Ученые до сих пор не знают, на каком языке говорит мозг. Что еще мы не знаем о мозге?
12.03.2020 08:27
—
Разное
В мире проходит Всемирная неделя знаний о мозге. Что мы знаем, а что не знаем об этом самом таинственном органе живых существ?
Это наиболее таинственный человеческий орган... Его вес у новорожденного ребенка - всего 300 грамм, а у взрослого человека -полтора килограмма. В 90% он состоит из воды и имеет желеобразную консистенцию. Но именно он является источником эмоций и мыслей. Как все уже догадались, речь идет о мозге. Самым главным элементом нервной системы, воспринимаюшей и передающей информацию, являются нейроны, то есть почти 100 миллиардов нервных клеток. Можно дальше описывать физиологию мозга, но главным вопросом остается то, удастся ли когда-нибудь узнать все его тайны. Не только из-за обычной человеческой любознательности, чтобы понять самих себя, но и использовать эти знания в диагностике и лечении болезней мозга.
В связи с проходящей в марте Неделей знаний о мозге Польское Радио побеседовало с нейрофизиологом Павлом Богушевским из Института опытной биологии Польской академии наук.
- Сначала сенсация. Мозг крысы был подключен через интернет с искусственными синапсами в другом научном центре. А те, с кремниевыми нейронами, на этот раз уже в Цюрихе. Как говорят ученые, это шаг в сторону нейроэлектроники, благодаря которой когда-то могут быть созданы, например, протезы части мозга. Невероятный эксперимент, как из научной фантастики. Как Вы оцениваете ценность или возможность практического применения такого эксперимента?
Павел Богушевский: Насчет практической пригодности еще надо посмотреть. При этом это нечто очень важное. Ведь на самом деле речь идет не о том, чтобы развлечься, высылая какие-то сигналы между научными центрами. Целью является, прежде всего, понимание языка мозга. Это означает то, чтобы мы умели добывать информацию, которую посылают между собой нейроны. Мы уже можем ее «подслушать», но до сих пор не знаем этого языка. А цель весьма проста, потому что, благодаря понимаю речи между нейронами мы сможем в нее вмешаться. Например, непосредственно сообщить нейронам информацию или произвести какое-либо действие. Речь идет о будущем так называемого нейропротезирования, то есть, возможности исправления органов чувств или двигательного аппарата, как раз с помощью непосредственного чтения сигналов мозга и перенаправления их на компьютер.
- Наш озг - это химия и электричество, иногда говорят о нем «серая машинерия» по названию серых клеток-нейронов. Уже стало традицией, что в это время года отмечается Неделя знаний о мозге. Ученые, интересующиеся областью исследований мозга подводят итоги того, о чем уже известно, того, что хотели бы знать. Интересно, что еще в 1882 году в Лондоне английский исследователь, антрополог и психолог Фрэнсис Гальтон утверждал, что мозг мужчины и женщины имеет разное строение, иначе обрабатывает информацию. Ему казалось, что мужчины больше реагируют на резкие свистящие звуки, отлично могут работать в стрессе, но имеют другие проблемы. В свою очередь, женщины более восприимчивы к боли. И это один из исторических примеров того, что удалось за последние 200 лет узнать о мозге. Сегодня уже более совершенные устройства, технологи и и аппаратура служит для «подсматривания» и «подслушивания» мозга. Что Вас как врача и ученого больше всего удивило и обрадовало, если говорить об успехах в познании работы мозга? Что Вы могли бы назвать вехами на этом пути, если таковые вообще есть?
Павел Богушевский: Возвращаясь к Гальтону, могу сказать, что здесь явно видно, что его гипотеза не совсем обоснована. Во-первых, сейчас мы уже знаем, что женщины имеют более высокий болевой порог, чем мужчины, и это показали многочисленные исследования. Более того, с воздействием звуковых раздражителей на мужской и женский мозг всё не так просто. Дело в том, что все зародыши первоначально имеют женский пол, и лишь некоторые переходят в так называемую стадию мускулинизации, то есть, становятся мужскими зародышами. В некоторой степени этот процесс похож на процесс роста. В разных популяциях мужчины более выского роста, чем женщины. При этом есть женщины, которые гораздо выше мужчин. То же самое можно сказать в отношении мозга. Всё зависит от типа строения, но все мы примерно относимся к так называемой кривой нормальности. В связи с этим такой дуалистический подход не имеет под собой основания.
Что же касается главного вопроса об удивлении и разного рода открытиях, то для меня таким неустаннным открытием является то, как много мы о мозге... не знаем. Когда мы подходим к работе мозга, предполагая определенную модель его деятельности, то есть, предполагаем, что наш мозг общается с помощью электрических и химических импульсов с другими клетками, то думаем: «Отлично! Сейчас узнаем все соединения, запишем все данные об электрических зарядах. И сможем сделать симуляцию такого мозга в компьютере. Ведь мы же знаем, как он действует!». И действительно, такие надежды были, хотя бы в 90-х годах прошлого века, когда некоторые говорили, что если есть уже сверхмощные компьютеры,то скоро сможем моделировать наш мозг и точно знать, как он работает. А оказалось,к сожалению, что всё не так просто. Потому что нейроны оказались гораздо сложнее, чем мы себе представляли. Один нейрон передает информацию очень сложным путем, на нем создаются тропинки, меняется вес синапсов. Ну, и до сих пор, как я уже сказал, мы не знаем, на каком языке говорит мозг.
- При этом мозг умеет справляться в крайних ситуациях. В разговорном языке это называтся «быстро соображать». Однако, при этом поглощается большое количество энергии, не так ли?
Павел Богушевский: Действительно, эта энергопоглощаемость огромна. Можно сказать, что мозговая ткань наименее экономична, потому что «съедает» в десятки раз больше энергии, чем вся остальная часть нашего тела, требует глюкозы и кислорода. И здесь интересный эволюционный факт. Ученые считают, что то, что обеспечило нам содержание такого «дорогостоящего» органа, это... готовка пищи. Жарка, варка, то есть, термическая обработка продуктов, благодаря чему мы могли из этой пищи получить гораздо больше энергии, а одновременно избавиться от излишков пищеварительной системы.