Študije, opravljene v zadnjih letih na Inštitutu za človeške možgane Ruske akademije znanosti, so omogočile določitev, katera področja možganov so odgovorna za razumevanje različnih značilnosti govora, ki jih oseba zazna: za slovnico, skladnjo, črkovanje in druge.

Območje, ki je odgovorno za opredelitev slovničnih značilnosti besede

Območje aktivno, ko morate uporabiti kratkoročni pomnilnik

Govorna motorična območja

Območja za obdelavo primarnih barv

Območja, ki sodelujejo pri obdelavi skladenjske zgradbe stavkov

Črkovalno območje

Območje, ki sodeluje pri zavestni in nehoteni obdelavi pomena besed

Območja, ki verjetno nadzirajo zatiranje obdelave govornih značilnosti pri nalogi za obdelavo fizične lastnosti besede, na primer barve

Človeštvo je začelo preučevati možgane in razmišljati o njihovem namenu že veliko pred pojavom znanosti v Ljubljani moderna oblika... Arheološke najdbe pravijo, da so ljudje v letih 3000–2000 pred našim štetjem že aktivno izvajali kraniotomijo - najverjetneje kot način za preprečevanje glavobola, epilepsije in duševnih motenj. Starogrški zdravniki in anatomi Herophilus in Erasistratus sta možgane ne samo imenovali središče živčnega sistema, ampak tudi verjeli, da inteligenca "izvira" iz malih možganov. V srednjem veku je italijanski kirurg Mondino de Luzzi predlagal, da so možgani sestavljeni iz treh odsekov - ali "mehurčkov": spredaj je odgovoren za občutke, sredina za domišljijo, zadaj pa shranjuje spomine.

Znanstveniki niso bili edini, ki so prispevali k temu procesu. Leta 1848 se je ameriški gradbenik Phineas Gage, medtem ko je delal na gradnji železnice, strašno poškodoval: kovinski zatič mu je vstopil v lobanjo pod očesno vdolbino in prišel ven - na meji čelne in parietalne kosti. Vendar je moški potem več kot deset let živel razmeroma dobro. Res so znanci trdili, da se je zaradi incidenta spremenil - na primer zdelo se je, da je postal bolj razdražljiv. In čeprav je v tej zgodbi veliko praznih mest, je nekoč povzročila burno razpravo o funkcijah različnih možganskih področij.

Dandanes preučevanje možganov ni domena ene, temveč mnogih vej znanosti. Nevrobiologija se ukvarja z vprašanji, povezanimi z delom receptorjev. Nevrofiziologija - značilnosti poteka fizioloških procesov v možganih. Psihofiziologija - razmerje med možgani in psiho. Nevrofarmakologija - vpliv zdravil na živčni sistem, vključno z možgani. Obstaja celo razmeroma mlada smer - nevroekonomija: preučuje procese izbire in odločanja. Temeljnejša kognitivna nevroznanost se osredotoča na raziskave različni tipi zaznavanje, težko miselni procesi in s tem povezani pojavi, ki se nanašajo na govor, poslušanje glasbe, gledanje filmov itd.

Zakaj je to storjeno?

Logično je domnevati, da se najprej preuči kateri koli organ človeškega telesa, da se naučimo, kako ga učinkovito zdraviti, če je to potrebno. Toda možgani so preveč zapleten in zanimiv sistem, da bi ga lahko omejili na utilitarni pristop. Na univerzah po vsem svetu obstaja na stotine laboratorijev, ki preučujejo popolnoma različne vidike možganske dejavnosti. Nekateri se osredotočajo na posebne vrste duševnih motenj, na primer na shizofrenijo. Drugi so v sanjah. Spet drugi so na čustvih. Drugi želijo ugotoviti, kaj se zgodi z možgani, ko človek doživlja stres ali pije alkohol: to med drugim počne laboratorij za psihofiziologijo Inštituta za psihologijo Ruske akademije znanosti.

akindo / gettyimages.com

Rezultat takšnih raziskav ni vedno metoda za reševanje določenega problema, povezanega z možgansko aktivnostjo. Nevroznanstveniki pogosto dobijo informacije, ki nam v glavnem pomagajo, da bolje razumemo posebnosti odnosov med ljudmi in ugotovimo, na primer, glede na to, po kakšnih merilih okrog sebe uvrščamo med "prijatelje" in "tujce". Kaj narediti s tem znanjem naprej, kako ga uporabiti v praksi, je dobro vprašanje.

Po drugi strani pa eksperimenti s "standardnimi" človeškimi možgani in naturalističnimi (naravnimi) dražljaji dajejo znanstvenikom možnost, da ugotovijo, zakaj možgani nekoga delujejo drugače. Na finski univerzi Aalto izvajajo poskuse, v katerih sodelujejo ljudje z Aspergerjevim sindromom. Ta razvojna značilnost praviloma močno vpliva na čustvene funkcije in sposobnost socialne interakcije. Poskusi kažejo, da opazimo "navadnega" človeka, ko pogleda, kako komunicirajo drugi ljudje visoka stopnja sinhronizacija na senzoričnih področjih možganov, na področjih, ki sodelujejo pri obdelavi socialnih informacij in oblikovanju čustev. In pri osebi z Aspergerjevim sindromom je ta sinhronizacija veliko manj izrazita. Znanstveniki sčasoma upajo, da bodo ugotovili, kako pomagati pri prilagajanju v družbi tistim, ki so na začetku težje to storiti.

Obstajajo laboratoriji, ki se ukvarjajo z aplikativnimi in temeljnimi raziskavami. Leta 2012 so znanstveniki na Hebrejski univerzi v Jeruzalemu ustvarili napravo, ki slepim omogoča, da s svojim sluhom "vidijo". Sestavljen je bil iz očal in majhne kamere, ki je snemala vizualne informacije, poseben program pa jih je pretvoril v zvočne signale. Tako je oseba brez vida lahko prepoznala bližnje gospodinjske predmete, druge ljudi in celo velike črke. Hkrati so razvijalci naprave odkrili, da se v možganih tistega, ki se s pomočjo sluha nauči "videti", aktivirajo enaki tokovi kot pri tistemu, ki vidi tradicionalni način - z očmi. Tako se znanstveni svet sooča z bistveno pomembnim, temeljnim problemom: ali je vidna skorja možganov resnično odgovorna za vid v običajnem smislu? In kaj je sploh vizija?

Predpostavlja se tudi, da bo eden od rezultatov temeljite, celovite študije možganov možnost ustvarjanja umetne inteligence. Leta 2005 se je začel znameniti večmilijardni projekt Modrih možganov, katerega cilj je bil izdelati računalniški model človeških možganov in simulirati zavest. Čeprav so stvari še vedno tam, so številni predstavniki znanstvenega sveta dovolj dvomljivi - čeprav samo zato, ker ne vemo natančno, kaj je zavest. Poleg tega obstajajo tehnične omejitve: eden največjih superračunalnikov na svetu je potreboval simulacijo mačjih možganov na najosnovnejši ravni. Človeški možgani so seveda veliko bolj zapleteni.

Metode in eksperimenti

Danes obstoječe metode raziskav možganov lahko razvrstimo na podlagi dveh kriterijev. Prva je pogostost iskanja informacij: spreminja se od milisekunde do nekaj sekund. Druga je prostorska ločljivost: koliko podrobnosti lahko pogledamo na same možgane. Tako je elektroencefalografija sposobna zbirati podatke na zelo visoki frekvenci. Toda fMRI (funkcionalna magnetna resonanca) lahko zajema kvadratne milimetre možganov, kar je precej, saj je v enem kvadratnem milimetru približno 100.000 nevronov.

akindo / gettyimages.com

Obstajajo tudi magnetna encefalografija, pozitronska emisijska tomografija, transkranialna magnetna stimulacija. Metode se navadno izboljšujejo proti neinvazivnosti: želimo izvedeti čim več o možganih živega človeka z minimalnimi posledicami za njegovo zdravje in psihološko stanje. Hkrati so znanstveniki s prihodom fMRI začeli preučevati dobesedno vse vidike možganske aktivnosti. Sprejemamo lahko skoraj vsako vrsto vedenja in smo prepričani, da na svetu zagotovo obstaja laboratorij, ki ga preučuje s pomočjo fMRI.

Kako to počnejo znanstveniki, lahko razumete na primeru najosnovnejšega eksperimenta. Recimo, da želimo vedeti, ali se možganska aktivnost človeka razlikuje, ko gleda tuje obraze in doma. Izbranih je veliko slik, ki prikazujejo različne hiše in različne obraze. Mešani so in njihov vrstni red je naključen. V zaporedju ni vzorcev: če se na primer po treh hišah vedno pojavi obraz, se bo postavilo vprašanje o zanesljivosti rezultatov poskusa.

