Cпецпроекты

Вынос мозга: психология под микроскопом


3 5667 159
В нашей рубрике «Вынос мозга» мы разбираемся в том, как устроена психика. На этот раз мы решили вскрыть черепную коробку и попытаться увидеть душу в материи.

Редакция bit.ua поговорила с ученым про классические категории психологии в разрезе нейронауки и узнала, как Дженифер Энистон помогает читать мысли; почему социопат Шерлок не может принимать эффективные решения и как моллюски доказали эффективность психотерапии. Герой сегодняшнего выпуска — нейробиолог Василий Микитюк.

Василий Микитюк — украинский нейробиолог, студент Международной школы исследований имени Макса Планка в области нейронаук (университет города Гёттинген, Германия). До приезда в Германию Василий получил степень бакалавра биологии в Киевском университете имени Тараса Шевченко, также проходил стажировку в Институте науки и технологий Австрии в Вене, где занимался стиранием памяти крыс. Сейчас исследует методы неинвазивного влияния на мозг человека с целью улучшения когнитивных способностей.

—  Я слышала, что в научной иерархии место психологии в самом низу. Кто-то утверждает, что психология — это вообще не наука. Почему так происходит?

Дело, мне кажется, в том, что далеко не всегда методы и утверждения психологии соответствует  критериям научности.

Первый критерий — воспроизводимость, он предполагает  подтверждение  эксперимента путем независимого повторения его другим исследователем c получением тех же самых результатов. В 2015 году в журнале в Science была опубликована статья, в которой сообщается, что из ста классических экспериментов психологии удалось подтвердить менее пятидесяти. Подробнее на русском языке об этом можно прочесть здесь.

Второй критерий — фальсифицируемости по Карлу Попперу, согласно которому теория является научной, если существует методологическая возможность ее опровержения. А как методологически можно опровергнуть существование комплекса неполноценности, например?

Недавно появилось новое направление  на стыке нейробиологии и психологии — нейропсихология, и мне кажется это очень перспективным шагом. Такие понятия, как память, внимание, эмоции, сознание, здесь  рассматриваются в привязке к процессам, происходящим в мозге. Речь идет уже не о каких-то абстрактных категориях,  но о конкретных биологических процессах, их можно наблюдать, описывать и фиксировать в научных лабораториях.

Раньше нечто подобное было невозможно. В начале развития как психологии, так и нейронауки детально исследовать мозг живых организмов можно было только после их смерти. Конец прошлого столетия ознаменовался появлением и развитием точных методов, позволяющих визуализировать структуру и активность мозга у животных и людей, пребывающих в сознании.

Самый популярный — функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), он позволяет фиксировать изменения активности разных участков мозга. Этот метод среди всего прочего продемонстрировал, что за зрительное восприятие отвечает затылочная кора и — самое интересное — что она активизируется не только, когда мы видим что-либо, но и если представляем это в воображении. Довольно сильный аргумент в пользу того, что наше воображение почти ничем не отличается от восприятия реальности.

Но сегодня все большую популярность приобретают методы, которые позволяют непосредственно вмешиваться в работу мозга — ингибировать или стимулировать его части. Одним из них является метод транскраниальной магнитной стимуляции, который используется для неинвазивного влияния на мозг человека. С его помощью можно, например, блокировать центр речи и сделать человека немым на какое-то время.

Альтернативой ТМС выступают методы электрической стимуляции мозга слабым током. Используя их, ученым, например, удалось улучшить когнитивные способности людей или даже вызывать у них осознанные сновидения.

Инвазивные методы со вскрытием черепной коробки в редких случаях также применяются по сегодняшний день. Они позволяют довольно точно локализировать популяцию нейронов или отдельную клетку в мозге.

— Я читала про исследование,  в котором испытуемым предъявляли фотографии разных людей, одновременно замеряя активность их нейронов.  Был обнаружен  нейрон, который появлялся, только когда человеку  показывали фотографию Дженнифер Энистон или просто имя и фамилию актрисы.

