Человеческий мозг – это самый загадочный орган, который управляет нашими мыслями, чувствами и движениями.
На этой выставке в Бордо, детям объясняют, что представляет из себя наш мозг и каким образом он контролирует наши жизненно важные функции.
Куратор выставки Вэнсан Жуанно рассказал, как европейские ученые пытаются разгадать секреты мозга … и использовать его удивительные способности:
“В результате эволюции всего животного мира один мозг отличается от другого и обладает совершенно различными способностями. Даже у людей, у каждого индивидуума, мозг имеет различия. В зависимости от того, что с ним происходит: от обучения, нашего жизненного опыта, в той или иной степени развиваются познавательные способности, и, благодаря такой пластичности мозга, он становится уникальным органом, соответствующим каждому человеку.”
“Раньше мозг можно было изучать только на мертвых объектах после аутопсии. Сегодня мы можем наблюдать за функционирующим мозгом в реальном времени, благодаря изображению, полученному с помощью медицинской техники. Инновационный подход помогает лучше понять, как мозг работает. “
“Разумеется, все боятся даже прикасаться к этому хрупкому органу: нейрохирургическая операция – это не операция по удалению аппендицита, – продолжает Жуанно, – так что всегда любые манипуляции с этим органом вызывают опасения.”
В этой литовской больнице проводится необычный эксперимент. Пациентам с травмами головы выданы необычные пластиковые очки, разработанные для измерения внутричерепного давления.
Давление в сосудах головного мозга – ключевой элемент, позволяющий определить, есть ли риски для здоровья пациента.
Когда – то такая диагностика была невозможна без механического вмешательства, а значит, более миллиона европейских пациентов оставались без точного диагноза. Сегодня же выявить риски дисфункций мозга можно гораздо точнее и быстрее.
“Это устройство предоставляет нам уникальную возможность, понять, что происходит в мозгу, не травмируя его, -объясняет нейрохирург Саулюс Рокка, – Инвазивные методы – сегодня норма в нейрохирургии. Но их нельзя использовать в любых клинических случаях. Вы не можете применять подобные методы к пациентам, находящимся в сознании. Этот прибор позволяет действовать быстрее, безопаснее, и получать более точные данные о внутричерепном давлении. “
В основе действия прибора – ультразвуковое излучение. Ультразвук посылается в мозг через глазную артерию.
Отраженный сигнал быстро и легко обрабатывается и дает точные данные, утверждают разработчики:
“Мы пытаемся измерить скорость частиц крови и другие параметры мельчайших сосудов внутри мозга. Самое сложное – добиться точности, наш прибор должен быть крайне чувствительным. Поэтому мы совместили ультразвуковые системы с другими инновационными технологиями, такими, как цифровая обработка сигнала, алгоритмами фильтрации, и все это объединено в единое электронное устройство”.
Наш мозг – гораздо больше, чем просто хрупкий человеческий орган. На экскурсии дети узнают, что мозг обладает удивительной способностью развивать свои возможности за счет собственных ресурсов . Но, к сожалению, старея, способен и быстро деградировать .
“У лондонских таксистов проводили магнитно-резонансную томографию. И обнаружили, что у них сильнее развит гиппокамп, – продолжает куратор выставки Жуанно, – Гиппокамп – это зона, ответственная за память. Но почему он более развит? Потому что таксистам приходилось заучивать наизусть карту Лондона, держать ее в голове, а значит развивать именно эту способность, что и привело к структурным изменениям.”
“Эта пластичность мозга, его способность приспосабливаться – зависит то многого. Но нейроны играют в этом особую роль. Они могут менять свою конфигурацию и создавать целые сети, и чем больше их стимулировать, тем более надежными и развитыми будут эти сети нейронов. И таким же образом, если их не стимулировать, эти сети нейронов будут постепенно исчезать.”
В этой уникальной лаборатории в Вене ученые занимаются практическими исследованиями мозга.
Они хотят понять механизмы старения мозга на молекулярном уровне. Почему в ряде случаев старый мозг остается в добром здравии, а в других – в нем развиваются
нейродегенеративные процессы , такие, как, например, болезнь Альцгеймера?
