н е й р о ф и 3 и о л о г и я	к о р о т к и е с т а т ь и
3

—

Ученые научились считывать информацию о наших желаниях с помощью электродов
25.03.2005.  Грани.Ру
Источники: Brain Breakthrough: Scientists Know What You'll Do - LiveScience
Scientists Discover What You Are Thinking
Ученые из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology - Caltech) смогли подняться на еще одну важную ступень в деле постижения тайн человеческого мозга. В ходе нового исследования удалось не только локализовать то место в мозгу, где возникает импульс, определяющий движение конечностей, но и успешно предсказывать, что именно собирается сделать пациент в данный момент времени.
Впрочем, волноваться по поводу того, что ученые смогут разгадать ваши самые заветные желания, пока еще рано. Речь пока идет только о сугубо физических действиях. Все, что могут разглядеть исследователи из Caltech, - это пятно, соответствующее вспышке активности, которая случается в тот момент, когда человек намеревается переместить свою руку или другую конечность. Ожидается, что подобные исследования окажут решающую помощь в деле создания невральных протезов нового типа, то есть устройств, которые свяжут разум парализованного человека с внешним исполняющим устройством посредством мозговых электродов и компьютера.
Как известно, за последнее время сразу несколько групп исследователей объявили о крупных достижениях в деле управления движением внешних устройств с помощью одной лишь силы мысли. Так, испытуемые оказались способны перемещать курсор по экрану монитора (и тем самым играть в простейшие компьютерные игры), а обезьяны даже научились кормить самих себя "приживленными" манипуляторами. Однако новое исследование имеет одно очень существенное отличие: оно позволяет предсказывать, куда пациент переместил бы свою руку, основываясь лишь на мозговой активности в предшествующий момент - то есть оно имеет дело не с "двигательными" отделами мозга, а с его "расчетным блоком". Это гораздо перспективнее. Дело в том, что области первичной моторной деятельности более уязвимы в случае физических повреждений. Так, если страдает спинной мозг, то как правило нарушаются и коммуникационные функции соответствующей области коры головного мозга, поэтому традиционным способом паралитику уже не поможешь. А вот рассчитывать возможные движения парализованных конечностей мозг все равно продолжает, и если подключиться к этой его функции, то можно добиться гораздо большего.
Признаки планирования движений удалось выявить в так называемой вентролатеральной области префронтального отдела коры головного мозга (ventrolateral prefrontal cortex - vPF). Информация об этом появилась в онлайновой версии журнала Nature Neuroscience.
Нейробиологи Ричард Андерсен (Richard Andersen) и Дэниел Риззато (Daniel Rizzuto) из Caltech изучали пациентов, страдающих тяжелой формой эпилепсии, которым электроды первоначально были вживлены в мозг с совсем иной целью: попытаться проанализировать, какие части мозга ответственны за случающиеся с ними приступы (с тем, чтобы затем их удалить хирургическим путем). "Так как в течение нескольких недель эти пациенты просто лежали там и скучали в ожидании очередного приступа, то я без труда смог получить их согласие поучаствовать в моих исследованиях, используя для этого в своих интересах те электроды, что уже были вживлены", - поясняет Риззато.
Испытуемые следили за некой целью, высвечивающейся на компьютерном мониторе, запоминали ее местоположение, а затем двигались к ней. Анализируя мозговую активность от вживленных электродов с помощью специально подобранных компьютерных алгоритмов, Риззато не только научился с очень высокой точностью определять расположение этой цели на экране, но и угадывать то место, которого пациент стремился достичь, когда видимой цели уже не было. Таким образом организация нужного движения сводится теперь к чисто техническим проблемам, требующим лишь разработки подходящего программного обеспечения и конструирования соответствующего манипулятора.
"Если вы присоединены к невральному протезу, и мы выяснили (предсказали), что ваше внимание сосредоточено на кофейной чашке, которая стоит перед вами (то есть вам нужна именно она), то нам остается лишь вычислить лучшую траекторию, которая позволит достичь этой цели автоматически, а это под силу любой продвинутой компьютерной системе, которая сможет управлять движением манипулятора. Это также позволит вам проделать другие вещи, в то время как автоматизированная рука движется, вместо того, чтобы сосредотачиваться все время на траектории движения руки", - поясняет Риззато. Он считает, что подобные протезы могут появиться через 5-8 лет.

Самоиндификация в мозгу
02.10.2005 BBC Russian.com
Группа специалистов под руководством профессора Джона Аллмана из Калифорнийского технологического института пришла к выводу, что животные, как и люди, осознают себя отдельными "личностями". Это открытие удалось сделать во время исследования так называемых "нейронов самоидентификации" - особых мозговых клеток, расположенных в передних отделах мозга и отвечающих у человека за самосознание. Как отмечают нейрофизиологи, при повреждении этих клеток человек теряет чувство индивидуальности. До сих пор никто из ученых не ожидал найти точно такие же клетки у животных. Серия экспериментов подтвердила наличие "нейронов самоидентификации" у 28 видов обезьян, а также у 20 видов других животных, в частности, у собак, кошек и летучих мышей. По мнению профессора Аллмана, клетки самоидентификации означают, что каждое животное ощущает себя отдельным неповторимым существом, мало чем отличаясь в этом отношении от человека.

