Мозговой штурм.

Неинвазивных методов несколько, и один из них позволяет влиять на ритмы электрической активности. Во время напряжённого труда в мозге наблюдаются гамма-волны, при отдыхе — альфа. Используя разные методы стимуляции, мы можем искусственно заставлять мозг производить такие волны.

Уже в ближайшем будущем, если нам нужно будет интенсивно поработать, мы сможем надеть на голову шлем с парой электродов. Он переведёт работу мозга на нужные волны, и это поможет повысить концентрацию и эффективность.

Моё исследование было связано с этим методом. В ходе эксперимента я помещал людей с прикреплёнными к голове электродами в камеру для функциональной магнитно-резонансной томографии. В определённый момент электроды посылали стимуляцию, и мы смотрели, как она влияет на активность разных частей мозга, а также — на их взаимодействие в состоянии покоя. Одна группа учёных выявила, что стимуляция улучшает запоминание, вторая — что она может вводить человека в состояние осознанного сна.

Люди — очень сложные объекты для исследований. Сегодня человек приходит в одном настроении и у него наблюдается одна активность мозга, завтра настроение меняется и активность, соответственно, тоже. Сложно делать однозначные выводы из экспериментов, поэтому сейчас я работаю не с людьми, а с животными, — занимаюсь системой эмоций и мотивации.

Исследования по этой теме начались ещё в середине прошлого века. В 1954 году американские учёные Джеймс Олдс и Питер Милнер нашли так называемую систему вознаграждения. Они имплантировали в мозг крысы электроды и стимулировали разные его части. Так была обнаружена область, которая, как тогда думали, отвечает за чувство удовольствия. В ходе эксперимента крысе дали доступ к кнопке, активировавшей электроды. В итоге животное отказалось от еды, воды, социального и полового взаимодействия, довело себя до полного изнеможения: всё, чего оно хотело, — нажимать на кнопку.

Десять лет спустя канадские учёные решили использовать данный метод для "лечения" мужчин от гомосексуализма. Они вживили в мозг гея электрод, начали показывать ему фото обнажённых женщин и одновременно стимулировали предполагаемый центр удовольствия. Всё шло довольно успешно — мужчина даже смог вступать в половые контакты с женщинами и получать удовольствие. Но вскоре возникла та же проблема, что и с крысами: участник эксперимента начал отказываться от всего — ему не нужны были ни женщины, ни мужчины, он хотел лишь постоянного электростимулирования.

Многие верят мифу: дофамин и есть вещество, от которого зависят счастье и удовольствие. Но сейчас учёные склоняются к мнению, что дофамин определяет не удовольствие, а мотивацию. Он — дирижёр системы желания ("я хочу"): ключевая молекула, которая определяет воздействие нервных клеток в системе вознаграждения. Чем больше выделяется дофамина, тем больше вам хочется. То есть в предыдущих экспериментах на самом деле активировались не центры удовольствия, а центры желания.

Большое количество систем нашего мозга всё ещё живёт в каменном веке: хотя общество сделало большой технологический рывок, организм к этому не адаптировался. Мозг каждый день потребляет так много информации, что система "я хочу" перегружается.

В нормальном состоянии она находится под контролем префронтальной коры, и это помогает человеку не совершать необдуманных поступков. Если эта система контроля даёт сбой, могут появиться зависимости (например, наркомания, игромания) и неконтролируемые действия (клептомания, булимия). При клептомании человек крадёт и не может остановиться, хотя никакой практической ценности украденные вещи не имеют. В случае с булимией — не способен контролировать потребление пищи, хотя и понимает, что ему будет плохо.

При депрессиях система "я хочу", наоборот, почти не активна.В таком состоянии человек не радуется жизни и ничего не хочет. Неудивительно, что наркотические соединения, которые стимулируют систему желания, облегчают симптомы депрессии.

В системе вознаграждения задействовано очень много частей мозга. Задача исследователей — определить, какой вклад несёт каждая из них. Тогда можно будет точно сказать: связь между вот этими областями отвечает за желание есть, другая — за стремление к социальному взаимодействию, третья — за сексуальное поведение. Такие знания позволят воздействовать на определённые части мозга при заболеваниях и лечить их.

Ещё двести лет назад люди считали, что физическое тело и душа, сознание — абсолютно разные вещи. И только сравнительно недавно мы поняли, что психические процессы — результат деятельности мозга. После этого его начали активно исследовать. Прогресс, который произошёл в нейробиологии, изумителен. Но до сих пор почти нет эффективных способов лечения заболеваний мозга.

Как ни удивительно, электрошоковую терапию и сейчас используют при сложных формах депрессии. Это помогает в ряде случаев, но далеко не во всех. Именно поэтому проводятся исследования, помогающие понять механизмы болезней. Цель — сделать так, чтобы пациентов лечили на основе этих механизмов, а не того, что когда-то у кого-то почему-то сработало. Это очень сложно, и мы в самом начале пути.

Аутизм, шизофрения, другие заболевания — после открытия молекулы ДНК учёные пытались найти молекулярные механизмы, провоцирующие возникновение этих расстройств. Но оказалось, что, например, для шизофрении есть тысячи генов-кандидатов, которые вроде как ассоциируются с этим заболеванием. Это значит, что у очень маленького количества больных "сломан" один и тот же ген, в то время как у других пациентов с аналогичным диагнозом — проблемы с совсем другим геном и так далее. Очевидно, что нет одного или группы генов, отвечающих за шизофрению.

