņemsim, ka audzējs ir skaidri redzams ar magnētiskās rezonanses un pozitronu emisijas tomogrāfu palīdzību. Pēc tam jūs varat aprēķināt tā koordinātas un ievadīt radioaktīvās vielas, izmantojot maztraumatisku plānu zondi, kas īsā laikā izdegs audzēju un sadalīsies. Bojājumi, izejot cauri smadzeņu audiem, ir minimāli, un audzējs tiks iznīcināts. Mēs jau esam veikuši vairākas šādas operācijas, bijušie pacienti joprojām dzīvo, lai gan ar tradicionālajām ārstēšanas metodēm viņiem nebija cerību.
Šīs metodes būtība ir tāda, ka mēs novēršam "defektu", ko mēs skaidri redzam. Galvenais uzdevums ir izlemt, kā līdz tam nokļūt, kādu ceļu izvēlēties, lai neaiztiktu svarīgas vietas, kādu metodi "defekta" novēršanai izvēlēties.
Būtībā atšķiras situācija ar "funkcionālo" stereotaksiju, ko izmanto arī garīgo slimību ārstēšanā. Slimības cēlonis bieži ir tas, ka viena neliela nervu šūnu grupa vai vairākas šādas grupas nedarbojas pareizi. Viņi vai nu neizdala nepieciešamās vielas, vai arī tās izdala pārāk daudz. Šūnas var būt patoloģiski satrauktas un pēc tam stimulēt citu, veselīgu šūnu "slikto" darbību. Šīs "pazudušās" šūnas ir jāatrod un vai nu jāiznīcina, vai izolētas, vai "pāraudzinātas" ar elektriskās stimulācijas palīdzību. Šādā situācijā nav iespējams "redzēt" skarto zonu. Mums tas jāaprēķina tīri teorētiski, kā astronomi aprēķināja Neptūna orbītu.
Tieši šeit mums īpaši svarīgas ir fundamentālas zināšanas par smadzeņu darbības principiem, par to daļu mijiedarbību, par katras smadzeņu daļas funkcionālo lomu. Mēs izmantojam stereotaksiskās neiroloģijas rezultātus, jaunu virzienu, ko institūtā izstrādājis nelaiķis profesors V. M. Smirnovs. Stereotaktiskā neiroloģija ir "augstākais līmenis", taču tieši šajā ceļā jāmeklē iespēja ārstēt daudzas nopietnas slimības, arī garīgas.
Mūsu pētījumu rezultāti un citu laboratoriju dati liecina, ka praktiski jebkuru, pat ļoti sarežģītu, smadzeņu garīgo darbību nodrošina telpā sadalīta un laikā mainīga sistēma, kas sastāv no dažādas stingrības pakāpes saitēm. Skaidrs, ka iejaukties šādas sistēmas darbībā ir ļoti grūti. Tomēr tagad mēs zinām, kā to izdarīt: piemēram, mēs varam izveidot jaunu runas centru, lai aizstātu to, kas tika iznīcināts traumas laikā.
Šajā gadījumā notiek sava veida nervu šūnu "pāraudzināšana". Fakts ir tāds, ka ir nervu šūnas, kas ir gatavas savam darbam no dzimšanas, bet ir citas, kas ir "izglītotas" cilvēka attīstības procesā. Mācoties veikt dažus uzdevumus, viņi aizmirst citus, bet ne uz visiem laikiem. Pat nokārtojuši "specializāciju", viņi principā spēj uzņemties kādu citu uzdevumu veikšanu, viņi var strādāt citādi. Tāpēc jūs varat mēģināt piespiest viņus pārņemt zaudēto nervu šūnu darbu, aizstāt tās.
Smadzeņu neironi darbojas kā kuģa pavēle: viens labi orientējas pa kuģi, otrs labi šauj, trešais gatavo ēdienu. Bet pat bultu var iemācīt gatavot boršču, bet koku var iemācīt tēmēt ar ieroci. Jums vienkārši jāpaskaidro viņiem, kā tas tiek darīts. Principā tas ir dabisks mehānisms: ja bērnam rodas smadzeņu traumas, viņa nervu šūnas spontāni "pārmācās". Pieaugušajiem šūnu "pārkvalificēšanai" jāizmanto īpašas metodes.