Preden subjekt položite v skener fMRI, mu odstranite ves kovinski nakit in ga opozorite, naj rok ne daje v obroč. Med skeniranjem pride do hitre spremembe magnetnega polja, ki v skladu z zakoni fizike inducira električni tok v zaprti zanki. Občutki niso smrtno neprijetni, toda tisti, ki so poskusili, običajno ne želijo ponoviti. Oseba trideset do štirideset minut leži v skenerju in si ogleduje slike hiš in obrazov, ki se pojavijo na zaslonu. Pomembno je, da pri tem ne zaspi: takšni poskusi so pogosto precej dolgočasni. A ponujajo nagrado - recimo nekaj brezplačnih vstopnic za kino.

Tu se konča bolj ali manj zanimiv del in začne težko in nehvaležno: znanstvenik mora prejeti informacije, ki jih prejme z različnimi statističnimi metodami, da lahko rezultat formalizira v članek in objavi v znanstveni reviji. Glavni ulov pri tem je, da obstaja na deset tisoče načinov kombiniranja različnih stopenj preoblikovanja podatkov, zato lažno pozitiven rezultat ni tako težko doseči.

akindo / gettyimages.com

Leta 2009 je bil v San Franciscu izveden poskus, ki je kasneje postal legendaren. Znanstveniki so v skener fMRI dali mrtvega atlantskega lososa in mu pokazali fotografije ljudi v različnih družbenih situacijah. Pri izračunu podatkov se je izkazalo, da se možgani lososa niso odzivali zgolj na dražljaje: ribe so doživljale čustva. Seveda mrtvi losos dejansko ni sposoben empatije, vendar lahko zaradi napake - ali tako imenovanega statističnega šuma, ki se pojavi pri analiziranju podatkov, zbranih s pomočjo fMRI, dosežemo pomemben učinek. Kdor išče, bo vedno našel.

Do nedavnega je težavo oteževalo dejstvo, da so v zahodne revije hodili članki, ki so opisovali predvsem le pozitivne rezultate poskusov. Če hipoteza laboratorija ni bila potrjena, so pridobljeni podatki dejansko odleteli v koš za smeti. Zdaj pa si predstavljajte: sto laboratorijev je izvedlo isti poskus. Statistično gledano jih ima pet lahko pozitivne rezultate. Članek, ki so ga napisali predstavniki takšnega laboratorija, bo objavljen, četudi je 95 preostalih poskusov pokazalo negativen rezultat. Da bi se spopadli s takšnimi izkrivljanji, se je danes pojavila pomembna možnost: zdaj je študijo mogoče znova registrirati z garancijo objave, ne glede na rezultat - glavno je, da se vse naredi jasno po načrtu.

Specifičnost znanstvenega dela je v tem, da mora veliko vedeti - četudi le v okviru svojega področja. Vendar bolj ko veš, bolj dvomiš. In bolj verjetno je, da boste prej ali slej naleteli na nekaj, kar je v bistvu v nasprotju z vašimi prepričanji. Zato pri delu z mediji znanstveniki skoraj nikoli ne uporabljajo besede "nedvoumno". Namesto tega pravijo "najverjetneje", "verjetno", "lahko ugibamo."

Za novinarje in bralce se takšne formulacije milo rečeno ne slišijo prav mamljivo. Človeška psiha je zasnovana tako, da želi natančno vedeti, iz česa je njegovo telo - vključno z možgani. Ne zanimajo ga verjetnosti ali pa zaskrbljujoč. Poleg tega veliko ljudi v bistvu ne bere novic, ki presegajo naslov. Kot rezultat, informacije o najnovejših znanstvenih raziskavah pogosto prihajajo do nas v izkrivljeni obliki - tudi zato, ker si mediji prizadevajo zbrati več pogledov, vendar se bojijo prestrašiti občinstvo s preveč nejasnimi besedami.

Leta 2007 se je po ruskih medijih zavihtel val zapisov o znanstvenikih na London University College, ki so ugotovili, da alkohol izboljšuje delovanje možganov. Ob natančnejšem pregledu se izkaže, da lahko alkohol sicer pozitivno vpliva, ker izboljšuje pretok krvi v možgane, kar pa je povezano z izboljšanjem duševne zmogljivosti. negativne posledice od pretiranega uživanja alkohola bo očitno odtehtalo.

Pred nekaj leti je zahodni tisk široko poročal o projektu No More Woof, katerega ustvarjalci so predlagali uporabo elektroencefalografskega orodja za branje misli psov in njihovo "prevajanje" v človeški jezik. Prvič, EEG še zdaleč ni najbolj natančen način zbiranja podatkov. Drugič, kako lahko vemo, kako naj se misli psov posredujejo z angleškim govorom? Tretjič, ni raziskav, ki bi dokazale, da vse živali, vključno z ljudmi in psi, govorijo različna narečja istega svetovnega jezika. Toda mediji so skandirali: hura, končno se bomo naučili razumeti naše Balls in Bobiks!

akindo / gettyimages.com

Drugič, pazite se kategoričnih izjav. Če na primer v gradivu piše, da so znanstveniki v možganih našli "cono ljubezni", ne pozabite, da je eden od trenutnih trendov preučevanje možganov ne kot konstruktorja, sestavljenega iz popolnoma avtonomnih elementov, temveč kot zapleteno mrežo. Ja, in "ljubezen" - pojem preveč dvoumen, da bi zanj lahko izpeljali nekakšno univerzalno definicijo.

Tretjič, bodite pozorni na vir. Novinarji se pogosto ne sklicujejo na izvirni članek v znanstveni reviji, temveč na objavo na drugem internetnem portalu novic ali celo na spletnem dnevniku. Preudarnemu umu bi se takšna navedba zdela neprepričljiva.

Četrtič, postavite internetu vprašanje: "Kdo so vsi ti ljudje?" Pod oznako "znanstveniki" v medijih se lahko pojavijo tako resnični zaposleni v znanih laboratorijih kot navdušenci-amaterji, ki denar za svoje "revolucionarno" odkritje zbirajo s pomočjo platform za množično financiranje.

Petič, poiščite original. Iz povzetka ( povzetek bistvo članka) je pogosto jasno, kaj točno so znanstveniki dokazali in s kakšnimi metodami. Da, naročnina na številne revije je plačljiva. Obstajajo pa strani PubMed in Google Scholar, ki omogočajo iskanje po besedilu znanstvenih publikacij.

V nasprotju s stereotipi nam znanost ne more dati stoodstotnega jamstva za nič. Resnice ne more ločiti od vsega drugega s krepko, neizbrisno črto. Toda resnici se lahko čim bolj približajo številni ponavljajoči se poskusi, izvedeni na različnih delih sveta, katerih rezultati se bodo v nekem trenutku postopoma zbliževali. O tem. Z določeno verjetnostjo.

Možgani proti možganom - kdo zmaga?

Problem preučevanja človeških možganov, razmerja med možgani in psiho je eden najbolj vznemirljivih problemov, ki so se kdaj pojavili v znanosti. Prvič je bil zastavljen cilj spoznati nekaj, kar je po kompleksnosti enako instrumentu spoznavanja. Navsezadnje je bilo vse, kar so doslej preučevali - atom, galaksija in živalski možgani - bolj preprosto kot človeški možgani. S filozofskega vidika ni znano, ali je to težavo načeloma mogoče rešiti. Poleg instrumentov in metod naši človeški možgani dejansko ostajajo glavno sredstvo za spoznavanje možganov. Običajno je naprava, ki preučuje nek pojav ali predmet, bolj zapletena od tega predmeta, v istem primeru poskušamo delovati pod enakimi pogoji - možgani proti možganom.
Ogromnost naloge je pritegnila veliko velikih misli: Hipokrat, Aristotel, Descartes in mnogi drugi so govorili o možganskih načelih.
V prejšnjem stoletju so bila odkrita področja možganov, odgovorna za govor - po imenu odkriteljev jih imenujejo območji Broca in Wernicke. Resnične znanstvene raziskave možganov pa so se začele z deli našega briljantnega rojaka I. M. Sechenova. Nadalje - V. M. Bekhterev, I. P. Pavlov ... Tu se bom ustavil na seznamu imen, saj je v dvajsetem stoletju veliko izjemnih raziskovalcev možganov, nevarnost, da bi koga pogrešali, pa je prevelika (zlasti tistih, ki zdaj živijo, ne daj Bože ). Odkrita so bila velika, vendar so možnosti takratnih metod za preučevanje človeških funkcij zelo omejene: psihološki testi, klinična opazovanja in od tridesetih let tudi elektroencefalogram. Kot bi poskušali ugotoviti, kako deluje televizor, po zvoku žarnic in transformatorjev ali temperaturi ohišja ali poskusiti razumeti vlogo njegovih sestavnih blokov glede na to, kaj se zgodi s televizorjem, če se ta blok zlomi.
Vendar so strukturo možganov in njegovo morfologijo preučevali precej dobro. Toda ideje o delovanju posameznih živčnih celic so bile zelo skicirane. Tako ni bilo dovolj celovitega znanja o gradnikih, ki sestavljajo možgane, in orodij, potrebnih za njihovo raziskovanje.

