Гормоны и химия мозга. Знания, которые не займут много места

У некоторых людей в отношении научных исследований сложился стойкий стереотип: кабинет, рабочий стол, белый халат и жизнь без отрыва от микроскопа. Однако вопросы изучения мозга гораздо более разнообразны и перспективны, чем можно подумать. Исследования в области нейронаук охватывают многие направления – от молекулярной биологии и генетики до психологии поведения и оценки социально-экономического статуса.

Методы молекулярных и генетических исследований развиваются быстрыми темпами, и с их помощью еще будет совершено множество захватывающих открытий. Точно определяя критические гены и молекулы, можно прийти к объяснению того, как работает центральная нервная система, и к разработке новых методов лечения неврологических заболеваний. Поведенческие исследования – это увлекательная смесь психологии и нейробиологии. Изучение поведения животных и человека поможет понять особенности формирования сложных нервных функций, таких как обучение, память, боль, и других форм поведения. В результате мы наверняка будем гораздо больше знать о том, какие химические реакции обеспечивают восприятие, внимание, память, мышление.

Поведенческая нейронаука тесно связана с такой областью экономической науки, как нейроэкономика. Нейробиология уже внесла скромный вклад в политику, связанную с социально-экономическим статусом, и можно ожидать, что в ближайшие годы потенциал ее эффективного и благотворного влияния будет расти.

«Воспоминание человека – образ, записанный языком нуклеиновых кислот на макромолекулярных апериодических кристаллах»

(Станислав Лем)

Открыта секция моделирования

Задача исследования соотношения мозга и психики – одна из самых захватывающих в науке. Сегодня во всем мире над изучением человеческого мозга трудятся ученые в сотнях лучших лабораторий. Несмотря на развитие современных технологий, мы до сих пор не можем точно назвать, какие механизмы лежат в основе внимания или памяти, а в особенности в основе логического мышления и нашего сознания. Исследовать головной мозг очень тяжело, ведь этот орган невероятно сложно устроен – только кора больших полушарий делится на сто восемьдесят участков. Одним из главных подходов в изучении является моделирование.

Мы помним, что каждая нервная клетка имеет от пяти до десяти тысяч контактов с другими, по которым поступают в клетку входящие сигналы. Исходящие импульсы выводятся из клетки по аксону – единичному отростку клеточной мембраны. Исключением являются дофаминовые нейроны, расположенные в среднем мозге, – они проецируются в переднюю область мозга, кору больших полушарий и имеют до пяти миллионов связей.

Все это приводит к тому, что на сегодняшний день моделирование работы мозга является очень сложной задачей. Самая масштабная на текущий момент модель была создана командой японских ученых и представляла собой расчет одной секунды активности 1 % нейронов головного мозга. Оценка такой активности потребовала сорок минут работы четвертого по мощности суперкомпьютера в мире (K Computer)!

Интерес к этому направлению набирает популярность и близко пересекается с такими нейронауками, как нейрофизиология, психиатрия и системная биология.

Технологии завтрашнего дня

Ученые придумали и уже испытали мозговой имплантат, который в будущем может помочь каждому человеку хранить в голове целые энциклопедии знаний. В эксперименте участвовали пациенты с эпилепсией и болезнью Альцгеймера. В результате исследования выяснилось, что новое изобретение помогает улучшить запоминание до 37 %, даже у людей с хроническими нарушениями памяти

Чей выбор перспективнее?

Методы исследования мозга можно разделить на те, которые позволяют только наблюдать за тем, что происходит в мозге, и на те, которые позволяют воздействовать на мозг. К наблюдательным методам относят, например, магнитно-резонансную томографию (МРТ), благодаря которой с точностью до миллиметра можно получить пространственную картину мозга, а также электроэнцефалографию (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографию (МЭГ), позволяющие оценивать изменения электрической активности мозга.

Наиболее существенными проблемами в области современной нейронауки являются: механизм превращения нейронной активности в мысль; создание единой теории протекания мыслительного процесса; разработка алгоритмов извлечения информации из большого объема данных; изучение механизмов обучения и формирования памяти.