Учёный с амбициями. Василий Микитюк с нобелевским лауреатом в области физиологии и медицины Эрвином Нейером

Я работаю в противоположном молекулярному подходу направлении. Мы пытаемся идентифицировать участки мозга, которые задействованы в том или ином поведении человека.

У людей действуют те же системы, что и у животных. Иногда во время исследований я вижу, как животные на что-то реагируют, раскрываю какие-то их поведенческие механизмы и узнаю больше про самого себя и про всех вокруг, про природу желаний и действий человека.

В мозге происходит много уникальных процессов во время старения. Его объём и толщина серого вещества уменьшаются с каждым годом. Происходит торможение систем мотивации, а системы контроля, префронтальной коры, наоборот, работают активнее. Поэтому у людей становится всё меньше спонтанных эмоциональных элементов поведения. С другой стороны, всё очень индивидуально. Если человек регулярно чем-то занимается — читает, участвует в викторинах, много думает, — процессы угасания происходят медленнее. В мозге всегда действует принцип: или используешь, или теряешь.

Иногда можно узнать о норме через патологию. Я уверен: если бы мы выяснили, что происходит с мозгом во время шизофрении, то поняли бы многое о том, как он функционирует в норме, — как мы думаем, запоминаем, строим планы, или даже о том, как в принципе работает сознание.

Когда я учился в КНУ имени Шевченко, мне хотелось работать в Украине. И сейчас я думаю, что было бы классно вернуться домой и делать открытия там. Пока что я не чувствую полностью, что Германия — моя страна, но она даёт мне оптимальные возможности для работы.

В нейробиологии многое зависит от ресурсов и оборудования. Если они есть, ты можешь проводить исследования мирового уровня, если нет — это очень сложно.

Не хотелось бы от этом говорить, но по разным причинам в Украине мало кто занимается продуктивной наукой. Есть, например, несколько групп по нейрофизиологии в Институте Богомольца и по молекулярной биологии — в Институте молекулярной биологии и генетики. Они стараются что-то делать, и у них неплохо получается в тех ограниченных условиях.

Несколько лет назад передо мной стоял сложный выбор — уехать за границу и попробовать себя реализовать или остаться дома и смириться с условиями постоянного недостатка ресурсов и борьбы с бюрократией. Я решил, что хочу участвовать в исследованиях мирового уровня. И сейчас я в группе, которая их проводит.

В идеале я хотел бы открыть какой-то механизм в мозге, связанный с поведением. Сложно сказать, что именно это может быть. Одна из тем, которые меня интересуют и по которым почти нет данных, — восприятие новой информации. Должна ведь быть структура, которая сравнивает свежие данные с уже имеющимися и вписывает их в существующую схему воспоминаний. Мне кажется, открыть этот механизм было бы очень круто. Но сейчас даже нет идей, где его искать и как он должен выглядеть.

Стирание воспоминаний — как в фильме "Вечное сияние чистого разума" — ещё одна интересующая меня тема. Так можно было бы лечить посттравматический синдром. Люди, побывавшие на войне, часто начинают ассоциировать с ней, казалось бы, нейтральные стимулы — например, резкий громкий звук. Было бы полезно стереть эти привязки.

Подобные эксперименты уже довольно успешно проводились и на мышах, и на людях. Первым даже вживляли фальшивые воспоминания. Грызуна помещали в синюю коробку, и в момент, когда мышь исследовала пространство, метили активировавшиеся в её мозге нервные клетки. Потом подопытную сажали в красную коробку, активировали "нервные клетки синей коробки" и одновременно били током, чтобы сформировать негативную ассоциацию. Когда животное снова оказывалось в синей коробке, учёные активировали сразу две группы нейронов. В результате мышь начинала испытывать страх. Что это значит? Учёным удалось заставить мышь верить, что её били не в красной коробке, а в синей. Это один из самых эффектных экспериментов, который показывает, как можно манипулировать воспоминаниями.

Я участвовал в эксперименте по стиранию памяти о боли у крыс. Животному делали операцию, чтобы создать болезненные ощущения в лапе. После того как боль утихала, крыса была эмоционально угнетена: она помнила, что чувствовала. Я использовал метод оптогенетики (основанный на внедрении в мембрану нервных клеток специальных каналов — опсинов, реагирующих на возбуждение светом. — Фокус) и пытался заставить крысу забыть о боли. Этот эксперимент ещё длится, и коллеги продолжают исследовать память о боли.

Вживление фальшивой памяти можно, конечно, использовать в нехороших целях. Взять, например, огонь — орудие, которое сыграло важную роль в развитии человечества: им можно убить, а можно согреться. Если мы научимся вживлять воспоминания, это будет средство. А как его использовать — зависит от других людей. Это вечная проблема научного прогресса.

• Вполне возможно, что наш мозг слишком сложный для того, чтобы человек мог его понять. Но если бы мозг был проще, скорее всего, мы были бы слишком примитивными, чтобы его понять" — так звучит одно из самых популярных высказываний в кругах нейробиологов. Мы ведь познаём мозг тем же мозгом: инструмент познания и объект исследования — один и тот же. Неизвестно, сможем ли мы когда-то понять, как работает мозг хотя бы в общих чертах. Это то, что привлекает меня в нейробиологии — ты не знаешь, какое открытие можешь сделать, и не подозреваешь, будет оно бесполезным или грандиозным.

https://focus.ua/society/386777/?utm_campaign=web_push&utm_source=1350