Tas ir tas, ko pētnieki dara – viņi mēģina stimulēt dažas nervu šūnas veikt citu darbu, ko vairs nevar atjaunot. Šajā virzienā jau ir gūti labi rezultāti: piemēram, daži pacienti ar traucētu Brokas zonu, kas ir atbildīga par runas veidošanos, ir iemācīti runāt no jauna.
Vēl viens piemērs ir psihoķirurģisko operāciju terapeitiskais efekts, kuru mērķis ir "izslēgt" smadzeņu zonas struktūras, ko sauc par limbisko sistēmu. Dažādās slimībās dažādās smadzeņu zonās rodas patoloģisku impulsu plūsma, kas cirkulē pa nervu ceļiem. Šie impulsi parādās pastiprinātas smadzeņu zonu aktivitātes rezultātā, un šis mehānisms izraisa vairākas hroniskas nervu sistēmas slimības, piemēram, parkinsonisms, epilepsija un obsesīvi-kompulsīvi traucējumi. Ceļi, pa kuriem iet patoloģisko impulsu cirkulācija, ir jāatrod un pēc iespējas taupīgāk "jāizslēdz".
Pēdējos gados ir veikti simtiem (īpaši ASV) stereotaksiskas psihoķirurģiskas iejaukšanās, lai ārstētu pacientus, kuri cieš no noteiktiem garīgiem traucējumiem (galvenokārt obsesīvi-kompulsīviem traucējumiem), kuriem neķirurģiskas ārstēšanas metodes ir izrādījušās neefektīvas. Pēc dažu narkologu domām, par šāda veida traucējumu veidu var uzskatīt arī atkarību no narkotikām, tāpēc neveiksmīgas narkotiku ārstēšanas gadījumā var ieteikt stereotaksisku iejaukšanos.
Kļūdu detektors
Ļoti svarīgs institūta darba virziens ir augstāko smadzeņu funkciju izpēte: uzmanība, atmiņa, domāšana, runa, emocijas. Ar šīm problēmām nodarbojas vairākas laboratorijas, tostarp manis vadītā, akadēmiķes N. P. Bekhterevas laboratorija un bioloģijas doktora Ju. D. Kropotova laboratorija.
Tikai cilvēkam raksturīgās smadzeņu funkcijas tiek pētītas, izmantojot dažādas pieejas: tiek izmantota "parastā" elektroencefalogramma, bet jaunā smadzeņu kartēšanas līmenī tiek pētīti izsauktie potenciāli, šo procesu reģistrēšana kopā ar tiešā kontaktā esošo neironu impulsu aktivitāti. ar smadzeņu audiem - šai pozitronu emisijas tomogrāfijai tiek izmantoti implantēti elektrodi un aparatūra.
Akadēmiķa N. P. Bekhtereva darbs šajā jomā tika plaši atspoguļots zinātniskajā un populārzinātniskajā presē. Viņa sāka sistemātisku smadzeņu garīgo procesu izpēti laikā, kad lielākā daļa zinātnieku uzskatīja, ka tas ir gandrīz nezināms, tas ir tālās nākotnes jautājums. Labi, ka vismaz zinātnē patiesība nav atkarīga no vairākuma nostājas. Daudzi no tiem, kas noliedza šādu pētījumu iespēju, tagad uzskata, ka tie ir prioritāte.
Šī raksta ietvaros mēs varam minēt tikai interesantākos rezultātus, piemēram, kļūdu detektoru. Katrs no mums ir pieredzējis savu darbu. Iedomājieties, ka izgājāt no mājas un jau uz ielas jūs sāk mocīt dīvaina sajūta - kaut kas nav kārtībā. Tu atgriezies - tu esi, tu aizmirsi izslēgt gaismu vannas istabā. Tas ir, jūs aizmirsāt veikt ierasto, stereotipisko darbību - pārslēgt slēdzi, un šī izlaidība automātiski ieslēdza vadības mehānismu smadzenēs. Šo mehānismu sešdesmito gadu vidū atklāja N. P. Bekhtereva un viņas līdzstrādnieki. Neraugoties uz to, ka rezultāti tika publicēti zinātniskos žurnālos, arī ārzemju, tagad tos Rietumos "atklāj no jauna" cilvēki, kuri zina mūsu zinātnieku darbus, bet nenicina no tiem tieši aizņemties. Lielvalsts izzušana novedusi arī pie tā, ka zinātnē ir vairāk tieša plaģiāta gadījumu.
