Увидеть появление мысли

Мозг до не­дав­не­го вре­ме­ни, при всей его изу­чен­но­с­ти, ос­та­вал­ся са­мым не­до­ступ­ным ор­га­ном: ка­за­лось бы, то­пи­че­с­кая ди­а­гно­с­ти­ка и сто­ле­тия ана­то­ми­че­с­ких изы­с­ка­ний рас­ска­за­ли уче­ным все о том, ка­кие уча­ст­ки моз­га за что от­ве­ча­ют и как ра­бо­та­ют ре­флек­тор­ные ду­ги. Но уви­деть “по­яв­ле­ние мыс­ли” да­же сей­час ос­та­ет­ся меч­той ней­ро­фи­зи­о­ло­гов. К ней не­мно­го уда­лось при­бли­зить­ся с по­яв­ле­ни­ем функ­ци­о­наль­ной маг­нит­но-ре­зо­нанс­ной то­мо­гра­фии, ре­ги­с­т­ри­ру­ю­щей кро­во­ток в от­дель­ных, как пред­по­ла­га­ет­ся, “ак­ти­ви­ру­ю­щих­ся” уча­ст­ках моз­га. Со­по­с­та­вив эти дан­ные с де­мон­ст­ри­ру­е­мы­ми зри­тель­ны­ми об­ра­за­ми, мож­но да­же по­пы­тать­ся оп­ре­де­лить мыс­ли.

Итак, вскрыв че­реп­ные ко­роб­ки обе­зь­ян, уче­ные смог­ли не про­сто “чи­тать” их мыс­ли, как при функ­ци­о­наль­ной маг­ни­то­ре­зо­нанс­ной то­мо­гра­фии (фМРТ), а пред­ска­зы­вать, чем мозг зай­мет­ся в бу­ду­щем. Пе­ред ак­ти­ва­ци­ей каж­до­го уча­ст­ка он сна­ча­ла го­то­вит­ся. Че­рез окош­ко в че­ре­пе пре­крас­но вид­но, где и как про­хо­дит эта под­го­тов­ка. Ани­раддхе Дас и Ев­ге­нию Си­ро­ти­ну из Ко­лум­бий­ско­го уни­вер­си­те­та в оп­ре­де­лен­ном смыс­ле уда­лось “пред­ска­зать”, о чем обе­зь­я­на бу­дет ду­мать даль­ше. Прав­да, по­лу­чен­ные в этом экс­пе­ри­мен­те ре­зуль­та­ты од­но­вре­мен­но ста­вят под со­мне­ние адек­ват­ность тра­ди­ци­он­ной ин­тер­пре­та­ции дан­ных, по­лу­ча­е­мых при фМРТ.

Не­смо­т­ря на то, что наш мозг со­став­ля­ет обыч­но не бо­лее 2% мас­сы те­ла, его по­треб­но­с­ти в энер­гии за­став­ля­ют ор­га­низм от­прав­лять до 15% сер­деч­но­го вы­бро­са в ар­те­рии, снаб­жа­ю­щие се­рое и бе­лое ве­ще­ст­во моз­га. А вот как вос­поль­зо­вать­ся эти­ми ре­сур­са­ми, ре­ша­ет­ся уже на ме­с­те. Тра­ди­ци­он­но счи­та­ет­ся, что чем боль­ше ак­тив­ность той или иной об­ла­с­ти, тем ин­тен­сив­ней в ней кро­во­ток.

Не­смо­т­ря на то, что ре­зуль­та­ты де­сят­ков ра­бот, об­на­ру­жив­ших от­ве­ча­ю­щую за ту или иную про­бле­му об­ласть моз­га, пол­но­стью со­гла­су­ют­ся с дан­ны­ми поч­ти ве­ко­вой не­вро­ло­ги­че­с­кой прак­ти­ки, за по­след­нее де­ся­ти­ле­тие на­ко­пи­лись и про­ти­во­ре­чия. В ча­ст­но­с­ти, до кон­ца не ясен ме­ха­низм, с по­мо­щью ко­то­ро­го ней­ро­ны за­пра­ши­ва­ют боль­ше кро­ви. Этот за­прос не­воз­мо­жен без уча­с­тия под­дер­жи­ва­ю­щих кле­ток — ас­т­ро­ци­тов, и фМРТ, по су­ти, ре­ги­с­т­ри­ру­ет ак­тив­ность не ней­ро­нов, а этих са­мых ас­т­ро­ци­тов.