Получается, что этот нейрон — некое абстрактное представление о Дженнифер Энистон, то есть мысль, которую можно увидеть под микроскопом и вывести на экран монитора?! Значит, наука достигла такого уровня, когда ученый, вскрыв мою черепную коробку и подключив к мозгу электрод, может читать мысли?

Конечно, сегодня  мы намного ближе к «чтению мыслей», чем были 15–20 лет назад. Но эта технология вряд ли появится в ближайшее время. Нам предстоит сделать еще много открытий, чтобы описанное вами стало реальностью. «Нейроны Дженнифер Энистон», о которых вы упоминаете,  — это так называемые нейроны концептов. Кроме этой актрисы и других знаменитостей, у вас в мозге есть нейроны всех ваших знакомых.
Но нужно понимать, что для того чтобы ученый смог читать ваши мысли, наблюдения за  отдельными нейронами явно недостаточно.

У каждого человека  около 86 миллиардов нейронов, множество из них образует динамичные нейронные цепи, или ансамбли. Когда мы думаем о каком-то одном объекте (например, человеке), активируется вся цепь нейронов, поддерживающая образ этого человека в нашей памяти. Эта цепь не что иное, как физическое воплощение всех наших зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных и эмоциональных ассоциаций с ним. Мышление — процесс взаимосвязи таких цепей, а это больше, чем просто сумма отдельных  частей.

 

Поэтому, даже когда речь идет об образе Дженнифер Энистон как об отдельном нейроне, сам по себе он ничего не значит вне контекста нейронной цепи, вместе с которой он активируется. На сегодняшний день мы можем фиксировать активность максимум нескольких тысяч нейронов. Этого явно недостаточно для чтения мыслей. Более перспективный в этом плане как раз метод фМРТ, но ему не хватает пространственного разрешения.

С точки зрения нейробиологии эмоции — это сложные реакции организма на некоторые внешние или внутренние раздражители, которые сопровождаются осознанием этих реакций.

Поэтому в основе любой эмоции есть две составляющие: физиологическая, когда, например, от страха волосы встают дыбом и начинается учащенное сердцебиение; и субъективное переживание, например, осознание чувства грусти, веселья, радости. Большинство исследований в нейробиологии ведется по изучению первой составляющей. Результатами этих исследований уже  пользуются маркетологи при изучении реакций покупателей на рекламу или внешний вид товаров.

Что касается субъективных переживаний, здесь все намного сложнее, потому что при подобных реакциях активируется сразу множество далеко расположенных участков мозга, причем у каждого человека наблюдаются свои индивидуальные особенности такой активации. 

Тем не менее есть уже довольно интересные результаты в этом направлении, например, эксперименты нейрофизиолога Антонио Дамасио, которые показали, что при проблемах с эмоциональной сферой у человека одновременно снижается способность принимать эффективные решения и это никак не зависит от уровня интеллекта. Известен случай с финансистом Элиотом, который при повреждении орбитофронтальной коры полностью сохранил моторные и речевые функции, его IQ не уменьшился (причем он обладал очень высоким IQ).

Но после травмы этот человек оказался не способным испытывать эмоции и, как оказалось, принимать рациональные решения тоже. Он мог тратить несколько часов на изучение ресторанов, где собирался обедать, вплоть до составления схем освещения зала и расположения столиков, но не мог выбрать ни один из них. Он углублялся в анализ все более и более мелких деталей и оказывался не в состоянии остановиться. 
При исследовании этого пациента и других людей с подобными расстройством был проведен знаменитый эксперимент Антонио Дамасио с картами. 

Перед испытуемыми клали две колоды, на каждой карте была написана некая сумма, отрицательная или положительная. В одной колоде лежали карты с небольшими проигрышами и выигрышами, в итоге приводившие к накоплению суммы; во второй — с большими проигрышами и выигрышами, в результате приводившие к минусу. 

