|
С помощью пары электродов мозг можно убедить в чем угодно
|
|
|
|
Учёные из Стэнфордского университета опубликовали в авторитетном журнале Neuron исследование, в котором доказывается связь определённого участка мозга – передней среднепоясной коры – с комплексной реакцией организма на надвигающиеся неприятности. Результаты работы важны для понимания строения и работы мозга. Но, помимо этого, исследование интересно самой сутью поставленного эксперимента. Точно направленный сигнал от имплантированного в мозг электрода «из ниоткуда» вызывал у испытуемых ощущение неотвратимой беды и одновременно решительное желание эту беду преодолеть.
|
|
|
|
«Имплантация памяти» и «промывка мозгов» – излюбленные темы в научной фантастике. От «Джонни-мнемоника» до «Начала», с приходом персональных компьютеров в повседневную жизнь человечество не переставало интересоваться вопросом: можно ли стереть границу между мозгом и машиной?
|
 |
| На самом деле вопрос может затрагивать темы ещё более запутанные, чем
память. Насколько сложные функции человеческой нервной деятельности можно
воспроизвести в лабораторных условиях? Где проходит граница между активностью
нервных клеток и самыми глубокими личностными качествами (эпилятор
женский), комплексными эмоциями, мироощущением – в общем, тем, что за
пределами современной науки называют «душой»? И есть ли такая граница вообще?
Иными словами, можно ли «поймать» душу между двух электродов? |
|
О пользе «метода тыка» в исследованиях мозга
|
|
|
|
Сказать, что манипуляция эмоций и сознания электрическими импульсами – малоизученная область, это ничего не сказать. Трансчерепная магнитная или электрическая стимуляция (то есть осуществляемая без вскрытия черепа), в принципе, позволяет воздействовать на те или иные участки мозга без особых медицинских затруднений. Однако разрешение этого метода слишком низкое, чтобы работать с такими тонкими материями, как конкретные чувства или мысли.
|
|
|
|
Чтобы простимулировать нервные клетки с нужной долей точности, нужно довольно глубоко «влезть» в мозг – понятно, что просто ради исследовательского интереса это делать никто не будет. Поэтому имеющиеся в нашем распоряжении «карты мозга» в основном – побочные результаты терапевтического и диагностического применения внутримозговой электростимуляции.
|
|
|
|
Например, этот подход довольно успешно используется для терапии болезни Паркинсона, семейного (эссенциального) тремора и дистонии. Проводятся испытания эффективности метода и для лечения тяжёлой депрессии, не поддающейся медикаментозному лечению. С другой стороны, электростимуляция коры незаменима при операциях на мозге – она позволяет хирургам точно различить участки мозга между собой.
|
|
|
|
Таким «методом тыка» были определены участки мозга, отвечающие, например, за управление разными группами мышц – эти сравнительно простые сигналы не так сложно проследить. В грубой форме карта моторной коры (то есть части мозга, отвечающей за движения мышц) была получена ещё в XIX веке. Эти данные нужны, среди прочего, для разработки бионических протезов, которые будут анализировать сигналы напрямую от мозга. Потенциально это даст возможность двигаться даже полностью парализованным пациентам.
|
|
|
|
Есть данные, касающиеся электрической стимуляции и более сложных функций мозга. Например, в 2010-м году было опубликовано исследование, авторы которого стимулировали у испытуемых зону Брока – один из участков коры, связанных с речью и языком.
|
|
|
|
Выяснилось, что такое воздействие значительно повышает способность к обучению грамматике и синтаксическим связям. Для изучения подобных процессов используется искусственная грамматика: набор правил, напоминающих языковые, но не имеющий отношения к реально существующим языкам. Кстати, описанное исследование было выполнено при помощи трансчерепной стимуляции: в некоторых случаях и её оказывается достаточно.
|
|
|
|
Хорошо известно, что стимуляция участков затылочной коры приводит к возникновению у пациентов визуальных образов – цветов, вспышек света разной формы, а иногда и более сложных иллюзий. Имеющаяся информация активно изучается разработчиками глазных протезов. Уже сегодняшние технологии позволяют с помощью искусственных имплантов если не вернуть слепым зрение полностью, то по крайней мере помочь в распознавании движения и положения объектов в пространстве.
|
|
Разряд перед боем
|
|
|
|
Открытие стэнфордских учёных – пожалуй, первый случай, когда настолько сложная и конкретная эмоциональная реакция была вызвана у человека электрическим разрядом. Этот результат был, в общем, случайным – мы пока не умеем с высокой точностью предсказывать связь между отдельными группами нервных клеток и эмоционально-чувственным результатом их деятельности.
|
|
|
|
Добровольно на вскрытие черепа и имплантацию электродов вряд ли кто-то согласится – а если и удастся найти энтузиаста, исследование едва ли будет одобрено комиссиями по этике. В работе, таким образом, использовались пациенты-эпилептики, которым в переднюю среднепоясную кору уже были имплантированы электроды – это было сделано для поиска очага, вызывающего припадки. В этом методе нет ничего нового – он используется в той или иной форме для диагностики тяжёлых случаев эпилепсии с пятидесятых годов.