Kļūdu atklāšana var kļūt arī par slimību, kad šis mehānisms darbojas vairāk nekā nepieciešams, un cilvēkam vienmēr šķiet, ka viņš kaut ko ir aizmirsis.
Vispārīgi runājot, emociju rašanās process smadzeņu līmenī arī mums šodien ir skaidrs. Kāpēc viens cilvēks ar tiem tiek galā, bet otrs - "grimst", nevar izlauzties no tāda paša veida pārdzīvojumu apburtā loka? Izrādījās, ka "stabilam" cilvēkam vielmaiņas izmaiņas smadzenēs, kas saistītas, piemēram, ar bēdām, obligāti tiek kompensētas ar vielmaiņas izmaiņām citās struktūrās, kas vērstas pretējā virzienā. "Nestabilā" cilvēkā šī kompensācija ir salauzta.
Kurš ir atbildīgs par gramatiku?
Ļoti svarīga darba joma ir tā sauktā smadzeņu mikrokartēšana. Mūsu kopīgajā pētījumā ir atklāti pat tādi mehānismi kā jēgpilnas frāzes gramatiskās pareizības detektors. Piemēram, "zilā lente" un "zilā lente". Abos gadījumos nozīme ir skaidra. Bet ir viena "maza, bet lepna" neironu grupa, kas "uzbriest", kad gramatika tiek pārkāpta, un signalizē par to smadzenēm. Kāpēc tas ir vajadzīgs? Visticamāk, ka runas izpratne bieži vien nāk caur gramatikas analīzi (atcerieties akadēmiķa Ščerbas "drūmo kuzdru"). Ja kaut kas nav kārtībā ar gramatiku, pienāk signāls - ir jāveic papildu analīze.
Atrasti smadzeņu mikroapgabali, kas ir atbildīgi par kontu, par atšķirību starp konkrētiem un abstraktiem vārdiem. Parādītas atšķirības neironu darbā dzimtās valodas vārda (kauss), dzimtās valodas kvazivārda (chokhna) un svešvalodas vārda (vaht - laiks azerbaidžāņu valodā) uztveres laikā.
Šajā darbībā dažādos veidos tiek iesaistīti garozas neironi un smadzeņu dziļās struktūras. Dziļās konstrukcijās galvenokārt tiek novērots elektrisko izlāžu biežuma pieaugums, kas nav īpaši "piesiets" nevienai konkrētai zonai. Šie neironi ir līdzīgi jebkuram
problēmu atrisina visa pasaule. Pilnīgi cita aina smadzeņu garozā. Šķiet, ka viens neirons saka: "Nāc, puiši, klusējiet, tas ir mans darījums, un es to darīšu pats." Patiešām, visiem neironiem, izņemot dažus, impulsu biežums samazinās, bet "izredzētajiem" tas palielinās.
Pateicoties pozitronu emisijas tomogrāfijas (vai saīsināti PET) tehnikai, kļuva iespējams detalizēti vienlaikus izpētīt visas smadzeņu zonas, kas ir atbildīgas par sarežģītām "cilvēka" funkcijām. Metodes būtība ir tāda, ka vielā, kas iesaistīta ķīmiskajās transformācijās smadzeņu šūnu iekšienē, tiek ievadīts neliels daudzums izotopa, un tad mēs novērojam, kā mainās šīs vielas izplatība mūs interesējošā smadzeņu reģionā. Ja glikozes plūsma ar radioaktīvo marķējumu palielinās uz šo zonu, tas nozīmē, ka vielmaiņa ir palielinājusies, kas liecina par pastiprinātu nervu šūnu darbu šajā smadzeņu daļā.
