П’ять таємниць мозку

Багато сторіч мозок був суцільною таємницею. Тільки наприкінці ХХ століття вчені почали розкривати його секрети. Останніми роками завдяки потужним комп’ютерам і новітнім технологіям були зроблені подальші вагомі відкриття.

Проте в роботі цього органа досі залишається багато незрозумілого. Ось п’ять важливих напрямків досліджень, які намагаються розкрити останні таємниці мозку.

Як лікуватися?

Коли ми мислимо, розмовляємо, мріємо і навіть любимо – за все це відповідає сіра речовина. Але ж наш мозок "різнокольоровий". Біла речовина теж важлива.

Дослідження такої хвороби як деменція здебільшого зосереджувались навколо очевидного зловмисника – сплетінь бета-амілоїду і тау-білка, що утворюються у сірій речовині.

Однак британський учений д-р Аттікус Гейнсворт стверджує, що не менш вагому роль може відігравати біла речовина, зокрема її кровопостачання.

Колір цієї речовини зумовлений білою жировою оболонкою, яка вкриває аксони – відгалужені частини нервових клітин, що забезпечують зв’язок між ними.

Для своїх досліджень д-р Гейнсворт використовує донорські банки мозкових тканин в Оксфорді та Шеффілді. Він аналізує наявність у білій речовині потенційних причин хвороби, наприклад, кровоносних судин, які протікають.

"У деяких випадках збереглися результати магнітно-резонансної або комп’ютерної томографії. Ця інформація може підказати, чи були ознаки хвороби у білій речовині та що могло спричинити цю хворобу”, – каже д-р Гейнсворт.

Якщо уражені судини білої речовини і справді відіграють ключову роль у розвитку деменції, може відкритися перспективний напрямок для розробки нових медикаментозних схем лікування.

Як зробити нас усіх геніями?

Щоб активізувати ресурси свого розуму, люди зазвичай вживають кофеїн. Але не виключено, що скоро у наш побут увійдуть спеціальні пігулки, які допоможуть отримувати найвищі бали на іспитах.

Нейробіолог Барбара Сагакян з Кембриджського університету вивчає препарати ноотропної дії – ліки, що роблять нас розумнішими. Вона не тільки досліджує їхній вплив на роботу хірургів або пілотів, а й задається питанням, чи можуть вони покращити, скажімо, наші підприємницькі здібності.

Втім, застерігає пані Сагакян, наразі немає даних про те, як їхнє вживання може позначитись на нас через тривалий час. Суспільство не має стояти осторонь від питань, пов’язаних з цим.

На її думку, слід також обговорити наукові та етичні аспекти обігу препаратів, що сприяють викиду таких гормонів мозку, як дофамін і норадреналін (з ними пов’язане відчуття насолоди, а також мобілізація організму в умовах стресу). Можливо, варто запровадити тести на вживання таких препаратів перед іспитами.

Д-р Сагакян додає: "Я часто розпитую своїх студентів, чи знайомі вони з подібними препаратами, і багато хто зізнається, що вживає їх для навчання, особливо перед іспитами. Це обурює їхніх одногрупників, які вважають, що це нечесно".

Як приборкати свою підсвідомість?

Люди завжди хочуть бути на висоті – наприклад, коли грають на музичному інструменті або знешкоджують бомби. Наука показує, що в цих справах нам допоможе приборкання підсвідомості.

Всім відомо, що, багаторазово програючи складні музичні уривки, музиканти краще їх запам’ятовують.

Але віолончелістка Таня Лісбоа – за сумісництвом дослідник Центру акторської науки при Лондонському королівському музичному коледжі – стверджує, що також корисно переміщати складні уривки зі свідомості у підсвідомість (тобто, у відповідні ділянки мозку).

Після багатогодинних репетицій вміння грати ту чи іншу композицію відкладається у мозочку – ділянці у задній частині мозку.

Нейробіолог, професор Аніл Сет з Університету Сассексу, пояснює: "В ньому більше мозкових клітин, ніж у всій решті мозку".

"Він сприяє розвиткові спонтанних рухів. Коли мелодія нова чи складна, зусилля з її опанування зосереджуються у зонах кори, а потім передаються до мозочку, якому добре вдається відтворювати спонтанну поведінку підсвідомо, на вимогу".

