Сенсационное открытие в области исследования мозга. Ключевые методы исследования головного мозга – от рентгена до МРТ Ученые академии наук которые исследовали работу мозга

Литература

Нейрофизиология В.В. Шульговский

Физиология центральной нервной системы: Учебник для университетов Изд-во Моск. ун-та, 1987. Шулъговский В. В.

Физиология под ред Ноздрачева – 2ой1 том

Нейробиология. М.: Мир, 1987. Т. 1, 2. Шеперд Г.

Нейрохимия/Под ред. И. П. Ашмарина и П. В. Стукаловой. М.: Изд-во Ин-та биомедицинской химии РАМН РФ, 1996..

Ходжкин А. Нервный импульс. М.: ИЛ, 1965

ЭкклсДж. Физиология синапсов. М.: Мир, 1966.

Коновалов А. Н., Блинков С. М., Пуцило М. В. Атлас нейрохирургической анатомии. М., 1990.

Морфология мозга человека. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. Моренков Э. Д.

Лекция 1

Введение в нейрофизиологию

Проблема: зачем психологу нужны знания физиологии мозга

(ответить на вопрос в начале лекции и сформулировать в конце)

1 Нейрофизиология как наука, возникновение и развитие

Отделы мозга человека

3 Методы изучения мозга человека на современном этапе

Нейрофизиология как наука, возникновение и развитие

Нейрофизиология - специальный раздел физиологии, изучающий деятельность нервной системы. Она возникла намного позже психологии.

Этапы развития нейрофизиологии

1этап

Практически до второй половины XIX века нейрофизиология развивалась как экспериментальная наука , базирующаяся на изучении животных. Низшие (базовые) проявления деятельности нервной системы одинаковы у животных и человека. К таким функциям нервной системы относятся:

· проведение возбуждения по нервному волокну,

· переход возбуждения с одной нервной клетки на другую (например, нервную, мышечную, железистую),

· простые рефлексы (например, сгибания или разгибания конечности),

· восприятие относительно простых световых, звуковых, тактильных и других раздражителей и многие другие.

Этап

В конце XIX столетия ученые перешли к исследованию некоторых сложных функций дыхания, поддержания в организме постоянства состава крови, тканевой жидкости и некоторых других. При проведении всех этих исследований ученые не находили существенных различий в функционировании нервной системы как в целом, так и ее частей у человека и животных, даже очень примитивных. Например, на заре современной экспериментальной физиологии излюбленным объектом была лягушка.

Этап

Открытие новых методов исследования (в первую очередь электрических проявлений деятельности нервной системы)

На этом этапе происходит изучение функций головного мозга без разрушения мозга, не вмешиваясь в его функционирование. Становится возможным изучать высшие проявления его деятельности - восприятие сигналов, функции памяти, сознания и многие другие.

4этап

Современное исследование головного мозга

Как уже указывалось, психология как наука намного старше, чем физиология, и на протяжении многих веков психологи в своих исследованиях обходились без знаний физиологии.

Перелом в понимании функций головного мозга наступил в XVIII столетии. Первые представления о рефлекторном принципе действия нервной системы человека были сформулированы философом и математиком Рене Декартом. Он полагал, что нервы представляют собой полые трубки, по которым от головного мозга, вместилища души, передаются животные духи к мышцам.

Но только в XIX веке окончательно было установлено, что функции головного мозга осуществляются по рефлекторному (reflecto-отражаю) принципу.

Проведение аналогии между действием искусственных механизмов и деятельностью головного мозга - излюбленный прием при описании функций мозга. Например, наш великий соотечественник И. П. Павлов сравнивал функцию коры больших полушарий головного мозга с телефонным узлом, на котором барышня-телефонистка соединяет абонентов между собой. В наше время головной мозг и его деятельность чаще всего сравнивают с мощным компьютером. Однако любая аналогия весьма условна. Не вызывает сомнений, что головной мозг действительно выполняет огромный объем вычислений, но принцип его деятельности отличен от принципов действия компьютера.

Так зачем же психологу знания о работе и функционировании мозга???

Вспомним идею рефлекса, высказанную еще в XVIII веке Р. Декартом. Собственно зерном этой идеи было признание того, что реакции живых организмов обусловлены внешними раздражениями благодаря деятельности головного мозга, а не «по воле Божьей». В России эта идея была с воодушевлением воспринята научной и литературной общественностью. Вершиной этого был выход в свет знаменитого труда Ивана Михайловича Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863). И. М. Сеченов впервые полно и убедительно доказал, что психическая деятельность человека должна стать объектом изучения физиологами.

И. П. Павлов развил эту мысль в виде «учения о физиологии условных рефлексов».

Ему принадлежит заслуга в создании метода экспериментального исследования «высшего этажа» головного мозга коры - больших полушарий. Этот метод назван «методом условных рефлексов».

Физиологические исследования в сочетании с изучением анатомии и морфологии головного мозга привели к однозначному заключению – именно головной мозг является инструментом нашего сознания, мышления, восприятия, памяти и других психических функций.

Основная трудность исследования заключается в том, что психические функции чрезвычайно сложны.

Психологи исследуют эти функции своими методами. Характеристики психики исследуются психологом без «привязки» к мозговым структурам, т. е. психолога интересуют вопросы организации самой психической функции, но не то, как работают отдельные части головного мозга при осуществлении этой функции.

Только относительно недавно, (середина 20 века), появились технические возможности для исследования методами физиологии некоторых характеристик психических функций - восприятия, внимания, памяти, сознания и др. Совокупность новых подходов к исследованию головного мозга человека, сфера научных интересов физиологов в области психологии и привели к появлению в пограничной области этих наук новой науки - психофизиологии.

Это обусловило взаимопроникновение двух областей знаний - психологии и физиологии. Поэтому физиологу, который исследует функции головного мозга человека, необходимы знания психологии и применение этих знаний в своей практической работе. Но и психолог не может обойтись без регистрации и исследования объективных процессов головного мозга с помощью психофизиологических методов.

Отделы мозга человека

В биологии существует принцип, который может быть сформулирован как принцип единства структуры и функции. Поэтому вопросы морфологии и анатомии головного мозга всегда считались очень важными при изучении деятельности этого сложнейшего органа.

Анатомия и морфология головного мозга - древняя наука. В названиях структур головного мозга сохранены имена древних анатомов - Виллизия, Сильвия, Роланда и многих других.

Головной мозг человека состоит из 4х основных отделов:

1. больших полушарий - высшего центра его психической деятельности. Это самая большая часть нашего головного мозга.

2. Промежуточный мозг состоит из двух неравноценных частей: таламуса, который является своеобразным распределителем (коллектором) сигналов, направляющихся к областям коры, в том числе сигналов от органов зрения, слуха и др., и гипоталамуса (расположенного под таламусом), который «заведует» в нашем организме вегетативными функциями. Благодаря гипоталамусу происходят рост и созревание (в том числе половое) нашего организма, поддерживается постоянство внутренней среды, например поддержание температуры тела, выведение из организма шлаков, потребление пищи и воды и многие другие процессы.

3. мозговой ствол , который, в свою очередь, состоит из ряда отделов: среднего мозга, моста и продолговатого мозга. Эти структуры принимают участие в осуществлении сложнейших функций организма - поддержании уровня кровяного давления, дыхании, установке взора, регулировании цикла сон-бодрствование, в проявлении ориентировочных реакций и многих других. Из мозгового ствола выходят 10 пар черепных нервов, благодаря деятельности которых осуществляется множество функций: регуляции функций сердца и дыхания, деятельность лицевой мускулатуры, восприятие сигналов из внешнего мира и внутренней среды. Всю сердцевину мозгового ствола занимает ретикулярная (сетчатая) формация. Деятельность этой структуры определяет цикл сон-бодрствование, нарушение ее целостности приводит к грубым нарушениям сознания, которое врачи называют комой. Над мостом находится мозжечок, или малый мозг.

