издательская группа
Восточно-Сибирская правда

Сила мысли

Нейронауки открывают новые тайны человеческого мозга

Человек, похоже, обладает встроенным «магнитным компасом». Иными словами, наш организм способен чувствовать магнитное поле Земли. Такие гипотезы выдвигаются, и исследователи уже подтвердили это экспериментально. Учёные поняли, чем особенным отличается мозг эрудированного человека от мозга обычного. Уже есть люди, которые силой мысли пишут слова на компьютере. Делают они это с помощью приборов, подключённых к мозгу. Исследователи настойчиво пытаются понять, что такое болезнь Альцгеймера и как с ней бороться. Об этих и ещё десятках новых открытий в области нейронаук рассказали авторы портала Neuronovosti.ru Алексей Паевский и Анна Хоружая на фестивале «КнигаМарт» в Иркутске.

Анна Хоружая и Алексей Паевский побывали в Иркутске в середине марта. Весенний книжный фестиваль «КнигаМарт» был организован Иркутской областной научной библиотекой имени И.И. Молчанова-Сибирского, фондом «Новый Альянс», АНО «Центр культурных инициатив «Буквица». В числе соорганизаторов – Фонд сохранения памяти и развития наследия Ю.А. Ножикова. Партнёрами «КнигаМарта» стали министерство культуры и архивов Иркутской области, Иркутская нефтяная компания и конкурс социальных проектов «Губернское собрание общественности».

Портал Neuronovosti.ru был создан чуть более трёх лет назад, его сооснователь Алексей Паевский по образованию химик-органик, однако с 2005 года занимается научной журналистикой, а с некоторых пор и историей науки. Анна Хоружая, второй сооснователь, – заместитель главного редактора и выпускающий редактор портала Neuronovosti.ru, медик, врач-ординатор Научного центра неврологии. «Портал мы стараемся поддерживать нашей небольшой, но такой очень активной командой, – сказала Анна Хоружая. – Чисто на волонтёрских началах. Пишем обо всём, что касается мозга, его работы, работы нервной системы, истории нейронаук».

Мы, обычные люди, к примеру, вряд ли сможем узнать о многих новостях из области нейронаук. В частности, что мы знаем о том, чем занимались в последние годы исследователи из Института клеточной инженерии Университета Джонса Хопкинса? А они изучали болезнь Паркинсона и сумели экспериментально показать на животных, что недуг может зарождаться в кишечнике и по блуждающему нерву постепенно проникать в мозг и разрушать его. Это открывает перспективы для исследования аналогичных процессов у людей. Алексей Паевский и Анна Хоружая каждый день рассказывают, чего добились мировые исследователи, изучающие человеческий мозг.

«Магнитный компас» и «социальный» мозжечок

Лекция Алексея Паевского и Анны Хоружей о лучших открытиях в области нейронаук длилась около двух часов, за это время они успели рассказать о нескольких десятках научных открытий, которые связаны с мозгом человека. Например, в августе 2019 года в журнале Nature Neuroscience были опубликованы результаты исследований учёных из Техаса о работе всем известного мозжечка. Выяснилось, что он далеко не такой «изученный и известный», как нам казалось.

– Мозг – очень сложно устроенный орган, и мы знаем, что в нём есть мозжечок, – рассказывает Алексей Паевский (далее А. П. – Авт.). – Это сложный участок мозга, который отвечает в первую очередь за координацию движений, мы мозжечком распознаём ритм, например. Моторные функции выполняет как раз мозжечок. Но результаты исследований этого года показали, что мозжечок включён в так называемую «систему награды». У всех нас есть система, которая отвечает за получение удовольствия, оказывается, мозжечок тоже работает в ней. Лучше изучив эту систему, мы сможем понять, как лечить такие вещи, как наркотическая, алкогольная и другие зависимости. Мозжечок оказался вовлечён и в социальные взаимодействия. И это может помочь в лечении расстройств социального поведения в будущем.

В марте 2019 года в журнале eNeuro вышла совместная статья американских и японских учёных. «Исследователи предположили, что человек обладает магнитной чувствительностью, и попытались доказать это с помощью эксперимента, – рассказывает Анна Хоружая (далее А. Х. – Авт.). – Фактически они предположили наличие у человека рецепторов к магнитному полю. В чём заключался эксперимент? Человека посадили в клетку Фарадея, она защищает его от воздействия каких-либо электромагнитных излучений. В клетке создавалось «земное» магнитное поле и имитировалось его вращение. Человек сидел с закрытыми глазами без света. В это время регистрировалась активность головного мозга в различных его отделах при помощи электроэнцефалографии». Учёные выяснили, что определённые области коры головного мозга включаются в реакцию, несколько меняется активность различных ритмов. Исследователи предположили, что, возможно, у человека есть «магнитное чувство», нужно эту область исследовать дальше. Однако возникло много вопросов о «чистоте» этого эксперимента. Исследования будут продолжаться.