|
|
|
|
Мозговая активность пациентов была сначала проанализирована при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ). Этот метод значительно проще по той же причине, что и трансчерепная стимуляция: для него не нужно вскрывать голову. ЭЭГ анализирует электрические потенциалы на поверхности черепа – это позволяет только очень грубо оценить активность и локализацию очагов эпилепсии. У пациентов, отобранных для исследования, эти очаги располагались в височных долях коры.
|
|
|
|
Чтобы подтвердить и уточнить данные ЭЭГ, стимулирующие электроды были введены уже напрямую в мозг. Помимо предполагаемого очага в височных долях, учёные поместили их в другие точки мозга, чтобы исключить их влияние на эпилепсию. Среди этих дополнительных точек была передняя среднепоясная кора – участок, расположенный глубоко между двумя полушариями мозга с лобной стороны.
|
|
|
|
Внезапно оказалось, что стимуляция отдельных групп нервных клеток в составе среднепоясной коры приводит к неожиданной и чётко определённой реакции пациентов. Эта реакция была как эмоциональной, так и физической. У испытуемых учащалось сердцебиение, они чувствовали «прилив крови» в груди и в шее. Их охватывало ощущение неминуемо надвигающихся трудностей – «предчувствие», по описанию авторов исследования. Однако в то же время они оставались полными решимости и мотивации побороть любые неприятности.
|
|
|
|
Один из испытуемых так описал свои ощущения: по его словам, они напоминали чувства водителя, который оказался с полуспущенной шиной возле шторма в паре километров впереди. Он осознаёт, что повернуть назад не может и должен двигаться вперёд, прямо в бурю, но он полон решимости это сделать. На вопрос исследователей, позитивно или негативно воспринимаются эти ощущения, пациент ответил, что скорее позитивно – свои основные эмоции он описал примерно как «поднажать сильнее, собраться и победить».
|
|
|
|
Другой пациент описал свои эмоции как «сильное волнение», но уточнил в очень поэтических выражениях: «Если я перестану бороться, то я сдамся. Я не могу сдаваться. Если я сдамся, то… вы понимаете». Авторы исследования не случайно процитировали Шекспира (по-научному оформив ссылку как Shakespeare, 1603) во введении статьи: «Что лучше для души – терпеть пращи и стрелы яростного рока или, на море бедствий ополчившись, покончить с ними?» (пер. В. Набокова).
|
|
|
|
Учёные проконтролировали результат своеобразным плацебо – «ложной» стимуляцией, когда пациенту говорили, что импульс отправлен в нужную точку, но на самом деле сила тока была нулевой или очень низкой. Ничего похожего на эффекты от «настоящей» стимуляции в этом случае не наблюдалось.
|
|
Что дальше?
|
|
|
|
Какими бы впечатляющими ни были результаты, полученные учёными из Стэнфорда, научное сообщество вряд ли бросится вскрывать черепа с целью изучения эмоций. Прямая электрическая стимуляция – слишком сложный и грубый метод, чтобы его можно было использовать для систематического изучения сложных нервных процессов.
|
|
|
|
Однако сама возможность «локализовать» сложное эмоциональное состояние в конкретной мозговой структуре говорит о многом. Возможно, в дальнейшем нам удастся создать новые, более точные и менее инвазивные методы, позволяющие обнаруживать корреляцию между мозговыми процессами и структурами в мозгу вплоть до отдельных нервных клеток и контактов между ними. В перспективе это может сделать психиатрию и даже психологию куда более точными науками, чем они есть сейчас.
|
|
|
|
Такие новые методы уже разрабатываются на животных, хотя пока они всё равно связаны с имплантацией тех или иных структур в мозг. В июле учёными из Массачусетского технологического института была опубликована умопомрачительная работа, в которой мышам «вживляли» искусственное воспоминание с помощью оптоволокна в гиппокампе.
|
|
|
|
Исследователям удалось сначала определить цепочку нейронов, связанных с определённым воспоминанием (цветом комнаты, где мышь били током). Следом они научились искусственно активировать это неприятное воспоминание, используя световые импульсы, передаваемые по оптоволокну в мозг. Наконец, активируя это воспоминание в другой, «безопасной» комнате, учёным удалось «убедить» мышь, что током её били именно здесь. В таком виде мышь и сохраняла воспоминание.
|
|
|
|
Не исключено, что в будущем подобные методы будут использоваться, например, для реабилитации пациентов, страдающих посттравматическим стрессовым расстройством. Ну или, скажем, для сокрытия тайными организациями правды о пришельцах – об этом и многих других применениях искусственного воздействия на мозг вам расскажет Голливуд.
|
|
|
|
http://ria.ru/studies/20131220/985213715.html
|