Dva preboja v raziskavah človeških možganov

Pravzaprav je bil prvi preboj v spoznavanju človeških možganov povezan z uporabo metode dolgoročnih in kratkotrajnih imilaliziranih elektrod za diagnozo in zdravljenje bolnikov. Hkrati so znanstveniki začeli razumeti, kako deluje posamezen nevron, kako se informacije prenašajo od nevrona do nevrona in vzdolž živca. Akademik N. P. Bekhtereva je s svojim osebjem prva delala pri nas v pogojih neposrednega stika s človeškimi možgani.
Tako so bili pridobljeni podatki o življenju posameznih predelov možganov, o razmerju med njegovimi najpomembnejšimi odseki - skorjo in podkortekom ter številnimi drugimi. Vendar možgane sestavlja več deset milijard nevronov, s pomočjo elektrod pa je mogoče opaziti le na desetine, pa še takrat v vidnem polju raziskovalcev, pogosto padejo ne celice, ki so potrebne za raziskave, ampak tiste, ki so poleg terapevtske elektrode.
Medtem se je v svetu odvijala tehnična revolucija. Nove računske zmožnosti so omogočile preučevanje višjih možganskih funkcij z elektroencefalografijo in sproženih potencialov na novo raven. Pojavile so se tudi nove metode za "pogled v notranjost" možganov: magnetoencefalografija, funkcionalna magnetna resonanca in pozitronska emisijska tomografija. Vse to je ustvarilo temelje za nov preboj. Res se je zgodilo sredi osemdesetih.
V tem času sta sovpadala znanstveni interes in možnost njegovega zadovoljstva. Zato je ameriški kongres devetdeseta razglasil za desetletje raziskav človeških možganov. Ta pobuda je hitro postala mednarodna. Zdaj po vsem svetu na stotine najboljših laboratorijev dela na proučevanju človeških možganov.
Moram reči, da je bilo takrat v zgornjih slojih oblasti veliko pametnih ljudi, ki so navijali za državo. Zato so pri nas razumeli potrebo po preučevanju človeških možganov in mi na podlagi ekipe, ki jo je ustvarila in vodila akademik Bekhtereva, organizirali znanstveni center za raziskovanje možganov - Inštitut za človeške možgane RAN.
Glavna usmeritev dejavnosti Inštituta: temeljne raziskave o organizaciji človeških možganov in njihovih kompleksnih duševnih funkcij - govora, čustev, pozornosti, spomina. Pa ne samo. Hkrati morajo znanstveniki iskati metode zdravljenja za tiste bolnike, pri katerih so te pomembne funkcije oslabljene. Kombinacija temeljnih raziskav in praktičnega dela s pacienti je bila eno izmed temeljnih načel dejavnosti Inštituta, ki ga je razvila njegova znanstvena svetovalka Natalia Petrovna Bekhtereva.
Nesprejemljivo je eksperimentiranje na ljudeh. Zato večino raziskav možganov opravimo na živalih. Vendar obstajajo pojavi, ki jih je mogoče preučevati samo pri ljudeh. Na primer, zdaj mlada uslužbenka mojega laboratorija zagovarja tezo o obdelavi govora, njegovem črkovanju in skladnji v različnih možganskih strukturah. Strinjajte se, da je to težko preučiti na podganah. Inštitut je posebej osredotočen na raziskovanje tistega, česar na živalih ni mogoče preučevati. Na prostovoljcih izvajamo psihofiziološke študije s tako imenovano neinvazivno tehniko, ne da bi prišli v možgane in ne da bi osebi povzročili posebne neprijetnosti. Tako se na primer izvajajo tomografski pregledi ali preslikava možganov z elektroencefalografijo.
A zgodi se, da bolezen ali nesreča "postavi poskus" na človeške možgane - na primer je oslabljen govor ali spomin bolnika. V tej situaciji je mogoče in potrebno raziskati tista področja možganov, katerih delo je oslabljeno. Ali pa, nasprotno, košček možganov se pri pacientu izgubi ali poškoduje in znanstveniki dobijo priložnost, da preučijo, kakšne "dolžnosti" možgani s takšno kršitvijo ne morejo opravljati.
Toda preprosto opazovanje takšnih bolnikov je milo rečeno neetično in naš inštitut ne pregleduje le bolnikov z različnimi možganskimi poškodbami, temveč jim tudi pomaga, tudi s pomočjo najnovejših metod zdravljenja, ki so jih razvili zaposleni. V ta namen ima inštitut kliniko s 160 posteljami. Dve nalogi - raziskave in zdravljenje - sta pri delu zaposlenih neločljivo povezani.
Imamo odlične visoko usposobljene zdravnike in medicinske sestre. Brez tega je nemogoče - navsezadnje smo v ospredju znanosti in za izvajanje novih metod so potrebne najvišje kvalifikacije. Skoraj vsak laboratorij inštituta je zaprt za oddelke klinike in to je ključ do nenehnega pojavljanja novih pristopov. Poleg standardnih metod zdravljenja izvajamo kirurško zdravljenje epilepsije in parkinsonizma, psihokirurške operacije, zdravljenje možganskega tkiva z magnetostimulacijo, zdravljenje afazije z električno stimulacijo in še veliko več. Klinika je hudo bolna in včasih je to mogoče
jim pomagajte v primerih, ki se jim zdijo brezupni. Seveda to ni vedno mogoče. Ko na splošno slišite kakršna koli neomejena jamstva pri ravnanju z ljudmi, to sproži zelo resne dvome.

Delovni dnevi in \u200b\u200bvrhunec laboratorijev

Vsak laboratorij ima svoje dosežke. Na primer, laboratorij, ki ga vodi profesor V. A. Ilyukhina, se razvija na področju nevrofiziologije funkcionalnih stanj možganov.
Kaj je to? Poskusil bom razložiti s preprostim primerom. Vsi vemo, da isto besedno zvezo človek včasih zazna diametralno nasprotno, odvisno od tega, v kakšnem stanju je: bolan ali zdrav, navdušen ali miren. To je podobno temu, kako ima ista nota, na primer predvajana iz orgel, drugačen ton glede na register. Naši možgani in organizem so najkompleksnejši sistem z več registri, kjer vlogo registra igra človeško stanje. Lahko rečemo, da je celoten spekter človeških odnosov z okoljem odvisen od njegovega funkcionalnega stanja. Določa tako možnost "okvare" operaterja na nadzorni plošči najbolj zapletenega stroja kot tudi pacientovo reakcijo na sprejeta zdravila.
V laboratoriju profesorja Ilyukhina preučujejo funkcionalna stanja, pa tudi s kakšnimi parametri jih določajo, kako so ti parametri in stanja odvisna od regulativnih sistemov v telesu, kako zunanji in notranji vplivi spreminjajo stanja, včasih povzročajo bolezen in kako posledično stanje možganov in telesa vplivajo na potek bolezni in učinek zdravil. S pomočjo dobljenih rezultatov lahko pravilno izberete med alternativnimi potmi zdravljenja. Izvede se tudi določitev prilagoditvenih zmožnosti osebe: kako stabilna bo pod kakršnim koli terapevtskim učinkom, stresom.
Laboratorij za nevroimunologijo se ukvarja z zelo pomembno nalogo. Motnje imunske regulacije pogosto vodijo v hude možganske bolezni. To stanje je treba diagnosticirati in izbrati zdravljenje - imunokorekcija. Tipičen primer nevroimunske bolezni je multipla skleroza, ki ga na Inštitutu preučuje laboratorij pod vodstvom profesorja I. D. Stolyarova. Ne tako dolgo nazaj se je pridružil svetu Evropskega odbora za preučevanje in zdravljenje multiple skleroze.
V dvajsetem stoletju je človek začel aktivno spreminjati svet okoli sebe, proslavljal zmago nad naravo, vendar se je izkazalo, da je prezgodaj za praznovanje: to poslabšuje težave, ki jih je ustvaril človek sam, tako imenovani človek. Živimo pod vplivom magnetnih polj, pod svetlobo utripajočih plinskih žarnic, ure in ure gledamo na računalniški zaslon, se pogovarjamo po mobilnem telefonu ... Vse to še zdaleč ni vseeno za človeško telo: na primer, dobro je znano, da lahko utripajoča svetloba povzroči epileptični napad. Poškodbo, povzročeno možganom, je mogoče odpraviti z zelo preprostimi ukrepi - zapreti eno oko. Če želite drastično zmanjšati "škodljivi učinek" radiotelefona (mimogrede, še ni natančno dokazan), lahko preprosto spremenite njegovo zasnovo, tako da bo antena usmerjena navzdol in možgani ne bodo obsevani. Te raziskave izvaja laboratorij pod vodstvom doktorja medicinskih znanosti E. B. Lyskova. Na primer on in njegovi sodelavci so pokazali, da izpostavljenost izmeničnemu magnetnemu polju negativno vpliva na učenje.
Na ravni celic je delo možganov povezano s kemičnimi transformacijami različnih snovi, zato so za nas pomembni rezultati, pridobljeni v laboratoriju molekularne nevrobiologije, ki ga vodi profesor S. A. Dambinova. Zaposleni v tem laboratoriju razvijajo nove metode za diagnosticiranje možganskih bolezni, iskanje kemičnih snovi beljakovinske narave, ki lahko normalizirajo motnje v možganskem tkivu pri parkinsonizmu, epilepsiji, odvisnosti od mamil in alkohola. Izkazalo se je, da uporaba drog in alkohola vodi do uničenja živčnih celic. Njihovi drobci, ki vstopijo v krvni obtok, spodbujajo imunski sistem, da tvori tako imenovana "avtoprotitelesa". "Autoprotitelesa" ostanejo v krvi dolgo časa, tudi pri ljudeh, ki so prenehali uporabljati droge. To je nekakšen telesni spomin, ki hrani podatke o uživanju drog. Če izmerite količino avtoprotiteles v človekovi krvi v določenih drobcih živčnih celic, lahko postavite diagnozo "odvisnost od drog" tudi nekaj let po tem, ko oseba preneha uporabljati droge.

