Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

Конечно, впоследствии многие авторы подвергли критике работы Бродмана, но им уже были доступны более современные методы исследований.

Чуть позднее кору поделили на первичные, вторичные и третичные (ассоциативные) зоны. С принципами их работы мы с вами уже познакомились в первой части. Кратко напомню, что первичные зоны коры получают информацию практически напрямую от органов чувств (через таламус), а вторичные и третичные имеют дело уже с частично обработанной информацией.

В XX веке было описано около 50 полей. И надо сказать, что длительное время многие (даже серьезные институты) пользовались этой картой. Интересно, что некоторые участки долго оставались пустыми, то есть с ними вообще не была соотнесена никакая функция (вернее, не было определено, к какому набору структур, отвечающих за ту или иную функцию, их можно отнести).

Но в 2016 году в журнале Nature вышла статья, авторы которой решили применить современные методы и перепроверить карту полей Бродмана. Оказалось, что в каждом полушарии областей не 52 (и даже не 83, как пытались предположить другие ученые после Бродмана). Мэтью Глэссер и другие исследователи из его группы обнаружили около 100 ранее неучтенных областей коры! Вдумайтесь в это. Выяснилось, что их 183, то есть на 97 больше, чем считалось ранее.

Более детальное понимание локализации функций дает врачам большое преимущество при изучении и лечении таких расстройств, как аутизм, шизофрения или эпилепсия. Более того, мы можем прицельнее настраиваться на изучение памяти и мышления.

Рис. 39. Карта областей мозга по данным из работы Мэтью Глэссера (2016)

Вы можете возразить: постойте, мы же выяснили, что локализационистский подход несостоятелен! Как же тогда быть с экспериментами с перерезанием волокон и перенаправлением сигналов из одной области в другую так, что животное начинает «видеть» ушами? На самом деле здесь нет противоречия. Как раз тут и работает концепция, предложенная Лешли. Области мозга, картированные Бродманом, а затем уточненные другими исследователями, действуют не локально, а в составе обширных групп структур.

И сегодня мы смотрим на области мозга гораздо объемнее. Мы понимаем, что условно сети в мозге можно классифицировать по химическому и структурно-функциональному принципам. Первый способ предполагает классификацию по используемым нейромедиаторам. Я это уже упоминал. А второй, собственно, и описывает то, как разные области в мозге объединяются в одну систему, чтобы обеспечить ту или иную функцию. Представьте. Если бы некий исследователь с другой планеты описывал наши ноги, он мог бы сказать: ну, две палки какие-то из туловища торчат. Затем, увидев как мы идем, он бы добавил: ходули. А потом, заметив, как кто-то переплывает реку, еще добавил бы: ласты. Вот и мы, как этот инопланетянин, глядя на какую-ту структуру в мозге, описываем ее разные функции в зависимости от ситуации. И тогда у нас префронтальная кора (лобные доли) в каких-то задачах планирует действия, в других – тормозит эмоциональные реакции, в-третьих – хранит часть краткосрочных воспоминаний. Но здесь важно понять, что одна и та же структура может выполнять не любую функцию. К примеру, мозжечок не способен планировать действия, как префронтальная кора. То есть все-таки у структур есть некоторая специализация (так же как и у наших ног: они могут делать многое, но держать ими ложку неудобно). Да, некоторые люди могут научиться держать ложку и пальцами ног, но все-таки изначально они приспособлены для другого.

Одна и та же область может вовлекаться в обеспечение разных функций, но набор этих функций, вероятно, ограничен изначальной анатомией и физиологией. Мозг перетасовывает структуры, как конструктор, попеременно задействуя то одни, то другие.

В последние годы с развитием МРТ-технологий, мы увлеклись картированием мозга. Нам захотелось «увидеть» тот самый поведенческий акт, описанный еще Анохиным, прямо в мозге. Где же там этот акцептор результата действия?

Изначально нейробиологи полагали, что мозг работает на полную мощность, когда ему ставят конкретную задачу, а в отсутствие умственных стимулов он отключается.

Но одним из первых, кто заметил обратное, был Бхарат Бисвал из медицинского колледжа в Милуоки. Работая над улучшением качества получаемого при МРТ изображения, он обнаружил, что активность мозга в состоянии покоя все равно присутствует, даже когда пациентов просят полностью успокоить ум. Научная общественность не придала этому факту должного значения.

Через пару лет (в 1997 году) Гордон Шульман подметил удивительную вещь: концентрация внимания приводит к ослаблению «шума мозга» (базовая активность).

Выяснилось, что, когда мы решаем какие-то задачи, мозг снижает активность в следующих серверах обработки информации: медиальной префронтальной коре (благодаря ей мы понимаем других людей), латеральной теменной коре (отвечает за планирование сложных движений), задней части поясной извилины (помогает оценивать иерархию в обществе, сопротивляться мнению большинства), энторинальной коре (кодирует информацию о контексте, связанном с окружением) и других.

Иными словами, считая в столбик, внутри мозга вы более спокойны, чем в своем обычном «спокойном состоянии».

Дефолт-система мозга

В 2001 году Маркус Райхл сформулировал концепцию дефолт-системы мозга (ДСМ). На первый взгляд может показаться, что это как бы «система ничегонеделания», но это не так. Выяснилось, что, когда мы отвлекаемся от дела, мы отвлекаемся на что-то внутри себя. Оказалось, что ДСМ – это сеть, которая отвечает за наши рассуждения о социальных отношениях. Оцените, как часто вы думаете о взаимоотношениях с друзьями или родственниками? На самом деле мы все постоянно на это отвлекаемся: доволь-на ли моя вторая половина, не обидел ли я коллегу, почему со мной не разговаривает ребенок и так далее.

Рис. 40. Структуры дефолт-системы мозга (выделены светлым)

Вероятно, эта система, называемая также сетью пассивного режима работы мозга (СПРРМ), сформировалась в нашем далеком эволюционном прошлом, когда мы еще были стайными.

В те времена в небольших группах (120–150) особей наши предки боролись за выживание в жестоком мире. Им было важно держаться вместе. Поодиночке люди обычно погибали. Для того чтобы понимать все социальные взаимоотношения внутри стаи, у наших предков и сформировалась целая сеть – дефолт-система мозга. Исследования показывают, что наш мозг способен удерживать в активной памяти социальных взаимоотношений примерно 150 разных людей.

Так вот, когда наши предки создавали первые цивилизации, а скученность людей стала больше, потребовалось перепрофилировать дефолт-систему под решение других задач. Если вдуматься, все наше мышление антропоморфно, то есть мы примеряем ко всему варианты социальных взаимоотношений. Планеты вращаются вокруг Солнца, спутники крутятся вокруг планет. В этой системе взаимоотношений Солнце – главное, планеты – рангом пониже, ну а подчиняются всем – спутники. Создание абстрактных мыслительных образов стало возможно именно благодаря дефолт-системе. По сути, именно в ДСМ и происходит все мышление.