Версия для печати
Вернуться к списку

В РИТМЕ МОЗГА

ПОДКОРКА

ИНСТИТУТ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА РАН в Санкт-Петербурге не поразил меня внешним видом. Ничем не примечательные стены научного учреждения, требующие ремонта... Однако для академического института важнее то, что внутри. Об этом институте нынче ходит немало слухов. Говорят, здесь изучают знахарей и шаманов...

Впрочем, при ближайшем рассмотрении выяснилось, что мозг обычного человека таит не меньше загадок. Какие же из них они уже сумели разгадать?

Есть потенциал

В лаборатории нейробиологии программирования действий Института мозга человека РАН меня ждали, приготовив ярко-красную шапочку с двумя десятками электродов, похожую на купальную. "О чем хотите написать?" - спросил меня накануне директор института Святослав Медведев. Я призналась, что хотела бы посмотреть работу вверенного ему учреждения в качестве испытуемой. "Будем исследовать вас как человека, предположительно не имеющего серьезных отклонений в функциях мозга", - решил руководитель лаборатории нейробиологии программирования действий, президент Европейского общества нейрорегуляции профессор Юрий Кропотов. Немного времени спустя я уже сижу перед компьютером. По экрану бегут десятки изломанных линий - это энцефалограмма, результат измерения меняющегося электрического потенциала мозга.

Все началось в 1929 году, когда Ханс Бергер, впервые записавший электроэнцефалограмму человека, открыл альфа-и бета-ритмы, которые он считал признаками отдыха мозга (альфа-ритм) или его работы (бета-ритм). Постепенно ученые обнаружили целые семейства разнообразных альфа- и бета-ритмов, формирующихся в разных отделах коры головного мозга, узнали о "медленных" тета-ритмах, обычно генерируемых во время выполнения сложных интеллектуальных задач. Специалисты заметили: серьезные нарушения работы мозга ведут к резким изменениям рисунка волн - свои особые "росчерки" имеют эпилепсия, болезнь Паркинсона, другие недуги... Теперь благодаря этой методике выявляют болезни во многих клиниках. Но ведь с ее помощью можно ответить и на другие вопросы, которые интересуют вполне здоровых людей. "Человек не знает всех возможностей своего мозга, его сильных и слабых сторон, - говорит Юрий Кропотов. - Проверить мускулатуру легко: мы можем поднять штангу, прыгнуть, пробежать дистанцию. Но как дать объективную оценку того, насколько эффективно работает мозг?" Казалось бы, чего проще -разработай систему тестов, дающих мозгу определенные нагрузки, снимай у испытуемых энцефалограммы и сравнивай их между собой. Но с чем сравнивать и что считать нормой?

Узоры энцефалограммы сложны - они отражают не только ритмы мозга, но и "всплески" электрического потенциала из-за движений глазных яблок, напряженных мышц лица, пульса, дыхания. Как отделить на графиках истинные ритмы мозга от неизбежных помех? На помощь нейрофизиологам пришли математики. Чтобы рассчитать средние параметры работы нормального мозга, они создали специальные компьютерные программы, с помощью которых обобщили данные энцефалограмм более чем тысячи испытуемых и оценили возможность случайных отклонений от нормы. О том, что это была выдающаяся по сложности работа, говорит тот факт, что при повсеместном интересе к этой теме таких попыток было в мире всего три - в США, Австралии и здесь, в Институте мозга человека РАН. Впрочем, российские ученые пошли дальше и оказались "впереди планеты всей". Чтобы продемонстрировать еще одну компьютерную программу, Юрий Кропотов несколько раз щелкает мышкой. Раз, два - и все случаи, когда я, моргнув, испортила собственную энцефалограмму "всплесками" электрического потенциала, исчезают с экрана. Такая фильтрация - результат решения сложной математической задачи. Для того чтобы автоматически убрать ненужные помехи из рисунка колебаний, необходимо было представить эти почти произвольные скачки кривой в виде уравнений. Такого раньше не делал никто.