Ali je mogoče "preusmeriti" živčne celice?

Eden najsodobnejših trendov pri delu Inštituta je stereotaksija. to medicinska tehnologija, ki zagotavlja možnost nizko travmatičnega, nežnega, ciljno usmerjenega dostopa do globokih struktur možganov in doziranega učinka nanje. To je nevrokirurgija prihodnosti. Namesto "odprtih" nevrokirurških posegov, ko se za dosego možganov izvede velika trepanacija, se ponujajo nizko travmatični, varčni učinki na možgane.
V razvitih državah, predvsem v ZDA, je klinična stereotaksija zavzela svoje mesto v nevrokirurgiji. Trenutno na tem področju v ZDA dela približno 300 nevrokirurgov, članov Ameriškega stereotaksičnega društva. Stereotaxis temelji na matematiki in natančnih instrumentih, ki zagotavljajo ciljno potopitev v možgane fini inštrumenti... Omogočajo vam, da "pogledate" v možgane živega človeka. V tem primeru se uporabljajo pozitronska emisijska tomografija, slikanje z magnetno resonanco in računalniška rentgenska tomografija. "Stereotaksija je merilo metodološke zrelosti nevrokirurgije" - mnenje pokojnega nevrokirurga L. V. Abrakova. Za stereotaksično metodo zdravljenja je zelo pomembno poznati vlogo posameznih "točk" v človeških možganih, razumeti njihovo interakcijo, vedeti, kje in kaj natančno je treba spremeniti v možganih za zdravljenje določene bolezni.
Inštitut ima laboratorij za stereotaksične metode, ki ga vodi doktor medicinskih znanosti, nagrajenec državne nagrade ZSSR A.D.Aničkov. Pravzaprav je vodilni stereotaksični center v Rusiji. Tu se je rodila najsodobnejša smer - računalniški stereotaksi s programsko in matematično podporo, ki se izvaja na elektronskem računalniku. Pred našim razvojem so nevrokirurgi med operacijo ročno izvajali stereotaksične izračune, zdaj pa smo razvili na desetine stereotaksičnih naprav; nekateri so bili klinično preizkušeni in so sposobni rešiti najtežje težave. Skupaj s kolegi iz Centralnega raziskovalnega inštituta "Elektropribor" je bil ustvarjen računalniški stereotaksični sistem, ki je prvič v Rusiji serijsko izdelan, ki po številnih ključnih kazalcih presega podobne tuje vzorce. Kot je rekel neznani avtor, "so končno plašni civilizacijski žarki osvetlili naše temne jame."
Na našem inštitutu se stereotaksija uporablja pri zdravljenju bolnikov, ki trpijo zaradi gibalnih motenj (Parkinsonova bolezen, Parkinsonova bolezen, Huntingtonova horea in drugi), epilepsije, neomajne bolečine (zlasti sindroma fantomske bolečine) in nekaterih duševnih motenj. Poleg tega se stereotaksija uporablja za razjasnitev diagnoze in zdravljenje nekaterih možganskih tumorjev, za zdravljenje hematomov, abscesov in možganskih cist. Stereotaktični posegi (tako kot vsi drugi nevrokirurški posegi) se pacientu ponujajo le, če so izčrpane vse možnosti zdravljenja z zdravili in bolezen sama ogroža bolnikovo zdravje ali onemogoča delo, postane asocialna. Vse operacije se izvajajo le s soglasjem pacienta in njegovih svojcev po posvetovanju s strokovnjaki z različnih področij.
Obstajata dve vrsti stereotaksije. Prva, nefunkcionalna, se uporablja, kadar je globoko v možganih nekakšna organska lezija, na primer tumor. Če ga odstranimo s pomočjo običajnih tehnik, bo treba vplivati \u200b\u200bna zdrave možganske strukture, ki opravljajo pomembne funkcije, pacient pa lahko po nesreči poškoduje, včasih celo nezdružljivo z življenjem. Predpostavimo, da je tumor dobro viden s slikanjem z magnetno resonanco in pozitronsko emisijsko tomografijo. Nato lahko s pomočjo nizko travmatične tanke sonde izračunate njene koordinate in vnesete radioaktivne snovi, ki bodo v kratkem izgorele tumor in razpadle. Škoda med prehodom skozi možgansko tkivo je minimalna, tumor pa bo uničen. Opravili smo že več takšnih operacij, nekdanji bolniki še vedno živijo, čeprav s tradicionalnimi metodami zdravljenja niso upali.
Bistvo te metode je, da odpravimo "napako", ki jo lahko jasno vidimo. Glavna naloga je, da se odločimo, kako priti do nje, katero pot izbrati, da se ne dotaknemo pomembnih področij, kateri način za odpravo "napake" izbrati.
Bistveno drugačna situacija s "funkcionalno" stereotaksijo, ki se uporablja tudi pri zdravljenju duševnih bolezni. Vzrok bolezni je pogosto v tem, da ena majhna skupina živčnih celic ali več takih skupin ne deluje pravilno. Ne sproščajo potrebnih snovi ali pa jih sproščajo preveč. Celice so lahko patološko vznemirjene in nato spodbujajo "slabo" aktivnost drugih, zdravih celic. Te "izgubljene celice" je treba najti in jih bodisi uničiti bodisi izolirati ali pa jih "prevzgojiti" s pomočjo električne stimulacije. V takšnih razmerah ne morete "videti" prizadetega območja. Izračunati ga moramo povsem teoretično, saj so astronomi izračunali Neptunovo orbito.
Tu je za nas še posebej pomembno temeljno znanje o možganskih principih, o interakciji njegovih delov, o funkcionalni vlogi vsakega dela možganov. Uporabljamo rezultate stereotaksične nevrologije - novo smer, ki jo je na inštitutu razvil pokojni profesor V. M. Smmirnov. Stereotaktična nevrologija je "akrobacija", vendar je na tej poti treba iskati možnost zdravljenja številnih resnih bolezni, tudi duševnih.
Rezultati naših raziskav in podatki iz drugih laboratorijev kažejo, da skoraj vsako, celo zelo zapleteno miselno aktivnost možganov zagotavlja sistem, razporejen v prostoru in se spreminja v času, sestavljen iz povezav različnih stopenj togosti. Jasno je, da je zelo težko posegati v delovanje takega sistema. Kljub temu smo zdaj sposobni to storiti: na primer, lahko ustvarimo novo govorno središče, ki bo nadomestilo tisto, ki jo je uničila travma.
V tem primeru pride do neke vrste "prevzgoje" živčnih celic. Dejstvo je, da obstajajo živčne celice, ki so že od rojstva pripravljene na svoje delo, obstajajo pa tudi druge, ki so "vzgojene" v procesu človekovega razvoja. Ko se naučijo dokončati nekatere naloge, druge pozabijo, vendar ne za vedno. Tudi po opravljeni "specializaciji" se načeloma lahko lotijo \u200b\u200bopravljanja nekaterih drugih nalog, lahko delajo drugače. Zato jih lahko poskusite prisiliti, da prevzamejo delo izgubljenih živčnih celic in jih nadomestijo.
Nevroni v možganih delujejo kot posadka ladje: eden dobro vodi ladjo po njenem toku, drugi dobro strelja, tretji pa pripravlja hrano. Toda strelca je mogoče naučiti kuhati boršč, kuharja pa usmeriti orožje. Samo razložiti jim morate, kako se to počne. Načeloma gre za naravni mehanizem: če pride do poškodbe možganov pri otroku, se njegove živčne celice spontano "prekvalificirajo". Pri odraslih je treba uporabiti posebne metode za "prekvalifikacijo" celic.
To počnejo raziskovalci - poskušajo spodbuditi nekatere živčne celice, da opravljajo delo drugih, ki jih ni več mogoče obnoviti. V tej smeri so že doseženi dobri rezultati:
na primer, nekateri bolniki z okvaro Brocine govorne formacije so bili prekvalificirani za govor.
Drug primer je terapevtski učinek psihokirurških operacij, katerih cilj je "izklop" struktur na območju možganov, imenovanem limbični sistem. Z različnimi boleznimi na različnih področjih možganov nastane tok patoloških impulzov, ki krožijo po živčnih poteh. Ti impulzi se pojavijo kot posledica povečane aktivnosti možganskih predelov in ta mehanizem vodi do številnih kroničnih bolezni živčnega sistema, kot so parkinsonizem, epilepsija in obsesivne prisile. Poti, po katerih poteka kroženje patoloških impulzov, je treba najti in čim bolj nežno zapreti.
V zadnjih letih je bilo opravljenih veliko sto (zlasti v ZDA) stereotaksičnih psihokirurških posegov za zdravljenje bolnikov, ki trpijo zaradi nekaterih duševnih motenj (predvsem obsesivno-kompulzivnih motenj), pri katerih pa so se nekirurške metode zdravljenja izkazale za neučinkovite. Po mnenju nekaterih narkologov je odvisnost od drog mogoče obravnavati tudi kot vrsto tovrstne motnje, zato je v primeru neučinkovitosti zdravljenja z zdravili priporočljiva stereotaksična intervencija.