Tagad iedomājieties, ka cilvēks veic kādu sarežģītu uzdevumu, kas viņam liek zināt pareizrakstības vai loģiskās domāšanas noteikumus. Tajā pašā laikā viņa nervu šūnas visaktīvāk strādā smadzeņu zonā, kas ir “atbildīga” par šīm prasmēm. Nervu šūnu darba nostiprināšanu var reģistrēt, izmantojot PET, palielinot asins plūsmu aktivizētajā zonā. Tādējādi bija iespējams noteikt, kuri smadzeņu apgabali ir "atbildīgi" par sintaksi, pareizrakstību, runas nozīmi un citu problēmu risināšanu. Piemēram, ir zināmas zonas, kuras tiek aktivizētas, uzrādot vārdus, neatkarīgi no tā, vai tie ir jālasa vai nē. Ir arī zonas, kas tiek aktivizētas "neko nedarīšanai", kad, piemēram, cilvēks klausās stāstu, bet to nedzird, sekojot kaut kam citam.
Kas ir uzmanība?
Tikpat svarīgi ir saprast, kā cilvēkā "strādā" uzmanība. Ar šo problēmu mūsu institūtā nodarbojas gan mana laboratorija, gan Ju.D.Kropotova laboratorija. Pētījumi tiek veikti kopīgi ar zinātnieku grupu somu profesora R. Naatanena vadībā, kas atklāja tā saukto piespiedu uzmanības mehānismu. Lai saprastu, par ko mēs runājam, iedomājieties situāciju: mednieks ložņā pa mežu, vajā medījumu. Bet viņš pats ir laupījums plēsīgam zvēram, ko viņš nepamana, jo ir noskaņots tikai brieža vai zaķa meklēšanai. Un pēkšņi nejauša sprakšķēšana krūmos, iespējams, ne pārāk pamanāma uz putnu čivināšanas un straumes trokšņa fona, acumirklī pārvērš viņa uzmanību, dod signālu: "Briesmas ir tuvu." Piespiedu uzmanības mehānisms cilvēkā veidojies senatnē, kā drošības mehānisms, taču tas darbojas joprojām: piemēram, vadītājs brauc ar mašīnu, klausās radio, dzird uz ielas spēlējošo bērnu saucienus, uztver visu. apkārtējās pasaules skaņas, viņa uzmanība tiek novērsta, un pēkšņi kluss klauvējošs motors uzreiz pārvērš viņa uzmanību uz automašīnu - viņš saprot, ka kaut kas nav kārtībā ar dzinēju (starp citu, šī parādība ir līdzīga kļūdu detektoram) .
Šī uzmanības maiņa darbojas katram cilvēkam. Mēs atradām zonas, kas tiek aktivizētas uz PET šī mehānisma darbības laikā, un Yu. D. Kropotovs to pētīja, izmantojot implantēto elektrodu metodi. Dažreiz vissarežģītākajā zinātniskajā darbā ir smieklīgas epizodes. Tā tas bija, kad šo darbu pabeidzām steigā pirms ļoti nozīmīga un prestiža simpozija. Mēs ar Ju.D.Kropotovu devāmies uz simpoziju, lai veidotu prezentācijas, un tikai tur ar pārsteigumu un "dziļa gandarījuma sajūtu" negaidīti uzzinājām, ka neironu aktivizēšanās notiek vienās un tajās pašās zonās. Jā, reizēm abiem blakus sēdošajiem vajag aizbraukt uz citu valsti parunāties.
Ja tiek pārkāpti piespiedu uzmanības mehānismi, tad var runāt par slimību. Kropotova laboratorijā tiek pētīti bērni ar tā sauktajiem uzmanības deficīta un hiperaktivitātes traucējumiem. Tie ir grūti bērni, biežāk zēni, kuri nevar koncentrēties stundai, mājās un skolā bieži tiek lamāti, bet patiesībā viņi ir jāārstē, jo viņiem ir salūzuši kaut kādi smadzeņu mehānismi. Vēl nesen šī parādība netika uzskatīta par slimību, un "spēka" metodes tika uzskatītas par labāko veidu, kā ar to cīnīties. Tagad mēs varam ne tikai definēt šo slimību, bet arī piedāvāt metodes, kā ārstēt bērnus ar uzmanības deficītu.