Уроки автовождения

Незаметно для меня компьютер уже вычислил спектры мощности моих ритмов и выяснил, какие из них преобладают. Затем он запросил данные из базы, где хранятся сведения о нормальных параметрах, и оценил значимость отклонений. Сейчас исследователь узнает, насколько оптимально мой мозг справляется с нагрузками, как приводит себя в норму и перерабатывает информацию. Такие параметры определяются генетикой и сохраняются стабильными много лет. "Хороший и плохой мозг - эти понятия действительно существуют, - говорит Юрий Кропотов. - Впрочем, я всегда привожу аналогии с вождением автомобиля. Можно иметь "Мерседес" и постоянно попадать в аварии. А можно спокойно ездить на "Запорожце". Важно не только то, чем наделила тебя природа. Нужно уметь обращаться с этим достоянием".

Интересно, ключи от какой машины все это время хранились в моей спирали ДНК? Для начала ученый анализирует энцефалограмму, записанную, когда я тупо сидела перед прибором сначала с закрытыми, потом с открытыми глазами. Компьютер выделил среди волн особую разновидность альфа-ритмов, так называемый сенсомоторный ритм. Он преобладает у людей, имеющих хорошую координацию и таланты, связанные с физической активностью (и почему я не пошла в секцию регби, когда приглашали?!). Его наличие говорит также о том, что мозг умеет эффективно расслабляться. Это важно: люди, у которых мозг находится в постоянном напряжении и не генерирует альфа-ритмы, часто снимают напряжение с помощью алкоголя или наркотиков. Так что предрасположенность к алкоголизму и наркомании читается в ритмах мозга буквально с рождения. Но научиться расслабляться все-таки можно - с помощью медитации, аутотренинга. "Изменить генетику нельзя, - говорит Кропотов, - но энцефалограммы людей, освоивших техники расслабления, очень сильно отличаются от результатов тех, кто этого не умеет".

Какие еще ритмы компьютер выделяет у испытуемых? "Медленный" тета-ритм, возникающий в лобной области коры головного мозга. Эта часть коры связана с эмоциями: люди, у которых есть такой ритм, редко становятся невротиками и чаще бывают экстравертами. Но большое количество волн в этом диапазоне может предсказать болезнь Альцгеймера за 10-20 лет до ее начала. Важно и сочетание ритмов. Например, детям, имеющим повышенный сенсомоторный ритм вместе с избытком тета-ритма, ставят диагноз "гиперактивность". А это уже надо лечить.

Анализ поможет узнать и другое: как работает мозг человека, когда принимает решения. Для этого я выполняю специальный тест - долго щелкаю мышкой компьютера, отмечая подходящие пары картинок. Здесь важны самые незначительные изменения энцефалограммы, поэтому, чтобы усилить слабый ответный сигнал мозга, мне показывают их сотни раз. Потом компьютер усреднит мои данные и выведет на экран результаты: вот информация пришла в зрительную кору моего мозга, вот я выделила из нее значимое для меня, вот сравнила ее стой информацией, которую ожидала, вот приняла решение не нажимать на мышку компьютера, потому что увидела нету картинку... За этими простыми графиками - сложнейшие процессы, происходящие в мозгу. Исследователь может узнать, насколько быстро мозг испытуемого способен переработать зрительную и звуковую информацию, в порядке ли у него краткосрочная память и внимание, какова скорость реакции, какой адаптируется к новой обстановке, чтобы не делать ошибок... "Когда-нибудь так можно будет давать даже консультации по выбору профессии, - говорит Кропотов. - Например, успешные музыканты при нашем обследовании обычно бьют рекорды по скорости переработки мозгом звуковой информации. И не потому, что они натренированы. Просто люди действительно нашли ту область деятельности, которая им подходит".

Лечиться надо!

