Az emberi agy új lehetőségeinek felfedezése egyre gyakrabban történik. Ugyanakkor a tudósok nem tudják teljesen megérteni, hogyan működik még mindig. Szvjatoszlav Medvegyev, a biológiai tudományok doktora, az Orosz Tudományos Akadémia levelező tagja, az Emberi Agy Intézet igazgatója a Rosbaltnak adott interjúban elmondta a Rosbaltnak az Élet jobb fele projekt keretében, arról, hogy az agynak milyen titkai és rejtélyei maradnak megoldatlanok.
Biológiai tudományok doktora, az Orosz Tudományos Akadémia levelező tagja, Szvjatoszlav Medvegyev, az Emberi Agy Intézet igazgatója.
Szvjatoszlav Vszevolodovics, az emberek évszázadok óta tanulmányozzák az agyat. Mennyi haladást ért el ez idő alatt?
- Nem is több száz év, hanem ezer. Az első craniotomia - craniotomia - Kr.e. 5000 körül történt. Még Hippokratész is azzal érvelt, hogy az intelligencia valahol az elülső kamrában található, vagyis helyesen sejtette a frontális kéreg vezető szerepét. Herophilus ókori anatómus tanítványa pedig arról vált híressé, hogy holttesteket nyitva arra a következtetésre jutott: az agy egyrészt az egész idegrendszer központja, másrészt a gondolkodás szerve.
Az embereket mindig is a saját eszközük érdekelte. De az emberi agy rejtély maradt. Mivel meglehetősen erős koponya alatt helyezkedik el, és nehéz eljutni hozzá. Még akkor is, ha ezt a dobozt kinyitják, az agy zselés benyomást kelt, mondhatjuk. Semmi különösnek tűnik. De amikor ezt a "zselét" elkezdték vizsgálni, elképesztő dolgokra derült fény.
Kiderült, hogy egy hétköznapi felnőtt ember agya 1-2 kg, a legnagyobb agy pedig a debilekben van. Vagyis nem mondható el, hogy minél nagyobb az agy, annál okosabb az ember. Az agy elfogyasztja a szervezet számára szükséges összes energia egynegyedét - 20% oxigént és 25% glükózt. A patkány agykérge 5 négyzetméter. cm, csimpánzok - 500 négyzetméter cm, és egy személy - akár 2300 négyzetméter. lásd a kéregben körülbelül 10 milliárd neuron van, és a közöttük lévő kapcsolatok száma nagyobb, mint az Univerzumban lévő részecskék száma. Ugyanakkor az állatok, például a kutyák és az emberek gondolkodási képességei gyökeresen eltérnek, annak ellenére, hogy a kutyák nagyon intelligensek. Mi a különbség? Mi teszi az emberi agyat a legtökéletesebb tárgyká? Hogyan gondolkodik az ember? A kutatók e kérdések körül folytatott vitája ma is folytatódik.
Milyen tudományos felfedezések világítanak rá az agy rejtelmeire?
Promóciós videó:
- Az elektroencefalogram felfedezése a huszadik században lehetővé tette az agy elektromos aktivitásának megfigyelését a fejbőr felszínéről. A kutatás következő áttörése pedig az agy meghatározott területein lévő betegeknél terápiás célokra beültetett elektródák aktivitásának rögzítése volt. Segítségükkel Natalya Petrovna Bekhtereva neurofiziológus elképesztő felfedezést tett: a híres hibadetektort. 1968-ban felfedezte, hogy az agynak van egy mechanizmusa, amely stabilizálja mind a munkáját, mind az emberi viselkedését. Folyamatosan ellenőrzi, hogy minden jól megy-e.
A tény az, hogy tevékenységeink túlnyomó többségében van egy szabvány a megvalósításukra. Ez lehetővé teszi, hogy ne vonja el a figyelmét a rutin, fenntartja az egészséges test stabil állapotát, valamint a napi tevékenységek helyes elvégzését, reagálva a valós helyzet és a memória mátrixban tárolt modell közötti eltérésre.
Amikor valaki hibázik - mondjuk, azt mondja, hogy kétszer kettő öt, vagy pontatlanságot követ el egy versében, amelyet tudott, vészjelző lámpa világít a mátrixban. Hibaérzékelő ellenőrzi minden műveletét. Kilépsz a házból és azt gondolod: "Valami nincs rendben!" Visszajössz - ez az: elfelejtette a pénztárcáját, nem kapcsolta le a villanyt, a vasat vagy a kályhát a konyhában. Ha ez az agyi „készülék” megfelelően működik, nyugodtan folytathatja mindennapi tevékenységeit, amelyeket általában az automatizálás során végeznek.
Előfordul-e ennek a detektornak a működése?