Tomēr es gribu apbēdināt dažus jaunos lasītājus. Ne katra palaidnība ir saistīta ar šo slimību, un tad ... "spēka" metodes ir pamatotas.
Papildus piespiedu uzmanībai pastāv arī selektīva uzmanība. Tā ir tā sauktā “uzmanība reģistratūrā”, kad visi apkārt runā uzreiz, un tu tikai seko sarunu biedram, nepievēršot uzmanību sava labā kaimiņa neinteresantajai pļāpāšanai. Eksperimenta laikā subjektam tiek stāstīti stāsti: vienā ausī - viena, otrā - otra. Mēs sekojam reakcijai uz stāstu labajā ausī, pēc tam kreisajā ausī un uz ekrāna redzam, kā radikāli mainās smadzeņu reģionu aktivizēšana. Tajā pašā laikā labajā ausī nervu šūnu aktivizēšanās anamnēzē ir daudz mazāka - jo vairums cilvēku telefona klausuli paņem labajā rokā un pieliek pie labās auss. Viņiem ir vieglāk sekot līdzi vēsturei labajā ausī, mazāk jāpiepūlas, smadzenes ir mazāk satrauktas.
Smadzeņu noslēpumi joprojām gaida spārnos
Mēs bieži aizmirstam acīmredzamo: cilvēks ir ne tikai smadzenes, bet arī ķermenis. Nav iespējams saprast, kā smadzenes darbojas, neņemot vērā smadzeņu sistēmu un dažādu ķermeņa sistēmu mijiedarbības bagātību. Dažkārt tas ir acīmredzami – piemēram, adrenalīna izdalīšanās asinsritē liek smadzenēm pāriet uz jaunu darbības režīmu. Vesels prāts veselā ķermenī ir ķermeņa un smadzeņu mijiedarbība. Tomēr šeit ne viss ir skaidrs. Šīs mijiedarbības izpēte joprojām gaida savus pētniekus.
Šodien mēs varam teikt, ka mums ir labs priekšstats par vienas nervu šūnas darbību. Smadzeņu kartē pazuduši daudzi balti plankumi, apzinātas par garīgajām funkcijām atbildīgās zonas. Bet starp šūnu un smadzeņu zonu ir vēl viens, ļoti svarīgs līmenis - nervu šūnu kopums, neironu ansamblis. Šeit joprojām ir daudz neskaidrību. Ar PET palīdzību varam izsekot, kuri smadzeņu apgabali tiek "ieslēgti", veicot konkrētus uzdevumus, bet kas notiek šo apvidu iekšienē, kādus signālus nervu šūnas sūta viena otrai, kādā secībā, kā tās savstarpēji mijiedarbojas. - Pagaidām par to parunāsim, mēs maz zinām. Lai gan šajā virzienā ir zināms progress.
Iepriekš tika uzskatīts, ka smadzenes ir sadalītas skaidri norobežotās zonās, no kurām katra ir "atbildīga" par savu funkciju: šī ir mazā pirkstiņa saliekuma zona, un tā ir vecāku mīlestības zona. Šie secinājumi tika balstīti uz vienkāršiem novērojumiem: ja ir bojāta dotā zona, tad tiek traucēta arī tās funkcija. Laika gaitā kļuva skaidrs, ka viss ir sarežģītāk: neironi dažādās zonās mijiedarbojas viens ar otru ļoti sarežģītā veidā, un nav iespējams visur veikt skaidru funkciju “saistīšanu” ar smadzeņu reģionu, lai nodrošinātu augstāku līmeni. funkcijas. Varam tikai teikt, ka šī joma ir saistīta ar runu, ar atmiņu, ar emocijām. Un teikt, ka šis smadzeņu neironu ansamblis (nevis gabals, bet plaši izplatīts tīkls) un tikai tas ir atbildīgs par burtu uztveri, un šis - vārdi un teikumi, vēl nav iespējams. Tas ir nākotnes uzdevums.