Detektor napak

Zelo pomembno področje dela Inštituta je preučevanje višjih funkcij možganov: pozornosti, spomina, mišljenja, govora, čustev. S temi problemi se ukvarja več laboratorijev, vključno s tistim, za katerega sem zadolžen, laboratorij akademika N. P. Bekhtereve in laboratorij doktorja bioloških znanosti Yu KD.
Možganske funkcije, ki so značilne samo za človeka, se preučujejo z različnimi pristopi: z uporabo "običajnega" elektroencefalograma, vendar na novi stopnji preslikave možganov, proučevanjem evociranih potencialov, registracijo teh procesov skupaj z impulzno aktivnostjo nevronov v neposrednem stiku z možganskim tkivom - za to se uporabljajo implantirane elektrode in oprema pozitronska emisijska tomografija.
Dela akademika N. P. Bekhtereve na tem področju so bila široko objavljena v znanstvenem in poljudnoznanstvenem tisku. Začela je sistematično preučevati duševne procese v možganih, tudi ko je večina znanstvenikov menila, da je to skorajda neprepoznavno, kar je stvar daljne prihodnosti. Dobro je, da vsaj v znanosti resnica ni odvisna od stališča večine. Številni, ki so zanikali možnost takšnih raziskav, jih imajo zdaj za prednostno nalogo.
V tem članku lahko omenimo le najbolj zanimive rezultate, na primer detektor napak. Vsak od nas je naletel na njegovo delo. Predstavljajte si, da ste zapustili hišo in vas že na ulici muči nenavaden občutek, da je nekaj narobe. Vrneš se - je, pozabil si ugasniti luč v kopalnici. To pomeni, da ste pozabili izvesti običajno, stereotipno dejanje - obrnite stikalo in ta prehod samodejno vklopi nadzorni mehanizem v možganih. Ta mehanizem je sredi šestdesetih odkrila N. P. Bekhtereva in njeni sodelavci. Kljub temu, da so rezultate objavljali v znanstvenih revijah, tudi tujih, jih zdaj na Zahodu »znova odkrivajo« ljudje, ki poznajo delo naših znanstvenikov, a ne zaničujejo, da bi si neposredno izposojali pri njih. Izginotje velike sile je privedlo tudi do tega, da je bilo v znanosti več primerov neposrednega plagiatorstva.
Odkrivanje napak lahko postane tudi bolezen, kadar ta mehanizem deluje več kot je potrebno in se človeku ves čas zdi, da je nekaj pozabil.
Na splošno nam je danes tudi sam potek sprožitve čustev na možganski ravni jasen. Zakaj se ena oseba spopada z njimi, druga pa - "potone", ne more pobegniti
iz začaranega kroga podobnih izkušenj? Izkazalo se je, da se pri "stabilni" osebi spremembe v možganskem metabolizmu, povezane na primer z žalostjo, nujno kompenzirajo s spremembami metabolizma v drugih strukturah, usmerjenih v drugo smer. Pri "nestabilni" osebi je to nadomestilo kršeno.

Kdo je zadolžen za slovnico?

Zelo pomembno področje dela je tako imenovano mikromapiranje možganov. V naši skupni raziskavi so odkrili celo take mehanizme, kot je detektor slovnične pravilnosti pomenljive fraze. Na primer modri trak in modri trak. Pomen je v obeh primerih jasen. Toda obstaja ena "majhna, a ponosna" skupina nevronov, ki se "zavrti", ko se slovnica zlomi, in to sporoči možganom. Zakaj je to potrebno? Verjetno torej, da razumevanje govora pogosto poteka predvsem z analizo slovnice (ne pozabite na "glock kuzdra" akademika Shcherbe). Če je s slovnico nekaj narobe, pride signal - opraviti je treba dodatno analizo.
Ugotovljena so mikropodročja možganov, ki so odgovorna za štetje, za razlikovanje med konkretnimi in abstraktnimi besedami. Prikazane so razlike v delu nevronov v zaznavanju besede maternega jezika (skodelica), kvazibesede maternega jezika (Chohna) in besede tujega jezika (čas gledanja v azerbajdžanskem).
Nevroni skorje in globoke možganske strukture pri tej dejavnosti sodelujejo na različne načine. V globokih strukturah opazimo predvsem povečanje frekvence električnega praznjenja, ki ni preveč "vezano" na katero koli določeno cono. Zdi se, da ti nevroni rešujejo kateri koli problem celotnega sveta. Popolnoma drugačna slika v možganski skorji. Zdi se, da en nevron pravi:
"Dajte, fantje, utihnite, to je moja stvar in to bom storil sam." Dejansko se pri vseh nevronih, razen pri nekaterih, frekvenca impulzov zmanjša, pri "izbranih" pa poveča.
Zahvaljujoč tehniki pozitronske emisijske tomografije (ali okrajšane kot PET) je bilo mogoče natančno preučiti vse možganske regije, odgovorne za zapletene "človeške" funkcije. Bistvo metode je, da se majhna količina izotopa vbrizga v snov, ki sodeluje pri kemičnih transformacijah v možganskih celicah, nato pa opazujemo, kako se spreminja porazdelitev te snovi v možganski regiji, ki nas zanima. Če se dotok glukoze z radioaktivno nalepko poveča na to območje, to pomeni, da se je presnova povečala, kar kaže na povečano delo živčnih celic v tem delu možganov.
Zdaj pa si predstavljajte, da človek opravlja neko težko nalogo, ki od njega zahteva, da pozna pravila črkovanja ali logičnega mišljenja. Hkrati so živčne celice na območju možganov, "odgovorne" za te veščine, pri njem najbolj aktivne. Krepitev dela
živčne celice lahko registriramo s pomočjo PET za povečanje pretoka krvi v aktiviranem območju. Tako je bilo mogoče ugotoviti, katera področja možganov so "odgovorna" za skladnjo, črkovanje, pomen govora in za reševanje drugih težav. Na primer, obstajajo znana območja, ki se aktivirajo ob predstavitvi besed, ni pomembno, ali jih morate prebrati ali ne. Obstajajo tudi cone, ki se aktivirajo z namenom, da "ne naredijo ničesar", ko na primer oseba posluša zgodbo, vendar je ne sliši in gleda nekaj drugega.

Kaj je pozornost?

Prav tako je pomembno razumeti, kako "deluje" človeška pozornost. Na našem inštitutu se s tem problemom ukvarjata tako moj laboratorij kot laboratorij Yu D. D. Kropotova. Raziskave izvajajo skupaj z ekipo znanstvenikov pod vodstvom finskega profesorja R. Naatanena, ki je odkril tako imenovani mehanizem nehotene pozornosti. Da razumem kaj pod vprašajem, predstavljajte si situacijo: lovec se prikrade skozi gozd in izsledi plen. A sam je plen plenilske zveri, ki je ne opazi, ker je postavljen samo za iskanje srne ali zajca. In nenadoma nenamerno prasketanje v grmovju, morda ne zelo opazno na podlagi ptičjega žvrgolenja in hrupa potoka, takoj preusmeri njegovo pozornost in da znak: "V bližini je nevarnost." Mehanizem nehote pozornosti se je pri ljudeh izoblikoval že v starih časih kot varnostni mehanizem, vendar še vedno deluje: voznik na primer vozi avto, posluša radio, sliši krike otrok, ki se igrajo na ulici, zazna vse zvoke sveta okoli sebe, njegova pozornost je odsotna in nenadoma tiho potrka motor takoj preusmeri pozornost na avto - ugotovi, da je z motorjem nekaj narobe (mimogrede, ta pojav je podoben detektorju napak).
Ta preklop pozornosti deluje za vsakega človeka. Ugotovili smo območja, ki se aktivirajo na PET med delovanjem tega mehanizma, Yu. D. Kropotov pa ga je raziskoval z metodo implantiranih elektrod. Včasih so v najtežjih znanstvenih delih smešne epizode. Tako je bilo, ko smo to delo v naglici končali pred zelo pomembnim in prestižnim simpozijem. Z Yu.D. Kropotovom sva šla na simpozij, da bi imela predstavitve in šele tam sva presenečeno in z "občutkom globokega zadovoljstva" nepričakovano ugotovila, da se nevroni aktivirajo v istih conah. Da, včasih morata dve osebi, ki sedijo ob tebi, iti v drugo državo, da bi se pogovorili.
Če so kršeni mehanizmi nehotene pozornosti, potem lahko govorimo o bolezni. V laboratoriju Kropotova preučujejo otroke s tako imenovano motnjo pozornosti in hiperaktivnostjo. To so težki otroci, pogosteje fantje, ki se ne morejo osredotočiti na pouk, pogosto jih grdijo doma in v šoli, v resnici pa so potrebni
da se pozdravijo, ker so zmotili nekatere specifične možganske mehanizme. Do nedavnega ta pojav ni veljal za bolezen in najboljša metoda boj proti njemu je veljal za "silovite" metode. Zdaj lahko ne le definiramo to bolezen, temveč predlagamo tudi načine zdravljenja otrok z motnjo pozornosti.
Bi pa rad vznemiril nekatere mlade bralce. Vsaka potegavščina ni povezana s to boleznijo in potem ... "silovite" metode so upravičene.
Poleg nehote pozornosti obstaja tudi selektivna pozornost. To je tako imenovana "pozornost na recepciji", ko vsi okoli vas govorijo naenkrat, vi pa samo sledite sogovorniku, ne pazite na klepetanje soseda na desni, ki vam ni zanimivo. Med poskusom preiskovanec pripoveduje zgodbe: na eno uho - eno, na drugo - drugo. Sledimo reakciji na zgodbo v desnem ušesu, nato v levem in na zaslonu vidimo, kako se aktivacija možganskih regij korenito spreminja. Hkrati je aktivacija živčnih celic za zgodovino v desnem ušesu veliko manjša - ker večina ljudi dvigne telefonsko slušalko v desno roko in jo položi na desno uho. Zanje je lažje spremljati zgodovino v desnem ušesu, manj se morajo naprezati, možgani so manj navdušeni.

