Как работает мозг человека: часть вторая

Топография мозга

У каждого отдела мозга есть свои функции. Так, например, информация, полученная при помощи зрения
, анализируется в затылочной области мозга. А
движение
контролируется достаточно узкой полосой нервной ткани, протянувшейся от верхней части головы к уху, как дужка наушников.

Тренировка для мозга

Подводит память? Неудивительно, ведь она страдает без нагрузки так же, как и мышцы. Вам помогут упражнения по развитию памяти – их можно начинать делать в любом возрасте.

При этом и зрение, и слух, и движение, и все тактильные ощущения контролируются зеркально. Так, если у человека произошел инсульт в левом полушарии – у него нарушаются двигательные функции правой стороны тела. Рядом с двигательной областью располагается район, где контролируются
тактильные ощущения
. Поэтому нередко при повреждении мозга человек одновременно утрачивает и способность двигаться, и возможность чувствовать. Восприятие
слуховой информации
происходит в височной области мозга. У правшей левая височная доля отвечает за понимание слов и выражение собственных мыслей. Правая височная доля – помогает слышать музыку и идентифицировать различные шумы. Область мозга, где зрительные и слуховые области встречаются, отвечает за
функцию чтения
– преобразование визуальных образов в звуки.

Мозг помнит всё? Беседа с нейрофизиологом Ольгой Сварник

Название изображения

Сегодня нам доступны самые разные научные инструменты и самые передовые технологии. Человечество накопило колоссальные знания, как в естественных науках, так и в гуманитарных. Однако человеческий мозг по-прежнему остается «Священным Граалем» ученых и самой сложной, малоизученной областью. Что мешает нам изучить мозг до конца? Как работает человеческая память и действительно ли наш мозг помнит всё? Об этом и многом другом рассказала Ольга Евгеньевна Сварник — нейрофизиолог, кандидат психологических наук, старший научный сотрудник лаборатории психофизиологии им. В.Б. Швыркова Института психологии РАН.

Все мы знаем о том, что мозг – это очень сложная структура. Десятки миллиардов нейронов, триллионы синапсов…Учитывая эту сложность, насколько мы вообще способны изучить мозг и что сегодня является главным камнем преткновения в подобных исследованиях?

Мы, безусловно, можем изучать мозг. И это достаточно длительный процесс, в силу тех особенностей, о которых вы говорите: огромное количество клеток, связей, клетки все очень разные. Исследования последних десятилетий показали, что существует огромное количество типов нейронов, и чем глубже мы погружаемся в эту область, тем больше новых типов находим. Процесс исследования мозга и клеток, которые этот мозг составляют — почти бесконечный и очень интересный.

Важный вопрос — а как мозг связан с психическими процессами? Активность наших нейронов связана с тем, что делает организм. Примечательно не только то, что в мозге есть множество разных типов нейронов, но и то, что они активируются в конкретные моменты, которые являются специфическими для этих нейронов. Есть нейроны, которые будут активны, когда я рассказываю кому-то о мозге, или когда я сама продумываю, как работает мозг, или даже когда я сплю и мне снится что-то о работе мозга. Исследуя эти нейроны, мы получаем доступ к внутреннему миру человека.

Главный камень преткновения в изучении мозга — это то, что огромное количество деталей, которые мы получаем о работе мозга, почему-то не хотят укладываться в некую общепринятую теорию. И есть некоторые изменения в том, что мы понимаем под принципами работы мозга. Существует несколько разных предложений о том, что это такое — принципы работы мозга. И довольно большое число исследователей никак не могут прийти к единому мнению в этом вопросе. Деталей много, а общая картина до сих пор не сложилась. Похожую ситуацию мы можем увидеть и в других науках, например, в физике.

Ольга Евгеньевна, вы изучаете память. Расскажите подробнее об этом. Память локализована где-то в мозге или это ситуативный процесс, и у нас нет конкретной зоны памяти?