4. Мозжечок у человека (в дословном переводе мозжечок это - малый мозг) состоит из полушарий и соединяющего их червя. Функции мозжечка многообразны, его поражение вызывает расстройства в регуляции движений: человек неспособен совершать правильную последовательность движений отдельных частей своего тела, при ходьбе не успевает перемещать центр тяжести, походка становится неуверенной, он может упасть на ровном месте.

Самой каудальной (от cauda-хвост, задний отдел) частью ЦНС (центральной нервной системы) является спинной мозг.

Спинной мозг человека состоит более чем из трех десятков сегментов и заключен в позвоночник. Каждому сегменту примерно соответствует позвонок. Основная функция спинного мозга - передача к частям тела сигналов от вышележащих отделов центральной нервной системы, а также направление сигналов от соответствующих частей тела к вышележащим отделам мозга. Спинной мозг способен также к довольно сложной самостоятельной деятельности. На уровне спинного мозга осуществляются весьма сложные вегетативные рефлексы, определяющие мочеиспускание, дефекацию, потоотделение, покраснение кожи и многие другие. На уровне отдельных сегментов спинного мозга могут осуществляться рефлексы, участвующие в управлении движениями, например коленный, ахиллов и др. Спинной мозг дает начало вегетативной нервной автономной системе, деятельность которой весьма важна для защиты организма от неблагоприятных воздействий - холода, перегрева, кровопотери и т.п.

Методы изучения мозга человека на современном этапе

Методы исследования работы головного мозга человека постоянно совершенствуются. Современные методы позволяют увидеть строение и изучить работу головного мозга человека, не повреждая его.

Остановимся на рассмотрении основных методов.

электрофизиологические методы исследования. Они не опасны для мозга человека и позволяют наблюдать течение физиологических процессов в диапазоне от долей миллисекунды (1 мс = 1/1000 с) до нескольких часов.

В XVIII столетии итальянский врач Луиджи Гальвани обнаружил биоэлектричество. В XIX столетии появились первые физические приборы (струнные гальванометры), которые позволяли исследовать слабые электрические потенциалы от биологических объектов.

В России подобные исследования проводил И. М. Сеченов: ему впервые удалось зарегистрировать биоэлектрические колебания от продолговатого мозга лягушки. Мировое признание получили исследования, проведенные в начале XX века шведским исследователем Г. Бергером. Используя уже значительно более совершенные приборы, он зарегистрировал биоэлектрические потенциалы головного мозга человека, которые теперь называют электроэнцефалограммой. В этих исследованиях впервые был зарегистрирован основной ритм биотоков мозга человека - синусоидальные колебания с частотой 8 -12 Гц, который получил название альфа-ритма. Это можно считать началом современной эры исследования физиологии головного мозга человека.

Современные методы клинической и экспериментальной электроэнцефалографии сделали значительный шаг вперед благодаря применению компьютеров. Обычно на поверхность скальпа при клиническом обследовании больного накладывают несколько десятков чашечковых электродов. Далее эти электроды соединяют с многоканальным усилителем.

Современные усилители очень чувствительны и позволяют записывать электрические колебания от мозга амплитудой всего в несколько микровольт (1 мкВ = 1/1000000 В). Далее компьютер обрабатывает ЭЭГ по каждому каналу. Психофизиолога или врача, в зависимости от того, исследуется мозг здорового человека или больного, интересуют многие характеристики ЭЭГ, которые отражают те или иные стороны деятельности мозга, например ритмы ЭЭГ (альфа, бета, тета и др.), характеризуют уровень активности мозга. В качестве примеpa можно привести применение этого метода в анестезиологии. В настоящее время во всех хирургических клиниках мира во время операций под наркозом наряду с электрокардиограммой регистрируется и ЭЭГ, ритмы которой могут очень точно указывать глубину наркоза и контролировать деятельность мозга. Ниже мы столкнемся с применением метода ЭЭГ и в других случаях.

- метод магнитно-резонансной томографии. Головной мозг облучают электромагнитным полем, применяя для этого специальный магнит. Под действием магнитного поля диполи жидкостей мозга (например, молекулы воды) принимают его направление. После снятия внешнего магнитного поля диполи возвращаются в исходное состояние, при этом возникает магнитный сигнал, который улавливается специальными датчиками. Затем это эхо обрабатывается с помощью компьютера и методами компьютерной графики отображается на экране монитора. Благодаря тому что внешнее магнитное поле, создаваемое внешним магнитом, можно сделать плоским, таким полем как своеобразным «хирургическим ножом» можно «резать» головной мозг на отдельные слои. На экране монитора ученые наблюдают серию последовательных «срезов» головного мозга, не нанося ему никакого вреда. Этот метод позволяет исследовать, например, злокачественные образования головного мозга

метод позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Он обладает еще более высоким разрешением. Исследование основано на введении в мозговой кровоток позитрон-излучающего короткоживущего изотопа. Данные о распределении радиоактивности в мозге собираются компьютером в течение определенного времени сканирования и затем реконструируются в трехмерный образ. Метод позволяет наблюдать в головном мозге очаги возбуждения, например, при продумывании отдельных слов, при их проговаривании вслух, что свидетельствует о его высоких разрешающих возможностях. Вместе с тем многие физиологические процессы в головном мозге человека протекают значительно быстрее тех возможностей, которыми обладает томографический метод. В исследованиях ученых немаловажное значение имеет финансовый фактор, т. е. стоимость исследования. К сожалению, томографические методы очень дороги: одно исследование мозга больного человека может стоить сотни долларов.

Методы нейробиологии

Для регистрации биоэлектрической активности нейронов и их отростков применяют микроэлектродную технику. Микроэлектродная техника в зависимости от задач исследования имеет много особенностей. Обычно применяют два типа микроэлектродов - металлические и стеклянные. Металлические микроэлектроды часто изготавливают из вольфрамовой проволоки диаметром 0,3-1 мм. На первом этапе нарезают заготовки длиной по 10 - 20 см (это определяется глубиной, на которую будет погружен микроэлектрод в мозг исследуемого животного). Один конец заготовки электролитическим методом затачивают до диаметра 1 - 10 мкм. Самый кончик электрода остается неизолированным (иногда через такой микроэлектрод пропускают слабый толчок тока, чтобы дополнительно разрушить изоляцию на самом кончике).

Для регистрации активности одиночных нейронов микроэлектрод закрепляют в специальном манипуляторе, который позволяет продвигать его в мозге животного с высокой точностью. Например, при диаметре кончика микроэлектрода не более 5 мкм можно зарегистрировать потенциалы действия одиночных нейронов (в этих случаях кончик микроэлектрода должен приблизиться к исследуемому нейрону на расстояние около 100 мкм). При диаметре кончика микроэлектрода больше 10 мкм одновременно регистрируется активность десятков, а иногда сотен нейронов (мультиплай-активность).

Нейропсихология как метод изучения работы мозга

Методы исследования головного мозга человека не исчерпываются описанными выше.

Д.з. составить таблицу - методы нейрофизиологии

Похожая информация.

