Занимательное волноведение. Волнения и колебания вокруг нас

Думаю, вам интересно будет узнать, что кора больших полушарий головного мозга у вас и у крысы не слишком различается по своей структуре. И раз крошечные спиральные волны скользят по поверхности мозга засыпающего грызуна, вполне возможно, что такие же микроскопические завихрения формируются и в вашей коре, когда вы лежите в кровати. Однако вы чувствуете: сон никак не идет — в голове крутится навязчивый мотивчик, скажем, «Ты прекрасна» Джеймса Бланта. В таком случае вам всего-то и надо, что привести в действие крошечные волны деполяризации. Если удастся хотя бы немного их расшевелить, заставить покружиться над волнообразными складками серого вещества, они выведут неокортекс из-под стимулирующего контроля таламуса и тем самым избавят вас от этой дурацкой песенки.

Вы скажете: такой уровень контроля над собой невозможен. Однако современный метод нейробиологической обратной связи позволяет не только наблюдать электрическую активность мозга, но и управлять ею. Хотите — верьте, хотите — нет, но сделать это можно, сидя за компьютерной игрой и используя одну лишь силу мысли. Представьте управление событиями на экране без джойстика, кнопок и прочих штуковин — всего-навсего парой прикрепленных к голове маленьких позолоченных электродов, которые улавливают электрические сигналы мозга, двигающие человечков на экране. При наличии соответствующей аппаратуры вы контролируете процесс, учась изменять ритм импульсации нейронов.

Впрочем, едва ли стоит мечтать о таком подарке под новогодней елкой. Компьютерные игры на аппарате довольно примитивные, они придуманы не для развлечения, а для выявления или, вернее, установления обратной связи с ритмичными электрическими импульсами, обычно скрытыми в вашей голове. Как только вы увидите их, научитесь ими управлять.

Но к чему вам все это? А вот к чему: если вы, не дай бог, страдаете эпилепсией или, что тоже неприятно, синдромом дефицита внимания, если разучиваете особенно трудное произведение для выступления в консерватории, ну или, скажем, вознамерились поймать пенальти в футбольном матче на чемпионате мира.

В 1924 году немецкий ученый Ганс Бергер открыл электроэнцефалографический (ЭЭГ) метод регистрации мозговой активности, обнаружив регулярную ритмичную пульсацию мозга. Он прикрепил посеребренные электроды к голове своего пятнадцатилетнего сына Клауса и измерил электрические сигналы, испускаемые нейронами головного мозга.

Когда один нейрон передает другому электрический за ряд, между ветвлениями одного нейрона и телом другого возникает синапсическая связь. И хотя прикладываемые к голове электроды, представлявшие собой металлические диски, были слишком грубы, чтобы уловить единичный импульс нейрона, первые нейробиологи, в том числе и Бергер, обнаружили, что они все же отмечают электрические импульсы в несколько тысячных вольт, возникающие в результате общей активности тысяч нейронов, или мозговых клеток, находящихся прямо под электродами в коре больших полушарий головного мозга.

Наблюдая за ритмами мозговых волн сына, Бергер обнаружил, что нейроны, пусть даже их и тысячи, пульсируют вовсе не беспорядочно, а в определенной последовательности. Пока сидевший во время эксперимента Клаус находился в спокойном, но собранном состоянии, показатели напряжения варьировались, однако сам ритм оставался постоянным — около 10 «циклов» (от отрицательного заряда к положительному) в секунду.^{22}

Но поскольку у Бергера была еще и дочь четырнадцати лет, Илзе, он задействовал в эксперименте и ее. Ученый прикрепил электроды к голове дочери и дал ей задание: разделить число 196 на 7. Пока она в уме производила вычисления, интервалы между ритмичными сигналами сократились. Уж не знаю, что у них там в итоге произошло — может, отец окончательно достал подростков своими экспериментами, — только вскоре он занялся исследованием новорожденных и детей от года до трех у самых маленьких ритм не обнаружился, из чего Бергер сделал вывод: на стадии формирования (первые два месяца жизни) мозг младенца не испускает сколько-нибудь различимых импульсов. Очевидно, исследования настолько увлекли Бергера, что он взялся измерять пульсацию головного мозга у всех и вся. Прикрепив электроды к голове издыхающего пса, Бергер выяснил: по мере того, как жизнь одряхлевшей дворняги угасала, зубчатая линия, обозначавшая пульсацию ее мозга, постепенно вытягивалась в прямую.

В 1924 году Ганс Бергер продемонстрировал ритмичность импульсации нейронов, прикрепив к голове сына электроды и записав импульсы его мозга