Если коротко, то да, никакой зоны памяти нет. При этом, разрушение или нарушение работы определенных зон может приводить к амнезии. Но это не одно и то же. Есть кратковременная память, есть долговременная память, есть память имплицитная, когда мы приобрели какой-то опыт, но не можем ничего об этом сказать и не можем как-то его декларировать. А есть такие виды памяти, где мы можем сказать, например, что знаем, в каком месте находится Эйфелева башня или представляем, как работают нейроны в мозге. Это всё разные аспекты явления, которое принято называть памятью. И когда мы говорим об этих проявлениях работы мозга, мы не можем сказать, что память лежит где-то в определенном месте в мозге.

Один известный пациент с амнезией по имени Генри Молисон перенес операцию по разрушению гиппокампальных структур и некоторых корковых зон, которые были связаны с гиппокампом, в итоге он потерял возможность что-либо запоминать. У него не было впечатления, что он может описывать какие-то случившиеся с ним эпизоды. Но при этом, обучение у него всё же происходило, просто он не мог декларировать эпизоды. Грубо говоря, у пациента информация об эпизодах была, но он просто не мог об этом сказать. И ведь это явление было описано за 50 лет до случая Генри Молисона. Швейцарским врачом Эдуардом Клапаредом был описан очень известный, почти анекдотичный случай. Он постоянно здоровался за руку со своей пациенткой с похожим расстройством. У женщины тоже были проблемы с приобретением новой памяти и возможностью декларировать эпизоды из жизни. Во время одного из таких приветствий врач подложил иглу в свою руку и уколол больную. Впоследствии пациентка об этом совершенно не помнила, но стала избегать рукопожатий с доктором. Получается, что этот опыт у человека всё же остался, и такой опыт мог формировать дальнейшие взаимодействия этой женщины с миром.

В 2021 г. Ольга Сварник опубликовала научно-популярную книгу «Мозг за минуту».

А можно ли сказать, что наш мозг вообще ничего не забывает, и то, что произошло однажды, остается навсегда?

В современной нейронауке тенденция такова, что проблема памяти — это прежде всего проблема доступа к ней. Дело ведь не в том, что память как-то потерялась. Если мы представим, что любой приобретённый опыт — это формирование какой-то нейронной группы, которая теперь с ним связана, то получается, что вернуться к этому опыту — значит активировать эту группу. Если мы наслаиваем всё больше и больше других нейронных групп, уходя в нашем опыте от той первоначальной группы, то получается, что мы не можем к ней вернуться за счет того, что там уже есть другие наслоения и ветви этого «дерева опыта» изрядно разрослись.

Опыты на животных показывают, что можно заактивировать ту старую группу, которая была еще до всех этих наслоений, и вернуться к тому моменту. И в этом смысле конечно можно сказать, что да, мозг действительно хранит всё, если был сложившийся опыт. Вокруг нас сейчас есть масса краткосрочных моментов, которые на какой-то короткий период тоже «фиксируются» нашим мозгом, но при этом не переходят в долговременную фазу. А вот если всё перешло уже в долговременную память, то возможность потерять такую память — это прежде всего сложность найти к ней доступ, либо другой вариант — если клетки, связанные с этой памятью, разрушены.

Как объяснить случаи, когда какой-то запах возвращает тебя к таким далеким временам, о которых ты, казалось бы, уже не помнишь, но вдруг память оживает вновь? Запах — это сфера подсознания? И как он связан с памятью?

Бо́льшая часть того, что есть в нашем мозге, работает, не выходя на уровень, который принято называть сознанием. Но это всё равно составляет наш опыт.

В плане возможности вернуться к старым нейронным группам того опыта, который был до всех наслоений, запах играет универсальную и очень интересную роль. То есть запах помогает возродить то, к чему мы сами уже не можем подобраться: в силу завязанности предыдущего опыта на множестве других вещей, с которыми мы познакомились в процессе жизни.