– Действительно ли работа мозга умных людей отличается от работы мозга среднего человека?

А. Х.: Такие исследования ведутся. Нейробиологи из Университета Рур-Бохум и Университета Гумбольдта-Берли показали, как работает мозг эрудированных людей. 324 человека в возрасте от 18 до 75 лет прошли диффузно-тензорную трактографию, это метод магнитно-резонанской томографии, МРТ. Он позволяет установить, насколько хорошо и плотно связаны различные области мозга друг с другом. Людям дали прорешать тест на общие знания, порядка 300 вопросов, и положили в томограф, сделали трактографию. А потом сравнили количество набранных баллов за тест и количество связей между разными областями головного мозга. Выяснилось, что эрудированные люди способны не только запоминать факты, но и быстро и эффективно строить ассоциации между областями мозга, где эти факты хранятся.

Обойдёмся без трепанации

Рассказы про общество, в котором люди будут жить со вживлёнными в мозг электродами и, по сути, станут киборгами с приаттаченными искусственными руками, ногами, виртуальными очками, звучат всё чаще. Однако учёные пока не знают, как это может быть реализовано на практике и что нас ждёт через 10–20 лет. Фантазии остаются фантазиями, а реальное воплощение вызывает очень много вопросов.

– Можно ли сегодня управлять при помощи силы мозга, к примеру, протезами?

А. П.: Да, учёные давно занимаются этим. Из последнего – 2019 год. Исследователи из Университета Джонса Хопкинса создали протез обеих рук, управляемый интерфейсом «мозг-компьютер». Мы вживляем в мозг электроды, читаем активность моторной коры. И, декодируя то, как человек думает о движении, пытаемся посредством этих сигналов управлять внешними устройствами, чаще всего протезами рук. И вот здесь впервые в истории человеку вмонтировали сразу два протеза, сразу два интерфейса «мозг-компьютер», и он управляет силой мысли сразу двумя руками. Эти протезы с обратной связью, они передают тактильную информацию путём стимуляции соматосенсорной коры.

В 2019 году прошла конференция Илона Маска, посвящённая его проекту Neuralink, на которой была показана технология масковского нейроинтерфейса. «Илон Макс пообещал, что в ближайшие годы появится «нейрокружево», которое объединит людей в общую сеть и позволит им обмениваться мыслями, как мы сейчас обмениваемся сообщениями в Интернете, – рассказывают лекторы. – Но не всё так просто оказалось». Маск действительно представил свою технологию – это нити-импланты, способные считывать информацию с мозга, и робот-хирург, который их вживляет. «В целом это всё, ни о каком управлении речь не идёт, но это скорее была конференция, которую Илон Маск организовал с целью привлечь ещё больше исследователей, чтобы развивать дальше эти технологии», – констатируют лекторы.

– Вообще, каково назначение этих технологий?

А. П.: В основном эти технологии необходимы для полностью парализованных людей. Такой человек может управлять протезами, инвалидной коляской, передавать сообщения. Конечно, в будущем есть идеи управления машиной и чем-то ещё, но такие вещи инвазивные, то есть с вживлением электродов в мозг, сейчас используются только для парализованных людей, потому что никакая контролирующая организация в здравом уме и трезвой памяти не разрешит вскрывать здоровому человеку череп, что само по себе опасно.

В Самарском медицинском университете несколько лет назад испытывали технологию «НейроЧат». Этим проектом занимается профессор МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор биологических наук Александр Каплан. Специальные устройства позволяют набирать текст силой мысли.

Создана эта система для людей, которые в силу заболеваний не могут общаться обычным способом. На конференции в Самаре человек действительно силой мысли набрал текст: «Привет, Самара». Однако длился процесс около семи минут. Но всё равно экспериментально было показано: человек может это делать.

– С вашей точки зрения, в каком мире мы будем жить через 20–30 лет?

А. П.: Не знаю, ну честно. Если говорить с точки зрения нейронаук, у нас будет больше распространён интерфейс «мозг-компьютер», я надеюсь, что через 10–20 лет мы доберёмся до лечения или хотя бы до понимания проблем болезни Альцгеймера, которая сейчас является самой острой в этой области. Кроме того, у нас будет больше понимания, как сохранить мозг, потому что через 20 лет, я думаю, мы сможем почти любой орган себе заменить.

– Все или очень богатые люди?