- Természetesen, és gyakran válnak a mentális betegségek okává. A detektor, mint az agy alapvető mechanizmusa, rendkívül ellenálló. De ha lebomlik, úgyszólván hibajelzővé válik - és stabilizálja a kóros állapotot. Tegyük fel, hogy halálos betegsége volt, de túlélte. És akkor a hibadetektor inkább nem kísérletezik, semmit sem változtat jó vagy rossz irányban. Például a jobb kar eltört, az illető mindent kezdett a bal oldalával csinálni. A vakolatot eltávolították, és a bal kezével dolgozik tovább … Korábban még a sérült kezet is a testhez kötötték, hogy az ember újból egészséges legyen.
Ugyanez vonatkozik a rögeszmékre, például a kábítószer-függőségre. Egy személy megérti, hogy erre nincs szükség, de nem tud ellenállni az agy fő mechanizmusának lebomlásának. Bizonyos esetekben ez teljesen rendezetlen az életében.
Ez az az ár, amelyet fizetni kell az agy magas stabilitásáért, amelyet a detektor nemcsak a "normában", hanem a patológiában is biztosít. Fiziológiailag ez érthető: a szervezet túlélése legalább biztosított, és minden változás tele van destabilizálódással és romlással - elvégre a hibadetektorok nem tudják, mi a jó és mi a rossz.
És ha valaki szándékosan hibázik? Például manipuláció céljából - vagyis hazudni?
- A detektor szándékos és jövedelmező hazugság mellett is "rendellenességről" számol be. Erre azért van szükség, hogy az ember ne higgyen a saját hazugságában. Például, ha azt mondja valakinek: "Menj, a jég elég erős", tudván, hogy a valóságban nem, akkor te magad sem fogsz követni.
Lehetetlen szándékosan blokkolni a hibadetektort. Ezért értelmetlen minden kényszerítés ezen a területen - például a rendőrök kábítószerfüggőkre terjesztésének kísérletei.
Milyen agykutatási módszereket alkalmaznak manapság?
- Pozitronemissziós tomográfia, funkcionális mágneses rezonancia képalkotás, magnetoencefalográfia, elektroencefalográfia és mások. Például az EEG-t használják a kéreg elektromos aktivitásának pontos feltérképezésére. Láthatja, hogy az agy gerjesztési központjai hogyan mozognak tevékenysége során (az úgynevezett "világos tudatfolt", ahogy Ivan Pavlov fiziológus fogalmazott). Ugyanakkor az agyi tevékenység rögzítésének minden létező és folyamatosan fejlődő technikai eszköze jelentősen megelőzi az adatelemzés elfogadott számítási megközelítéseit. Fiziológiai korlátok is vannak - például növelheti a PET térbeli felbontását, de ez automatikusan a sugárterhelés növekedéséhez vezet, ami az emberi egészség szempontjából elfogadhatatlan.
A technológiai fejlődés lehetővé tette, hogy az elmúlt évtizedekben hatalmas mennyiségű új információt szerezzen az agyról. Egyes éves tudományos fórumok több mint 3000 résztvevőt gyűjtenek össze - ezek kilométernyi plakátok, hihetetlen sok információval. Szinte minden agyi területet és szinte minden elképzelhető testfunkció agyi ellátását megvizsgálták. A kutatók által kapott adatokat azonban gyakran félreértelmezik. Hatalmas mennyiségű tényanyagot halmoztunk fel az agy feltérképezéséről. De az agy törvényeinek ismerete meglehetősen szerény.
De mit értett? Mi az ön számára az agy?
- Az agy interfész, közvetítő, összekapcsoló az anyag és az ideál között. Ez egy olyan szerv, amely összeköti az emberi psziché, az ötletek és a valóság világát. Eszköz, amellyel gondolataink tettekké válnak. Vagyis az agy a képzeletünkben létezőt valósággá alakítja. És ahogy Ivan Sechenov fiziológus elmondta, mosolyog-e Garibaldi, amikor szidják a hazája iránti túlzott szeretet miatt, reszket-e egy lány az első randevú előtt - mindkettő végül mozgássá válik.
Sőt, az agy egy rendszer. Magasabb funkcióit nem az egyes területek munkája, hanem kölcsönhatásuk biztosítja. Ennek eredményeként valami több keletkezik, mint a kezdeti specializációjuk, például: beszéd, kreativitás stb., Vagyis az, amit az ember az élet során kialakít.
Azt mondtad, hogy az agy nagyon ellenáll a károsodásnak. Mennyi?
- Nagyon. Elképesztő esetek vannak. Például a 19. században egy angolt egy feszítővas segítségével ütöttek át a fején, olyannyira, hogy egy vasrúd átment a szemüregben, és kijött a koponya túloldalára. De ez az ember túlélte, megőrizte teljes józan eszét és sokáig élt. Nagyon veszekedő és morcos lett, és minden más változatlan maradt. A történelem ismer olyan esetet is, amikor egy bizonyos hadsereg-kapitány áteső golyót kapott a szemébe: egy muskétagolyó valószínűleg összetörte a homloklebeny elülső szakaszait - a kijárati lyuk a templomban volt. Ennek ellenére később ez a kapitány Kutuzov néven tábornok lett …
Az agy egyáltalán képes "túlélni" koponya nélkül?