Человечество начало исследовать мозг и задумываться о его назначении задолго до появления науки в современном виде. Археологические находки говорят, что в 3000-2000 годах до нашей эры люди уже активно практиковали трепанации черепа — по всей видимости, как способ профилактики головных болей, эпилепсии и расстройств психики. Древнегреческие врачи и анатомы Герофил и Эрасистрат не только называли мозг центром нервной системы, но и считали, что интеллект «зарождается» в мозжечке. В Средние века итальянский хирург Мондино де Луцци предположил, что мозг состоит из трех отделов — или «пузырьков»: передний отвечает за чувства, средний — за воображение, а в заднем хранятся воспоминания.

Вклад в этот процесс вносили не только ученые. В 1848 году американский строитель Финеас Гейдж, работая на прокладке железной дороги, получил страшную травму: металлический штырь вошел в его череп под глазницей, а вышел — на границе лобной и теменной костей. Однако мужчина относительно благополучно прожил потом больше десяти лет. Правда, знакомые утверждали, что в результате инцидента он изменился — например, стал как будто более вспыльчивым. И хотя в этой истории есть немало белых пятен, она в свое время вызвала бурную дискуссию о функциях различных зон мозга.

В наши дни изучение мозга — вотчина не одной, а множества отраслей наук. Нейробиология занимается вопросами, связанными с работой рецепторов. Нейрофизиология — особенностями протекания физиологических процессов в мозге. Психофизиология — соотношением мозга и психики. Нейрофармакология — влиянием лекарственных средств на нервную систему, в том числе на мозг. Существует даже относительно молодое направление — нейроэкономика: она изучает процессы выбора и принятия решений. Более фундаментальные когнитивные нейронауки сосредоточены на исследовании разных типов восприятия, сложных мыслительных процессов и связанных с ними феноменов, которые касаются речи, слушания музыки, просмотра фильмов и т.д.

Зачем это делается?

Логично предположить, что любой орган человеческого тела исследуют в первую очередь для того, чтобы научиться его эффективно лечить в случае необходимости. Но мозг — система слишком сложная и интересная, чтобы ограничиваться утилитарным подходом. В университетах мира существуют сотни лабораторий, которые изучают совершенно разные аспекты мозговой деятельности. Одни фокусируются на конкретных типах расстройств психики — например, на шизофрении. Другие — на сне. Третьи — на эмоциях. Четвертые хотят выяснить, что происходит с мозгом, когда человек испытывает стресс или употребляет алкоголь: этим занимается в том числе лаборатория психофизиологии Института психологии РАН.

akindo / gettyimages.com

Результатом таких исследований далеко не всегда становится метод решения какой-то конкретной проблемы, связанной с мозговой деятельностью. Нейроученые нередко получают информацию, которая главным образом помогает нам лучше понять специфику отношений между людьми и выяснить, к примеру, по каким признакам мы ранжируем окружающих на «своих» и «чужих» . Что делать с этим знанием дальше, как его применить на практике — хороший вопрос.

С другой стороны, опыты со «стандартным» человеческим мозгом и натуралистическими (естественными) стимулами дают ученым шанс разобраться, почему у кого-то мозг работает иначе. В финском Университете Аалто ставят эксперименты с участием людей с синдромом Аспергера. Как правило, эта особенность развития сильно затрагивает эмоциональные функции, способность к социальному взаимодействию. Опыты показывают, что у «обычного» человека, когда он смотрит, как общаются другие люди, наблюдается высокий уровень синхронизации в сенсорных зонах мозга, в зонах, участвующих в обработке социальной информации и процессах формирования эмоций. А у человека с синдромом Аспергера такая синхронизация выражена значительно меньше. Ученые надеются со временем разобраться, как помочь адаптироваться в социуме тем, кому изначально это сделать сложнее.

Есть лаборатории, которые занимаются одновременно и прикладными, и фундаментальными исследованиями. В 2012 году ученые из Еврейского университета в Иерусалиме создали устройство, позволяющее незрячим людям «видеть» с помощью слуха. Оно состояло из очков и небольшой камеры, которая фиксировала визуальную информацию, а специальная программа преобразовывала ее в звуковые сигналы. Таким образом человек, лишенный зрения, мог распознать находящиеся поблизости бытовые предметы, других людей и даже крупные буквы. При этом разработчики устройства обнаружили, что в мозге того, кто учится «видеть» с помощью слуха, активируются те же потоки, что и у того, кто видит традиционным способом — глазами. Таким образом научный мир столкнулся с принципиально важной, основополагающей проблемой: действительно ли зрительная кора головного мозга отвечает именно за зрение в привычном понимании? И что такое вообще — зрение?

Также предполагается, что одним из результатов скрупулезного, разностороннего изучения мозга станет возможность создания искусственного интеллекта. В 2005 году стартовал знаменитый многомиллиардный проект Blue Brain Project, целью которого было сделать компьютерную модель человеческого мозга и смоделировать сознание. Пока воз и ныне там, а многие представители научного мира настроены достаточно скептично — хотя бы потому, что мы не знаем точно, что такое сознание. К тому же существует и технические ограничения: для того, чтобы имитировать мозг кошки на самом базовом уровне, понадобился один из самых больших суперкомпьютеров в мире. Человеческий мозг, разумеется, устроен намного сложнее.

Методы и эксперименты

Существующие на сегодняшний день методы исследования мозга можно ранжировать, опираясь на два критерия. Первый — частота снятия информации: она варьируется от миллисекунды до нескольких секунд. Второй — пространственное разрешение: насколько детально мы можем рассмотреть сам мозг. Так, электроэнцефалография способна собирать данные с очень большой частотой. Зато фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) позволяет охватывать квадратные миллиметры мозга, а это довольно много, поскольку в одном квадратном миллиметре — около 100 000 нейронов.

akindo / gettyimages.com

Также существуют магнитная энцефалография, позитронно-эмиссионная томография, транскраниальная магнитная стимуляция. Методы обычно совершенствуются в сторону неинвазивности: нам хочется как можно больше узнать о мозге живого человека с минимальными последствиями для его здоровья и психологического состояния. При этом именно с появлением фМРТ ученые стали исследовать буквально все подряд аспекты мозговой деятельности. Мы можем взять практически любой тип поведения и быть уверенными в том, что в мире обязательно найдется лаборатория, которая изучает его с помощью фМРТ.

Разобраться, как ученые это делают, можно на примере самого базового эксперимента. Допустим, мы хотим узнать, различается ли мозговая активность человека, когда он смотрит на лица других людей и на дома. Отбирается множество картинок с изображением самых разных домов и самых разных лиц. Они перемешиваются, а их порядок — рандомизируется. Необходимо, чтобы в последовательности не было никаких закономерностей: если, к примеру, после трех домов всегда будет появляться лицо, встанет вопрос о достоверности результатов эксперимента.

Прежде чем поместить испытуемого в сканер фМРТ, с него нужно снять все металлические украшения и предупредить, что лучше не складывать руки в кольцо. Во время сканирования происходит быстрое изменение магнитного поля, что, согласно законам физики, индуцирует электрический ток в замкнутой петле. Ощущения — не смертельно неприятные, но те, кто пробовал, повторять обычно не хотят. В течение тридцати-сорока минут человек лежит в сканере и смотрит на появляющиеся на экране изображения домов и лиц. Важно, чтобы в процессе он не заснул: проходить через такие эксперименты часто довольно скучно. Зато они предполагают награду — допустим, пару бесплатных билетов в кино.