А. П.: Это уже другой вопрос, как это будет устроено. Безусловно, современное здравоохранение не то чтобы не по карману людям, а не по карману странам. Это очень дорогая штука, поэтому, возможно, нужно будет перестраивать саму систему с большим упором на профилактику.

– Что касается тела – как оно изменится? Не будет ли так, как говорят, что мы все будем ходить во встроенных виртуальных очках?

А. П.: Никак тело не изменится. Идея очков, может, и хорошая, но есть проблема, которая заключается в соединении мозга с компьютером. Там есть очень много жёстких ограничений пока что, не знают учёные сейчас, как это преодолевать. То есть либо нам придётся вскрывать череп, что пока запрещено в принципе и имеет очень много побочных проблем. Пока что вскрывать череп здоровым людям нельзя. Есть проблема с вживлением электродов, которые зарастают и становятся нерабочими. Может быть, мы что-то придумаем с этим. Интерфейс «мозг-компьютер» будет развиваться, но это будет не тело, а дополнение мозга. Мы, скорее всего, будем учиться прокачивать мозг, дополнять его.

– Существует ли опасность, о которой говорят всё чаще: создание универсальных управляемых солдат, рабочих киборгов и прочего?

А. П.: Думаю, что нет. Мозг слишком сложная штука, чтобы вот так легко можно было вторгнуться в него и что-то сделать. Это не дело ближайшего времени точно. Даже не ближайших 20–30 лет.

Тренировка полушарий

Учёными уже доказано, что мозг человека обладает поразительной гибкостью и способен показывать чудеса восстановления при повреждении. Функции отсутствующих частей берут на себя другие. Зафиксированы факты, когда мозг успешно воссоздавал функции даже после операций по удалению не только незначительных участков, но и, например, мозжечка. В некоторых случаях человек способен существовать достаточно полноценно и при отсутствии целого полушария. Учёные полагают, что мозг лучше развивается, если тренируется.

– Умберто Эко в одном из произведений говорит про учёного, который потерял долгосрочную память и по воспоминаниям краткосрочной памяти сумел восстановить её. Это возможно?

А. Х.: Да, похоже, это возможно. Нужно только наладить доступ, и воспоминание будет восстановлено. Вот эти тропинки к воспоминаниям просто нужно протоптать. Это, вероятнее всего, действительно так, потому что есть работы, они более ранние, 2016-2017 годов. Нобелевский лауреат Судзуми Тонегава, в частности, занимается исследованием памяти, и он как раз обнаружил, что воспоминания хранятся в системах нейронов, то есть в определённых сетях, они называются энграммы. Восстановив доступ к энграммам, можно снова возродить то воспоминание, которое было потеряно или забыто.

– Бурное развитие нейронаук к чему может привести на таком, скажем, прикладном уровне? Я, например, знаю, что какие-то детские проблемы с моторикой сразу же связываются с томографией, с походом к неврологу. Вокруг ребёнка образуется на практике целый комплекс врачей, и пухнет его история болезни. Это оправданно?

А. Х.: Это оправданно. Зачем исследователи этим занимаются? Есть фундаментальные задачи, но есть и прикладные, от которых потом вырастают новые методы диагностики и лечения. С шизофренией очень показательная ситуация. Раньше считалось, что это только психика и нужны какие-то жёсткие нейролептики, чтобы человека обезвредить, чтобы он не мешал обществу. Сейчас уже понятно, что это более тонкие процессы, даже не просто заболевание, а симптомокомплекс. Как там что ломается на молекулярном уровне, на генетическом уровне, к этому приходят и изучают. Скорее всего, эти знания помогут найти более таргетные (направленные на конкретную цель. – Авт.) методы лечения, чтобы этого человека не просто вырубить и куда-нибудь в «дурку» упечь, как обычно об этом думают, а вернуть в общество, чтобы он мог продолжать нормально существовать. То же самое с детскими болезнями: пока нет понимания, как работает мозг и что в нём ломается на этапе взросления, пока не будет ясности, как от этого можно избавиться, чтобы человеку помочь в будущем, нужно это изучать. Потому что детские проблемы без лечения часто становятся взрослыми, и человек всю жизнь мучается. Чем лучше мы понимаем, тем лучше можем помочь.

– Если говорить не про болезни, а про способности? Можно ли на ранних стадиях детского, подросткового возраста спрогнозировать какие-то способности когнитивные, эмоциональные?

А. П.: Скорее нет, чем да. Скорее в юном возрасте проще любые способности развить. И, наоборот, задавить, что часто бывает. В этом смысле мозг у нас очень гибок, очень пластичен. Нет такого, что люди рождаются изначально гениальными, и всё. Очень многое зависит от тренируемости, потому что мозг – очень пластичная штука.