Китайцы думают всем мозгом, а англичане - половиной
Medzone.ru.
У людей, говорящих на разных языках, мозг при восприятии речи может работать совершенно по-разному. В исследовании британских ученых, которые опровергли существующие представления о восприятии языка, сравнивалась активность мозга людей, говорящих на английском, и тех, кто говорил на мандаринском диалекте китайского. У последних, как оказалось, работают оба полушария мозга.
В ходе исследования доктор Софи Скотт (Sophie Scott) из фонда Wellcome, выяснила, что при восприятии английской речи у людей, говорящих на этом языке, активируется зона коры головного мозга в левой височной доле. Они рассчитывали обнаружить то же самое при восприятии родного языка у тех, кто говорил на мандаринском. Однако у них активировалась также зона в правой височной области.
Обычно эту зону связывают с восприятием музыки и высоты тона. Это может объяснить то, что она активируется при восприятии китайского, так как в этом языке одно слово, произнесенное с разной интонацией, может иметь различное значение. Те, чьим родным языком является английский, с большим трудом обучаются мандаринскому. Как полагают, различия в мозге закладываются при изучении языка в детстве.
Доктор Скотт полагает, что исследование поможет лучше понять, как происходит изучение языка ребенком, но не только. Она надеется, что новые данные помогут разработать новые методы восстановления речи, которая была утрачена после инсульта в результате поражения соответствующего участка головного мозга. С ней согласились и другие эксперты.

В мозгу найден интерфейс для управления кровяным давлением
27.10.2005 Neuroreport
Британские нейрофизиологи из Оксфордского университета обнаружили возможность корректировать артериальное давление, подавая электрические сигналы на имплантированные в мозг электроды.
Конечно, электроды вводились в мозг пациентов не для того, чтобы помочь справиться с гипертонией. Для эксперимента исследователи отобрали 15 добровольцев из числа тех, кому уже были имплантированы электроды для устранения невыносимых хронических болей.
Электроды диаметром 1,2 миллиметра были проведены в средний мозг к участку, окружающему так называемый сильвиев водопровод и известному как околоводопроводное серое вещество (periaqueductal gray matter, PAG). Эту зону мозга связывают с проявлением ярости, рефлексом выгибания позвоночника, реакцией на пищу, тонусом мочевого пузыря и восприятием боли.
На мысль попробовать воздействовать через область PAG на артериальное давление исследователей навели давние эксперименты, проводившиеся еще в 1930-х годах. Тогда на аналогичный участок мозга кошек и крыс воздействовали, пытаясь контролировать их поведение. У кошек от этого замедлялась реакция, а крысы демонстрировали оборонительное поведение. При этом в качестве побочного эффекта у животных наблюдалось изменение давления.
В новых экспериментах, пишет New Scientist, область PAG стимулировалась в течение 5 минут электрическими колебаниями с частотой 10 герц, затем делался трехминутный перерыв, и воздействие повторялось. В результате такого воздействия у семи пациентов, которым электроды были введены в вентральную часть области PAG, было отмечено устойчивое понижение артериального давления — в среднем на 14,2 миллиметра ртутного столба, или на 13,9%. У других шести пациентов электроды были в дорсальной части PAG, и в этом случае электростимуляция давала прямо противоположный эффект: давление росло в среднем на 16,7 мм (16,4%). Наконец, еще у двоих участников эксперимента результаты были неустойчивыми — в одних случаях давление росло, а в других падало.
Конечно, пока никто не планирует специально имплантировать в мозг электроды для борьбы, скажем, с гипертонией. Это сложная и довольно опасная операция: вероятность инсульта в результате нейрохирургического вмешательства в средний мозг оценивается примерно как 1 к 300. Однако в тех случаях, когда электроды уже имплантированы по более серьезным показаниям, например для противодействия развитию болезни Паркинсона, их можно использовать и для регулирования давления.
Впрочем, один из авторов работы Александр Грин (Alexander Green) упомянул, что в будущем подобная нейрохирургическая методика, может оказаться полезной, например, в тяжелых случаях ортостатической гипотонии, когда у больного резко падает давление в момент подъема в вертикальное положение.