Невропатолог Габор Ковач давно занимается этой проблемой:
“Нейроны, нервные клетки, которые связаны друг с другом и контактируют с помощью отростков, сначала теряют эти контакты, а затем умирают. И параллельно этому происходит накопление патологически измененных нейронов, содержащих аномальные белки. Таким образом развивается болезнь Альцгеймера. Мы хотим понять, как этот процесс запускается. Что происходит на ранней стадии? Когда пациент приходит к врачу уже с симптомами болезни Альцгеймера, как правило, уже поздно, нейроны потеряны, они уже мертвы. Мы хотим научиться распознавать первые признаки начинающегося заболевания лет за пять-восемь до того, как процесс стал необратимым.”
Сегодня, ученым уже многое удалось узнать. Они поняли, что те же самые белки и гены, которые непосредственно участвует в развитии мозга, со временем начинают разрушать его. Благодаря исследованиям получены результаты, которые помогут улучшить диагностику болезни Альцгеймера и методы ее лечения. “Было бы очень важно понять, почему часть людей сохраняет до старости ясную голову и остается, как мы говорим, “нормальными”, есть ли у них защитные генетические механизмы? В нашем проекте мы исследуем не только факторы риска, но и факторы защиты. Хотим узнать, какие генетические структуры могут защитить от болезни Альцгеймера. Если мы найдем ключ к этому явлению, то сможем воспроизвести его искусственно на уровне белков. Эти механизмы будут полезны для терапии. Если мы узнаем, как защитить человеческий мозг, мы сможем помочь людям “
На выставке дети узнают, что мозг, оказывается, обладает многими удивительными, еще не до конца исследованными возможностями. Например, с помощью компьютера, он может управлять роботами и другими техническими приспособлениями. Эти технологии известны как нейрокомпьютерные интерфейсы. Благодаря подобным устройствам, ученые дали надежду людям с ограниченными возможностями на полноценную жизнь.
Рассказывает Жуанно:
“Все больше парализованных людей используют свой мозг, чтобы через компьютер управлять техническими устройствами. Мы знаем, что мозг обладает невероятными возможностями, и, если мозг подключить к специальному электронному устройству, он найдет способ отдавать команды машинам и роботам.. Понять, каковы пределы возможностей нашего мозга, действительно трудно.”
В этой лаборатории в Линце доказано, что усилием мысли уже можно включать и выключать свет.
Электроды, закрепленные вокруг головы добровольца, фиксируют активные электрические сигналы от мозга .Компьютер считывает эти сигналы, и, получив приказ, включает лампочку.
Однако исследователи уверены, что потенциальные возможности у мозга в этом направление гораздо шире и его стимулирование может позволить парализованным людям играть в видеоигры, в шахматы, в настольные игры или дистанционно открывать дверь.
А ученые утверждают, что главное – еще впереди… Координатор проекта AsTeRICS работает над коммуникационными ресурсами людей с нарушениями двигательных функций: “ Система управления на основе нейрокомпьютерного интерфейса работает следующим образом: в определенной точке на правой стороне головы закреплен электрод, который считывает сигнал, поступающий из мозга. Для системы Астерикс достаточно небольшого колебания, чтобы установить взаимодействие с компьютером. В данном случае мы можем установить контроль за выключателем с помощью одного сигнала, поступающего от мозга.” Ученые уже протестировали возможности управления сложными летательными аппаратами с использованием комбинации сенсорных датчиков, компьютерного зрения и … силы мысли.
В обычной жизни результаты этих научных разработок уже вовсю применяются. Герхард Нусбаум, сам инвалид, осваивает научные разработки в реальной жизни:
“Примером может служить способ управления электронной инвалидной коляской, где необходима точность. Или (как уже говорилось) прямое управление с помощью компьютера, который работает намного быстрее. Можно представить себе будущее, в котором силой мысли парализованный человек сможет управлять ортезами и выполнять с их помощью любые механические действия.”
Чтобы решить многие научные головоломки, которые каждый день задает нам наш хрупкий и одновременно сложный мозг, предстоит еще много работать. За последние десятилетия исследования мозга существенно продвинулись во всех направлениях, но для ученых все еще остается множество неразгаданных тайн. Полезные ссылки:
www.fp7brainsafe.com
www.develage.eu
www.asterics.eu
www.cap-sciences.net