На этом более или менее интересная часть заканчивается и начинается сложная и неблагодарная: ученому предстоит обработать полученную информацию разными статистическими методами, чтобы результат можно было оформить в статью и опубликовать ее в научном журнале. Главный подвох здесь заключается в том, что существует несколько десятков тысяч способов скомбинировать разные ступени преобразования данных, поэтому добиться ложноположительного результата не так уж и сложно.

akindo / gettyimages.com

В 2009 году в Сан-Франциско провели опыт, ставший впоследствии легендарным. Ученые положили в сканер фМРТ мертвого атлантического лосося и показали ему фотографии людей в различных социальных ситуациях. При подсчете данных выяснилось, что мозг лосося не просто реагирует на стимулы: рыба испытывала эмоции. Разумеется, на самом деле мертвый лосось не способен на эмпатию, но за счет погрешности — или так называемого статистического шума, возникающего при анализе собранных с помощью фМРТ данных, мы можем получить значимый эффект. Кто ищет — тот всегда найдет.

До недавнего времени проблема усугублялась еще и тем, что в западные журналы брали статьи, описывающие в основном только положительные результаты экспериментов. Если гипотеза лаборатории не подтверждалась, полученные данные фактически летели в мусорное ведро. Теперь представим: сто лабораторий поставили одинаковый эксперимент. Чисто статистически у пяти из них вполне могут получиться позитивные результаты. Статья, написанная представителями такой лаборатории, будет опубликована, даже если в 95 оставшихся опыты показали отрицательный результат. Для борьбы с такими искажениями в наши дни появилась важная опция: теперь исследование можно перерегистрировать с гарантией публикации вне зависимости от результата — главное, чтобы все было выполнено четко по плану.

Специфика работы ученого заключается в том, что он должен знать очень много — пусть даже только в рамках своей области. Однако чем больше ты знаешь, тем больше сомневаешься. И тем выше вероятность, что рано или поздно ты столкнешься с чем-то, что в корне противоречит твоим убеждениям. Поэтому, общаясь со СМИ, ученые почти никогда не используют слово «однозначно». Вместо этого они говорят: «скорее всего», «вероятно», «мы можем предположить».

Для журналистов и читателей такие формулировки звучат, мягко говоря, не очень заманчиво. Психика человека устроена так, что ему хочется точно знать, из чего сделано его тело — в том числе мозг. Вероятности его либо не интересуют, либо вызывают тревогу. Более того, многие люди в принципе не читают новости дальше заголовка. В результате информация о последних научных исследованиях часто доходит до нас в искаженном виде — в том числе потому, что СМИ стремятся собрать больше просмотров, но опасаются отпугнуть аудиторию слишком расплывчатыми формулировками.

В 2007 году по российским СМИ прокатилась волна заметок об ученых лондонского University College, установивших, что алкоголь улучшает работу мозга. При ближайшем рассмотрении оказывалось, что, поскольку алкоголь улучшает приток крови к мозгу, что, в свою очередь, действительно коррелирует с улучшением умственных способностей, положительный эффект, может, и будет, но негативные последствия от чрезмерного употребления алкоголя его явно перевесят.

Еще несколько лет назад в западной прессе широко освещался проект No More Woof, создатели которого предлагали использовать инструмент на основе электроэнцефалографии, чтобы считывать мысли собак и «переводить» их на человеческий язык. Но, во-первых, ЭЭГ — далеко не самый точный метод сбора данных. Во-вторых, откуда мы можем знать, каким образом мысли собак должны передаваться с помощью английской речи? В-третьих, нет исследований, которые бы доказывали, что все животные, включая человека и собаку, говорят на разных диалектах одного глобального языка. Но СМИ скандировали: ура, мы наконец-то научимся понимать наших Шариков и Бобиков!

akindo / gettyimages.com

Во-вторых , опасайтесь категоричных утверждений. Допустим, если в материале говорится, будто ученые нашли в мозге «зону любви», учитывайте, что один из современных трендов — исследовать мозг не как конструктор, составленный из полностью автономных элементов, а как сложную сеть (complex network). Да и «любовь» — понятие слишком неоднозначное, чтобы вывести для него какое-то универсальное определение.

В-третьих , обращайте внимание на источник. Журналисты часто ссылаются не на исходную статью в научном журнале, а на публикацию на другом новостном интернет-портале или даже в блоге. Пытливому уму такая ссылка должна показаться неубедительной.

В-четвертых , задайте интернету вопрос: «Кто все эти люди?». Под лейблом «ученые» в СМИ могут появляться как подлинные сотрудники известных лабораторий, так и энтузиасты-любители, собирающие деньги на свое «революционное» открытие с помощью краудфандинговых платформ.

В-пятых , найдите оригинал. Из абстракта (краткого изложения сути статьи) часто бывает понятно, что именно ученые доказали и какими методами. Да, подписка на очень многие журналы — платная. Но есть сайты PubMed и Google Scholar, позволяющие выполнять поиск по текстам научных публикаций.

Вопреки стереотипам наука не может дать нам стопроцентной гарантии чего бы то ни было. Не может жирной, нестираемой линией отделить истину от всего остального. Но она может максимально приблизиться к истине за счет множества повторяющихся, проведенных в разных частях земного шара экспериментов, результаты которых постепенно будут сходиться в одной точке. Примерно. С определенной вероятностью.

До сегодняшнего дня официальной медициной считалось, что мозг взрослого человека не способен обновляться. Он сродни машине, и не может ни меняться, ни восстанавливаться - только… сломаться. Но как тогда объяснить многочисленные случаи так называемых «чудесных исцелений», которые в наши дни уже трудно приписать к разряду мифов, поскольку факты слишком очевидны? Если больной хочет жить - медицина бессильна…

Последние исследования в области мозга показали, как мало мы о себе знаем и как скупо используем свои возможности

В нашей власти «перепрограммировать» наш «персональный компьютер между ушами», и посредством этого изменять и восстанавливать свое физическое тело. Что для этого нужно? То, что и всегда для достижения успеха в любой области. Терпение. Упорный труд. А главное - вера.

Теперь, в свете этого научного открытия, подробнее описанного ниже в статье Сары Скотт “Гибкий мозг” и опубликованной в журнале “Ридерз Дайджест”, даже завзятым скептикам будет трудно отмахнуться от очевидного факта: человек способен себя менять - не только на психологическом, но и на физическом уровне. И, как сказал бы барон Мюнхгаузен, мыслящий человек просто обязан это делать!

А тем, чья вера не требует доказательств, возможно, будет интересно узнать, как это чудо происходит «технически» — ведь даже если с чуда слетает налет таинственности, на его месте рождаются новые тайны и новые вопросы, например: если допустить такую аналогию, что наш мозг компьютер, а тело - фабрика, то какая часть нашего “Я” является оператором? И от чего зависит его «квалификация»? Возможно ли, пусть теоретически, отрастить себе новый орган? Каким образом происходит влияние нашего сознания на внешнюю среду, когда мысль или намерение материализуются за пределами нашего физического тела? И как скоро исследовательская техника будет способна отследить не только возникновение новых нейронов, но и связь нашего «ПК» с «администратором системы»?..

Гибкий мозг

Последние исследования показывают, что самый малоизученный человеческий орган обладает удивительной способностью перенастройки и восстановления.

В один из погожих сентябрьских дней 1995 года Говард Рокет, преуспевающий 48-летний предприниматель, играл в футбол в пригороде Торонто. Он хотел перехватить мяч, но поскользнулся, упал и ударился головой. Через минуту, придя в себя, почувствовал головную боль, которая становилась всё сильнее и сильнее. Потом перед глазами у него замелькали темные пятна. Он старался не обращать на это внимания, надеясь, что со временем всё пройдет. Однако три недели спустя, когда Говард был дома один, он вдруг почувствовал, что руки и ноги не слушаются его. Голову пронзила резкая боль, в глазах потемнело. Он на ощупь добрался до телефона, чудом набрал номер “скорой помощи” и потерял сознание.

