Ihmisen aivojen uusien mahdollisuuksien löytäminen tapahtuu yhä useammin. Samaan aikaan tutkijat eivät voi täysin ymmärtää, miten hän edelleen toimii. Biotieteiden tohtori, Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtaja, Human Brain Institute -johtaja Svyatoslav Medvedev kertoi Rosbaltille Rosbaltin haastattelussa osana Parempi puoli elämää -hanketta, jonka aivojen salaisuudet ja salaisuudet ovat edelleen ratkaisematta.
Biotieteiden tohtori, Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtaja, Human Brain Institute -johtaja Svyatoslav Medvedev.
Svyatoslav Vsevolodovich, ihmiset ovat tutkineet aivoja satojen vuosien ajan. Kuinka paljon olet edistynyt tänä aikana?
- Ei edes satoja vuosia, mutta tuhansia. Ensimmäinen kraniotomia - kraniotomia - tehtiin noin 5000 eKr. Jopa Hippokrates väitti, että älykkyys on jonnekin etukammiossa, eli hän arvasi oikein etuosan aivokuoren johtavan roolin. Muinaisen anatomian Herophiluksen oppilas tuli kuuluisaksi siitä, että avatessaan ruumiita hän päätyi johtopäätökseen: ensinnäkin aivot ovat koko hermoston keskus ja toiseksi ajattelun elin.
Ihmiset ovat aina olleet kiinnostuneita omasta laitteestaan. Ihmisen aivot pysyivät kuitenkin mysteerinä. Koska se sijaitsee melko vahvan kallon alla, ja siihen on vaikea päästä. Vaikka tämä laatikko avataan, aivot antavat vaikutelman hyytelöstä. Se ei näytä olevan mitään erikoista. Mutta kun tätä "hyytelöä" alettiin tutkia, tuli ilmi hämmästyttäviä asioita.
Kävi ilmi, että tavallisen aikuisen aivot painavat 1-2 kg ja suurin aivot ovat debyyttejä. Eli ei voida sanoa, että mitä isommat aivot ovat, sitä älykkäämpi henkilö on. Aivot kuluttavat neljänneksen kehon tarvitsemasta energiasta - 20% happea ja 25% glukoosia. Rotan aivokuori on 5 neliömetriä. cm, simpanssit - 500 neliömetriä cm, ja henkilö - jopa 2300 neliömetriä. ks. kuoressa on noin 10 miljardia neuronia, ja niiden välisten yhteyksien määrä on suurempi kuin maailmankaikkeuden hiukkasten määrä. Samaan aikaan esimerkiksi eläinten, esimerkiksi koirien, ja ihmisten ajattelukyvyt ovat radikaalisti erilaiset huolimatta siitä, että koirat ovat hyvin älykkäitä. Mikä tekee eron? Mikä tekee ihmisen aivoista täydellisen tunnetun kohteen? Kuinka ihminen ajattelee? Tutkijoiden kiista näistä aiheista jatkuu tänään.
Mitkä tieteelliset löydöt valaisevat aivojen mysteerejä?
Mainosvideo:
- elektroencefalogrammin löytäminen 1900-luvulla mahdollisti aivojen sähköisen toiminnan tarkkailun päänahan pinnalta. Seuraava tutkimuksen läpimurto oli terapeuttisiin tarkoituksiin istutettujen elektrodien aktiivisuuden tallentaminen potilaille tietyillä aivojen alueilla. Neurofysiologi Natalya Petrovna Bekhtereva teki heidän avullaan hämmästyttävän löydön: kuuluisa virheenilmaisin. Vuonna 1968 hän huomasi, että aivoissa on mekanismi, joka vakauttaa sekä työnsä että ihmisen käyttäytymisen. Hän tarkistaa jatkuvasti, meneekö kaikki oikein.
Tosiasia on, että suurimmalle osalle toiminnoistamme on standardi niiden toteuttamiselle. Se antaa sinun olla häiritsemättä rutiinia, ylläpitää vakaan tilan terveessä kehossa sekä päivittäisten toimintojen oikean suorituksen vastaamalla todellisen tilanteen ja muistimatriisiin tallennetun mallin väliseen ristiriitaan.
