Cilvēka smadzeņu jaunu iespēju atklāšana notiek arvien biežāk. Tajā pašā laikā zinātnieki nevar pilnībā saprast, kā viņš joprojām darbojas. Bioloģijas zinātņu doktors, Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondents, Cilvēka smadzeņu institūta direktors Svjatoslavs Medvedevs intervijā Rosbalt projekta "Labāka dzīves puse" ietvaros Rosbalt pastāstīja par to, kādi smadzeņu noslēpumi un noslēpumi joprojām nav atrisināti.
Bioloģijas zinātņu doktors, Krievijas Zinātņu akadēmijas korespondents, Cilvēka smadzeņu institūta direktors Svjatoslavs Medvedevs.
Svjatoslavs Vsevolodovič, cilvēki simtiem gadu pēta smadzenes. Cik lielu progresu šajā laikā esat guvis?
- Pat ne simtiem gadu, bet tūkstošiem. Pirmā kraniotomija - kraniotomija - tika veikta ap 5000. gadu pirms mūsu ēras. Pat Hipokrāts apgalvoja, ka inteliģence atrodas kaut kur priekšējā kambara pusē, tas ir, viņš pareizi uzminēja frontālās garozas vadošo lomu. Un senā anatomista Herofilusa students kļuva slavens ar to, ka, atverot līķus, viņš nonāca pie secinājuma: smadzenes, pirmkārt, ir visas nervu sistēmas centrs, otrkārt, domāšanas orgāns.
Cilvēkus vienmēr ir interesējusi sava ierīce. Bet cilvēka smadzenes palika noslēpums. Tā kā tas atrodas zem diezgan spēcīga galvaskausa, un pie tā ir grūti nokļūt. Pat ja šī kaste tiek atvērta, smadzenes rada, teiksim, želejas iespaidu. Šķiet, ka nekas īpašs. Bet, kad šo "želeju" sāka pētīt, atklājās pārsteidzošas lietas.
Izrādījās, ka parastā pieaugušā smadzenes sver 1-2 kg, un lielākās smadzenes atrodas debīļos. Tas ir, nevar teikt, ka jo lielākas smadzenes, jo cilvēks ir gudrāks. Smadzenes patērē ceturtdaļu visas ķermenim vajadzīgās enerģijas - 20% skābekļa un 25% glikozes. Žurkas smadzeņu garozā ir 5 kv. cm, šimpanzes - 500 kv. cm, un cilvēks - pat 2300 kv. skatīt Garozā ir apmēram 10 miljardi neironu, un savienojumu skaits starp tiem ir lielāks par daļiņu skaitu Visumā. Tajā pašā laikā dzīvnieku, piemēram, suņu, un cilvēku domāšanas spējas ir radikāli atšķirīgas, neskatoties uz to, ka suņi ir ļoti inteliģenti. Kāda ir atšķirība? Kas padara cilvēka smadzenes par vispilnīgāko zināmo objektu? Kā cilvēks domā? Pētnieku polemika par šiem jautājumiem turpinās arī šodien.
Kādi zinātniski atklājumi atklāj smadzeņu noslēpumus?
Reklāmas video:
- elektroencefalogrammas atklāšana divdesmitajā gadsimtā ļāva novērot smadzeņu elektrisko aktivitāti no galvas ādas virsmas. Un nākamais pētījuma sasniegums sastāvēja no terapeitiskiem nolūkiem implantētu elektrodu aktivitātes reģistrēšanas pacientiem noteiktās smadzeņu zonās. Ar viņu palīdzību neirofizioloģe Natālija Petrovna Bekhtereva izdarīja pārsteidzošu atklājumu: slaveno kļūdu detektoru. 1968. gadā viņa atklāja, ka smadzenēm ir mehānisms, kas stabilizē gan to darbu, gan cilvēku uzvedību. Viņš pastāvīgi pārbauda, vai viss notiek pareizi.