У Говарда Рокета случился инсульт: образовавшийся тромб закупорил сосуд, по которому кровь поступает в ствол мозга. Большинство людей в подобном случае умирают, но его спасли врачи, которые успели вовремя ввести тромболитический препарат. Однако прогноз на будущее был мрачным: медики сказали, что его левая рука и нога останутся парализованными. Их мышцы были в порядке, но те участки мозга, которые раньше управляли ими, были серьезно повреждены. А значит, придется привыкать к инвалидному креслу.

Но Рокет не смирился с вердиктом врачей и начал усиленно заниматься лечебной физкультурой. Он считал, что если будет изо дня в день разрабатывать ногу, то со временем мозг “найдет возможность” восстановить контроль над мышцами. Научившись стоять, он стал пристегивать ногу к педали велотренажера и тренироваться. В первый раз он смог продержаться всего 30 секунд, но продолжал заниматься. Это была своего рода зарядка для мозга.

Спустя 12 лет, после тысяч часов упорных занятий, Рокет мог танцевать. Врачи были поражены. «Это просто удивительно, — говорит нейрокардиолог Роберт Виллински, который спас жизнь Рокета. — Он пример для подражания».

Сила мысли

Как выяснилось, Рокет оказался прав: головной мозг действительно можно “перенастроить” таким образом, чтобы он восполнил функции вышедших из строя областей. Ещё совсем недавно большинство практикующих врачей считали эту идею утопической. Они были уверены, что мозг взрослого человека сродни машине: он не может ни меняться, ни расти — он может только сломаться. Однако за последние несколько десятилетий такие методы сканирования головного мозга, как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнито-резонансная томография (ФМРТ) позволили ученым наблюдать за этим органом в действии. Теперь они убедились, что традиционное представление о мозге было неправильным.

Если какая-то часть головного мозга повреждается, особенно в области его коры (тонкий верхний слой мозга, отвечающий за обработку поступающей информации и регуляцию движений), то другие его части могут со временем взять ее функцию на себя. Однако это требует кропотливой работы, на которую иногда уходят годы. Тем не менее ученые говорят о пластичности нервных структур, о том, что интенсивные умственные и физические упражнения могут изменять мозг на структурном уровне. “Когда человек думает, в мозгу происходит обновление его “аппаратной части”", — говорит психиатр Норман Дойдж из Торонто.

А эти физические изменения влекут за собой изменения функциональные. В своей книге “Мозг, который сам себя меняет” Дойдж пишет: «Я знал ученого, благодаря которому люди, слепые от рождения, начинали видеть; другой помогал глухим вернуть утраченный слух. Я встречался с людьми, у которых резко увеличился показатель умственного развития, хотя прежде их считали неспособными к обучению; я видел доказательство того, что 80-летние люди могут улучшить свою память до уровня 55-летних. Я видел, как люди заставляли свой мозг работать по-новому и вылечивались от болезней, считавшихся неизлечимыми». Эти изменения происходили благодаря многократным умственным упражнениям. Другими словами, мысли могут изменить работу мозга.

Нейрофизиолог Ричард Дэвидсон из Университета штата Висконсин (США) продемонстрировал действенность этой терапии, проведя эксперимент с медитацией — одной из разновидностей психической зарядки. Он измерял активность мозга у буддийских монахов, когда те предавались медитации “сочувствия”, порождающей чувство любви ко всему живому, и обнаруживал существенную разницу между новичками и монахами с большим опытом медитации. У последних мозг генерировал мощные гамма-волны, участвующие в процессах высшей нервной деятельности — восприятии и сознании. Таким образом, многолетние ментальные упражнения монахов изменили работу их мозга.

Медитация также может сильно влиять на наши физические ощущения, например на восприятие боли. Мелисса Монро, экс-чемпионка Канады по бодибилдингу, в возрасте 30 лет узнала, что опухль у нее в горле размером с куриное яйцо является злокачественной лимфомой Ходжкина. Заболевание оказалось настолько запущенным, что врачи сказали ей: “У вас рак по всему телу, с головы до пят” — и опредилили, что жить ей осталось три месяца.

Однако Мелисса Монро стала бороться, несмотря на то, что боль от опухолей, которые давили на внутренние органы, была невыносимой даже для нее, спортсменки, привыкшей работать на пределе физических возможностей. Она обратилась за помощью к психиатру Татьяне Мельник, которая научила, как надо «настраивать» себя, чтобы облегчить боль.

Боль - это физическое ощущение, объяснила Мельник, однако если эмоционально на нее реагировать, то она будет лишь усиливаться. Психиатр посоветовала Мелиссе воспринимать боль как данность: «Не давайте ей оценку - очень или не очень сильная; просто живите с ней».

Мысленно настраивая себя подобным образом, Монро научилась справляться со своей реакцией на ощущение боли: она чувствовала ее, но уже не зависела от нее. «Это было что-то, что я испытываю, — говорит она, — но это уже происходило как будто не со мной. Я абстрагировалась от боли и не дала ей скрутить меня».

Монро бросила вызов судьбе и начала интенсивную химиотерапию. После одной сложной процедуры она, вернувшись домой, даже потеряла сознание и пришла в себя лишь благодаря своей сестре, которая сделала ей непрямой массаж сердца и искусственное дыхание. А в 2006 году исполнилось 6 лет с тех пор, как врачи признали у нее отсутствие рака. И она продолжает заниматься медитацией.

Новые открытия

Каким же образом мысли или упражнения могут изменить мозг? Оказывается, они могут влиять на активность генов. Исследования, проводившиеся в 1980-1990 годах, показывают, что во время обучения другой умственной или физической деятельности гены могут «включаться» или «выключаться». Пока точно не известно, как это происходит, однако д-р Дойдж утверждает: «Когда мы многократно думаем об одном и том же, «включаются» определенные гены и начинают вырабатывать соответствующие белки, так что изменяется структура нейронов и увеличивается количество связей между ними». Другими словами, коммуникационные возможности нейронов увеличиваются.

В мозге также могут образовываться новые нейроны. В лаборатории Летбриджского университета канадской провинции Альберта нейробиолог Брайан Колб и его коллеги продемонстрировали это на крысах, вызывая у них нарушение мозгового кровообращения, приводившее к повреждению головного мозга. Оказалось, что, когда животным вводили фактор роста, у них не только образовывались новые нейроны, но и восполнялись структурно и функционально поврежденные участки мозга. Ученые сделали и еще одно ошеломляющее открытие: спустя две недели новообразованные клетки головного мозга перемещались в область повреждения и, так сказать, ожидали дальнейших распоряжений. И если эти клетки должным образом стимулировать, они начинают функционировать, восстанавливая утраченные способности, например, управление движением конечностей.

Работа, проделанная Колбом, показывает, насколько важна для поврежденного мозга реабилитация. Сегодня ученые пытаются выяснить, может ли стимуляция, обеспечиваемая физической и психической реабилитацией, увеличивать производство новых клеток головного мозга и ускорять процесс выздоровления.

Одним из «инкубаторов» нейронов является гиппокамп, который играет ключевую роль в памяти. В ходе одного исследования ученые из Торонтского университета использовали химические метки для того, чтобы проследить движение образующихся естественным образом клеток головного мозга у здоровых мышей. Этих мышей приучали добираться вплавь до закрепленной платформы, и в конце концов, после многочисленных попыток, мыши запоминали ее местонахождение. Когда позже изучили головной мозг этих мышей, обнаружили, что новообразованные нейроны были задействованы для выполнения задачи по запоминанию - помеченные клетки сконцентрировали в «инкубаторах» гиппокампа.