Почему так происходит? Ответа на этот вопрос я, честно говоря не знаю, но он давно меня интересует. Даже какая-то картинка крайне редко приводит к подобному оживлению эпизодов нашего прошлого, а запах имеет такую уникальную возможность. В художественной литературе этот феномен был многократно и красочно описан, но с научной точки зрения трудно предположить, что бы это могло быть. Почему именно запах, даже не звук, обладает такими характеристиками? Ответ на этот вопрос мне бы тоже хотелось знать.

Почему мы на долгие годы можем запомнить какие-то незначительные детали из далекого прошлого, которые, казалось бы, не несут никакой смысловой нагрузки (например, зеленые носки, увиденные на ком-то давным-давно, или пробежавшую мимо собаку)? Или здесь, как говорил Фрейд, незначительных деталей быть не может и за этим воспоминанием стоит какое-то более серьезное, спрятанное переживание?

Такие воспоминания связаны с каким-то общим состоянием организма на тот момент. Возможно, то состояние по своим эмоциональным характеристикам действительно имело большую значимость. Наверное, такая особенность нашей памяти сыграла свою роль в эволюции: организмы, которые фиксировали с помощью своих нейронов как можно больше деталей, вероятно получали большее преимущество в эволюции.

Другой аспект — это то, что состояние, столь важное на тот момент, могло возвращаться снова и снова, когда мы мысленно думали о пережитом. И вот в момент одного из таких возвратов могли добавиться эти зелёные носки или ещё что-то. Возможно, прямого отношения к той ситуации они и не имели, но наша память, спустя какое-то время, связав это и наслоив ещё что-то, «решила», что эти зелёные носки были очень важны для той ситуации. Есть разные нюансы касательно того, как наша память претерпевает разнообразные модификации с каждый реактивацией тех нейронных групп, которые лежат в её основе. Это тоже очень интересные процессы.

Получается, что по сути самым верным является именно первое воспоминание, а все остальные возвраты, воспоминания об этом моменте, которые наслоились позже, ложные? Может быть, все наши воспоминания вообще являются неверными и мало связаны с тем, что происходило на самом деле?

Очень важно сказать, что это за виды памяти. Явление переделки памяти за счет возврата к активации самой ранней нейронной группы связано всё-таки с эпизодической памятью. А семантическая память работает как бы наоборот: если мы что-то учим, например, пытаемся запомнить все столицы мира, то здесь повторение только на пользу и это нашу память укрепляет. (Под семантической памятью подразумеваются знания (например, о том, что Эйфелева башня в Париже), а не сам эпизод моего первого видения Эйфелевой башни). А вот сам эпизод, свидетелем которого мы были, имеет тенденцию видоизменяться, приобретать детали, которых не было, и терять те, что были. Многочисленные исследования показывают, что эпизодической памяти, возможно, не стоит сильно доверять. Были ли эпизоды из нашего детства именно такими, какими мы их запомнили — этот вопрос не так прост. Вполне может быть, что похожие вещи были, но выглядели совсем не так, как мы их запомнили.

Лекция Ольги Сварник «Сон и память» в БЕН РАН.

Ольга Евгеньевна, вы работаете в Институте психологии РАН, в Московском Институте психоанализа, активно ведете преподавательскую деятельность Что вас, как ученого, больше всего привлекает в нейронауке?

Как преподаватель, я рассказываю о принципах работы мозга разным студентам: от физиков до психологов. Как учёный, я исследую клетки, которые есть в мозге на самых разных уровнях: это и нейрогенетические изменения, и изменения электрической активности, а также изменения суммарной активности мозга, регистрируемые с помощью электроэнцефалограммы на людях.

Меня очень увлекает описание и исследование поведения, а также поиск некоторых общих закономерностей для людей и для животных. Мои исследования показывают, что процесс приобретения какого-то опыта (когда организм сталкивается с какой-то новой для него ситуацией) приводит к тому, что у нас, прежде всего, реактивируются те нейронные группы, которые связаны с чем-то похожим: уже имеющимся предыдущим опытом.