Smadzeņu darbs augstāka veida garīgās aktivitātes nodrošināšanā ir līdzīgs salūta uzplaiksnījumam: sākumā mēs redzam daudz gaismas, un tad tās sāk nodzist un atkal iedegas, mirkšķinot viens otram, paliek daži gabaliņi. tumšs, citi mirgo. Arī ierosmes signāls tiek nosūtīts uz noteiktu smadzeņu zonu, bet tajā esošo nervu šūnu darbība ir pakļauta saviem īpašajiem ritmiem, savai hierarhijai. Saistībā ar šīm pazīmēm dažu nervu šūnu iznīcināšana var būt neatgriezenisks zaudējums smadzenēm, savukārt citas var aizstāt blakus esošos "pārmācītos" neironus. Katru neironu var aplūkot tikai visā nervu šūnu uzkrāšanā. Manuprāt, tagad galvenais uzdevums ir atšifrēt nervu kodu, tas ir, saprast, kā konkrēti tiek nodrošinātas smadzeņu augstākās funkcijas. Visticamāk, to var izdarīt, pētot smadzeņu elementu mijiedarbību, saprotot, kā atsevišķi neironi tiek apvienoti struktūrā, bet struktūra - sistēmā un veselās smadzenēs. Tas ir nākamā gadsimta galvenais uzdevums. Lai gan uz divdesmitajiem vēl kaut kas palicis.
Šāds eksperiments dod interesantus rezultātus. Objektam vienlaikus tiek stāstīti divi dažādi stāsti: viens kreisajā ausī, otrs labajā. 1. fotoattēlā redzamas dažādas smadzeņu projekcijas – bultiņas iezīmē aktivētās zonas, kad uzmanība tiek vērsta uz kreisajā ausī stāstīto. Objekta uzmanība "pārslēdzās" uz "stāstu labajā ausī" (2. foto). Var redzēt, ka uzmanības fiksēšana uz "stāstu labajā ausī" prasa daudz mazāku smadzeņu darbību. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielākā daļa cilvēku ir labroči – viņi parasti paņem klausuli ar labo roku un pieliek to pie labās auss.
Pēdējos gados Krievijas Zinātņu akadēmijas Cilvēka smadzeņu institūtā veiktie pētījumi ir ļāvuši noteikt, kuri smadzeņu apgabali ir atbildīgi par dažādu cilvēka uztvertās runas iezīmju izpratni: par gramatiku, sintakse, pareizrakstību, un citi.
JOMA, KAS ATBILDĪGA PAR VĀRDA GRAMATISKĀS ĪPAŠĪBAS NOTEIKŠANU
ZONA AKTĪVA, KAD IR NEPIECIEŠAMS ĪSTERMIŅA ATMIŅA
RUNAS MOTORIJAS ZONAS
PRIMĀRĀS KRĀSU APSTRĀDES ZONAS
ZONAS, KAS IESAISTĪTAS TEIKUMU SINTAKSE STRUKTŪRAS APSTRĀDĀ
VĀRDU RAKSTĪBAS APSTRĀDES ZONA
JOMA, KAS IESAISTĪTA VĀRDU NOZĪMES APZINĀTĀ UN IESAISTĪTAJĀ APSTRĀDE
JOMAS, KAS IESPĒJAMĀS NOVĒRTĒ RUNAS IESPĒJAS APSTRĀDES AIZSLĒGŠANU VĀRDĀ FIZISKĀS ĪPAŠĪBAS APSTRĀDES PROBLĒMAS, PIEMĒRAM, KRĀSA
Glosārijs
Afāzija- runas traucējumi smadzeņu runas zonu vai uz tām vedošo nervu ceļu bojājumu rezultātā.
Magnetoencefalogrāfija- elektrisko avotu ierosinātā magnētiskā lauka reģistrācija smadzenēs.
Magnētiskās rezonanses attēlveidošanas- smadzeņu tomogrāfiskā izpēte, kuras pamatā ir kodolmagnētiskās rezonanses fenomens.
Pozitronu emisijas tomogrāfija ir ļoti efektīvs veids, kā izsekot ārkārtīgi zemām ultraīsa mūža radionuklīdu koncentrācijām, kas iezīmē fizioloģiski nozīmīgus savienojumus smadzenēs. Izmanto, lai pētītu vielmaiņu, kas iesaistīta smadzeņu funkciju īstenošanā.