Тайны мозга

Головной мозг — самый загадочный объект Вселенной. С давних времен люди пытались раскрыть его тайны. До конца сделать это так и не удалось.

«Черный ящик»

Ученые до сих пор спорят, с какого времени вести отсчет современного этапа в развитии науки о мозге человека. Можно ли считать точкой отсчета открытие И.М. Сеченовым рефлексов головного мозга? По мнению академика Российской академии наук, выдающегося нейрофизиолога  Наталии Бехтеревой, тогда придется говорить о замедленном развитии этого направления. Но было ли, собственно, развитие? Были важные открытия, но наука о мозге двигалась прыжками. И.М. Сеченов и И.П. Павлов положили начало объективному изучению высшей нервной деятельности, психических явлений, но открыть «черный ящик» им не удалось. Следует вспомнить и почти забытого украинского ученого В.В. Правдича-Неминского, который в 1913 году впервые зарегистрировал электрические потенциалы мозга животных, назвав их электроцереброграммой. Так, собственно, родилась электрофизиология.

А в 1929 году немецкий электрофизиолог и психиатр Г. Бергер впервые зарегистрировал биоэлектрическую активность головного мозга человека методом электроэнцефалографии (ЭЭГ). Внимания заслуживают и работы канадского ученого У.Г. Пенфилда, проводившего стимуляцию мозга во время операции и наблюдавшего при этом раздвоение сознания. Причем и одно, и другое сознание состояло из связанных между собой картин прошлого и настоящего.

Действительным началом нейрофизиологии человека, по мнению Наталии Бехтеревой, следует считать применение инвазивной техники — вживление в мозг пациентов тонких золотых электродов с использованием компьютеров. Это открытие пришлось на середину 60-х годов прошлого века. Впервые в бывшем Советском Союзе золотые электроды в живой мозг человека стали вживлять в Институте экспериментальной медицины (Санкт-Петербург) в начале 70-х годов.

Руль для поведения

Значительных научных результатов ученые достигли в 90-е годы ХХ века, названные нейрофизиологами Декадой мозга человека.

Прорыв в нейро- и психофизиологии связан с широким применением в исследованиях нового поколения неинвазивной техники, что дало ученым возможность одновременно получать данные о всех зонах мозга. Как отмечает известный украинский ученый академик НАНУ Олег Крышталь, сейчас существуют технологии и методы, позволяющие буквально собственными глазами увидеть, как происходит процесс мышления. Это открывает широкие перспективы и перед наукой, и перед практической медициной, в частности нейрохирургией.

Операция без операции

В последние годы заметен значительный прогресс в диагностике и лечении нейрозаболеваний. Один из важнейших инструментов для этого — гамма-голография, где для видения объекта используются сверхкороткие гамма-лучи. Уже появилась радиохирургия, когда участок патологии в глубине мозга выборочно разрушается гамма-лучами или протонами. Пациенту надевают специальный металлический шлем с 200 равномерно сферически расположенными микроотверстиями. Через каждый из них подается энергия в безопасной дозе. Когда двести таких пучков собираются вместе, они разрушают мишень — опасный участок мозга. Риска открытого доступа, существующего во время традиционной операции, нет, а практические результаты — самые лучшие.

В Украине, как и в других странах СНГ, радиохирургия пока не применяется. В нашей стране сейчас только собирают средства на приобретение гамма-ножа.

В ожидании третьего прорыва

Украинские ученые получили весомые результаты в области исследования мозга. В Институте физиологии им. А. Богомольца НАНУ под руководством Героя Украины академика Платона Костюка комплексные эксперименты проводились по нескольким направлениям. Так, во время операций на головном мозге применялся микроэлектродный метод регистрации нейронной активности. Кроме того, впервые провели детальное сравнительное исследование отличительных особенностей фоновой и вызванной активности нервных клеток разных участков мозга при заболеваниях двигательного аппарата. Достижения ученых Института физиологии имени А.Богомольца НАНУ высоко оценены мировым научным сообществом: в 2000 году здесь была открыта кафедра ЮНЕСКО молекулярной и клеточной физиологии, сопредседатели которой — лауреат Нобелевской премии Эрвин Негер (Германия) и академик Платон Костюк.

Одной из важнейших задач нейрофизиологии остается расшифровка кода мышления. Это и будет третьим прорывом в изучении головного мозга. Но для его осуществления уже недостаточно современной неинвазивной техники. Нужны основательные исследования механизмов работы мозга на молекулярно-клеточном уровне. Именно в этом направлении работают ученые Института физиологии имени А. Богомольца НАНУ.

Нейропротез для больного

Исследователи утверждают: сегодня можно регистрировать мысли человека и животных и мысленно руководить машинами и компьютерами. В США уже создан и испытан специальный прибор — мозго-машинный интерфейс (ММИ), позволяющий передавать информацию непосредственно от мозга человека к другим электронным устройствам. Как отмечают специалисты, мозго-машинные интерфейсы (их еще называют нейропротезами) можно будет использовать в медицине.

— Специалисты давно обсуждают проблему передачи мыслей на расстоянии, — комментирует известный украинский невролог, заслуженный деятель науки и техники Украины, лауреат Государственной премии Украины, доктор медицинских наук, профессор Харьковского государственного медицинского университета Евгений Дубенко. — Но я бы не спешил с выводами. Пример с мозго-машинным интерфейсом — это, скорее, высокотехнологичная разработка, чем результат фундаментальных исследований деятельности мозга человека.

Сегодня ученые с помощью специальной аппаратуры способны зарегистрировать активизацию отдельных нейронов и сам процесс мышления, но не содержание мыслей. Остается невыясненной нейрофизиологическая природа мышления. Поэтому первейшая задача ученых — понять механизмы мышления, когда человек отдает команду устройству. Как в это время работает его мозг? Как сознание взаимодействует с мозгом? Вопросов много…

Справка «УТГ»

В обоих полушариях головного мозга человека насчитывается около 14 миллиардов нервных  клеток размером от 5 до 200 микрон. Каждая клетка имеет в среднем 3—4 тысячи контактов.