Ученые также обнаружили, что новообразованные нейроны начали улучшать память уже через месяц. По словам нейрофизиолога Пола Франленда, который руководил этой работой, исследование показало, что количество новых клеток головного мозга зависит от окружающей среды. Употребление кокаина и стресс, например, ослабляет их образование, а бег трусцой и учеба усиливают.

Изменить жизнь

То, что ученые называют пластичностью нервной системы, 21-летний Иен Брэдли зовет просто надеждой. Участь в седьмом классе, он все еще не умел читать, а буквы и цифры писал как первоклассник. «Я думал, что я дурачок», — говорил он. Всю начальную школу его мать Мэри часами читала ему учебники и помогала выполнять письменные домашние задания.

А потом отец Брэдли услышал про школу Эрроусмит. У ее основательницы Барбары Эрроусмит-Янг в свое время тоже были проблемы из-за нарушения способностей к обучению. И тогда она придумала ментальные упражнения, с помощью которых могла преодолеть свою «неполноценность». Позже она разработала новые упражнения, способные помочь людям с подобными отклонениями. Сегодня обучение по программам Эрроусмит ведется по всей Северной Америке.

Бредли провел в такой школе три года, где снова и снова выполнял упражнения по тренировке памяти и вниманию, например, составлял пары из букв и соответствующих им символов. «Это было страшно утомительно», — говорит он. Однако по окончании курса он уже читал на уровне восьмого класса. А сегодня недавний выпускник средней школы, успеваемость которого улучшилась настолько, что в 11-м классе ему вручили почетную грамоту, мечтает стать летчиком. «Раньше моя жизнь была такой унылой, — говорит он. - А теперь у меня есть цель высотой до небес».

Новые открытия в области нейрофизиологии дают надежду многим: страдающим от последствий инсульта, тем, кто борется с хронической болью, молодым людям с нарушением способности к обучению.

— Пока что нам удалось лишь обнаружить механизмы, посредством которых мозг может изменяться, — говорит нейрохирург Андрес Лозано, один из тех, кто помогал спасать Говарда Рокета.

Сегодня врачи и ученые начинают понимать, что не желавший подчиниться болезни предприниматель из Торонто все-таки оказался прав. Многократное повторение упражнений - как ментальных, так и физических - может изменить ваш мозг. И вашу жизнь тоже.

Американский нейробиолог Джон Медина написал книгу «Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям », в которой доступно рассказывает о 12 закономерностях работы мозга человека, знание которых позволит вам эффективнее учить и учиться. Книгу «Правила мозга » выпустило издательство «Манн, Иванов и Фербер». Одну главу книги вы можете прочитать на сайте издательства.

9 основных правил мозга

Лейтмотивом книги стала мысль автора о том, что учителя и учёные должны иметь больше возможностей обмениваться опытом; в противном случае открытия учёных и практика учителей будут существовать как будто в параллельных мирах. Сейчас связь ученых с учителями недостаточная и зыбкая.

Физическая активность улучшает работу мозга

С точки зрения эволюции человеческий мозг развивался в процессе тяжёлого труда, постоянно меняющейся обстановки, новых вызовов и преодоления расстояний свыше 19 км в день. Физическая активность по-прежнему для когнитивной системы - как конфета: физические упражнения способствуют улучшению долговременной памяти, логического мышления, внимания и способности решать поставленные задачи. Изменчивость окружающей среды приводит к особой гибкости мозга. В результате эволюции человек физически не стал сильнее, но стал умнее. «Клыки мы отрастили не во рту, а в голове», что довольно-таки разумно, считает ученый Джон Медина.

Если бы вы поставили перед собой цель создать учебную среду, абсолютно препятствующую хорошей работе мозга, то она была бы похожа на класс.

В рамках одного исследования дети занимались бегом по полчаса 2–3 раза в неделю. После 12 недель их когнитивные способности значительно улучшились по сравнению с периодом до занятий бегом. По завершении программы показатели вернулись к прежнему уровню. Опытным путем было определено, что золотая середина для физической активности - 30-ти минутные занятия аэробикой три раза в неделю. Если добавить к ним упражнения для укрепления мышц, когнитивная система получит ещё больше пользы.

Физическая активность совершенствует детей. Дети в хорошей физической форме быстрее распознают визуальные стимулы, чем их малоподвижные сверстники, и лучше концентрируются. Дети уделяют больше внимания вещам, которые требуют движения. Им по душе активность, а не сдержанное поведение в классе. Дети чувствуют себя комфортнее, их самооценка выше, они менее подвержены депрессии и тревоге. Конечно, интуитивно нам это всем понятно.

Почему же школьная система не поддерживает и не воплощает в жизнь то, что давно известно учёным?

Ответа на этот вопрос у нас нет, зато, если вам интересно, как с точки зрения физиологии интенсивная физическая активность улучшает работу мозга, то это автор книги рассказывает достаточно подробно.

Нейробиолог Джон Медина предлагает школам включить физическое воспитание в ежедневное расписание уроков, например, дважды в день. Ученики могут слушать урок по математике или учить английский язык и при этом 1–2 минуты в час заниматься ходьбой на беговых дорожках, расположенных рядом с рабочим столом. А повлияет ли применение такой методики на успеваемость, узнать возможно после экспериментов учёных, исследующих мозг, и специалистов системы образования.

Сам автор книги поставил беговую дорожку у себя в офисе и теперь регулярные перерывы заполняет не чашкой кофе, а упражнениями. Он придумал конструкцию, которая позволяет установить компьютер так, чтобы можно было писать электронные письма, пока занимаешься спортом. Ему потребовалось 15 минут, чтобы приловчиться печатать на лэптопе при ходьбе со скоростью 3 км/час.

Способность учиться и доминирование

У мозга есть два важных качества, требующих взаимодействия: хранение приобретённых знаний, то есть своеобразная база данных, и способность импровизировать на основе этих данных.

Некоторые школы пропагандируют использование стабильной, механически заученной базы данных, игнорируя импровизаторские инстинкты, формировавшиеся миллионы лет.

От этого страдает креативность. Другие, напротив, поддерживают способности к творчеству, не ставя на первое место создание фонда знаний. Они игнорируют нашу потребность в глубоких знаниях об объекте, которые запоминаются и сохраняются в высокоструктурированной базе данных.

Исторически способность к обучению развивалась из-за необходимости поддерживать отношения с другими особями. Мы научились сотрудничать, то есть ставить общие цели, учитывающие интересы всех союзников. Для того чтобы понимать интересы союзника, нужно уметь распознавать мотивацию других, что им нравится и чего они боятся. Необходимо знать об их заветных желаниях. Осознав, что передача опыта и групповая сплочённость позволяют доминировать, люди увидели в этом свою силу. Многие учёные полагают, что умение предсказывать и манипулировать другими и интеллектуальное доминирование имеют прямую зависимость. Наше интеллектуальное мастерство (язык, математика, искусство), возможно, возникло благодаря сильной потребности предугадывать психологическое состояние союзников.

Процесс обучения подвергается влиянию эмоционального окружения. Качество обучения частично зависит от отношений между учеником и учителем. Если человек не чувствует себя в безопасности рядом с учителем или руководителем, он не сможет работать хорошо. Если в отношениях с учеником существует непонимание, учитель не сможет установить с ним контакт, а ученик может замкнуться в себе.

Электрический язык мозга

Язык, который понимает мозг, - электрические импульсы. Мозг каждого человека имеет различную электропроводимость нейронов, «проводку». Мозг подвержен воздействию внешних факторов, и его «проводка» зависит от культурной среды, в которой он находится.