Fakts ir tāds, ka lielākajai daļai mūsu darbību ir standarts to īstenošanai. Tas ļauj nenovērst rutīnas uzmanību, uztur stabilu stāvokli veselīgā ķermenī, kā arī pareizu ikdienas darbību veikšanu, reaģējot uz neatbilstību starp reālo situāciju un modeli, kas tiek saglabāts atmiņas matricā.
Kad cilvēks pieļauj kļūdu - teiksim, sakiet, ka divreiz divi ir pieci, vai izdara neprecizitāti dzejolī, kuru zināja, matricā iedegas avārijas gaisma. Kļūdu detektors pārbauda visas jūsu darbības. Jūs atstājat māju un domājat: "Kaut kas nav kārtībā!" Jūs atgriežaties - tas ir: jūs aizmirsāt maku, virtuvē neizslēdzāt gaismu, dzelzi vai plīti. Ja šī smadzeņu "ierīce" darbojas pareizi, jūs varat mierīgi veikt ikdienas darbības, kuras parasti tiek veiktas automātiski.
Vai notiek šī detektora darbības traucējumi?
- Protams, un bieži kļūst par garīgo slimību cēloni. Detektors kā smadzeņu pamatmehānisms ir ļoti izturīgs. Bet, ja tas sadalās, tad tas, tā sakot, pārvēršas par kļūdu noteicēju - un stabilizē patoloģisko stāvokli. Pieņemsim, ka jums bija nāvējoša slimība, bet jūs izdzīvojāt. Un tad kļūdu detektors dod priekšroku nevis eksperimentēt, neko nemainīt ne uz labo, ne uz slikto pusi. Piemēram, labā roka bija salauzta, cilvēks visu sāka darīt ar kreiso. Apmetums tika noņemts, un viņš turpina strādāt ar kreiso roku … Iepriekš viņi pat sasēja ievainoto roku pie ķermeņa, lai cilvēks no jauna attīstītu veselīgu.
Tas pats attiecas uz obsesīviem stāvokļiem, piemēram, narkomāniju. Cilvēks saprot, ka tas nav nepieciešams, taču viņš nevar pretoties smadzeņu galvenā mehānisma sabrukumam. Dažos gadījumos tas pilnībā izjauc viņa dzīvi.
Šī ir cena, kas jāmaksā par smadzeņu augsto stabilitāti, ko detektors nodrošina ne tikai "normā", bet arī patoloģijā. Fizioloģiski tas ir saprotams: vismaz tiek nodrošināta organisma izdzīvošana, un jebkuras izmaiņas ir pilnas ar destabilizāciju un pasliktināšanos - galu galā kļūdu detektori nezina, kas ir labs un kas slikts.
Un, ja cilvēks kļūdās apzināti? Piemēram, manipulācijas nolūkā - tas ir, melošana?
- Pat ar apzinātu un izdevīgu melu detektors joprojām ziņo par "traucējumiem". Tas ir nepieciešams, lai cilvēks neticētu saviem meliem. Piemēram, ja jūs sakāt kādam: "Ej, ledus ir pietiekami stiprs", zinot, ka patiesībā tā nav, tad tu pats nesekosi.
Apzināti bloķēt kļūdu detektoru nav iespējams. Tāpēc jebkāda piespiešana šajā jomā - piemēram, mēģinājumi policistus uzlikt narkomāniem - ir bezjēdzīga.
Kādas smadzeņu izpētes metodes tiek izmantotas mūsdienās?
- pozitronu emisijas tomogrāfija, funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana, magnetoencefalogrāfija, elektroencefalogrāfija un citi. Piemēram, EEG tiek izmantots, lai precīzi attēlotu garozas elektrisko aktivitāti. Jūs varat redzēt, kā smadzeņu ierosmes centri pārvietojas savas darbības laikā (tā sauktā "gaišā apziņas vieta", ko formulējis fiziologs Ivans Pavlovs). Tajā pašā laikā visi esošie un pastāvīgi attīstošie tehniskie līdzekļi smadzeņu aktivitātes reģistrēšanai ievērojami pārsniedz pieņemto skaitļošanas pieeju datu analīzei. Pastāv arī fizioloģiski ierobežojumi - piemēram, jūs varat palielināt PET telpisko izšķirtspēju, taču tas automātiski izraisīs radiācijas iedarbības palielināšanos, kas ir nepieņemami cilvēku veselībai.