Наблюдается интересная закономерность — как часто и стабильно мы, приобретая что-то новое, возвращаемся к старому. И люди, и животные, приобретя новый опыт и найдя решение для новой ситуации, уже добавив что-то новое в свой мозг, снова и снова возвращаются к старому: к ранее приобретенным формам поведения. Как будто снова и снова тестируют старую модель поведения, пытаясь убедиться, а точно ли она не работает? Ведь раньше работала? Эксперименты показывает, что люди часто даже не отдают себе в этом отчет. И вопрос о том, насколько далеко мы возвращаемся в старое и почему мы это делаем, меня сейчас занимает больше всего.

Название видео

Беседовала Янина Хужина.

Лобные доли – «управляющая компания»

Самая большая часть мозга – это лобные доли. Одна из основных функций этого отдела мозга – планирование
– возможность совершать поступки, требующие нескольких разных действий. Чтобы последовательность действий была правильной, лобные доли осуществляют еще одну функцию –
организационную
. Кроме того, лобные доли играют важную роль в
контроле эмоций
. В глубоко расположенных отделах мозга располагаются области, отвечающие за примитивные эмоции: голод, агрессию и сексуальное влечение. Эти структуры отправляют сообщения в отделы мозга, отвечающие за действия. Лобные доли управляют этим процессом за счет так называемой
стоп-функции
. Так, например, если эмоции диктуют ударить начальника – лобные доли сигнализируют: «Стой, или потеряешь работу». Эта функция исключительно уведомительная. Отключать эмоции и останавливать действия лобные доли, разумеется, не могут.

Бойцы невидимого фронта

В задней части головного мозга располагается мозжечок
. Его объем составляет примерно одну восьмую от размера больших полушарий. Несмотря на небольшой размер, этот отдел мозга контролирует
координацию движений
(совместную работу всех мышц) и
чувство равновесия
. Благодаря работе мозжечка человек может стоять на ногах, сохранять равновесие и передвигаться.
Ствол головного мозга
находится под большими полушариями и за мозжечком. Он соединяет спинной и головной мозг и контролирует все функции, которые необходимы для поддержания жизни в теле. Ствол отвечает за непроизвольную работу мышц при дыхании, сердцебиении, за переваривание пищи и циркуляцию крови. Он
работает автоматически и без перерывов
.

Как продлить молодость?

Один из механизмов, ведущий к старению, – это гибель нервных клеток. Чем меньше человек напрягает свой мозг – тем более масштабным становится этот процесс. Узнайте, как остановить этот процесс и отсрочить старость.

Ствол мозга также отвечает за сортировку и распределение сообщений, которые головной мозг получает от всего организма. Другая примечательная область головного мозга –
гиппокамп
. Это парное образование, расположенное в височных долях полушарий, управляет
памятью
. Точнее, передачей информации из хранилища краткосрочной памяти – в долгосрочную.
Гипофиз
находится на нижней поверхности мозга – в специальной костной ямке, которая называется турецким седлом. Размер гипофиза очень мал – не больше горошины. Его задача – контроль
производства и выделения всех гормонов
в организме. Производит гипофиз и собственные гормоны – например, гормон роста.
Гипоталамус
находится практически в геометрическом центре мозга. Он синхронизирует между собой работу нервной и эндокринной систем организма, тесно сотрудничая с гипофизом. Так, например, он отвечает за своеобразный внутренний термометр, который
поддерживает температуру всего тела
. Если она увеличивается – гипоталамус отправляет сложное нервно-гормональное сообщение, стимулирующее потоотделение. Если снижается – дает команду для мышечной дрожи.

Нарушения памяти при сосудистых заболеваниях головного мозга

Л.С. Манвелов кандидат медицинских наук

Понять, что такое память и где она хранится, люди пытались с давних времен. Так, древние греки считали, что информация в виде каких-то частиц попадает в мозг и оставляет отпечатки на его мягком веществе. Хранилищем памяти считали головной мозг такие выдающиеся деятели античного мира, как философ Платон и врач Гиппократ.