Что­бы про­де­мон­ст­ри­ро­вать дру­гую про­бле­му, воз­ни­ка­ю­щую при ин­тер­пре­та­ции, Дас и Си­ро­тин да­же не ста­ли ис­поль­зо­вать фМРТ, ог­ра­ни­чив­шись ре­ги­с­т­ра­ци­ей эле­к­т­ри­че­с­ких по­тен­ци­а­лов и ви­део­за­пи­сью кро­во­то­ка. Что­бы “по­до­брать­ся” к зри­тель­ной ко­ре, им при­шлось уда­лить часть че­реп­ной ко­роб­ки и моз­го­вые обо­лоч­ки у двух обе­зь­ян. Че­рез об­ра­зо­вав­ше­е­ся от­вер­стие мож­но бы­ло за­пи­сы­вать как эле­к­т­ри­че­с­кие по­тен­ци­а­лы, ха­рак­те­ри­зу­ю­щие ак­тив­ность са­мих ней­ро­нов, так и не­по­сред­ст­вен­ную ин­тен­сив­ность кро­во­то­ка и со­дер­жа­ние кис­ло­ро­да в кро­ви. Ил­лю­с­т­ра­ция к этой за­мет­ке как раз и по­ка­зы­ва­ет при­мер ак­ти­ва­ции со­су­дов моз­га ви­зу­аль­ным сти­му­лом. Бе­лые “мол­нии” обо­зна­ча­ют ар­те­рии, под­жав­ши­е­ся в ожи­да­нии сти­му­ла. Тем­ная об­ласть в цен­т­ре — спе­ци­фич­ный от­вет на сам сти­мул.

Ког­да обе­зь­ян­кам “пред­ла­га­ли” про­сле­дить за точ­кой на мо­ни­то­ре (воз­на­г­раж­дая их вни­ма­ние чем-то вкус­ным), то, как и ожи­да­ли уче­ные, эле­к­т­ри­че­с­кая ак­тив­ность ко­ры, рав­но как и кро­во­ток, зна­чи­тель­но воз­ра­с­та­ли — осо­бен­но в ее ви­зу­аль­ных ча­с­тях. Но по­вто­ре­ние это­го же са­мо­го экс­пе­ри­мен­та в кро­меш­ной тем­но­те, в ко­то­рой по­до­пыт­ные при­ма­ты бы­ли про­сто не спо­соб­ны что-то уви­деть, по­ста­ви­ло ней­ро­фи­зи­о­ло­гов в ту­пик.

Хо­тя ак­тив­ность ко­ры ос­та­ва­лась на ба­зо­вом уров­не, кро­во­ток в об­ла­с­ти ин­те­ре­са су­ще­ст­вен­но воз­ра­с­тал, как бы под­го­тав­ли­вая ней­ро­ны для ак­тив­ной ра­бо­ты. Это мож­но бы­ло бы объ­яс­нить на­сто­ро­жен­ным со­сто­я­ни­ем жи­вот­ных, ес­ли бы не по­вто­ре­ние по­доб­но­го экс­пе­ри­мен­та, в ко­то­ром на­гра­ду обе­зь­ян­ки по­лу­ча­ли уже за зву­ко­вой сиг­нал. Здесь те же са­мые об­ла­с­ти не ак­ти­ви­ро­ва­лись. Дас и Си­ро­тин пред­по­ло­жи­ли, что при­чи­на в “го­тов­но­с­ти обе­зь­ян к вы­пол­не­нию кон­крет­но­го за­да­ния”, а не про­сто в при­выч­ной об­ста­нов­ке.

Это не зна­чит, что все вы­во­ды пре­ды­ду­щих экс­пе­ри­мен­тов с фМРТ оши­боч­ны, во­прос лишь в при­чин­но-след­ст­вен­ных свя­зях и ме­ха­низ­мах — в ка­ких слу­ча­ях пер­вич­но уси­ле­ние кро­во­то­ка, а в ка­ких — ней­рон­ная ак­тив­ность? В лю­бом слу­чае пред­ло­жен­ный ав­то­ра­ми ме­тод мож­но ис­поль­зо­вать для по­ис­ка ме­ха­низ­мов ин­ту­и­ции и пред­ви­де­ния, ведь ес­ли кро­во­ток воз­ра­с­та­ет — зна­чит, ка­кая-то струк­ту­ра моз­га так или ина­че пред­ви­дит пред­сто­я­щие со­бы­тия или, по край­ней ме­ре, их ха­рак­тер.

Nature


Метки: магниторезонансная томография, мозг, МРТ, топическая диагностика

No comments yet.

Добавить комментарий