Skrivnosti možganov še vedno čakajo v krilih

Pogosto pozabimo na očitno: človek ni le možgani, ampak tudi telo. Nemogoče je razumeti delovanje možganov, ne da bi upoštevali vse bogastvo interakcije možganskih sistemov z različnimi telesnimi sistemi. Včasih je to očitno - na primer zaradi sproščanja adrenalina v kri možgani preklopijo na št
način delovanja. AT zdravo telo - pri zdravem umu gre natančno za interakcijo telesa in možganov. Vendar tu ni vse jasno. Študija te interakcije še čaka na svoje raziskovalce.
Danes lahko rečemo, da imamo dobro predstavo o delovanju ene živčne celice. Veliko praznih mest je izginilo, na možganskem zemljevidu pa so določena področja, odgovorna za duševne funkcije. Toda med celico in predelom možganov je še ena, zelo pomembna raven - sklop živčnih celic, ansambel nevronov. Tu je še veliko nejasnega. S pomočjo PET lahko sledimo, katera področja možganov so "vklopljena" pri opravljanju določenih nalog, a kaj se dogaja znotraj teh področij, kakšne signale si živčne celice pošiljajo, v kakšnem zaporedju, kako medsebojno sodelujejo - o tem za zdaj govorimo. malo vemo. Čeprav je tudi v tej smeri nekaj napredka.
Prej so verjeli, da so možgani razdeljeni na jasno razmejena področja, od katerih je vsako "odgovorno" za svojo funkcijo: to je območje upogibanja mezinca, to pa območje ljubezni do staršev. Ti zaključki so temeljili na preprostih opažanjih: če je določeno območje poškodovano, je njegova funkcija oslabljena. Sčasoma je postalo jasno, da je vse bolj zapleteno:
nevroni znotraj različnih con medsebojno delujejo na zelo zapleten način in nemogoče je izvesti jasno "vezavo" funkcije na možgansko področje v smislu zagotavljanja višjih funkcij povsod. Lahko rečemo le, da je to področje povezano z govorom, spominom in čustvi. In reči, da je ta nevronski možganski sklop (ne delček, ampak široko razširjena mreža) in samo on odgovoren za zaznavanje črk, ta pa - besede in stavki, še vedno nemogoče. To je izziv za prihodnost.
Delo možganov za zagotavljanje višjih vrst duševne dejavnosti je podobno bliskanju z ognjemetom: najprej vidimo veliko lučk, nato pa začnejo spet ugasniti in zasvetijo, med seboj pomežiknejo, nekateri kosi ostanejo temni, drugi utripajo. Tudi vzbujevalni signal se pošlje na določeno področje možganov, vendar aktivnost živčnih celic v njem posluša svoje posebne ritme, svojo hierarhijo. Zaradi teh lastnosti je lahko uničenje nekaterih živčnih celic nepopravljiva izguba za možgane, druge pa lahko nadomestijo sosednje "prekvalificirane" nevrone. Vsak nevron je viden le znotraj celotne skupine živčnih celic. Po mojem mnenju je zdaj glavna naloga razvozlati živčno kodo, torej razumeti, kako so posebej zagotovljene višje funkcije možganov. Najverjetneje je to mogoče storiti s preučevanjem interakcije elementov možganov, z razumevanjem, kako so posamezni nevroni združeni v strukturo, struktura pa v sistem in celotne možgane. To je glavni izziv za naslednje stoletje. Čeprav je še nekaj ostalo za dvajseto.

Ali je mogoče "preusmeriti" živčne celice?
Eden najsodobnejših trendov pri delu Inštituta je stereotaksija. To je medicinska tehnologija, ki zagotavlja nizko travmatičen, nežen, ciljno usmerjen dostop do globokih možganskih struktur in doziran učinek nanje. To je nevrokirurgija prihodnosti. Namesto "odprtih" nevrokirurških posegov se pri veliki trepanaciji, da bi dosegli možgane, ponujajo nizko travmatični, varčni učinki na možgane.

V razvitih državah, predvsem v ZDA, je klinična stereotaksija zavzela svoje mesto v nevrokirurgiji. Trenutno na tem področju v ZDA dela približno 300 nevrokirurgov, članov Ameriškega stereotaksičnega društva. Osnova stereotaksije so matematika in natančni instrumenti, ki zagotavljajo ciljno potopitev občutljivih instrumentov v možganih. Omogočajo vam, da "pogledate" v možgane živega človeka. V tem primeru se uporabljajo pozitronska emisijska tomografija, slikanje z magnetno resonanco in računalniška rentgenska tomografija. "Stereotaksija je merilo metodološke zrelosti nevrokirurgije" - mnenje pokojnega nevrokirurga L. V. Abrakova. Za stereotaksično metodo zdravljenja je zelo pomembno poznati vlogo posameznih "točk" v človeških možganih, razumeti njihovo interakcijo, vedeti, kje in kaj natančno je treba spremeniti v možganih za zdravljenje določene bolezni.

Inštitut ima laboratorij za stereotaksične metode, ki ga vodi doktor medicinskih znanosti, nagrajenec državne nagrade ZSSR A.D.Aničkov. Pravzaprav je vodilni stereotaksični center v Rusiji. Tu se je rodila najsodobnejša smer - računalniški stereotaksi s programsko in matematično podporo, ki se izvaja na elektronskem računalniku. Pred našim razvojem so nevrokirurgi med operacijo ročno izvajali stereotaksične izračune, zdaj pa smo razvili na desetine stereotaksičnih naprav; nekateri so bili klinično preizkušeni in so sposobni rešiti najtežje težave. Skupaj s kolegi iz Centralnega raziskovalnega inštituta "Elektropribor" je bil ustvarjen računalniški stereotaksični sistem, ki je prvič v Rusiji serijsko izdelan, ki po številnih ključnih kazalcih presega podobne tuje vzorce. Kot je rekel neznani avtor, "so končno plašni civilizacijski žarki osvetlili naše temne jame."

Na našem inštitutu se stereotaksija uporablja za zdravljenje bolnikov, ki trpijo zaradi gibalnih motenj (parkinsonizem, Parkinsonova bolezen, Huntingtonova horea in drugi), epilepsije, neomajne bolečine (zlasti sindroma fantomske bolečine) in nekaterih duševnih motenj. Poleg tega se stereotaksija uporablja za razjasnitev diagnoze in zdravljenje nekaterih možganskih tumorjev, za zdravljenje hematomov, abscesov in možganskih cist. Stereotaktični posegi (tako kot vsi drugi nevrokirurški posegi) se pacientu ponujajo le, če so izčrpane vse možnosti zdravljenja z zdravili in bolezen sama ogroža bolnikovo zdravje ali onemogoča delo, postane asocialna. Vse operacije se izvajajo le s soglasjem pacienta in njegovih svojcev po posvetovanju s strokovnjaki z različnih področij.