По современным представлениям, память — это способность к сохранению и использованию полученной информации. Великий отечественный физиолог И.М. Сеченов назвал память «едва ли не самым великим чудом и животной, и, особенно, человеческой организации». Современные методы исследования (психологические, нейрофизиологические, компьютернотомографические и др.) позволили приблизиться к разгадке механизмов памяти. Так что, конечно же, несправедливо острое замечание американского математика Джона фон Неймана: «О природе и механизмах памяти мы знаем не больше древних греков». Память является основной функцией мозга. В настоящее время известно, что она осуществляется практически всеми областями мозга, но определенные его участки играют ведущую роль. Так, для сохранности информации, полученной от органов чувств (зрения, слуха и др.), необходима бесперебойная работа затылочных, височных и теменных долей мозга. По времени закрепления и сохранения материала различают два вида памяти: кратковременную и долговременную. Кратковременная память отличается быстрым запоминанием и быстрым (в течение нескольких минут) стиранием следов информации. Для долговременной памяти характерно накопление и длительное хранение информации после многократного повторения и воспроизведения. Одной из наиболее частых причин нарушения памяти являются сосудистые заболевания головного мозга, которые широко распространены среди населения. Достаточно сказать, что самое тяжелое из них — инсульт — в России ежегодно возникает более чем у 400 тысяч человек. Однако основную массу этих заболеваний (60-70%) составляют начальные формы, при которых нарушения памяти являются одним из основных симптомов. Главными причинами сосудистых заболеваний головного мозга являются артериальная гипертония и атеросклероз, которые справедливо называют «врагами человечества», «хладнокровными и таинственными убийцами». Таинственными потому, что длительное время могут протекать незаметно для человека, исподволь подтачивая его организм. Однако в любом случае возможны два варианта развития событий. Первый — внезапная («как гром среди ясного неба») сердечнососудистая катастрофа в виде инсульта или инфаркта миокарда. Второй — медленное прогрессирование страдания с появлением ряда симптомов, одним из которых (и нередким) является нарушение памяти. Как же избежать сердечно-сосудистых заболеваний и их прогрессирования? Большое значение имеют профилактические осмотры, позволяющие выявить как ранние формы заболевания, так и факторы риска, способствующие их возникновению и развитию, к которым относят поддающиеся воздействию и не изменяющиеся. К факторам риска относятся артериальная гипертония, заболевания сердца, сахарный диабет, курение, злоупотребление алкоголем, психоэмоциональное перенапряжение, ожирение, нарушение липидного обмена, изменение текучести крови, малоподвижный образ жизни, а также возраст, климатические условия и др. Большое значение имеют регулярные занятия физкультурой и спортом. Еще в XVII веке французский писатель-моралист Жан де Лабрюйер очень верно подметил: «Здоровье — это то, что люди больше всего стремятся сохранить и меньше всего берегут». Конечно, на первом месте здесь решительная необходимость покончить с вредными привычками: злоупотреблением алкоголем и курением. Нет оправдания и малоподвижному образу жизни. При сосудистых заболеваниях мозга необходим достаточный сон — как правило, не меньше 8 часов. Для его нормализации, прежде чем прибегать к снотворным средствам, попробуйте такие простые меры, как прогулка перед сном, отказ от просмотра поздних телевизионных передач, позднего ужина, чаепития. При избыточном весе многие пытаются пользоваться специальными диетами и с огорчением отмечают, что эффект непродолжителен. Всё возвращается на круги своя. Больным артериальной гипертонией необходимо ограничить прием поваренной соли до 5 г в день (половина чайной ложки). Так же как и при атеросклерозе, нельзя переедать, наедаться на ночь. Следует исключить жирные сорта мяса и наваристые супы, консервы, резко ограничить высококалорийную легкоусваиваемую пищу (сливочное масло, копчености, выпечка, шоколад, конфеты). Наиболее просто рассчитать нормальный вес, если от величины роста в сантиметрах отнять сто. Больным артериальной гипертонией необходим постоянный прием гипотензивных средств под контролем уровня артериального давления. При высокой артериальной гипертонии не следует стремиться обязательно снизить артериальное давление до «нормы» может привести к ухудшению кровоснабжения жизненно важных органов, в первую очередь мозга и сердца. Достаточно снизить показатели артериального давления на 10-15% от исходного уровня. При атеросклерозе, согласно рекомендациям экспертов Всемирной организации здравоохранения, в случае, если в течение 6 месяцев уровень общего холестерина в крови при строгом соблюдении диеты остается высоким (240 мг/дл и выше), назначают препараты гипохолесте-ринемического действия, которые принимают длительное время. Необходимо адекватное лечение по поводу сахарного диабета и заболеваний сердца. При сосудистых заболеваниях мозга назначают сосудорасширяющие, улучшающие обмен веществ в мозге, влияющие на свертывающую систему крови, успокаивающие средства, витамины и др. Важное значение имеет применение Кавинтона, обладающего комплексным действием. Он благоприятно влияет на мозговое кровообращение и обмен веществ в мозге, а также на свертываемость крови. Кавинтон прежде всего усиливает кровоснабжение тех областей мозга, где оно недостаточно, причем не за счет «обкрадывания» соседних сосудистых бассейнов. Эти ценные свойства препарата обеспечивают его эффективность при нарушениях памяти сосудистого происхождения; как показала многолетняя практика, препарат дает хорошие результаты. При нарушениях памяти проводят также лечение ноотропными препаратами: церебролизином, танаканом, пирацетамом и др. Основным лечащим врачом больных сосудистыми заболеваниями мозга является невролог. Разумеется, консультативную помощь при необходимости оказывают и другие специалисты, в том числе психологи. Тренировка памяти проводится с учетом особенностей личности, интеллекта пациента, нарушений памяти и желания активно заниматься. Врач или специально подготовленный родственник (условно — «тренер») проводит занятия ежедневно по 45 минут с одним 5-минутным перерывом (обязательно в отдельном, тихом помещении). Курс занятий по тренировке памяти сочетается с лекарственным и другими видами лечения и продолжается в среднем два месяца.

