В изучении мозга сложилась довольно грустная ситуация. Если сравнить его с автомобилем, то ученые знают, как устроены шины, как работают тормоза, но как при этом работает сам автомобиль они до сих пор не знают. О новых подходах к изучению самого сложного органа, которые разрабатываются в Институте мозга человека РАН в Санкт-Петербурге, рассказал его директор, член-корреспондент РАН Святослав Медведев.
– Святослав Всеволодович, расскажите, что нового узнали ученые о человеческом мозге за последние годы?
– Недавно на одной из сессий нашего Отделения физиологических наук, посвященной исследованию мозга, мы все пришли к выводу, что в последние годы в этой области знаний не было серьезных прорывов. И такая ситуация наблюдается не только в России, а во всей мировой науке о мозге.
– Ну на какие-то вопросы вы уже дали ответ? Например, действительно ли у среднестатистического человека работает только 10 процентов мозга, а остальное находится в резерве?
– Нет, это не так. Наш мозг использует по-максимуму все, что дано ему от природы.
– Действительно ли мозг – самый энергозатратный орган?
– Да, по сравнению с другими органами. Если взять интеллектуальную мощность мозга, то она будет мощней всех компьютеров, которые существуют на Земле, но потребляет энергии он, как средняя лампочка.
– Известно количество нервных клеток?
– Может, миллиард, а может, сто миллиардов. Их очень сложно подсчитать из-за того, что все они имеют разные формы.
– Известно ли уже о главном отличии человеческого мозга от мозга животного?
Это самый сложный вопрос — ответа на него пока нет. И более того, – не понятно, почему наш мозг возник именно в таком виде, ведь на первых порах для выживания он не нужен был нам такого размера. Мы до сих пор не нашли переходного мостикам между питекантропом и человеком разумным. У нас есть гены неандертальцев, но почему они в какой-то момент свернули в сторону, не пошли дальше вместе с нами, тоже не понятно.
В нашем мозге перемещается «световое пятно»
– Те же самые вопросы задают себе и ваши иностранные коллеги?
– Конечно. Только у нас с ними разные подходы к изучению мозга. Они отталкиваются от конкретных изменений, от приборных измерений, а у нас выработался совсем другой подход. У нас остались физиологические школы Сеченова, Павлова, Бехтерева, которые прежде всего изучали общие закономерности. Наши западные товарищи иногда не знают многого из того, что знаем мы.
Тот же самый Иван Петрович Павлов предложил концепцию «светового пятна». «Если бы мы могли видеть систему возбуждений, распространяющуюся по коре бодрствующего животного (или человека), мы могли бы наблюдать движущееся концентрированное “световое пятно”, перемещающееся по коре по мере перехода от одной деятельности к другой и олицетворяющее пункт оптимального возбуждения, без которого невозможно нормальное осуществление деятельности».
Иными словами, в зависимости от рода деятельности у нас в мозге все время включается в работу та или иная область. И раньше считалось, что только она и является главенствующей.
Но оказалось, что «световое пятно» – это лишь вершина айсберга. В нашей лаборатории мы пришли к выводу, что главная управляющая система, формирующая такое пятно, спрятана в глубине, распространяется на разные отделы мозга и работает, никак не проявляя себя.
Например, когда человек произносит слова, мы фиксируем возбуждение в его так называемой области Брока. Но ее можно сравнить с динамиком в телевизоре. Основная же работа происходит в большой согласованной сети нейронов, распространенной по всему мозгу. Образно говоря, если у человека возникает потребность что-то сказать, то к делу подключается условный «директор речи», который начинает привлекать к работе нужные отделы мозга, задействуя и область Брока, которую мы можем измерить.
– Таких «директоров» в нашем мозге может быть множество, под каждую функцию, или один?
– Это очень сложный и дискуссионный вопрос. Есть мнение, что существует свой «директор» на каждый вид деятельности. Так сказать, «нейрон бабушки», где записана информация о бабушке, или лицо актрисы и т. д.. Я с этим не согласен. По-видимому, существует сложная сеть систем, адаптивно формирующихся при необходимости осуществить какую-то деятельность. Это одни и те же нейроны, которые активируются по- разному.
Поэтому перед каждой операцией мы на МРТ прежде всего определяем все области, которые могут быть вовлечены в процесс. В 1987 году у нас был пациент, которому проломили череп бутылкой. У него возникла полная афазия (расстройство речи и ее восприятия). Когда вскрыли череп, увидели там, в областях Брока и Вернике (области генерации и восприятия речи) настоящую «кашу». Но, введя электроды недалеко от этих областей, путем лечебных электростимуляций мы перевели задачу формирования и понимания речи на другие клетки. Через несколько недель пациент уже говорил и все понимал. Он до сих пор жив.
Мировой прогресс тормозит «детектор ошибок»
– Слышала, что у вас проводится исследование процесса памяти.
– Памятью занимаются другие российские исследователи, например, члены РАН Константин Владимирович Анохин и Павел Милославович Балабан. Они уже научились стирать у мышей неприятные воспоминания. У нас немного другое направление. Расскажу подробнее об одном из механизмов работы мозга, который в 1986 году открыла прежний научный руководитель нашего института Наталья Петровна Бехтерева. Это так называемый «детектор ошибок».
Представьте, что вы выходите из дома и чувствуете: что-то не так. Такие обыденные вещи, как выключение плиты, электричества мы делаем на автомате. Но стоит нам забыть что-то сделать, как «детектор ошибок» тут же сравнивает ваши действия с тем, что записано у вас в памяти. И сигнализирует, посылая волны дискомфорта откуда-то из подсознания.