А. Х.: Спрогнозировать очень трудно. Может быть, человек на ранних этапах в школе не отличался образцовыми способностями, но, каждый день работая в каком-то из направлений, он становится в этом серьёзным специалистом и очень толковым человеком. Тренировка очень большое влияние имеет, это действительно так. При помощи тренировки можно с мозгом сделать абсолютно потрясающие вещи. Было бы желание. И, главное, регулярность.

– Ваш будущий учебник по нейронаукам что из себя представляет?

А. П.: Он пока неофициально называется «Нейронауки для чайников». Мы хотим сделать учебник для начинающих. Для тех, кто только входит в нейронауки. То есть рассказать о базовых понятиях, базовых знаниях о мозге, о нервной системе без каких-то сложных заморочек. Это с одной стороны. С другой стороны, важно рассказать о том, что происходит в нейронауках на самом переднем крае. Дело в том, что за последнее время даже базовые понятия о мозге очень сильно изменились. Поэтому мы хотим сделать точку входа для тех, кто не посвящён. Это книга для чтения, но она будет рассчитана на тех, кто собирается заниматься нейротехнологиями, кто собирается идти на биофаки, думая о нейронауках. Просто сейчас современные русские учебники отстают на 30–40 лет.

Неизвестные нобелиаты

Анна Хоружая и Алексей Паевский представили в Иркутске свой проект – серию книг о нобелевских лауреатах. Они привезли первую книжку проекта под названием «Нобелиаты. Формулы успеха. 1901–1910». Казалось бы, зачем писать о тех, о ком все и так знают? Но, как оказалось, мы почти ничего не знаем о тех, кто делал важнейшие мировые открытия. Достаточно полного проекта, где были бы описаны биографии учёных-нобелиатов, нет. Есть краткие издания 1980–1990-х годов. Алексей Паевский с коллегами задумали большую серию, в планах 12 томов. В декабре 2019 года Алексей и Анна были на Нобелевской неделе, когда вручают Нобелевские премии в Стокгольме. И книга попала в Музей Нобелевской премии.

– Действительно есть необходимость в такой серии?

А. П.: Я 15 лет занимаюсь научной журналистикой и понял, что очень плохо знаю историю нобелевских лауреатов. С 2017 года мы начали систематически писать биографии лауреатов Нобелевских премий по естественным наукам. Каждую среду и субботу на сайте Indicator.ru выходит биография очередного лауреата Нобелевской премии. Мы начали с 1901 года, когда были вручены первые премии, и написали уже 300 биографий. Потом взяли первые 35 биографий за первые 10 лет, расширили их, дополнили информацией, материалами о тех, кого номинировали на каждую из этих премий. Нашли справочную информацию о номинантах, информация эта хранится в секрете 50 лет, потом публикуется. Сейчас вся информация по 1969 год открыта. И, собственно говоря, мы создали книгу, в которой собрали лауреатов за первые 10 лет.

– Какими источниками вы пользовались, когда работали над книгой?

А. П.: В книге биографии 35 человек, о многих из них не написано на русском языке вообще ничего. Наша задача – популяризировать историю науки и проследить, собственно говоря, жизненные траектории учёных. Это самое важное, потому что очень многих людей в науку приводят личные примеры. Пользовались мы всеми источниками, до которых можно было добраться. Я, например, работая над биографией Мечникова, заглядывал в его дневники. Сейчас в Питере вышла толстая книжка с подборкой трудов Мечникова. Есть такой лауреат Нобелевской премии по химии – датчанин Карл Петер Хенрик Дам, который открыл витамин К и тем самым спас сотни жизней от детской анемии. О нём вообще практически ничего нет. В русской «Википедии» о нём две строчки, в английской – две, в датской – пять. Мы добирались до датских публикаций, каких-то некрологов и из них собирали информацию.

– А каков процент тех, о ком неизвестно ничего?

А. П.: Когда мы говорим, что неизвестно ничего, мы говорим о том, что нет ничего на русском языке. Вот из 35 человек, вошедших в книгу, процентов сорок на слуху, остальные малоизвестны. Многие малоизвестны как лауреаты Нобелевской премии. Например, кто знает, что Нобелевскую премию получил Маркони за радио? И мало кто знает, что вместе с ним получил премию, тоже за радио, ещё один человек – Карл Фердинанд Браун. В номинации 1909 года не сказано, что премия за изобретение радио, а формулировка такая: «За вклад в развитие беспроводного телеграфа». Кроме того, мы стараемся каждый раз говорить ещё и о том, с кем они конкурировали за премию. Это очень важная вещь, потому что о конкурентах, весьма достойных, вообще мало кто знает.

Читайте также
Свежий номер
Фоторепортажи
Мнение
Проекты и партнеры
  все
Свежий номер
Adblock
detector