Obstajata dve vrsti stereotaksije. Prva, nefunkcionalna, se uporablja, kadar je globoko v možganih nekakšna organska lezija, na primer tumor. Če ga odstranimo s pomočjo običajnih tehnik, bo treba vplivati \u200b\u200bna zdrave možganske strukture, ki opravljajo pomembne funkcije, pacient pa lahko po nesreči poškoduje, včasih celo nezdružljivo z življenjem. Predpostavimo, da je tumor dobro viden s slikanjem z magnetno resonanco in pozitronsko emisijsko tomografijo. Nato lahko s pomočjo nizko travmatične tanke sonde izračunate njene koordinate in vnesete radioaktivne snovi, ki bodo v kratkem izgorele tumor in razpadle. Škoda med prehodom skozi možgansko tkivo je minimalna, tumor pa bo uničen. Opravili smo že več takšnih operacij, nekdanji bolniki še vedno živijo, čeprav s tradicionalnimi metodami zdravljenja niso upali.

Bistvo te metode je, da odpravimo "napako", ki je jasno vidna. Glavna naloga je, da se odločimo, kako priti do nje, katero pot izbrati, da se ne dotaknemo pomembnih področij, kateri način za odpravo "napake" izbrati.

Bistveno drugačna situacija s "funkcionalno" stereotaksijo, ki se uporablja tudi pri zdravljenju duševnih bolezni. Vzrok bolezni je pogosto v tem, da ena majhna skupina živčnih celic ali več takih skupin ne deluje pravilno. Ne sproščajo potrebnih snovi ali pa jih sproščajo preveč. Celice so lahko patološko vznemirjene in nato spodbujajo "slabo" aktivnost drugih, zdravih celic. Te "izgubljene" celice je treba najti in jih bodisi uničiti bodisi izolirati ali pa jih "prevzgojiti" s pomočjo električne stimulacije. V takšnih razmerah ne morete "videti" prizadetega območja. Izračunati ga moramo povsem teoretično, saj so astronomi izračunali Neptunovo orbito.

Tu je za nas še posebej pomembno temeljno znanje o možganskih principih, o interakciji njegovih delov, o funkcionalni vlogi vsakega dela možganov. Uporabljamo rezultate stereotaksične nevrologije - novo smer, ki jo je na inštitutu razvil pokojni profesor V. M. Smmirnov. Stereotaktična nevrologija je "akrobacija", vendar je na tej poti treba iskati možnost zdravljenja številnih resnih bolezni, tudi duševnih.

Rezultati naših raziskav in podatki iz drugih laboratorijev kažejo, da skoraj vsako, celo zelo zapleteno miselno aktivnost možganov zagotavlja sistem, razporejen v prostoru in se spreminja v času, sestavljen iz povezav različnih stopenj togosti. Jasno je, da je zelo težko posegati v delovanje takega sistema. Kljub temu lahko zdaj to storimo: na primer lahko ustvarimo novo govorno središče, ki bo nadomestilo tisto, ki jo je uničila travma.

V tem primeru pride do neke vrste "prevzgoje" živčnih celic. Dejstvo je, da obstajajo živčne celice, ki so že od rojstva pripravljene na svoje delo, obstajajo pa tudi druge, ki so "vzgojene" v procesu človekovega razvoja. Ko se naučijo dokončati nekatere naloge, druge pozabijo, vendar ne za vedno. Tudi po opravljeni "specializaciji" se načeloma lahko lotijo \u200b\u200bizvajanja nekaterih drugih nalog, lahko delajo drugače. Zato jih lahko poskusite prisiliti, da prevzamejo delo izgubljenih živčnih celic in jih nadomestijo.

Nevroni v možganih delujejo kot posadka ladje: eden dobro vodi ladjo po njenem toku, drugi dobro strelja, tretji pa pripravlja hrano. Toda strelca je mogoče naučiti kuhati boršč, kuharja pa usmeriti orožje. Samo razložiti jim morate, kako se to počne. Načeloma gre za naravni mehanizem: če pride do poškodbe možganov pri otroku, se njegove živčne celice spontano "prekvalificirajo". Pri odraslih je treba uporabiti posebne metode za "prekvalifikacijo" celic.

To počnejo raziskovalci - poskušajo spodbuditi nekatere živčne celice, da opravljajo delo drugih, ki jih ni več mogoče obnoviti. V tej smeri so že dosegli dobre rezultate: na primer nekatere bolnike s kršitvijo območja Broce, ki je odgovorno za oblikovanje govora, so ponovno naučili govoriti.

Drug primer je terapevtski učinek psihokirurških operacij, katerih cilj je "izklop" struktur na območju možganov, imenovanem limbični sistem. Z različnimi boleznimi na različnih področjih možganov se pojavi tok patoloških impulzov, ki krožijo po živčnih poteh... Ti impulzi se pojavijo kot posledica povečane aktivnosti možganskih predelov in ta mehanizem vodi do številnih kroničnih bolezni živčnega sistema, kot so parkinsonizem, epilepsija in obsesivne prisile. Poti, po katerih poteka kroženje patoloških impulzov, je treba najti in čim bolj nežno zapreti.

V zadnjih letih je bilo opravljenih veliko sto (zlasti v ZDA) stereotaksičnih psihokirurških posegov za zdravljenje bolnikov, ki trpijo zaradi nekaterih duševnih motenj (predvsem obsesivno-kompulzivnih motenj), pri katerih pa so se nekirurške metode zdravljenja izkazale za neučinkovite. Po mnenju nekaterih narkologov je odvisnost od drog mogoče obravnavati tudi kot vrsto tovrstne motnje, zato je v primeru neučinkovitosti zdravljenja z zdravili priporočljiva stereotaksična intervencija.

Detektor napak
Zelo pomembno področje dela Inštituta je preučevanje višjih funkcij možganov: pozornosti, spomina, mišljenja, govora, čustev. S temi problemi se ukvarja več laboratorijev, vključno s tistim, za katerega sem zadolžen, laboratorij akademika N. P. Bekhtereve in laboratorij doktorja bioloških znanosti Yu KD.

Možganske funkcije, ki so značilne samo za človeka, se preučujejo z različnimi pristopi: z uporabo "običajnega" elektroencefalograma, vendar na novi stopnji preslikave možganov, preučevanjem evociranih potencialov, beleženjem teh procesov skupaj z impulzno aktivnostjo nevronov v neposrednem stiku z možganskim tkivom - za to se uporabljajo implantirane elektrode in oprema pozitronska emisijska tomografija.

Dela akademika N. P. Bekhtereve na tem področju so bila široko objavljena v znanstvenem in poljudnoznanstvenem tisku. Začela je sistematično preučevati duševne procese v možganih, tudi ko je večina znanstvenikov menila, da je to skorajda neprepoznavno, kar je stvar daljne prihodnosti. Dobro je, da vsaj v znanosti resnica ni odvisna od stališča večine. Številni, ki so zanikali možnost takšnih raziskav, jih imajo zdaj za prednostno nalogo.

V okviru tega članka lahko omenimo le najbolj zanimive rezultate, na primer detektor napak. Vsak od nas je naletel na njegovo delo. Predstavljajte si, da ste zapustili hišo in vas že na ulici muči nenavaden občutek, da je nekaj narobe. Vrneš se - je, pozabil si ugasniti luč v kopalnici. To pomeni, da ste pozabili izvesti običajno, stereotipno dejanje - obrnite stikalo in ta prehod samodejno vklopi nadzorni mehanizem v možganih. Ta mehanizem je sredi šestdesetih odkrila N. P. Bekhtereva in njeni sodelavci. Kljub temu, da so bili rezultati objavljeni v znanstvenih revijah, tudi tujih, jih zdaj na Zahodu "znova odkrivajo" ljudje, ki poznajo delo naših znanstvenikov, a ne zaničujejo, da bi si neposredno izposojali pri njih. Izginotje velike sile je privedlo tudi do tega, da je bilo v znanosti več primerov neposrednega plagiatorstva.

Kdo je zadolžen za slovnico?
Zelo pomembno področje dela je tako imenovano mikromapiranje možganov. V naši skupni raziskavi so odkrili celo take mehanizme, kot je detektor slovnične pravilnosti pomenljive fraze. Na primer modri trak in modri trak. Pomen je v obeh primerih jasen. Toda obstaja ena "majhna, a ponosna" skupina nevronov, ki se "zavrti", ko se slovnica zlomi, in to sporoči možganom. Zakaj je to potrebno? Verjetno torej, da razumevanje govora pogosto poteka predvsem z analizo slovnice (ne pozabite na "glock kuzdra" akademika Shcherbe). Če je s slovnico nekaj narobe, pride signal - opraviti je treba dodatno analizo.

Ugotovljena so mikropodročja možganov, ki so odgovorna za štetje, za razlikovanje med konkretnimi in abstraktnimi besedami. Prikazane so razlike v delu nevronov v zaznavanju besede maternega jezika (skodelica), kvazibesede maternega jezika (Chohna) in besede tujega jezika (čas gledanja v azerbajdžanskem).

Nevroni skorje in globoke možganske strukture pri tej dejavnosti sodelujejo na različne načine. V globokih strukturah opazimo predvsem povečanje frekvence električnega praznjenja, ki ni preveč "vezano" na katero koli določeno cono. Zdi se, da ti nevroni rešujejo kateri koli problem celotnega sveta. Popolnoma drugačna slika v možganski skorji. Zdi se, da en nevron reče: "Dajte, fantje, utihnite, to je moja stvar in to bom storil sam." Dejansko se pri vseh nevronih, razen pri nekaterih, frekvenca impulzov zmanjša, pri "izbranih" pa poveča.

