Здоровый и больной мозг человека

Дальнейшее развитие метода представляет собой непосредственное вживление в мозг электродов в диагностических и лечебных целях. Электроды вживляются в различные отделы мозга. Толщина такого электрода в диаметре – 100 мкм, он соприкасается с очень небольшой открытой поверхностью.

Площадь открытой поверхности мозга разная в зависимости от задач, но обычно она делается под поперечный срез электрода.

Множество электродов вводится в мозг для того, чтобы при заболеваниях, когда приблизительно ясно, где находится очаг поражения патологической (недостаточной, малой) активности. Электроды позволяют немножко поднять активность. И вот тогда заодно удается действительно посмотреть, что же делается в мозге и где это что-то делается при различных видах деятельности.

Для изучения мозга в него в разных местах вживляют электроды и снимают показания при предъявлении различных заданий. Например, предъявлен простой арифметический тест. В момент первого предъявления цифры и в момент выдачи испытуемым ответа в разных зонах мозга реагируют разные нервные клетки. В момент предъявления цифры в соответствующей точке мозга реакция следует очень быстро, реакция эта как бы не очень умная. В другой точке мозга происходит реакция на предъявление задания (например, сложить или вычесть), не очень быстрая. О том, как узнали, в каких местах и на что будет реакция, я скажу потом. В третьей точке через достаточно большой промежуток времени появляется активность, свидетельствующая о том, что есть результат.

Кроме исследования работы мозга с помощью арифметических тестов проводятся исследования реакции мозга на фразы. Если предъявляется хорошая, правильная фраза, где правильны и грамматика, и семантика, мозг реагирует на нее быстро. Если предъявляется фраза, где страдает грамматика, ответ на нее будет позже. Если страдает семантика, ответ будет еще чуть позже. Если и то и другое – мозг среагирует еще медленнее. А если предъявить не фразу, а квазифразу (нечто похожее на фразу, но бессмысленное), то ждать реакции придется еще дольше. И уже за всем этим следует очень слабенькая активность, соответствующая двигательному ответу: человек либо нажимает на кнопку, либо говорит «Да» или «Нет». Что интересно, так это то, когда предъявляются грамматически поврежденная фраза и семантически поврежденная фраза по отдельности. На их гистограммах прослеживаются как бы части гистограммы, полученной, когда страдает и то и другое.

Если при изучении реакции на фразу брать показания из других участков мозга, то можно найти точки, где на правильную фразу получается точно такая же гистограмма, а на неправильную – другие. В некоторых точках на семантически неверную фразу вообще не будет реакции нейронов, а также найдутся точки, в которых не будет реакции на фразу со страдающей грамматикой.

В результате таких экспериментов было показано, что в передних отделах лобных долей находятся структуры, имеющие отношение к обеспечению смысла речи.

Эти факты были получены в последнем десятилетии ХХ века. С помощью этого метода удалось узнать много интересных вещей.

Само развитие маркирования мозга (брэйнмэппинга), то есть обозначения, какая область мозга за что отвечает, началось еще в XIX веке. Но оказывается, что этот метод маркирования не дает однозначной информации о мозге. Если проводить подобные опыты день ото дня, то окажется, что мозг очень хитро обеспечивает свою деятельность. Есть зоны, где реакция на фразу будет всегда.

Однако довольно много участков мозга, которые сегодня ведут себя одним образом, назавтра могут отключиться, послезавтра могут снова включиться. Когда мы исследовали значение внешних условий, удалось показать, что система обеспечения мозговой деятельности совсем иная, чем у других видов деятельности. Удалось показать, что она состоит из так называемых жестких и гибких звеньев.

Жесткие звенья – это те звенья, которые себя ведут одинаково, вне зависимости от условий, а гибкие – по-разному при разных условиях. Гибкие звенья – это резерв, которым мозг может пользоваться тогда, когда приходится решать задачу при различных условиях. Таких, например, как шум водопада или тишь кабинета.

К слову, известно, что если человека полностью лишить каких-то внешних сенсорных раздражителей, то у него могут появиться галлюцинации. Это вещь проверенная, особенно через полеты в космос и подводное плавание. Без внешних раздражителей человеку трудно. Так что небольшой шумовой фон все же необходим.

Вот такая хитрая система – мозг. Она может работать вся целиком, но это избыточно. Целиком мозг работает в очень плохих условиях, когда он на пределе. В нормальных условиях мозг работает с помощью жестких звеньев и небольшого количества гибких.