В заключение приведем несколько вариантов занятий по тренировке памяти. 1-е задание. Тренер берет в руку несколько разноцветных, ярких предметов: ключ, пуговицу, авторучку, кольцо с камнем и т.д. и показывает их пациентам на ладони, а затем, убрав руку, просит их назвать и описать предметы. Записи сравниваются и коллективно обсуждаются. Периодически меняют предметы и увеличивают их число (от 4 до 10).

2-е задание. Тренер кладет на стол 7 ярких и крупных предметов и накрывает их платком. Затем, сняв на короткое время платок, показывает их пациентам, после чего вновь накрывает платком и просит их описать. Записи сличаются и коллективно обсуждаются. Число предметов можно увеличить до 10.

3-е задание. Тренер просит каждого пациента описать на бумаге словесный портрет лечащего врача (глаза, нос, подбородок).

4-е задание. Тренер просит пациента описать домашнюю обстановку (предметы мебели).

5-е задание. Тренер читает вслух по строфам незнакомое пациенту, но достаточно простое стихотворение, затем просит повторить: в 1-й день — первую строф/, во 2-й день — первую строф/ и начало второй строфы, в 3-й день — 1-ю, 2-ю строфы и начало 3-й строфы и т.д.

6-е задание. Тренер на короткое время показывает пациентам яркий и крупный предмет, а затем, убрав его, просит описать или зарисовать по памяти.

7-е задание. Воображаемая прогулка по центральной улице города. Каждый пациент должен по возможности рассказать о достопримечательных местах, описать внешний вид отдельных домов.

8-е задание. Воображаемый магазин. Каждый пациент получает задание «купить» продукты для приготовления обеда. Периодически «меню» меняется. В дальнейшем предлагается перенести занятия в реальные жизненные обстоятельства.

9-е задание (заключительное). Пациент записывает вечером в дневник события минувшего дня. Безусловно, улучшение памяти зависит не только от лечащих врачей и психологов, но и от самого пациента. Необходимо преодолеть лень, апатию и скептицизм, настроиться на длительные занятия, тогда и результат станет очевидным.