Нейробиолог и биохимик Эрик Кандел, нобелевский лауреат 2000 года, доказал, что в процессе обучения «проводка» человеческого мозга меняется. Мозг постоянно обучается новым вещам, следовательно, и его «проводка» постоянно меняется (если говорить научным языком, то устанавливаются новые синаптические связи).

На мозге каждого новорожденного можно сделать надпись: «Укомплектовать».

Человеческий мозг лишь частично формируется при рождении, и процесс окончательной комплектации происходит в последующие годы. Самые важные работы завершаются к двадцати годам, а окончательная наладка - когда человеку уже за сорок.

Из-за разной электропроводимости унифицированное образование неэффективно

Школьная система образования предполагает, что каждый мозг обучается одинаково. Существующая система базируется на ожидании того, что результаты обучения должны быть достигнуты к определенному возрасту.

Ученики одного возраста обладают разными интеллектуальными способностями.

Отличия между учениками могут серьёзно повлиять на работу в классе. В результате исследований обнаружилось, что около 10% учеников не могут читать в том возрасте, в котором этого от них ожидают, из-за недостаточно сформированной «проводки» мозга.

Поскольку «проводка» мозга у всех различна, способность учителя «считывать» мысли ученика становится важным инструментом. Эта способность понимать внутренние мотивы других людей и строить предположения относительно работы их мозга на основе имеющейся информации обеспечивает главный подход к пониманию внутренней жизни ученика.

Например, учителя могут знать, когда ученики ошибаются или когда они работают в полную силу. Тонко чувствующим учителям это даёт понимание, трансформировалось ли то, чему они обучают, в изученное. Поскольку учитель не может следить за большим количеством учеников, должны существовать определенные пределы количества обучающихся.

Для надежной памяти нужны циклы повторений

Дети забывают 90% того, что изучают в классе, в течение 30 дней. Самый высокий процент забывания приходится на первые часы после урока. Можно продлить срок хранения информации в памяти путём её повторения через определенный интервал времени. Чем больше циклов повторения проходит воспоминание, тем лучше оно сохраняется в памяти.

Знания фиксируются в памяти не в момент обучения, а при благотворно влияющем повторении через определённые временные интервалы.

Многочисленные исследования подтвердили, что обсуждение или обдумывание события непосредственно после происшествия улучшает его запоминание.

Непосредственно после изучения (от нескольких минут до часов и дней) система воспроизведения позволяет восстанавливать чёткий и детализированный образ полученной информации. Со временем воспоминания о событиях и фактах, которые когда-то были ясными и конкретными, ослабевают. Пытаясь заполнить эти пробелы, мозг полагается на частичные фрагменты, рассуждения, догадки и часто на другие воспоминания, не связанные с конкретным событием. Мозг связывает новую информацию с ранее полученной, из чего следует, что новые данные постоянно изменяют предыдущие, и отправляет вновь созданные на хранение. Таким образом формируется лишь приблизительное представление о реальности.

Памяти, как и цементной смеси, чтобы приобрести постоянную форму, нужно длительное время. Нужны годы, чтобы отправить определённую информацию на долговременное хранение в абсолютно неизменном виде. Пока происходит «застывание», человеческая память подвержена изменениям. Путаница возрастает, когда информация подается непрерывными блоками, как в большинстве школ.

Циклы повторения формируют опыт, который добавляется в базу знаний, а не переплетается с уже имеющимся.

Стресс

При кратковременной стрессовой ситуации организм вбрасывает в кровь гормоны адреналин и кортизол. Резкий гормональный всплеск в течение короткого времени устраняет самые неприятные последствия воздействия стресса, приводя в норму гомеостаз, но на протяжении нескольких лет хронического стресса гормоны отравляют организм. Тонко настроенная система выходит из-под контроля. При длительном воздействии избыток адреналина приводит к нерегулируемым перепадам кровяного давления, в результате чего на поверхности кровеносных сосудов образуются шероховатости, которые затем превращаются в шрамы, а в крови образуется вязкая субстанция, закупоривающая артерии.

Слишком сильный и продолжительный стресс вредит обучению.

Люди, страдающие от стресса, не демонстрируют выдающихся способностей в математике, не очень успешно обучаются языкам. Их память гораздо слабее, чем у других.

Им трудно сосредоточиться. Сильный стресс приводит к повреждению тканей головного мозга. Гормоны стресса могут победить естественную защиту организма и полностью отключить ее. Успех в управлении стрессом связан с восстановлением контроля в жизни. Для того чтобы выявить проблемы, вызванные стрессом, следует выяснить, когда человек чувствует себя беспомощным.

Начинать противостоять негативному влиянию стресса автор предлагает с создания стабильной домашней атмосферы и курсов семейной терапии. Джон Медина призывает создавать программы совместными усилиями ученых, работающих в области исследования мозга, и специалистов системы образования.

Мы никогда не утрачиваем жажду знаний

Автор убежден, что мы можем всю жизнь оставаться учениками. Согласно результатам исследований, некоторые области мозга взрослого человека остаются столь же пластичными, как в мозге ребенка, поэтому он способен формировать новые связи, закреплять существующие и создавать новые нейроны; этот дар позволяет нам учиться в течение всей жизни.

Большинство специалистов по возрастной психологии полагают, что потребность ребенка в знании естественна.

И если бы детям позволяли оставаться любопытными, они продолжали бы развивать свои естественные наклонности к исследованию и открытиям, пока им не исполнился бы 101 год.

Детям исследование приносит радость. Подобно наркотику, жажда познания только растёт и, следовательно, приносит и большое удовольствие, и немедленное вознаграждение. А если она поощряется родителями, то сохраняется и в школьные годы. Когда дети взрослеют, они понимают, что учение приносит не только радость, но и компетентность. Важно, чтобы ребенок чувствовал радость от получения знаний, а не только выгоду, чтобы чувство восторга не сменялось стремлением только получить хорошую оценку.

Создайте педагогический вуз, где занимаются изучением мозга

Напоследок Джон Медина предлагает объединить усилия учёных и учителей созданием педагогического вуза нового типа. Программа такого института будет учитывать особенности работы человеческого мозга. В нём три направления. Участники образовательного процесса - традиционные преподаватели-лекторы, учителя-практики и научные сотрудники, изучающие работу мозга. Последняя группа преподавателей в своих исследовательских лабораториях выясняет, как обучается человеческий мозг, а затем активно тестирует гипотезы в условиях реальных ситуаций в классах. Курс программы включает разные вопросы - от анатомии мозга до психологии, от молекулярной биологии до последних открытий в области когнитивной нейробиологии.

После первого года обучения студенты начинают принимать активное участие в жизни института. Один семестр может быть посвящён изучению вопросов развития умственных способностей подростков. Следующий семестр - отклонениям в поведении, таким как синдром гиперактивности с дефицитом внимания; кроме того, учащиеся ассистируют в специализированных классах. На следующем курсе они изучают, какова роль семьи в обучении ребенка, и посещают родительские собрания, чтобы наблюдать за сотрудничеством учителей и родителей.

В рамках такого двустороннего сотрудничества исследователи и участники программы обучения становятся единой интеллектуальной средой. Такая модель образования применяет мощную практическую стратегию исследования и развития. Практикующие учителя становятся коллегами, активными партнерами, помогают направить науку в необходимое русло, а ученые-исследователи, в свою очередь, задают новое направление их профессиональной деятельности.

Ну а самым важным правилом мозга, которое нет необходимости доказывать научными фактами, автор считает любознательность. Ради этого автор хотел бы, чтобы классы и офисы планировались с учетом особенностей нашего мозга.