Tehnoloģiju attīstība pēdējās desmitgadēs ir ļāvusi iegūt milzīgu daudzumu jaunas informācijas par smadzenēm. Daži ikgadējie zinātniskie forumi pulcē vairāk nekā 3000 dalībnieku - tie ir kilometru plakāti ar neticamu informācijas klāstu. Ir izpētītas gandrīz visas smadzeņu zonas un gandrīz visu iespējamo ķermeņa funkciju smadzeņu pieplūdums. Tomēr pētnieku saņemtie dati bieži tiek nepareizi interpretēti. Mēs esam uzkrājuši milzīgu daudzumu faktisko materiālu par smadzeņu kartēšanu. Bet zināšanas par smadzeņu likumiem ir diezgan pieticīgas.
Bet ko tu saprati? Kas jums ir smadzenes?
- Smadzenes ir saskarne, starpnieks, saikne starp materiālu un ideālu. Tas ir orgāns, kas savieno cilvēka psihes pasauli, ideju pasauli un realitātes pasauli. Instruments, ar kuru mūsu domas pārvēršas darbos. Tas ir, smadzenes pārveido to, kas pastāv mūsu iztēlē, realitātē. Un, kā teica fiziologs Ivans Sečenovs, vai Garibaldi smaida, kad viņu rāj par pārmērīgu mīlestību pret savu dzimteni, vai meitene dreb pirms pirmā randiņa - abi galu galā pārvēršas kustībās.
Turklāt smadzenes ir sistēma. Tās augstākās funkcijas nodrošina nevis atsevišķu jomu darbs, bet gan to mijiedarbība. Rezultātā rodas kaut kas vairāk nekā viņu sākotnējā specializācija, piemēram: runa, radošums utt., Tas ir, tas, ko cilvēks attīsta dzīves procesā.
Jūs teicāt, ka smadzenes ir ļoti izturīgas pret bojājumiem. Cik daudz?
- Ļoti daudz. Ir pārsteidzoši gadījumi. Piemēram, 19. gadsimtā angli ar lauzni izsita pa galvu tik ļoti, ka dzelzs stienis izgāja cauri acu dobumam un iznāca galvaskausa otrā pusē. Bet šis cilvēks izdzīvoja, saglabāja pilnīgu saprātu un dzīvoja ilgu laiku. Viņš kļuva ļoti strīdīgs un kašķīgs, un viss pārējais palika nemainīgs. Vēsture zina arī gadījumu, kad noteikts armijas kapteinis saņēma cauri lodei ievainotu aci: musketes lode, visticamāk, sasita priekšējās daivas priekšējās daļas - izejas caurums bija templī. Neskatoties uz to, vēlāk šis kapteinis ar vārdu Kutuzovs kļuva par feldmaršalu …
Vai smadzenes vispār var "izdzīvot" bez galvaskausa?
- Priekš kam? Tehniski tas var būt iespējams, bet kāda jēga no šādas operācijas? Ja smadzenes nemirs, atdaloties no ķermeņa, tās būs “ieslēgtas” - “aizslēgtas personas” stāvoklī. Šī parādība tiek novērota pacientiem komā. Autonomajām smadzenēm nav nekādu sakaru ar maņu orgāniem, tās neko nejutīs, ar tām nebūs iespējams sazināties. Jūs pat nevarēsiet saprast, vai viņš domā vai nē. Zinātnei tas nav vajadzīgs un nav interesants.
Vai ir reāli izveidot smadzeņu daļas mākslīgu protēzi, neirokipiju, kas aizstās kādu slimu, bojātu zonu?
- Es domāju, jā. Visticamāk, var izgatavot dzirdes protezēšanu vai redzes protēzi. Bet līdz šim mēs joprojām esam tālu no tā.