- Minek? Technikailag megvalósítható, de mi értelme van egy ilyen műveletnek? Ha az agy nem hal meg, és elkülönül a testtől, akkor „bezárva” - „bezárt ember” állapotban lesz. Ez a jelenség kómában szenvedő betegeknél figyelhető meg. Az autonóm agynak nincsenek kapcsolatai az érzékszervekkel, nem fog semmit sem érezni, nem lehet vele kommunikálni. Azt sem fogja tudni megérteni, hogy gondolkodik-e vagy sem. A tudománynak nincs erre szüksége és nem érdekes.
Reális-e létrehozni az agy egy részének mesterséges protézisét, egy neurochipet, amely valamilyen beteg, sérült területet helyettesít?
- Azt hiszem igen. Valószínűleg hallási protézis vagy látásprotézis készíthető. De eddig még mindig messze vagyunk tőle.
Azt mondják, hogy az amerikai tudósok megtalálták a módját, hogy megszabadítsák az embereket a rossz emlékektől, fóbiáktól és depressziótól a „Men in Black” című tudományos fantasztikus film „memória radírjához” hasonló eszköz segítségével. Megnyomtam a gombot és megszabadultam a rémálomtól vagy a pszichotraumától … Lehetséges ez?
- Még ha az is, akkor egy fejlett lényben ez az emlék még mindig helyreáll. Az agyunkban minden rendkívül összefonódik. Elkapsz egy epizódot a memóriádból, a kapcsolat megszűnik, de az agy valahogy mégis megtalálja, és nem kéri az engedélyed. A tudatalatti kiszámíthatatlan dolog.
És itt egy újabb hír: az izraeli neurofiziológusok kifejlesztettek egy olyan eszközt, amely lehetővé teszi a vak emberek számára, hogy fülükkel "lássanak". A kamerából érkező kép hanghullámgá alakul át, amelyet viszont az agy vizuális kérge feldolgoz. Ennek eredményeként az agy olyan képet ad az embernek, amelyet a delfinek látnak …
- Nem láthatod a füleddel! Nem azok az agyterületek dolgoznak itt, amelyek elsődleges információkat kapnak, vagyis a látás szervei, hanem azok, amelyek elemzik azokat. Amikor az ember nem lát, akkor kezdi megérteni a jeleket. Olyan, mint az autó parkolása: ha radar segítségével parkol le, akkor a rendszer sípol. Hallja a "pisi-pisi-pisi …" hangokat, és ezekből becsüli meg az akadály távolságát, bár nem látja. Ez nem vízió, hanem információk átadása bizonyos konkrét dolgokról. Ilyen módon csodálni például egy képet annak sokszínűségében nem fog működni.
És ha a kép tele van chipekkel, amelyek különböző frekvenciákon kezdik el publikálni ezt a nagyon "pisilést …" Akkor mit?
- Számoljunk. A festészeti alkotások felbontása valahol a milliméter töredékeinek tartományában van. Ez azt jelenti, hogy egy vásznon, mondjuk méterenként kettőre, csaknem egymilliárd chipnek kell lennie. Egyszerűen irreális lesz feldolgozni minden jelüket, és egy vak ember nem lesz képes így nézni a képet.
Gépelhet-e egy ember gondolatot?
- Könnyű. Csak ez hosszabb lesz, mint máskor
Stephen William Hawking, az angol elméleti fizikus, egy betegség következtében teljesen mozgásképtelen, az arcának izmaihoz rögzített érzékelő segítségével irányítja a számítógépet. Véleménye szerint valóban tudományos munkát végez, és így kommunikál másokkal?
- Valóban - van ilyen kontroll lehetősége.
De még a szokásos ilyen típusú gépelésnek is hihetetlenül lassúnak kell lennie …
- És elég gyorsan csinálja - megszokta … Nemrégiben láttam, hogy egy lány állt az üzletben a sorban, és ugyanolyan sebességgel gépelt szöveges üzeneteket, mint a hivatásos gépírók. Hosszú körme volt, és gyorsan megérintette vele a kijelzőt. Ez szokás kérdése.
Azt mondta, hogy az agykutatók problémája most az, hogy sikerül elemezniük a bejövő információk teljes áramlását. Vagyis az új adatok gyorsabban érkeznek, mint amennyit fel tudsz dolgozni?
- Igen - és hogyan értjük, hogyan kell feldolgozni őket.
Ez azt jelenti, hogy az agytudomány valamilyen válságban van?
- Épp ellenkezőleg, intenzíven fejlődik. Minél többet nem értünk valamit, annál érdekesebb.
Interjú: Vladimir Voskresensky