Генетика генетикой, но каждому хочется улучшить то, чем его наделила природа. Кто из нас не мечтал о волшебной пилюле, с помощью которой мог бы оптимизировать работу мозга? Психостимуляторы и антидепрессанты не в счет - их недостатки известны. В последнее десятилетие все более популярно новое направление - нейротерапия. Специалисты давно обратили внимание на способность людей, владеющих традиционными техниками медитации, вызывать у себя состояние, при котором мощность определенных ритмов мозга возрастает. Еще в 60-е годы прошлого века некоторые психотерапевты предлагали своим пациентам новый способ лечения. Они думали так: если многие психические заболевания связаны с искажением нормальных ритмов мозга, почему бы не попробовать обучить человека чувствовать и вызывать у себя те ритмы, которые ему необходимы? Ведь так он будет лечить себя сам... Врач действовал просто: подключал пациента к энцефалографу и каждый раз сообщал ему о нужном ритме, когда тот появлялся среди графиков. Позже человек учился "ловить" ощущение нужного ритма и пробовал вызвать это состояние. Он мог контролировать себя, наблюдая за показателями ритма, - это явление назвали "биологическая обратная связь". Так пытались лечить шизофрению, неврозы, эпилепсию. Подобным образом американские врачи боролись со стрессом у военных во время войны во Вьетнаме... Впрочем, достаточно скоро стало ясно, что способ не работает: ритмы, которые удавалось вызвать пациентам, были не очень сильны. С их помощью не получалось справиться с серьезными отклонениями в работе мозга. Поэтому о методике забыли на несколько десятков лет.

Все изменилось, когда нейрофизиологи и психотерапевты всерьез заинтересовались минимальными расстройствами мозга. Ясно было, что традиционные таблетки здесь "не пройдут". "Синдром нарушения внимания с гиперактивностью, например, встречается у 5-20 процентов детей в любой популяции, - говорит Кропотов. - В США таким часто прописывают психостимуляторы. Но это значит, что им придется принимать лекарство всю жизнь, да и помогает оно не всем". И тут специалисты вспомнили об уже подзабытой нейротерапии. Если она не сработала в случае серьезных психических заболеваний, то не поможет ли справиться с небольшими отклонениями в работе мозга? Эта мысль оказалась золотой. К тому же программисты за прошедшее время шагнули далеко вперед. Они научились преобразовывать нужные параметры энцефалограммы и предъявлять их пациенту в виде любой виртуальной реальности. Хочешь - играй в компьютерные гонки, где скорость твоей машины напрямую зависит от бета-ритма лобной коры твоего же мозга, отвечающего за внимание. Чем больше бета-ритма генерирует мозг, тем быстрее движется машина на экране. Такие компьютерные игры - тренажеры внимания сегодня есть в школах Нью-Йорка. Хочешь - поставь кассету с любым видеофильмом, но при этом тебе придется управлять качеством изображения на экране, которое зависит от того, вырабатывает ли твой мозг нужные ритмы. Чем ближе ритмы к оптимальным, тем яснее картинка. С помощью такой программы, созданной в Институте мозга, сегодня можно работать над любыми параметрами мозговой активности.

Так, значит, не за горами время, когда, узнав о сильных и слабых сторонах работы своего мозга, мы сможем "покачать" его, как мускулатуру с помощью гантелей? Нейрофизиологи судят более осторожно. "Тренажерных залов для мозга не будет никогда, - проясняет суть дела Юрий Кропотов. - Нельзя забывать, что мозг - сложнейшая система, поэтому такая терапия должна осуществляться по специальному протоколу и под строгим наблюдением специалиста. Но вот в том, что рано или поздно в наших больницах появятся врачи новой специальности, нейрофизиотерапевты, которые будут диагностировать минимальные дисфункции в работе мозга и проводить лечение, я не сомневаюсь".

...Выходя из Института мозга человека РАН, я тоже думала: а почему бы и нет? Стала же в наших поликлиниках кардиография рутинным анализом. Практически каждый сегодня знает, как работает "главный насос" его организма. Однако о свойствах собственного "процессора" осведомлены немногие. Но ведь захотят почти все... Вот я, например, теперь знаю. Для этого, если честно, и пошла на эксперимент.