Найден участок мозга, отвечающий за чувство юмора
Medzone.ru.
Американским врачам удалось идентифицировать участок головного мозга, отвечающий за чувство юмора. По словам автора открытия, Дина Шибаты из медицинской школы университета Рочестера, он расположен в нижних отделах лобной доли. После инсультов, локализованных в этом районе, человек может быть начисто лишен способности понимать шутки.
Ученые обследовали 13 человек, каждый из которых прошел четыре различных теста. В ходе эксперимента добровольцев смешили и изучали изменения, происходившие в их мозгу. Активность в различных отделах мозга регистрировалась при помощи магнитно-резонансной томографии.
По словам авторов исследования, в будущем такая методика может быть использована психиатрами для оценки тяжести депрессии, при которой пациенты часто теряют чувство юмора. Он также отметил, что этот участок мозга отвечает за социальную и эмоциональную оценку и за функцию планирования.
Отчет об исследованиях доктора Шибаты и его коллег прозвучал на ежегодном съезде Североамериканского общества врачей-радиологов.

Дефицит серого вещества способствует жестокости
MedPortal.Ru
Ученые из Университета Южной Калифорнии (Лос-Анджелес), изучающие механизмы поведенческих нарушений, обнаружили, что в некоторых случаях жестокое и антисоциальное поведение возникает на фоне дефицита серого вещества полушарий головного мозга. Отчет об этом исследовании появился в февральском номере журнала Archives of General Psychiatry.
Исследователи сравнивали результаты магнитно-резонансной томографии 21 пациента, страдающего психопатией, с томограммами 26 наркоманов и 34 здоровых людей. У больных, страдающих антисоциальной формой психопатии, специалисты обнаружили специфические изменения в передних отделах головного мозга. Эта область мозга ответственна за подавление агрессии и контроль таких эмоций как гнев и ярость. Нарушения в префронтальных областях коры больших полушарий могут объяснять характерные для таких пациентов агрессию, склонность к импульсивным поступкам и лжи, а также полное отсутствие угрызений совести.
Конечно, органические повреждения мозга не могут стоять за всеми случаями агрессии, это лишь один из факторов.

Дискретное и непрерывное "живут" в разных областях мозга
15.03.2006.  obozrevatel.com
Ученым из Университи-колледжа в Лондоне под руководством профессора Брайана Баттеруорта (Brian Butterworth) удалось выявить различия в локализации процессов счета дискретных и непрерывных величин. Таким образом было показано, что математические операции осуществляются в одной, строго определенной области мозга.
Специалисты провели два эксперимента по исследованию деятельности мозга в области межтеменной борозды большого мозга (intraparietal sulcus, IPS) с помощью fMRI-сканирования. Область IPS ответственна за обработку числовой информации. В первом эксперименте анализировалась мозговая деятельность пациента во время анализа дискретных (исчисляемых), во втором — неисчисляемых величин.
Суть первого эксперимента состояла в следующем. Пациентам показывали голубые и зеленые квадраты, возникающие на экране дисплея последовательно друг за другом, или одновременно все квадраты на экране. Функциональная магнитно-резонансная томография мозга показала, что в обоих случаях была задействована одна и та же область мозга, ответственная за дискретные количественные оценки.
Однако когда во втором эксперименте пациентам были показаны плавно перетекающие из одного в другой цвета, либо квадрат с плавными цветовыми переходами, трудилась совсем иная область мозга — оценка предмета с помощью дискретных методов счета оказалась невозможной. Согласно результатам исследований, область мозга, которая ранее считалась ответственной за обработку числовой информации в целом, на самом деле поделена на две области, у которых имеются различные функции. Первая участвует в дискретных оценках, вторая — в оценке неисчисляемых величин.

Чем отличается мозг полиглотов?
08.04.2006  www.pereplet.ru
У людей, имеющих повышенные способности к изучению иностранных языков, содержится больше белого вещества в части мозга, которая ответственна за обработку звука. Именно белое мозговое вещество вовлекается в обработку звуковой информации на низком уровне - в области так называемой первичной коры мозга. Его волокна участвуют в соединении разных отделов мозга между собой. У наиболее способных учеников масса белого вещества больше, либо соединительное волокно толще. У способных к языкам лиц сканирование мозга показало большой объем белого вещества в левом полушарии, в области так называемой извилины Хешла, где обрабатывается звук. С другой стороны наличие у человека музыкального таланта связано с количеством серого вещества в мозге. Так что мозги музыкантов более серые, чем у полиглотов.

Монашек просканировали, чтобы понять физиологию молитвы
04.09.2006.  Правда.Ру
Как сообщает журнал Neuroscience Letters канадские ученые из Монреальского Университета подвергли мозг верующих магниторезонансному сканированию во время молитвы. Для проведения экспериментов были привлечены 15 монашек в возрасте от 23 до 64 лет. Как утверждают исследователи, опыты опровергли идея наличия в мозге единого центра, отвечающего за религиозный опыт - во время мистических переживаний активизировались 12 различных участков мозга, включая зоны, связанные с самосознанием и взволнованностью. Руководитель исследовательской группы доктор Марио Бюрежар заявил, что "предметом изучения было нахождение нервных кореллятов мистическому опыту", а "выводы не умаляют смысл и значение религиозных переживаний".

 1    2   оглавление