Viņi saka, ka amerikāņu zinātnieki ir atraduši veidu, kā atbrīvot cilvēkus no sliktām atmiņām, fobijām un depresijas, izmantojot ierīci, kas līdzīga zinātniskās fantastikas filmas "Men in Black" "atmiņas dzēšgumijai". Nospiedu pogu un atbrīvojos no murga vai psihotrauma … Vai tas ir iespējams?
- Pat ja tā ir, tad augsti attīstītā būtnē šī atmiņa joprojām tiek atjaunota. Viss mūsu smadzenēs ir ārkārtīgi savīts. Jūs paķerat no savas atmiņas vienu epizodi, saikne ar to pazūd, bet smadzenes kaut kā to tomēr atrod un neprasa jūsu atļauju. Zemapziņa ir neparedzama lieta.
Un šeit ir vēl viena ziņa: neirofiziologi no Izraēlas ir izstrādājuši ierīci, kas ļauj neredzīgajiem cilvēkiem "redzēt" ar ausīm. Attēls no kameras tiek pārveidots par skaņas viļņu, kuru, savukārt, apstrādā smadzeņu vizuālā garoza. Rezultātā smadzenes piešķir cilvēkam tādu "attēlu", kādu redz delfīni …
- Tu neredzi ar ausīm! Primāro informāciju saņem tie smadzeņu apgabali, kas šeit strādā, tas ir, redzes orgāni, bet tie, kas to analizē. Kad cilvēks neredz, viņš sāk saprast signālus. Tas ir tāpat kā automašīnas novietošana: ja novietojat automašīnu, izmantojot radaru, sistēma iepīkstas. Jūs dzirdat "pee-pee-pee …" skaņas, un no tām jūs novērtējat attālumu līdz šķērslim, lai gan to neredzat. Tas nav redzējums, bet gan informācijas nodošana par dažām konkrētām lietām. Šādi apbrīnojot, piemēram, attēls visā tā daudzveidībā nedarbosies.
Un, ja attēls ir piebāzts ar mikroshēmām, kas sāks publicēt šo ļoti "pee-peep …" dažādās frekvencēs? Ko tad?
- Skaitīsim. Glezniecības darbu izšķirtspēja ir kaut kur milimetru daļu reģionā. Tas nozīmē, ka uz audekla, teiksim, metru pa diviem, vajadzētu būt gandrīz miljardam mikroshēmu. Apstrādāt visus viņu signālus būs vienkārši nereāli, un neredzīgs cilvēks nevarēs šādā veidā paskatīties uz attēlu.
Vai cilvēks var rakstīt tekstu, izmantojot domu?
- Viegli. Tikai tas būs garāks nekā parasti
Angļu teorētiskais fiziķis Stīvens Viljams Hokings, kas ir pilnībā imobilizēts slimības rezultātā, kontrolē datoru, izmantojot sensoru, kas piestiprināts pie viņa vaiga sejas muskuļiem. Pēc jūsu domām, vai viņš tiešām veic zinātnisko darbu un sazinās ar citiem šādā veidā?
- Patiešām - ir iespējama šāda kontrole.
Bet pat parastajai mašīnrakstīšanai šādā veidā jābūt neticami lēnai …
- Un viņš to dara pietiekami ātri - pieradis … Nesen es redzēju, kā viena meitene stāvēja veikalā rindā un rakstīja īsziņas tādā pašā ātrumā, kā mašīnrakstītāji. Viņai bija garš nagu, un viņa ar to ātri uzsita uz displeja. Tas ir ieraduma jautājums.
Jūs teicāt, ka smadzeņu pētnieku problēma tagad ir izdevība analizēt visu ienākošās informācijas plūsmu. Tas ir, jauni dati pienāk ātrāk, nekā jūs tos varat apstrādāt?
- Jā - un kā mēs saprotam, kā tos apstrādāt.
Vai tas nozīmē, ka smadzeņu zinātne ir kaut kādā krīzē?
- Gluži pretēji, tā intensīvi attīstās. Jo vairāk mēs kaut ko nesaprotam, jo interesantāk tas ir.
Intervējis Vladimirs Voskresenskis