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ Вынос мозга: почему переживание лучше, чем контроль
3298 3 99

Опыт показал: люди с нормальным эмоциональным восприятием на первых двадцати картах испытывали краткие переживания при виде выигрыша или проигрыша, на третьем десятке эмоциональная реакция появлялась в момент выбора колоды, и с этого момента испытуемые начинали чаще выбирать карты из выигрышной колоды, но не могли объяснить свой выбор. 

Элиот и другие люди с повреждением орбитофронтальной коры приходили к минусовому результату в финале и, даже повторяя эксперимент несколько раз подряд, все равно оказывались в проигрыше. 

Еще одна важная новость заключается в том, что орбитофронтальная кора отвечает и за понимание эмоций других людей, то есть эмпатию. Люди, у которых наблюдаются проблемы в этой области, так называемые социопаты и психопаты, также могут испытывать большие трудности с принятием решений.

— То есть сериал «Шерлок» врет? Социопат не может быть высокоэффективным? 

Я бы не сказал, что Шерлок Холмс в сериале похож на классического социопата. В целом верно: результаты исследований опровергают расхожее мнение, согласно которому чем менее эмоционален человек, чем меньше ориентируется на чувства других людей, тем эффективнее он способен действовать. 

Сейчас нейробиологи активно проводят эксперименты, посвященные стиранию памяти у животных и созданию у них фальшивых воспоминаний. Для этого применяется метод оптогенетики, который позволяет очень точно управлять активностью нервных клеток с помощью света. Метод предполагает хирургическое вмешательство в мозг, а также вмонтирование в нервные клетки генетической информации. Успехи в этой области уже есть.

— То есть еще немного — и сюжет фильма «Вечное сияние чистого разума» может стать  реальностью?

Теоретически да, манипуляции с памятью можно проводить и на людях, но здесь мы сталкиваемся с этическими ограничениями. Мне сложно сказать, будет ли позволено подобное хирургическое вмешательство и так ли оно необходимо. Тем более, если речь идет о памяти человека, а не животного, необязательно каждый раз вскрывать черепную коробку, чтобы влиять на память.

Вместо этого можно применять положения теории реконсолидации, например, которая утверждает следующее: наш мозг, воспринимая информацию, сперва помещает ее в краткосрочную память на несколько минут, затем переводит в долгосрочную, где информация может храниться годами и даже всю жизнь. Все это более-менее известно, интересно другое: каждый раз, когда мы снова вспоминаем что-то, информация переводится обратно из долгосрочной в краткосрочную память, перезаписывается и снова возвращается в долгосрочную уже с учетом того контекста, в котором была воспроизведена в последний раз.

Проще говоря: если сравнить наш мозг с компьютером, он хранит только последнюю отредактированную версию файлов. Вы не просто вспоминаете какое-то событие, вы меняете каждый раз память о нем на нейробиологическом уровне.

Если на этапе возвращения информации из краткосрочной памяти в долгосрочную каким-то образом повлиять на мозг, например, при помощи электроконвульсивной терапии, информацию можно стереть.

— Можно ли таким образом лечить депрессию, панические атаки, травматические расстройства, эмоциональную зависимость?

Думаю, это возможно, но, что самое интересное, необязательно каждый раз применять электроконвульсивную терапию. Вполне вероятно, что теория реконсолидации доказывает эффективность классической психотерапии: проговаривая негативный опыт и меняя при помощи терапевта отношение к определенному событию, вы заново перестраиваете свою память.