Kun henkilö tekee virheen - sano, sanoo, että kahdesti kaksi on viisi, tai tekee epätarkkuuden tunnetussa runossa, matriisissa syttyy hätävalo. Virheenilmaisin tarkistaa jokaisen toiminnon. Poistu talosta ja ajattelet: "Jokin on vialla!" Tulet takaisin - se on: unohdit lompakon, et sammuttanut keittiön valoa, rautaa tai liesi. Jos tämä aivojen "laite" toimii oikein, voit mennä rauhallisesti päivittäiseen toimintaan, joka tehdään yleensä automaattisesti.
Onko tämän ilmaisimen toimintahäiriöitä?
- Tietenkin, ja siitä tulee usein mielenterveyden syy. Ilmaisin on aivojen perusmekanismina erittäin kestävä. Mutta jos se hajoaa, se muuttuu niin sanotusti virheen determinantiksi - ja vakauttaa patologisen tilan. Oletetaan, että sinulla oli lopullinen sairaus, mutta selviytyi. Ja sitten virheenilmaisin ei halua kokeilla, ei muuttaa mitään parempaan tai huonompaan. Esimerkiksi oikea käsi oli rikki, henkilö alkoi tehdä kaikkea vasemmalla. Kipsi poistettiin, ja hän jatkaa työskentelyä vasemmalla kädellään … Aikaisemmin he jopa sidoivat loukkaantuneen käden vartaloon, jotta henkilö kehisi terveellisen uudestaan.
Sama koskee pakkomielteitä, kuten huumeriippuvuutta. Henkilö ymmärtää, että tämä ei ole välttämätöntä, mutta hän ei voi vastustaa aivojen päämekanismin hajoamista. Joissakin tapauksissa tämä sekoittaa hänen elämänsä täysin.
Tämä on hinta, joka on maksettava aivojen korkeasta vakaudesta, jonka detektori tarjoaa paitsi "normissa" myös patologiassa. Fysiologisesti tämä on ymmärrettävää: organismin selviytyminen on ainakin varmistettu, ja kaikki muutokset ovat täynnä epävakautta ja heikkenemistä - loppujen lopuksi virheenilmaisimet eivät tiedä, mikä on hyvää ja mikä pahaa.
Ja jos joku tekee virheen tarkoituksellisesti? Esimerkiksi manipulointia varten - toisin sanoen valehtelua?
- Jopa tahallisella ja kannattavalla valheella ilmaisin ilmoittaa edelleen "häiriöstä". Tämä on välttämätöntä, jotta henkilö ei usko omiin valheisiinsa. Jos esimerkiksi sanot jollekulle: "Mene, jää on riittävän vahva", tietäen, että todellisuudessa se ei ole, niin sinä et itse seuraa.
Virheenilmaisimen tahallinen estäminen on mahdotonta. Siksi kaikki pakkokeinot tällä alueella - esimerkiksi yritykset laittaa poliiseja huumeiden väärinkäyttäjiin - ovat järjettömiä.
Mitä aivotutkimusmenetelmiä käytetään nykyään?
- positroniemissiotomografia, toiminnallinen magneettikuvaus, magnetoenkefalografia, elektroenkefalografia ja muut. Esimerkiksi EEG: tä käytetään aivokuoren sähköisen aktiivisuuden kartoittamiseen tarkasti. Voit nähdä, kuinka aivojen herätekeskukset liikkuvat toimintansa aikana (niin kutsuttu "tietoisuuden kirkas piste", jonka fysiologi Ivan Pavlov on muotoillut). Samaan aikaan kaikki olemassa olevat ja jatkuvasti kehittyvät tekniset keinot aivotoiminnan kirjaamiseksi ovat merkittävästi edellä hyväksyttyjä laskennallisia lähestymistapoja tietojen analysointiin. Fysiologisia rajoituksia on myös - voit esimerkiksi lisätä PET: n paikkatarkkuutta, mutta tämä johtaa automaattisesti säteilyaltistuksen lisääntymiseen, jota ei voida hyväksyä ihmisten terveydelle.
Teknologian kehitys on mahdollistanut valtavan määrän uuden tiedon saamisen aivoista viime vuosikymmeninä. Jotkut vuosittaiset tieteelliset foorumit kokoavat yli 3000 osallistujaa - nämä ovat kilometrejä julisteita, joissa on uskomaton joukko tietoa. Lähes jokainen aivojen alue ja melkein kaikkien mahdollisten kehon toimintojen aivotarjonta on tutkittu. Tutkijoiden saamat tiedot tulkitaan kuitenkin usein väärin. Olemme keränneet valtavan määrän tosiaineistoa aivokartoituksesta. Mutta aivolakien tuntemus on melko vaatimaton.
Mutta mitä ymmärrät? Mikä on aivot sinulle?
- Aivot ovat rajapinta, välittäjä, linkki materiaalin ja ihanteen välillä. Se on elin, joka yhdistää ihmisen psyyken, ideoiden ja todellisuuden maailman. Työkalu, jolla ajatuksemme muuttuvat tekoiksi. Toisin sanoen aivot muuttavat mielikuvituksessamme olevan todellisuudeksi. Ja kuten fysiologi Ivan Sechenov sanoi, hymyileekö Garibaldi, kun häntä moititaan liiallisesta rakkaudesta kotimaahansa, vapisiko tyttö ennen ensimmäistä treffejä - molemmat lopulta muuttuvat liikkeiksi.
Lisäksi aivot ovat järjestelmä. Sen korkeampia toimintoja ei tarjoa yksittäisten alueiden työ, vaan niiden vuorovaikutus. Tämän seurauksena syntyy jotain enemmän kuin heidän alkuperäinen erikoistuminen, esimerkiksi: puhe, luovuus jne., Eli mitä ihminen kehittyy elämän aikana.
Sanoit, että aivot ovat hyvin vastustuskykyisiä vaurioille. Kuinka paljon?
- Todella paljon. On hämmästyttäviä tapauksia. Esimerkiksi 1800-luvulla englantilainen kolkuttiin pään läpi sorkkaraudalla niin paljon, että rautasauva meni silmäaukon läpi ja tuli kallon toiselle puolelle. Mutta tämä mies selviytyi, säilytti täydellisen järjensä ja asui pitkään. Hänestä tuli hyvin riitelevää ja pahaa, ja kaikki muu pysyi ennallaan. Historia tietää myös tapauksen, jossa tietty armeijan kapteeni sai läpikuultavan haavan silmään: muskettikuuli todennäköisesti mursi etulohkon etuosat - poistumisreikä oli temppelissä. Siitä huolimatta myöhemmin tästä kapteenista nimeltä Kutuzov tuli kenttämarsalkka …
Voivatko aivot "selviytyä" ilman kalloa ollenkaan?
- Mitä varten? Teknisesti se voi olla mahdollista, mutta mikä on tällaisen operaation tarkoitus? Jos aivot eivät kuole erillään kehosta, ne ovat tilassa "lukittu" - "lukittu henkilö". Tämä ilmiö havaitaan koomassa olevilla potilailla. Autonomisilla aivoilla ei ole mitään yhteyksiä aistielimiin, ne eivät tunne mitään, ei ole mahdollista kommunikoida niiden kanssa. Et edes pysty ymmärtämään, ajatteleeko hän vai ei. Tiede ei tarvitse tätä eikä ole mielenkiintoista.
Onko realistista luoda aivojen osasta keinotekoinen proteesi, neurokortti, joka korvaa jonkin sairaan, vahingoittuneen alueen?
- Kyllä luulisin. Todennäköisesti voidaan tehdä kuuloproteesi tai näköproteesi. Mutta toistaiseksi olemme vielä kaukana siitä.
He sanovat, että amerikkalaiset tiedemiehet ovat löytäneet tavan vapauttaa ihmiset huonoista muistoista, fobioista ja masennuksesta laitteen avulla, joka muistuttaa pimeyttä tieteiskirjallisuuselokuvasta Men in Black. Painin nappia ja pääsin eroon painajaisesta tai psykotraumasta … Onko tämä mahdollista?
- Vaikka kyllä, niin pitkälle kehittyneessä olennossa tämä muisti palautuu edelleen. Kaikki aivoissa on erittäin toisiinsa. Nappaa yhden jakson muististasi, yhteys siihen katoaa, mutta aivot jotenkin silti löytävät sen, eivätkä pyydä lupaa. Alitajunta on arvaamaton asia.
Ja tässä on toinen uutinen: Israelin neurofysiologit ovat kehittäneet laitteen, jonka avulla sokeat ihmiset voivat "nähdä" korvillaan. Kameran kuva muunnetaan ääniaalloksi, jonka puolestaan käsittelee aivojen visuaalinen aivokuori. Tämän seurauksena aivot antavat henkilölle "kuvan", jonka delfiinit näkevät …
- Et näe korvillasi! Täällä työskentelevät aivojen alueet eivät saa ensisijaista tietoa eli näköelimiä, vaan ne, jotka analysoivat sitä. Kun henkilö ei näe, hän alkaa ymmärtää signaaleja. Se on kuin auton pysäköinti: jos pysäköit auton tutkalla, järjestelmä antaa äänimerkin. Kuulet "pee-pee-pee …" äänet ja niistä arvioit etäisyyden esteeseen, vaikka et näe sitä. Tämä ei ole visio, vaan tiedon välittäminen joistakin erityisistä asioista. Esimerkiksi ihailla tällä tavalla kuva kaikessa monimuotoisuudessaan ei toimi.
Ja jos kuva on täynnä siruja, jotka alkavat julkaista tätä "pee-peep …" -taajuutta? Mitä sitten?
- Lasketaan. Maalaustöiden resoluutio on jossakin millimetrin murto-osassa. Tämä tarkoittaa, että kankaalla, esimerkiksi metrillä kahdella, pitäisi olla lähes miljardi pelimerkkiä. Kaikkien heidän signaaliensa käsittely on yksinkertaisesti epärealistista, eikä sokea ihminen pysty katsomaan kuvaa tällä tavalla.
Voiko henkilö kirjoittaa tekstiä ajatuksen avulla?
- Helppo. Vain se on tavallista pidempi
Englantilainen teoreettinen fyysikko Stephen William Hawking, joka on täysin liikkumaton sairauden seurauksena, ohjaa tietokonetta anturin avulla, joka on kiinnitetty hänen poskensa kasvolihkoihin. Onko mielestäsi hän todella tieteellistä työtä ja kommunikoi muiden kanssa tällä tavalla?
- Todellakin - tällainen valvonta on mahdollista.
Mutta jopa tavallisen kirjoittamisen tällä tavalla pitäisi olla uskomattoman hidasta …
- Ja hän tekee sen tarpeeksi nopeasti - tottui siihen … Äskettäin näin, kuinka yksi tyttö seisoi jonossa kaupassa ja kirjoitti tekstiviestejä samalla nopeudella kuin ammattikirjoittajat kirjoittavat. Hänellä oli pitkä kynsi, ja hän lyö nopeasti, nopeasti sen kanssa näytöllä. Se on tapana.
Sanoitte, että aivotutkijoiden ongelma on nyt onnistua analysoimaan koko saapuvan tiedon virtaus. Eli, uudet tiedot saapuvat nopeammin kuin pystyt käsittelemään niitä?
- Kyllä - ja kuinka ymmärrämme, miten ne käsitellään.
Tarkoittaako tämä sitä, että aivotiede on jonkinlaisessa kriisissä?
- Päinvastoin, se kehittyy voimakkaasti. Mitä enemmän emme ymmärrä jotain, sitä mielenkiintoisempi se on.
Haastatteli Vladimir Voskresensky