Как вы думаете, насколько интереснее было бы учиться в школе, в которой обучение основано на знании реальных механизмов работы мозга?

Где поощрялось бы любопытство и физическая активность? Где образовательный процесс подстраивался бы под детей, а не дети - под мысли (далеко не самые умные) чиновников от образования? Согласитесь, было бы здорово посмотреть на такую школу. С другой стороны - а что мешает нам работать над достижением такого идеала? Каждый учитель может делать свои, пусть и маленькие шаги в этом направлении. И когда-нибудь крошечные ручейки сольются в полноводную реку.

Марихуана против Альцгеймера. Ученые Института биологических исследований Солка (США) обнаружили, что основное психоактивное вещество в марихуане, тетрагидроканнабинол (ТГК), и несколько других активных соединений уничтожают бета-амилоидные бляшки на выращенных в лабораторных условиях нейронах. Бета-амилоид — это токсичный белок, накапливающийся в мозге людей, страдающих болезнью Альцгеймера. Болезнь прогрессирует за счет клеточного воспаления в головном мозге, которое также ослабляется за счет психоактивных веществ марихуаны. Основная заслуга исследования в том, что оно открывает новые горизонты в изучении возможных эффектов марихуаны.

Объем памяти нашего мозга в 10 раз больше, чем мы думали. Мы ценим наш мозг за способность хранить и обрабатывать большие объемы информации. Но исследования группы американских ученых из Университета Калифорнии выявили, что реальные возможности мозга в десять раз больше, чем было принято считать до этого. Ученые доказали, что человеческий мозг способен вмещать столько информации, сколько вмещает всемирное интернет-пространство. Чтобы прийти к такому выводу, ученые построили 3D-модель гиппокампа нейронов мозга (гиппокамп — это часть лимбической системы мозга, участвующая в консолидации кратковременной памяти в долговременную), в которых переходы и синапсы повторяются дважды в 10% случаев. Ученый Терри Сежноуски назвал это «настоящей бомбой» в области неврологии.

Болеутоляющие средства обостряют хронические боли. Недавние исследования показали, что всего 5 дней лечения крыс морфином привели к возникновению хронической боли, которая продолжалась у них в течение нескольких месяцев. Опиоидные препараты повлияли на поведение глиальных клеток у подопытных животных: эти клетки должны защищать нервы спинного и головного мозга от повреждений, однако после многократного употребления морфина этого не происходит, и появляется повышенная чувствительность к боли. Если результаты исследования будут аналогичными и в случае с людьми, это объяснит зависимость от сильных обезболивающих средств: помогая на поверхностном уровне, препараты продлевают и усиливают болевой синдром в долгосрочной перспективе.

Сахар как наркотик. Наши привычки причудливым образом влияют на работу мозга. Например, даже такие сигналы нервной системы как «стоп» и «идти» меняются под воздействием зависимости от сахара. Как и другие наркотики, пристрастие к сахару сказывается на том, как именно мозг контролирует электрические сигналы, связанные либо с погоней за удовольствием, либо с пресечением этого желания. Выходит, что тяга к сахару — это не просто аппетит и вкусовые предпочтения, а результат изменений мозга, вызванных мощным химическим воздействием. Это еще одно исследование, которое доказывает, что мы недооценивали влияние сахара на наш организм. Кстати, другая научная работа прошлого года рассматривает генетические повреждения памяти, вызванные фруктозой. Скорее всего, тема зависимости нашего мозга от сладкого станет в ближайшем будущем одной из наиболее актуальных в науке.

Счастье заложено в генах? В ходе одного из крупнейших на сегодняшний день исследований, рассматривающего связи настроения и состояния человека с генетикой, ученые пришли к выводу — корни нашего психологического мировосприятия кроются в геноме. Более 190 исследователей из 17 стран мира проанализировали данные генома практически 300 тысяч человек. Результаты проявили себя в наборе генетических вариаций, связанных с субъективным чувством благосостояния — т. е. мыслями и чувствами, которые возникают у нас относительно уровня и качества нашей жизни, что психологи определяют как центральный компонент счастья. Аналогичным образом были обнаружены генетические вариации, связанные с депрессией и неврозом. Следующий вопрос заключается в том, как эти вариации взаимодействуют с окружающей нас средой, и может ли депрессия быть выявлена методом генетических исследований до ее клинического проявления.

Профилактика болезни Альцеймера: первые шаги. Исследования прошлого года открыли новые перспективы в создании медицинских препаратов по профилактике болезни Альцгеймера, а возможно, и других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона. Сотрудники Байлоровского медицинского колледжа, ученые Техасской детской больницы и Медицинской школы при Университете Джонса Хопкинса общими усилиями ищут возможность препятствовать скоплению токсичных белков в человеческом мозге — т. е. работать на опережение, а не разрушать уже образовавшиеся тау-белки. Это большой прорыв в области борьбы с Альцгеймером, потому что основные исследования до сих пор были сконцентрированы на лечении поздних стадий заболевания.

Как апноэ во время сна влияет на мозг. Апноэ сна — внезапная остановка дыхания, которая может длиться 20−30 секунд, а порой и дольше. Нередко апноэ связывают с повышенным риском инсульта, депрессиями и дорожно-транспортными происшествиями. Исследования показали, что беспокойные ночи с апноэ провоцируют своего рода химические «американские горки», выбрасывая нейротрансмиттеры GABA (гамма-аминомасляная кислота) и глутамат. Как итог — страдающие ночным апноэ более чутко реагируют на стресс, испытывают проблемы с концентрацией внимания и подвержены частым перепадам эмоций.

Ходить за счастьем. Среди множества исследований, изучающих благотворное влияние пешей ходьбы на эмоциональное состояние человека, можно выделить одну из недавних работ. Так, ученые утверждают, что ходьба улучшает настроение, даже когда мы не ожидаем и не планируем такого эффекта. В ходе трех экспериментов, в которых приняли участие более сотни человек (не подозревающих, что процесс ходьбы здесь один из объектов исследования), было установлено, что всего за 12 минут ходьбы увеличилась веселость, энергичность, внимательность и уверенность в себе испытуемых, по сравнению с тем же временем, проведенным сидя. Важный и приятный вывод: борьба с депрессией и подавленным состоянием не требует финансовых вложений и походов к специалисту. Порой достаточно просто выйти из дома и отправиться на прогулку.

Социальные сети и социальные возможности. Большинство работ в области психологии, связанные с социальными сетями, изучают их влияние на эмоциональное состояние человека: например, является Facebook триггером хорошего настроения или провоцирует депрессию. В прошлом году появились изыскания, которые сфокусированы на том, как Facebook управляет нашими отношениями. С одной стороны, социальные медиа представляются прекрасным инструментом, чтобы расширить наши коммуникационные возможности, преодолев так называемое число Данбара — количество постоянных социальных связей, которые человек может поддерживать. Но нет: по данным ученых, число Данбара все еще в силе, и наш мозг в состоянии контролировать не более 150 отношений (т.е. знать и помнить черты характера и другие особенности человека). Так что расширение социальных связей благодаря соцсетям довольно условное — сколько бы «друзей» у вас ни было отмечено, ваш мозг способен «дружить» лишь с узким кругом.

Напоминания на стикерах все еще самые эффективные. Никакие новые технологии не заменят привычных для нас напоминаний, написанных на бумажке и закрепленных где-нибудь на виду, утверждают ученые, которые посвятили этой теме целое исследование. Сегодня наша жизнь становится все насыщеннее и напряженнее, поэтому такие практические знания, подтвержденные научными экспериментами, просто необходимы.