Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

…функциональная МРТ. Точнее, ФМРТ измеряет сигнал, пропорциональный уровню кислорода в крови (СПУКК). Эту величину ввел японский ученый Сейдзу Огава. Сигнал определяется как отношение содержаний богатой и бедной кислородом форм гемоглобина – кровяной молекулы, которая переносит кислород от легких ко всем другим частям тела. Активизация того или иного участка мозга действует на СПУКК двояко. Сначала участок мозга начинает потреблять больше энергии, и гемоглобин теряет кислород. Затем возрастает приток крови к данному участку мозга, и эта кровь приносит насыщенный кислородом гемоглобин. (Многие считают, что приток крови усиливается именно в ответ на активизацию этого участка мозга, поскольку мозг четко регулирует потоки крови, чтобы удовлетворять энергетические потребности каждого участка тела.) В конкретный момент времени может преобладать либо тот, либо другой эффект, так что задействование данного участка мозга будет либо усиливать, либо ослаблять сигнал, что мешает интерпретации данных ФМРТ. Сигнал отражает потребление энергии, и некоторые шутят, что использование ФМРТ для того, чтобы понять мозг, напоминает попытку разобраться в автомобильном двигателе, измеряя, в каких местах он нагревается сильнее всего.

…«пятна на мозге»… Эти изображения дают ложное представление, что при выполнении той или иной задачи человек задействует лишь определенную небольшую часть мозга. Однако каждая такая картинка получена путем наложения двух и описывает выполнение двух схожих умственных задач. «Подсвеченный» участок больше задействован в одном задании, нежели в другом. Не следует заключать, будто все прочие участки при этом бездельничают. Многие из них активны, просто уровень их активности при выполнении обеих задач неодинаков.

…такой сдвиг наблюдался лишь у пациентов, которые испытывали фантомные боли… Лотц и другие (Lotze et al. (2001) показали подобное же перестраивание карт для поля 4 у больных, подвергшихся ампутации, и измерили уровень активизации мозга, вызванной воображаемым движением фантомной кисти. Ученые также применяли ФМРТ для демонстрации перестраивания карт поля 4 у жертв инсульта. Зоны представления кисти смещались вверх или вниз по полю 4 – в зависимости от того, где располагался поврежденный участок мозга. Дальнейшие исследования выявили, что инсульт способен вызывать и более масштабную перекройку карты, затрагивая отдаленные области на одной и той же стороне мозга или на разных его сторонах (Cramer, 2008).

…увеличение зоны представления левой руки… Эльберт и др. (Elbert et al., 1995) использовали магнитоэнцефалографию, а не ФМРТ. Усредняя полученные данные, они обнаружили сдвиг в месторасположении зоны представления левой руки. Этот сдвиг они интерпретировали как изменения в соответствующей области мозга. Однако прямое измерение размера зоны представления не показало статистически значимых перемен. Исследователи не сумели доказать, что сдвиг вызван занятиями музыкой, ибо не исключено, что на результаты работ влияла погрешность отбора. Впрочем, величина сдвига коррелировала с тем возрастом, в котором испытуемый начал заниматься музыкой. Похожее исследование с применением МРТ см. в: Amunts et al., 1997.

…двигательных расстройств… Elbert, Rockstroh, 2004.

…фокальными дистониями… Известный пример – пианист Леон Флейшер, на тридцать пять лет утративший возможность пользоваться правой кистью, но недавно вернувшийся на сцену: инъекции ботокса в мышцы рук позволили ему снова начать пользоваться обеими конечностями.

…отличить скрипку от книги с брайлевским текстом… Стерр (Sterr) и др. (1998) не только продемонстрировали увеличение зоны представления кистей рук, но и заявили, что расположение участков представления пальцев у читателей брайлевского шрифта и скрипачей разное, что может позволить отличать эти процессы по анализу зон мозга.

…о пониженной активности лобных долей у шизофреников… Glahn et al., 2005.

…многое рассказать нам о мозговых недугах… См. две наиболее свежих работы об активности мозга при аутизме: Kaiser et al., 2010; Bosl et al., 2011.

…а мышечную силу – с помощью устройства… На самом-то деле ученые применяют метод изометрических измерений: сила определяется при жестко зафиксированном угле, под которым конечность согнута в суставе. Так удается лучше контролировать эксперимент, поскольку сила зависит от угла. Мышечную силу оценивают по области поперечного сечения, которая должна быть примерно пропорциональна количеству мышечных волокон, а значит – силе.