На перший погляд, між музикою та обороною мало спільного, але підсвідомість також може допомогти у виявленні потенційних загроз, від підозрілих осіб у натовпі до саморобних вибухових пристроїв.

Підсвідомість зазвичай дуже вправно фіксує закономірності та помічає все, що з них вибивається, утримуючи це на межі підсвідомого і свідомого. Цю навичку досліджує Пол Сайда з Колумбійського університету (м. Нью-Йорк).

"За секунду переді мною може промайнути десять зорових образів – і якщо в одному з них буде щось незвичайне, це фактично змусить мене переорієнтувати мозок на цей образ. При цьому я не повністю усвідомлюватиму, що саме я побачив”, - каже він.

Поки піддослідний розглядає образи, дослідники заміряють його мозкову активність, щоб потім дізнатися, котрі з них викликали особливу реакцію.

Навіщо нам сни?

Лише 60 років тому чиказькі вчені вперше помітили "фазу швидкого руху очима" (або просто "швидкого сну"), яку ми тепер пов’язуємо зі сновидіннями.

Проте людське захоплення снами можна прослідкувати щонайменше на 5 тисяч років назад. Зокрема у давній Месопотамії вважалось, що під час сну душа полишає тіло і відвідує омріяні місця.

Фаза швидкого сну, яка наступає приблизно кожні півтори години, починається з сигналів від основи мозку, які врешті-решт досягають кори – зовнішнього шару мозку, відповідального за мислення і засвоєння інформації.

Ці нервові імпульси також посилаються до спинного мозку, спричиняючи тимчасове знерухомлення кінцівок.

Професор Роберт Стікголд з Відділення сну та пізнання Медичного центру Бет-Ізраел Діконесс (Бостон) стверджує, що сни необхідні для обробки спогадів.

Він попросив учасників своїх дослідів пограти у тетрис, а потім зібрав їхні розповіді про те, як у своїх снах вони плавали поміж геометричними фігурами.

Пан Стікголд захоплюється японськими томографічними дослідженнями, під час яких науковці "читали" сни піддослідних у ході магнітно-резонансної томографії.

Проте, за його словами, важко змусити людей спати в шумному дорогому апараті.

Чого він чекає від майбутнього? "Хотів би побачити дослідження, котре виявило би правила, за якими можна конструювати сни - а також усе, що пов’язане з ширшою проблемою обробки спогадів під час сну”.

Ще одна поки що недоступна ціль: навчитися бачити лише радісні сни і позбутися поганих, особливо кошмарів.

Як вгамувати біль?

Нестерпний хронічний біль – це одна з найскладніших проблем для медицини.

Незадоволені традиційними рішеннями, такими як знеболювальні медикаменти, хірурги наразі випробовують свою теорію про те, що жадане полегшення можна викликати через стимуляцію мозку на глибинному рівні.

Це нейрохірургічний метод, що передбачає встановлення електродів, які б сягали ділянок у глибині мозку. Спеціальний стимулятор, вживлений під ключицю пацієнта, задає ритм стимуляції потрібних ділянок.

Одним з перших, хто почав застосовувати цей метод, став професор Тіпу Азіз з лікарні Джона Редкліффа в Оксфорді.

Глибинну стимуляцію мозку вже застосовували у лікуванні хвороби Паркінсона та депресії, а нині випробовують як метод терапії обсесивно-компульсивного розладу та хронічних болів.

Пацієнт пана Азіза на ім’я Клайв майже десять років страждав від жахливого болю після того, як йому видалили один із шийних міжхребцевих дисків.

"Іноді, якби мав сокиру, то, думаю, відрубав би собі руку, якби це позбавило мене болю", - каже він.

Лікарі пояснили йому, що його мозок неправильно сприймає сигнали, які поступають від руки, і що електроди йому допоможуть. У випадку Клайва, стимуляції потребувала передня поясна кора мозку.

Клайв – один з 70% щасливців, яким така операція принесла полегшення.

"Так прекрасно більше не мучитись! З моїм новим імплантатом я можу довше сидіти, довше гуляти – все стало легше", - каже пацієнт.

Професор Азіз допомагає хворим. Однак він чітко усвідомлює, які складні етичні питання постануть, якщо хтось захоче поширити використання його методу на інші випадки.

"Наприклад, за допомогою електродів можна покращити пам’ять. А можна вживити їх так, що люди стануть байдужі до небезпеки, – створити ідеальних воїнів", - застерігає вчений.