Теперь события приняли новый оборот: новые методы нашли себе опору в старых. Доказательством тому свежайшая статья из «Сайенса». В опытах были использованы кошки, которым вживили электроды в зрительную кору. Одновременно мозг кошек исследовали с помощью фЯМР высокого разрешения, что позволяло локализовать активность на нейрональном уровне!

Теперь на фоне регистрируемых зрительных импульсов, приходящих в кору, одновременно смотрели и фЯМР-«картинку». И выяснилась довольно неожиданная вещь: поначалу в локальной концентрации кислорода наблюдается эдакий небольшой «ковшичек», или «выедание», однако через некоторое — весьма ограниченное — время начинается бурная реакция в виде открытия кровяных «шлюзов».

Открытие это приводит к обильной «мелиорации» данного очага возбуждения, причем, как отмечают исследователи, увеличение кровотока чуть ли не в 10 раз превышает кажущуюся потребность. Кровь приносит столько кислорода, что его количество с лихвой перекрывает потребленные нейронами объемы.

Оказалось, фЯМР фиксирует активность нервных клеток не напрямую, а чуть «опосредованно». Но, тем не менее, это на сегодня наиболее точный метод получения «картинок» мозга и разных его функциональных зон.

Пару лет назад издательство Массачусетского технологического института выпустило книгу Уильяма Уттала «Новая френология: Пределы локализации когнитивных процессов в мозге». Чтобы было понятно, о чем идет речь, напомним, что френологию, или учение о «шишках головы» придумал предшественник Фрейда Франц-Иосиф Галль (1758-1828), венский врач-невропатолог и достаточно крупный нейроанатом. Френология особо почиталась в викторианской Англии и даже Л.Н. Толстой отдал ей дань своего пусть и скептического внимания.

Галль полагал, что как тело состоит из отдельных органов со своими функциями, так и мозг состоит из многих «ментальных органов», занимающихся теми или иными мыслительными процессами. Так появились различные картинки с «распределением» полей коры, отвечающих за любовь и распознавание образов, эмоции и произвольные движения.

Противники Галля утверждали, что наше мышление нельзя подразделить на «компоненты». Говорили также, что наш мозг функционирует как некая «эквипотенциальная масса», которая не подразделяется и неделима. Тем не менее прогресс медицины и необычайная живучесть некоторых людей позволили врачам сделать одно немаловажное наблюдение: речь нарушается при поражении левого полушария!

Известный французский врач Поль Брока наблюдал дуэлянта, которому шпагой пробили левый висок. Бретер выжил, однако потерял дар речи, хотя и все понимал, что ему говорили. Так возникло понятие о моторной афазии, когда мозг сохраняет функцию языка как таковую, однако не подает «моторные» сигналы на артикуляционный аппарат гортани, языка и ротовой полости (Платон считал, что язык генерируется языком как мышечным органом у нас во рту!).

Практически одновременно с врачом эту ситуацию обыграл в художественной форме А. Дюма в своем «Графе Монте-Кристо»: дед Валентины граф Нуаре все понимал, но после «удара» не мог говорить, поэтому внучка изобрела способ общения с ним при помощи словарного алфавита — когда на «дисплее» возникала нужная буква, граф моргал глазами, давая понять, что его правильно поняли. Таким образом, был преодолен блок неработающей «периферии».

Вскоре после сообщения Брока немец Карл Вернике представил пациента с когнитивной, или смысловой афазией, у которого была повреждена верхняя часть височной доли: человек «говорил» совершенно бессвязно и не понимал обращенную к нему речь. Добавим, ч го оба поражения были в левом полушарии. Именно поражения этого полушария привели к отключению речи у Ленина и Сталина.

«Когниция» по корню сродни слову «рекогносцировка», то есть разведка, узнавание, распознавание образов, что является одной из важнейших функций нашего мозга. Брока и Вернике, а также Бродман вроде бы показали важное значение именно левого полушария для функции языка. Однако позитронный эмиссионный томограф (ПЭТ) позволил выявить, что у женщин при решении языковых задач активируется не только левое, но и правое полушарие! Правда, никто пока так и не выяснил, за что отвечают нейроны параллельного «центра»...

До появления фЯМР просто не хватало разрешающей способности приборов, чтобы решать задачи, которые имеют когнитивный подтекст. И вот фЯМР заработал на полную мощность!

Первый «выстрел» нового 2003 года сделали Майкл Зейне и Сюзан Букхаймер из Калифорнийского университета. С помощью усовершенствованного фЯМР высокого разрешения (как телевизор HD TV — высокой плотности разрешения) они посмотрели «динамику работы нейронов гиппокампа в ходе кодирования и «изъятия» пар «лицо — имя».

Гиппокамп крайне важен для кратковременной и долговременной памяти. С помощью фЯМР исследователи «посмотрели» вклад различных отделов гиппокампа — Аммонова рога, зубчатой извилины и субикулюма (подставки), — в запоминании (кодировании) и восстановлении в памяти имен, соответствующих лицам.

Известно, что информация в Аммонов рог — к нейронам — поступает через «зубчатку» из субикулюма. Функциональное разрешение было не слишком высоким. И, тем не менее, ученым удалось многое узнать.

С помошью особой программы они сумели «развернуть» кору гиппокампа на плоскости, а это позволило прокартировать функциональные нейронные поля, так сказать, в «плане». И оказалось, что кодирование информации в данном конкретном случае осуществляется нейронами Аммонова рога и зубчатой извилины, а вот извлечение ее «отнесено» в субикулюм.

Подобное «разнесение» вроде бы одной функции открыто впервые. Сейчас трудно как-то однозначно оценить это открытие, но по крайней мере ученые теперь «нацелены» на конкретные поиски. Известно, что формирование памяти требует белковых синтезов, а это — работа генов и их конкретных протеиновых продуктов, в частности, конкретных рецепторов, некоторые из которых имеются только у конкретных нейронов. Таким образом, фЯМР позволяет провести точную рекогносцировку функций...

Журнал «Труды Национальной АН США» опубликовал статью о «соответствии» картинок, получаемых с помощью фЯМР, активности нейронов при решении психологических задач. Испытуемым предъявляли по 30 слов- неслов из шести букв («журнал-жулнар»), выбранных из слов, употребляемых с разной частотностью в печати. Для усложнения задачи слова предъявлялись с поворотом на 60 и 120 градусов от горизонтали.

Результаты показали, что изменение локального кровотока — гемодинамики — соответствовало активизации нейронов двух разных областей коры: языковой и моторной. При этом шержка была большей при «осмыслении» неслов, да к тому же повернутых на 120 градусов. Пик возрастания кровотока наблюдался примерно через 5 секунд после начала предъявления стимула, продолжавшегося 0,75 секунд. Таким образом, увеличение кровотока «отстает» на 4,25 секунд.

Авторы считают, что основная причина задержки — это особенности кровоснабжения данного участка коры. Это влияние больше, чем освоение самой информации. Все это необходимо учитывать в ходе дальнейших исследований с помощью фЯМР.

В Токийском университете К. Накахара с помощью фЯМР посмотрел активность префронтальной коры человека.

Префронтальная кора привлекает особое внимание исследователей, поскольку она «заведует» вниманием, умственными операциями, связанными с памятью, а также способностью осуществить задуманное и достигнуть желаемого. Она наиболее развита у приматов, а через знаменитую лимбическую кору связана с эмоциями и миндалиной в глубине височной доли. Я МР позволил разделить участки возбуждения в префронтальной коре, нейроны которых связаны с вниманием и эмоциональными переживаниями.