Таємниці мозку
Головний мозок — найзагадковіший об’єкт Всесвіту. Із давніх-давен люди намагалися розкрити його таємниці. До кінця зробити це так і не вдалося.
«Чорний ящик»
Учені й досі сперечаються, від якого часу вести відлік сучасного етапу в розвитку науки про мозок людини. Чи можна вважати точкою відліку відкриття І.М. Сеченовим рефлексів головного мозку? На думку академіка Російської академії наук, видатного нейрофізіолога Наталії Бехтерєвої, тоді доведеться говорити про уповільнений розвиток цього напрямку. Та чи був, власне, розвиток? Були важливі відкриття, але наука про мозок рухалася стрибками. І.М. Сеченов та І.П. Павлов поклали початок об’єктивному вивченню вищої нервової діяльності, психічних явищ, але відкрити «чорний ящик» їм не вдалося. Варто згадати й майже забутого українського вченого В.В. Правдича-Немінського, який у 1913 році вперше зареєстрував електричні потенціали мозку тварин, назвавши їх електроцереброграмою. Так, власне, народилася електрофізіологія.
А в 1929 році німецький електрофізіолог і психіатр Г. Бергер уперше зареєстрував біоелектричну активність головного мозку людини методом електроенцефалографії (ЕЕГ). На увагу заслуговують і роботи канадського вченого У.Г.Пенфілда, який проводив стимуляцію мозку під час операції та спостерігав при цьому роздвоєння свідомості. Причому обидві свідомості складалися зі зв’язаних між собою картин минулого й сьогодення.
Справжнім початком нейрофізіології людини, на думку Наталії Бехтерєвої, слід вважати застосування інвазивної техніки — уживлення в мозок пацієнтів тонких золотих електродів із використанням комп’ютерів. Це відкриття припало на середину 60-х років минулого століття. Уперше в колишньому Радянському Союзі золоті електроди в живий мозок людини почали вживлювати в Інституті експериментальної медицини Сант-Петербурга на початку 70-х років.
Кермо для поведінки
Значущих наукових результатів учені досягли в 90-ті роки ХХ століття, названі нейрофізіологами Декадою мозку людини.
Прорив у нейро- і психофізіології пов’язаний із широким застосуванням у дослідженнях нового покоління неінвазивної техніки, що дало вченим можливість одночасно одержувати дані про всі зони мозку. Як зазначає відомий український учений академік НАНУ Олег Кришталь, зараз існують технології і методи, які дозволяють буквально на власні очі побачити, як відбувається процес мислення. Це відкриває широкі перспективи і перед наукою, і перед практичною медициною, зокрема нейрохірургією.
Операція без операції
Останніми роками помітний значний прогрес в діагностиці та лікуванні нейрозахворювань. Один із важливіших інструментів для цього — гамма-голографія, де для бачення об’єкта використовуються найкоротші гамма-промені. Вже з’явилася радіохірургія, коли ділянка патології в глибині мозку вибірково руйнується гамма-променями або протонами. Пацієнту надягають спеціальний металевий шолом із 200 рівномірно сферично розташованими мікроотворами. Через кожен із них подається енергія в безпечній дозі. Коли двісті таких пучків збираються разом, вони руйнують мішень — небезпечну ділянку мозку. Ризику відкритого доступу, який існує під час традиційної операції, немає, а практичні результати — якнайкращі.
В Україні, як і в інших країнах СНД, радіохірургія поки що не застосовується. У нашій країні зараз лише збирають кошти на придбання гамма-ножа.
В очікуванні третього прориву
Українські вчені мають вагомі результати в галузі дослідження мозку. В Інституті фізіології імені О.О.Богомольця НАНУ під керівництвом Героя України академіка Платона Костюка комплексні експерименти проводилися за кількома напрямами. Так, під час операцій на головному мозку застосовувався мікроелектродний метод реєстрації нейронної активності. Крім того, уперше було проведено детальне порівняльне дослідження відмітних особливостей фонової та викликаної активності нервових клітин різних ділянок мозку при захворюваннях рухового апарату. Досягнення вчених Інституту фізіології імені О.О. Богомольця НАНУ високо оцінені світовою науковою спільнотою: у 2000 році тут було відкрито кафедру ЮНЕСКО молекулярної та клітинної фізіології, співголовами якої є лауреат Нобелівської премії Ервін Негер (Німеччина) та академік Платон Костюк.
Одним із найважливіших завдань нейрофізіології залишається розшифровка коду мислення. Це й буде третім проривом у вивченні головного мозку. Але для його здійснення вже замало сучасної неінвазивної техніки. Потрібні ґрунтовні дослідження механізмів роботи мозку на молекулярно-клітинному рівні. Саме в цьому напрямку працюють науковці Інституту фізіології імені О.О. Богомольця НАНУ.
Нейропротез для хворого
Дослідники стверджують: сьогодні можна реєструвати думки людини та тварин і подумки керувати машинами та комп’ютерами. У США вже створено і випробувано спеціальний прилад мозко-машинний інтерфейс (ММІ), який дозволяє передавати інформацію безпосередньо від мозку людини до інших електронних пристроїв. Як відзначають фахівці, мозко-машинні інтерфейси (їх ще називають нейропротезами) можна буде використовувати в медицині.
— Спеціалісти давно обговорюють проблему передачі думок на відстані, — коментує відомий український невролог, заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України, доктор медичних наук, професор Харківського державного медичного університету Євген Дубенко. — Але я б не поспішав із висновками. Приклад із мозко-машинним інтерфейсом — це, скоріше, високотехнологічна розробка, ніж результат фундаментальних досліджень діяльності мозку людини.
Сьогодні вчені за допомогою спеціальної апаратури здатні зареєструвати активізацію окремих нейронів і сам процес мислення, а не зміст думок. Але залишається нез’ясованою нейрофізіологічна природа мислення. Тому найперше завдання вчених — зрозуміти механізми мислення, коли людина віддає команду пристрою. Як в цей час працює її мозок? Як свідомість взаємодіє з мозком? Запитань багато.
Довідка «УТГ»
В обох напівкулях головного мозку людини нараховується близько 14 мільярдів нервових клітин розміром від 5 до 200 мікронів. Кожна клітина має в середньому 3-4 тисячі контактів.
