институт головного мозга человека в санкт-петербурге

25 (523) / В ритме мозга

В ритме мозга / Общество

Можно ли измерить память и внимание, способность к медитации, склонность к наркомании? Ученые научились делать не только это, но и поправлять полученные результаты

Институт мозга человека РАН в Санкт-Петербурге не поразил меня внешним видом. Ничем не примечательные стены научного учреждения, требующие ремонта... Однако для академического института важнее то, что внутри. Об этом институте нынче ходит немало слухов. Говорят, здесь изучают знахарей и шаманов... Впрочем, при ближайшем рассмотрении выяснилось, что мозг обычного человека таит не меньше загадок. Какие же из них они уже сумели разгадать?

В лаборатории нейробиологии программирования действий Института мозга человека РАН меня ждали, приготовив ярко-красную шапочку с двумя десятками электродов, похожую на купальную. О чем хотите написать? - спросил меня накануне директор института Святослав Медведев. Я призналась, что хотела бы посмотреть работу вверенного ему учреждения в качестве испытуемой. Будем исследовать вас как человека, предположительно не имеющего серьезных отклонений в функциях мозга, - решил руководитель лаборатории нейробиологии программирования действий, президент Европейского общества нейрорегуляции профессор Юрий Кропотов. Немного времени спустя я уже сижу перед компьютером. По экрану бегут десятки изломанных линий - это энцефалограмма, результат измерения меняющегося электрического потенциала мозга.

Все началось в 1929 году, когда Ханс Бергер, впервые записавший электроэнцефалограмму человека, открыл альфа- и бета-ритмы, которые он считал признаками отдыха мозга (альфа-ритм) или его работы (бета-ритм). Постепенно ученые обнаружили целые семейства разнообразных альфа- и бета-ритмов, формирующихся в разных отделах коры головного мозга, узнали о медленных тета-ритмах, обычно генерируемых во время выполнения сложных интеллектуальных задач. Специалисты заметили: серьезные нарушения работы мозга ведут к резким изменениям рисунка волн - свои особые росчерки имеют эпилепсия, болезнь Паркинсона, другие недуги... Теперь благодаря этой методике выявляют болезни во многих клиниках. Но ведь с ее помощью можно ответить и на другие вопросы, которые интересуют вполне здоровых людей. Человек не знает всех возможностей своего мозга, его сильных и слабых сторон, - говорит Юрий Кропотов. - Проверить мускулатуру легко: мы можем поднять штангу, прыгнуть, пробежать дистанцию. Но как дать объективную оценку того, насколько эффективно работает мозг? Казалось бы, чего проще - разработай систему тестов, дающих мозгу определенные нагрузки, снимай у испытуемых энцефалограммы и сравнивай их между собой. Но с чем сравнивать и что считать нормой?

Узоры энцефалограммы сложны - они отражают не только ритмы мозга, но и всплески электрического потенциала из-за движений глазных яблок, напряженных мышц лица, пульса, дыхания. Как отделить на графиках истинные ритмы мозга от неизбежных помех? На помощь нейрофизиологам пришли математики. Чтобы рассчитать средние параметры работы нормального мозга, они создали специальные компьютерные программы, с помощью которых обобщили данные энцефалограмм более чем тысячи испытуемых и оценили возможность случайных отклонений от нормы. О том, что это была выдающаяся по сложности работа, говорит тот факт, что при повсеместном интересе к этой теме таких попыток было в мире всего три - в США, Австралии и здесь, в Институте мозга человека РАН. Впрочем, российские ученые пошли дальше и оказались впереди планеты всей. Чтобы продемонстрировать еще одну компьютерную программу, Юрий Кропотов несколько раз щелкает мышкой. Раз, два - и все случаи, когда я, моргнув, испортила собственную энцефалограмму всплесками электрического потенциала, исчезают с экрана. Такая фильтрация - результат решения сложной математической задачи. Для того чтобы автоматически убрать ненужные помехи из рисунка колебаний, необходимо было представить эти почти произвольные скачки кривой в виде уравнений. Такого раньше не делал никто.

Уроки автовождения

Незаметно для меня компьютер уже вычислил спектры мощности моих ритмов и выяснил, какие из них преобладают. Затем он запросил данные из базы, где хранятся сведения о нормальных параметрах, и оценил значимость отклонений. Сейчас исследователь узнает, насколько оптимально мой мозг справляется с нагрузками, как приводит себя в норму и перерабатывает информацию. Такие параметры определяются генетикой и сохраняются стабильными много лет. Хороший и плохой мозг - эти понятия действительно существуют, - говорит Юрий Кропотов. - Впрочем, я всегда привожу аналогии с вождением автомобиля. Можно иметь Мерседес и постоянно попадать в аварии. А можно спокойно ездить на Запорожце. Важно не только то, чем наделила тебя природа. Нужно уметь обращаться с этим достоянием.

Интересно, ключи от какой машины все это время хранились в моей спирали ДНК? Для начала ученый анализирует энцефалограмму, записанную, когда я тупо сидела перед прибором сначала с закрытыми, потом с открытыми глазами. Компьютер выделил среди волн особую разновидность альфа-ритмов, так называемый сенсомоторный ритм. Он преобладает у людей, имеющих хорошую координацию и таланты, связанные с физической активностью (и почему я не пошла в секцию регби, когда приглашали?!). Его наличие говорит также о том, что мозг умеет эффективно расслабляться. Это важно: люди, у которых мозг находится в постоянном напряжении и не генерирует альфа-ритмы, часто снимают напряжение с помощью алкоголя или наркотиков. Так что предрасположенность к алкоголизму и наркомании читается в ритмах мозга буквально с рождения. Но научиться расслабляться все-таки можно - с помощью медитации, аутотренинга. Изменить генетику нельзя, - говорит Кропотов, - но энцефалограммы людей, освоивших техники расслабления, очень сильно отличаются от результатов тех, кто этого не умеет.

source