Zahvaljujoč tehniki pozitronske emisijske tomografije (ali okrajšane kot PET) je bilo mogoče natančno preučiti vse možganske regije, ki so odgovorne za kompleksne "človeške" funkcije. Bistvo metode je, da se majhna količina izotopa vbrizga v snov, ki sodeluje pri kemičnih transformacijah v možganskih celicah, nato pa opazujemo, kako se spreminja porazdelitev te snovi v možganski regiji, ki nas zanima. Če se dotok glukoze z radioaktivno nalepko poveča na to območje, to pomeni, da se je presnova povečala, kar kaže na povečano delo živčnih celic v tem delu možganov.

Zdaj pa si predstavljajte, da človek opravlja neko težko nalogo, ki od njega zahteva, da pozna pravila črkovanja ali logičnega mišljenja. Hkrati ima najbolj aktivne živčne celice na možganskem področju, "odgovorne" za te veščine. Povečanje dela živčnih celic lahko registriramo s pomočjo PET za povečanje pretoka krvi v aktiviranem območju. Tako je bilo mogoče ugotoviti, katera področja možganov so "odgovorna" za skladnjo, črkovanje, pomen govora in za reševanje drugih težav. Na primer, obstajajo znana območja, ki se aktivirajo ob predstavitvi besed, ni pomembno, ali jih morate prebrati ali ne. Obstajajo tudi cone, ki se aktivirajo, da se "ne naredi nič", ko na primer oseba posluša zgodbo, vendar je ne sliši in gleda nekaj drugega.

Kaj je pozornost?

Prav tako je pomembno razumeti, kako "deluje" človeška pozornost. Na našem inštitutu se s tem problemom ukvarjata tako moj laboratorij kot laboratorij Yu D. D. Kropotova. Raziskave izvajajo skupaj z ekipo znanstvenikov pod vodstvom finskega profesorja R. Naatanena, ki je odkril tako imenovano mehanizem nehotene pozornosti... Če želite razumeti, za kaj gre, si predstavljajte situacijo: lovec se prikrade skozi gozd in izsledi plen. A sam je plen plenilske zveri, ki je ne opazi, ker je postavljen samo za iskanje srne ali zajca. In nenadoma nenamerno prasketanje v grmovju, morda ne zelo opazno na podlagi ptičjega žvrgolenja in hrupa potoka, takoj preusmeri njegovo pozornost in da znak: "V bližini je nevarnost." Mehanizem nehote pozornosti se je pri ljudeh izoblikoval že v starih časih kot varnostni mehanizem, vendar še vedno deluje: voznik na primer vozi avto, posluša radio, sliši krike otrok, ki se igrajo na ulici, zazna vse zvoke sveta okoli sebe, njegova pozornost je odsotna in nenadoma tiho potrka motor takoj preusmeri pozornost na avto - ugotovi, da je z motorjem nekaj narobe (mimogrede, ta pojav je podoben detektorju napak).

Ta preklop pozornosti deluje za vsakega človeka. Ugotovili smo območja, ki se aktivirajo na PET med delovanjem tega mehanizma, Yu. D. Kropotov pa ga je raziskoval z metodo implantiranih elektrod.
Včasih so v najtežjih znanstvenih delih smešne epizode. Tako je bilo, ko smo to delo v naglici končali pred zelo pomembnim in prestižnim simpozijem. Z Yu.D. Kropotovom sva šla na simpozij, da bi poročala, in šele tam sva presenečeno in z "občutkom globokega zadovoljstva" nepričakovano ugotovila, da se aktivacija nevronov dogaja na istih območjih. Da, včasih morata dve osebi, ki sedijo ob tebi, iti v drugo državo, da bi se pogovorili.

Če so kršeni mehanizmi nehotene pozornosti, potem lahko govorimo o bolezni. V laboratoriju Kropotova preučujejo otroke s tako imenovano motnjo pozornosti in hiperaktivnostjo. To so težki otroci, pogosteje fantje, ki se ne morejo osredotočiti na pouk, pogosto jih zmerjajo doma in v šoli, v resnici pa jih je treba zdraviti, ker so porušili določene možganske mehanizme. Do nedavnega ta pojav ni veljal za bolezen, "silovite" metode pa so veljale za najboljši način spopadanja z njim. Zdaj lahko ne le definiramo to bolezen, temveč predlagamo tudi načine zdravljenja otrok z motnjo pozornosti.
Bi pa rad vznemiril nekatere mlade bralce. Vsaka potegavščina ni povezana s to boleznijo in potem ... metode "sile" so upravičene.

Poleg nehote pozornosti obstaja tudi selektivna... To je tako imenovana "pozornost na recepciji", ko vsi okoli vas govorijo naenkrat, vi pa samo sledite sogovorniku, ne pazite na klepetanje soseda na desni, ki vam ni zanimivo. Med poskusom preiskovanec pripoveduje zgodbe: na eno uho - eno, na drugo - drugo. Sledimo reakciji na zgodbo v desnem ušesu, nato v levem in na zaslonu vidimo, kako se aktivacija možganskih regij korenito spreminja. Hkrati je aktivacija živčnih celic za zgodovino v desnem ušesu veliko manjša - ker večina ljudi dvigne telefonsko slušalko v desno roko in jo položi na desno uho. Zanje je lažje spremljati zgodovino v desnem ušesu, manj se morajo naprezati, možgani so manj navdušeni.

Skrivnosti možganov še vedno čakajo v krilih

Pogosto pozabimo na očitno: človek ni le možgani, ampak tudi telo. Nemogoče je razumeti delovanje možganov, ne da bi upoštevali vse bogastvo interakcije možganskih sistemov z različnimi telesnimi sistemi. Včasih je to očitno - na primer sproščanje adrenalina v krvni obtok sili možgane v preklop na nov način delovanja. V zdravem telesu pri zdravem duhu gre natančno za interakcijo telesa in možganov. Vendar tu ni vse jasno. Študija te interakcije še čaka na svoje raziskovalce.

Danes lahko rečemo, da imamo dobro predstavo o delovanju ene živčne celice. Veliko praznih mest je izginilo, na možganskem zemljevidu pa so določena področja, odgovorna za duševne funkcije. Toda med celico in predelom možganov je še ena, zelo pomembna raven - sklop živčnih celic, ansambel nevronov. Tu je še veliko nejasnega. S pomočjo PET lahko zasledimo, katera področja možganov so pri izvajanju določenih nalog "vklopljena", a kaj se dogaja znotraj teh področij, kakšne signale si živčne celice pošiljajo, v kakšnem zaporedju, kako medsebojno sodelujejo - o tem bomo govorili za zdaj. malo vemo. Čeprav je tudi v tej smeri nekaj napredka.

Prej so verjeli, da so možgani razdeljeni na jasno razmejena področja, od katerih je vsako "odgovorno" za svojo funkcijo: to je območje upogibanja mezinca, to pa območje ljubezni do staršev. Ti zaključki so temeljili na preprostih opažanjih: če je določeno območje poškodovano, je njegova funkcija oslabljena. Sčasoma je postalo jasno, da je vedno bolj zapleteno: nevroni znotraj različnih con med seboj delujejo na zelo zapleten način in je nemogoče izvesti jasno "povezavo" funkcije z možgansko regijo v smislu zagotavljanja višjih funkcij povsod. Lahko rečemo le, da je to področje povezano z govorom, spominom in čustvi. In reči, da je ta nevronski možganski sklop (ne delček, ampak široko razširjena mreža) in samo on odgovoren za zaznavanje črk, ta pa - besede in stavki, še vedno nemogoče. To je izziv za prihodnost.

Delo možganov za zagotavljanje višjih vrst duševne dejavnosti je podobno bliskanju z ognjemetom: najprej vidimo veliko lučk, nato pa začnejo spet ugasniti in zasvetijo, med seboj pomežiknejo, nekateri kosi ostanejo temni, drugi utripajo. Tudi vzbujevalni signal se pošlje na določeno področje možganov, vendar aktivnost živčnih celic v njem posluša svoje posebne ritme, svojo hierarhijo. V zvezi s temi lastnostmi se lahko uničenje nekaterih živčnih celic izkaže za nepopravljivo izgubo možganov, druge pa lahko nadomestijo sosednje "prekvalificirane" nevrone. Vsak nevron je viden le znotraj celotne skupine živčnih celic. Po mojem mnenju je zdaj glavna naloga razvozlati živčno kodo, torej razumeti, kako so posebej zagotovljene višje funkcije možganov. Najverjetneje je to mogoče storiti s preučevanjem interakcije elementov možganov, z razumevanjem, kako so posamezni nevroni združeni v strukturo, struktura pa v sistem in celotne možgane. To je glavni izziv za naslednje stoletje. Čeprav je še nekaj ostalo za dvajseto.