Тот же «детектор ошибок» срабатывает у зрелого человека, уже знающего, чем может закончиться бесшабашный прыжок в воду с высокого утеса в непроверенном месте. У маленьких детей такого детектора еще нет, матрица, то есть свод определенных правил, еще не сформировалась, а потому они часто падают, набивают шишки, но, тем не менее, сохраняют способность совершать неожиданные, резкие поступки. Яркий пример тому история Нильса Бора — основателя первой квантовой теории атома, отличавшейся от классической теории. Доводы молодого и талантливого исследователя многим состоявшимся светилам науки казались поначалу абсурдом.
Способность рисковать, не взирая на звания и титулы, сохраняется, как правило, до 35-40, после чего «детектор ошибок», вошедший в полную силу, больше не позволяет совершать «глупости». Ни одно выдающееся открытие в области математики или теоретической физики не было совершено учеными после 40 лет.
50-60-летний человек уже не способен на безумную идею. Он для этого слишком много знает. Это феномен стареющих физиков и математиков. Почему крупнейший математик XX века Андрей Николаевич Колмогоров в возрасте 50 лет ушел преподавать математику школьникам? Он потерял горение, и это вполне физиологическая вещь.
Или взять брежневское политбюро. Ведь там работали люди незаурядного ума. Но со временем на каком-то этапе они уже не могли изменить политику, гиперработа их «детекторов ошибок» не позволила «пропустить» смелую мысль в жизнь. Почему потом и путч провалился? Они были не молодые.
Мы сейчас говорим о продлении жизни и ее качества. В обществе увеличивается процент пожилых людей. Об этом мало кто задумывается, но ведь со старением общества цивилизация резко теряет возможность развития. Все меньше становится молодых и дерзких и больше старых и осторожных. Работа по изучению «детектора ошибок» очень важна, если мы хотим продлевать жизнь и двигать научно-технический прогресс. На один из важнейших вопросов: как защитить человека от гиперопеки «детектора ошибок», ответа пока нет, хотя это одно из магистральных направлений нашей работы.
Кстати, не всегда влияние «детектора ошибок» на нашу жизнь привносит элементы застоя. Если взять специальности юриста, адвоката, врача, где нужно иметь огромный опыт, то здесь этот механизм порой творит настоящие чудеса. Я бы привел в пример жизнь известного кардиолога, академика Владимира Андреевича Алмазова. Он подходил к пациенту и, не касаясь его, мог сказать, что его сердце находится не слева, как у всех, а справа, мог поставить диагноз, просто посмотрев на человека Его детектор ошибок был настолько выдрессирован, что позволял определять тончайшие, невидимые другим отличия между обычными и необычными пациентами.
Как распознать гения
– Можно ли по конфигурации активных зон мозга выявлять людей, которые будут успешны в разных областях науки?
– Нельзя. Есть один фантастический роман, в котором пришельцы с другой планеты хотят найти самого выдающегося полководца. Их приводят к сапожнику. Он идеально подходил к тому, чтобы руководить армией, но вместо этого тачает сапоги. Ему не пришлось использовать свои способности в военном деле. Так что при всех «правильных» данных мозга человеку на пути к его успешности в том или ином деле могут помешать жизненные обстоятельства.
У многих где-то в глубине натуры сокрыт талант. Одним хватает реактивности характера, чтобы его проявить, другим — нет. Есть люди, не блещущие способностями, но, благодаря стремлению, трудолюбию, они выходят вперед, оставляя позади изначально более талантливых.
– Даже явных гениев?
– Про них я не говорю. Сколько бы человек ни трудился, а стать таким, как Леонардо да Винчи, Эйнштейн или Моцарт, без соответствующей генетики все равно не получится. Таких и заставлять заниматься не надо, они сами не смогут сидеть без дела.
– Какие советы вы могли бы дать родителям?
– Нельзя заставлять учить читать и писать раньше, чем ребенок созреет для этого. Это все равно, что на старом компьютере 286-й модели моделировать пентиум. Он будет работать, но очень медленно, скрипя и пыхтя.
Также и детям нельзя раньше времени вкладывать сложные понятия в их маленькие головки. Они усвоят предмет плохо, причем навсегда. Если начать обучать их письму, когда еще не развит моторный центр мозга, у них уйдет много сил на преодоление этой проблемы, и результат все равно будет не из лучших.
Единственное, что я бы порекомендовал учить с маленькими детьми до 5-6 лет – это иностранные языки, причем только на слух.
– Сколько языков можно преподавать им?
– Одного хватит вполне. Надо оставить время на сказки и игры во дворе.
– Вред от электромагнитных волн для мозг доказан?
– Этот вопрос изучается уже 30 лет. И до сих пор однозначного ответа нет. Но я бы посоветовал, на всякий случай, остерегаться слишком долгих разговоров по мобильному телефону с прикладыванием его к уху. Например, сейчас я вами разговариваю по телефону в режиме громкой связи…
Не рекомендуется носить телефон в нагрудном кармане. Почему? Очень часто бывает так, что при попадании в область слабого сигнала ваш телефон на полную мощность включает излучение, чтобы найти связь. Пока доказательств явного вреда от этого не представлено, но на всякий случай надо избирать разумную линию поведения. Тут можно привести в пример слова одного нобелевского лауреата. Когда его спросили: «Почему вы не начинаете ничего в понедельник, — неужели вы верите в приметы?», он в шутку ответил: «Я в них не верю, но я их боюсь».