Есть еще один аргумент в пользу того, что «лечение словом» может быть эффективным. Для этого нужно рассмотреть явление синаптической пластичности. Речь идет об  опытах нобелевского лауреата Эрика Кандела на моллюсках аплизии, который выявил, что даже у простейших организмов связи между нейронами нестабильны, они могут ослабевать или, наоборот, усиливаться. Если говорить проще, это значит, что мозг очень пластичен и, как только вы узнаете какую-то новую информацию, нейронные связи меняются. Это было известно и до него, но, что еще важнее, Кандел показал, что, как только меняется сила связи между клетками, меняется активация генов в этих клетках. Это значит, что новая информация воздействует на наш мозг на клеточном уровне.

Вполне вероятно, что психотерапия, даже если это просто беседа со специалистом без какого-либо медикаментозного вмешательства, может влиять на наши нейронные связи и активацию генов. Заинтересованным могу рекомендовать статью «CBT May Restore Brain’s Structural Balance» или здесь коротко на русском.

Думаю, один из самых революционных экспериментов ранней нейробиологии — это опыты Бенджамена Либета. Его результаты подняли огромную волну критики и философских споров, которые не утихают до сих пор.

В 1983 году американский психолог  Бенджамен Либет провел эксперимент, в котором испытуемым давалась инструкция  шевелить рукой в произвольном порядке с оговоркой на то, что шевеление должно быть спонтанным и не планироваться заранее. Как только участник эксперимента осознавал свое намерение пошевелить рукой, он должен был посмотреть на часы. При этом датчики фиксировали сокращение мышц на запястье и активность мозга.

Оказалось, что за 300 миллисекунд перед тем, как человек осознает принятое решение, в лобных долях его мозга уже можно наблюдать активность, свидетельствующую о будущем действии. Дальнейшие эксперименты, которые проводили позднее уже другие исследователи, подтвердили, что в некоторых случаях отрезок времени между активностью мозга в виде готовности действовать и осознанием этого намерения может достигать 7 секунд!

Подобные исследования поднимают вопрос о том, где проходит граница между  мозгом, сознанием и нашей свободной волей, существует ли она в принципе. Некоторые ученые и философы даже поддерживают течение  под названием «зомбианство», которое утверждает,  что мы сами себя обманываем, веря в то, что способны принять «свободное решение», но сознание не управляет нашей жизнью,  мы только роботы, которые подчиняются импульсам мозга.

—  Вы упомянули о таком понятии, как сознание. А что оно означает с точки зрения нейробиологии?

В том-то и дело, что общепринятого определения нет, и это большая проблема. В 2015 году я посетил международную конференцию в Вене, посвященную проблемам сознания, которая собрала психологов, философов и нейробиологов под одной крышей. После многочисленных дискуссий  оказалось, что ученые до сих пор не могут прийти к выводу о том, что такое сознание и откуда оно берется.

В защиту нейробиологии можно сказать, что исследователи мозга лишь недавно начали заниматься этим абстрактным феноменом. Еще недавно сознание считалось сугубо психологической категорией. Большую работу в исследовании сознания проделал известный британский молекулярный биолог, нобелевский лауреат Френсис Крик, рекомендую его книгу «The Astonishing Hypothesis: The Scientific Search For The Soul» («Удивительные гипотезы: научный поиск души»).

Также многие вопросы раскрываются в книге «The Quest for Consciousness» («Поиски сознания») Кристофа Коха. Сейчас нейробиология занята исследованием нейрональных коррелятов сознания, то есть выявлением зон мозга, активность которых необходима и достаточна для сознательного восприятия, в отличие от бессознательного. Первые опыты в этом направлении только проводятся, главные открытия еще впереди.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Написать комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

3 комментария

сначала новые
по рейтингу сначала новые по хронологии
1
Наталия Ломоносова

Вынос мозга)!

2

Шкода, що не українською мовою. Це московське видання?

3

Господи, і тут ці вишиватники! У вас немає інших турбот окрім мовних? Краще спрямуйте свої зусилля на покращення життя в своїй сім'ї, громаді, місті. А якою мовою люди спілкуються - то вже діло десяте.

Рекомендуемое

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: