Тетрис меняет мозг с неизвестными последствиями для интеллекта.

Изменения в ходе опыта в толщине коры головного мозга в подопытной (слева) и контрольной (справа) группах. Стрелками отмечены особенно заметно увеличившиеся участки (жёлто-красный цвет). Это главный, но далеко не единственный результат необычного эксперимента (иллюстрация Richard J. Haier et al.).
Мало кто сомневается в способности видеоигр развивать мышление. Вопрос в том — на каком уровне это происходит и каких именно улучшений стоит ждать от тренировок за монитором. Единого мнения тут нет. Пока одни учёные удивляются быстрым переменам в строении мозга, зафиксированным у испытуемых в экспериментах, другие предостерегают коллег от поспешных выводов.

"Структура мозга гораздо более динамична, чем оценивали ранее", — заявил исследователь Ричард Хэйер (Richard Haier) из Калифорнийского университета в Ирвине (UC Irvine). Вместе со своими коллегами из канадского университета Макгилла (McGill University) и американской исследовательской организации Mind Research Network Хэйер провёл ряд опытов, показавших, что регулярная игра на компьютере может вызывать физиологические изменения в головном мозге человека.Плюсы и минусы открытых перемен ещё предстоит оценить в полной мере: в какую сторону и что именно улучшается — большой вопрос.

	"Тетрису" в нынешнем году исполнилось 25 лет. Число вариантов игры с трудом поддаётся подсчёту, но даже самый простой "классический" – до сих пор загадочно притягивает внимание миллионов (иллюстрация Electronic Arts).

Как и ряд нейрофизиологов до Хэйера, американский учёный использовал культовую игру "Тетрис". Кажется, что в силу относительной простоты этой игрушки она не может заметно сказаться на умственных способностях испытуемых. Каково же было удивление исследователей, когда они обнаружили, что всего три месяца игры (причём только по 1,5 часа в неделю) привели к увеличению толщины коры головного мозга у подопечных. Не всей, конечно, коры, а определённых участков.
В общем, если бы у древних гоминидов были видеоигры, они стали бы сапиенсами намного раньше. Или нет? Но по порядку.
В роли подопытных выступили девушки-подростки. Предпочтение слабого пола объясняется тем, что у мальчишек в среднем гораздо больший опыт в видеоиграх и продолжительная практика, а они могли повлиять на результат эксперимента.
15 девушек регулярно играли в "Тетрис", а 11 "контрольных", соответственно, — нет. При этом различного вида сканирование мозга (функциональная магнитно-резонансная томография в том числе) проводилось как перед началом эксперимента, так и по ходу опыта, и по окончании трёх месяцев, само собой.
Выяснилось, что некоторые участки коры у игроков после эксперимента увеличились по толщине и плотности (выросло серое вещество — нервные клетки и снабжающие их капилляры). Особенно отличились поля Бродмана 6 (в левой фронтальной доле мозга), 22 и 38 (в левой височной доле).

Профессор Хэйер уже знаком нашим читателям: несколько лет назад он установил, что мужчины и женщины мыслят по-разному буквально на физиологическом уровне (фото с сайта web.mac.com).

"Шестёрка", как считается, отвечает за планирование сложных движений, а "22/38" — за обобщение информации от органов чувств. Аналогичные участки у контрольной группы не показали никаких существенных перемен.
Можно было бы сделать простой вывод: в рост пошли те районы, которые наиболее интенсивно были задействованы в ходе игры. Но не всё так просто. Сканирование также показало, что тренировка в "Тетрис" вызвала изменения не только в количестве нейронов отдельных участков коры, но и в уровне активации разных её зон, происходящей во время игры.
Сравнив картинки у "игроков" в начале их трёхмесячной "сессии" и в конце, авторы работы увидели, что почти по всей коре имеются участки, нейронная активность которых существенно переменилась (у контрольной группы ничего такого не наблюдалось). Причём в одних зонах активность выросла, в других, что совсем уж любопытно, — упала.
И окончательно сбило с толку экспериментаторов то, что эти регионы с повышенной и пониженной активностью не совпали с участками, нарастившими свою толщину.
Учёные рассудили, что снижение активности некоторых участков может говорить о том, что мозг научился (применительно к "Тетрису") действовать оптимально и не включать ненужные районы коры. Но тезис о повышении эффективности обработки сигналов, прямолинейно следующей за наращиванием числа нейронов, разбивается об уже упомянутое несовпадение зон со снижением активности и участков, нарастивших массу серого вещества.

Карта роста толщины коры (красные участки), наложенная на карту перемен в работе нейронов. Повышение активности клеток показано зелёным, снижение – синим. Детали этого исследования можно найти в статье в BMC Research Notes (иллюстрации Richard J. Haier et al.).

Может, мозг просто начинает работать чуть-чуть иначе, обучаясь задействовать новые коммуникации между несколькими зонами? Это всё только предположения. Досконально никто ещё не может сказать — какие поля какую роль играют в ходе выполнения задачи с падающими в стакан фигурками.
Ясно только, что игра способна повлиять как на распределение клеток в головном мозге, так и на их активацию. "Понимание работы мозга никогда не было простым, — говорит Хэйер. — Мы знаем, что "Тетрис" изменяет мозг. Но мы не знаем, хорошо ли это для вас". Иными словами, одни лишь перемены в нейронах ничего не говорят о сдвигах в работе памяти или в интеллекте.
И тут стоит сравнить достижение Ричарда с другими сходными исследованиями. К примеру, учёные выяснили, что игры-стрелялки повышают зоркость, улучшают способность мозга перерабатывать визуальную информацию и могут даже послужить способом коррекции зрения. Работа с компьютером вообще мобилизует возможности мозга. Показали же как-то исследователи, что веб-сёрфинг полезнее чтения книг.
Но перекидывать от этих частных случаев мостик к выводу "игры всегда улучшают мозги" рановато. Об этом говорят инициаторы нового предприятия — Brain Test Britain experiment, организованного BBC в рамках телевизионной программы Bang goes the theory.
В последние годы набирают популярность компьютерные игры, известные как "тренеры мозга" (brain trainers). Задачки на внимание или реакцию, не слишком сложные головоломки и математические ребусы, игры в слова, в общем – масса различных способов проверить расторопность работы машинки, скрытой под черепной коробкой.

Lumosity — онлайн-тренер мозга, состоящий из множества разных игр. Это один из многих проектов такого рода. Популярность "улучшателей" растёт, хотя их реальная эффективность остаётся предметом научных дискуссий (иллюстрация с сайта lumosity.com).

Считается, что занятия такими типами видеоигр развивают мозг не хуже, чем фитнес — мышцы. Даже появился целый класс программ, предназначенный для тренировки мозгов стариков (мы рассказывали об этом: 1, 2).
BBC намерена выяснить — насколько в действительности такие "тренинги" изменяют мозг. Известная медиакомпания запускает крупнейший эксперимент в данной области — в нём смогут принять участие все зарегистрированные пользователи старше 18 лет.
Им предложено в течение 6 недель, не реже трёх раз в неделю по 10 минут играть в разные "развивающие программы" в онлайне. Специалисты же будут собирать статистику результатов (за подготовкой опыта стоят, как нетрудно догадаться, не телевизионщики, а ряд специалистов по нейронаукам из исследовательских центров Британии).
Авторы "народного" эксперимента отмечают, что до сих пор фактически нет надёжного научного подтверждения эффективности brain trainers. То есть — понятно, что наловчившись играть в какую-то игру, вы будете справляться с ней всё лучше и лучше. Но означает ли это, что улучшилась работа (строение) мозга? Вовсе нет. Плюсом можно посчитать лишь тот случай, когда тренировка такого рода помогает улучшить результаты человека в других "приложениях".

Какой цветок выбивается из ряда соседей? Какой предмет самый тяжёлый? Человеку не составляет особого труда ответить на эти вопросы и выдать их в секунды. А вот выяснение, каким путём (вплоть до групп нейронов) мозг принимает решение и почему один человек отвечает быстрее, а другой медленнее – это уже настоящая головоломка. Для учёных (иллюстрации с сайта news.bbc.co.uk).

Если вы поднаторели в судоку, это означает только то, что вы поднаторели в судоку. Если вы научились хорошо сбивать тарелки с пришельцами, значит, вы хорошо научились сбивать... И не более того.
А возвращаясь ко всё тому же "Тетрису"... Длительная игра в него, очевидно, повышает ваш средний результат в данной игре (число набранных очков), но об улучшении состояния (или эффективности работы) своего мозга вы сможете говорить, только если обнаружите, что после "Тетриса" вдруг стали лучше запоминать слова или быстрее решать математические задачки в уме.
Потому устроители Brain Test Britain предусмотрели важное условие: в начале эксперимента испытуемый проходит некий тест на сообразительность и быстроту мышления, который принципиально отличается от задачек, служащих тренировочными программами. После шести недель тренинга человек должен снова будет пройти проверочный тест.
Предполагается, что сравнение его результатов в начале и в конце поможет вычислить тот самый "чистый" результат для мозга. Если он окажется положительным — можно будет сделать вывод, что последствия тренировки мозга могут сказаться и на решении им других типов психологических задач.
Кроме того, британские эксперты предостерегают от однозначного толкования результатов магнитно-резонансного сканирования (как в предыдущем исследовании).
"То, что мы видим на этих сканах, это просто мера энергии, которую мозг использует при выполнении тестов. Это не является доказательством того, что мозг обучается или даже изменяется в любой форме", — полагает Джессика Грэн (Jessica Grahn) из исследовательского центра наук о мозге Кембриджского университета (Cognition and Brain Sciences Unit).

Разработчики проекта Brain Test Britain сделали всё возможное, чтобы он соответствовал критериям научной работы. Тут будут и контрольные группы, и команды "тренирующихся", разделённые ещё и по видам тренировочных программ, и так далее (иллюстрация с сайта bbc.co.uk).

Британцы надеются, что число испытуемых составит несколько тысяч, так что на этом фоне легче будет уловить закономерности. А первые выводы Brain Test Britain должны появиться весной 2010 года, но проект на этом не свернёт деятельность. Добровольцам будет предложено продолжить игры на срок до года, а всю статистику отправят на анализ. Только в 2011 году будет подведён окончательный итог.
Тогда, быть может, станет чуточку яснее — означают ли перемены в мозге после "Тетриса" положительные сдвиги для мышления в целом или это просто проявление адаптации коры к достижению именно данной, и никакой другой, цели.

Как формируется наша память и происходит процесс обучения.

Джо Дзен увлекся изучением нейронов, когда был студентом-второкурсником, посвящая любимому занятию почти все свободное от учебы время. Однажды его внимание привлекла лаборатория по изучению деятельности мозга при Шанхайском восточно-китайском университете. "В помещении было темно, только светился макет с изображением человеческого мозга. В тот самый момент я понял, в чем мое предназначение", говорит д-р Дзен из Медицинского колледжа штата Джорджия.

"Мы занимаемся изучением вопросов, которые постоянно волнуют умы людей - как работает наш мозг и память; какова молекулярная основа процесса обучения или какие гены участвуют в формировании памяти на элементарном уровне. В ходе эксперимента мы научились определять ключевые гены памяти и управлять ими по своему усмотрению - либо включать, ускоряя процесс обучения Дуги, либо, наоборот, выключать, вызывая торможение памяти". Речь идет о подопытном мышонке, который сверх-экспрессирует "умный" ген в гиппокампе. Эта часть мозга критична для формирования памяти и подвержена болезни Альцгеймера. NMDA-рецепторы представляют собой микроскопические поры на клеточных мембранах, которые проводят ионы, повышая нейрональную активность и коммуникацию. У молодых людей в рецепторах клеток гиппокампа находится больше субъединиц NMDA, NR2B, которые имеют способность удерживать коммуникационные каналы открытыми дольше, благодаря чему происходит гиперактивный обмен сигналами. С возрастом люди переключаются на субъединицы NR2A, возможно, потому что, согласно законам эволюции, к этому времени должны передавать свои гены потомкам. Д-р Дзен вместе с коллегами получили Дуги путем форсированной экспрессии гена NR2B, а "условный нокаут" - удалением другой субъединицы NMDA-рецептора.

У мышонка лучше получалось запоминать и распознавать вещи в конкретной обстановке. Он быстро узнавал знакомые предметы и затем приступал к исследованию новых. В 1999 году Дуги стал настоящей сенсацией, украсив собой обложку журнала Time. Он также попал в десятку самых передовых открытий в мире науки. Но, с другой стороны, "глупый" мышонок не смог найти выход из лабиринта. Д-р Дзен понял, что интеллектуальность требует групповых усилий. Нейроны работают ансамблями, чтобы фиксировать не только частности, но и общую информацию, что в огромной степени обеспечивает свойство интеллектуальности.

Чтобы определить уровень одновременной активности нейронов, д-р Дзен вместе с бывшим коллегой-аспирантом д-ром Лонианом Лином разработали технологию, фиксирующую работу порядка 200 нейронов мышат! Ранее речь могла идти лишь о 20-30. Они обнаружили в гиппокампе мышонка в малом количестве нейроны, постоянно реагирующие на концепцию "постель" или "гнездо". Когда ученые накрывали гнездо стаканом, мышонок терял к нему всякий интерес. Результаты этого исследования опубликованы в Докладах Национальной академии наук за 2007 год.

"Интеллект напрямую зависит от нашей памяти, когда, сталкиваясь с новой ситуацией, мы анализируем опыт прошлого и принимаем решение", говорит д-р Дзен. "Память помогает человеку не только идентифицировать предметы, но и понимать их общее предназначение. Забронировав для себя номер в гостинице, вы не будете ночевать в другом месте. Заходя в мой офис, вы не сядете, куда попало - на пол или на стол. Вы сразу же сообразите, что нужно сесть на стул, который, возможно, отличается своим дизайном от стульев, которые вы видели раньше. Это элементарный уровень интеллекта".

Следующий проект д-ра Дзена будет посвящен расшифровке мозга. Ради этого д-р Дзен перешел в Медицинский колледж, приведя с собой из Бостонского университета еще десятерых ученных. "Цель эксперимента - понять основные принципы деятельности мозга", говорит он. "Возможно, это не самая удачная аналогия, но, тем не менее, она весьма родственна попытке познать человеческий геном и расшифровать код. Раскрыв этот механизм, мы поймем не только основные принципы биологии, но и какие терапевтические стратегии необходимо разрабатывать. Это систематичное крупномасштабное исследование, направленное на изучение мозга".

Важно понять, что биология зашла в тупик, если взять, к примеру, болезнь Альцгеймера. В лаборатории д-ра Дзена ученые создали модель животного с ранней стадией болезни, чтобы найти способ замедлить ее развитие. "Если мозг не разовьет болезнь Альцгеймера до 90 лет, это и есть исцеление", говорит ученый. Дуги сможет помочь нам научиться оптимально использовать здоровые нейроны у пациентов с прогрессирующей болезнью, увеличивая экспрессию умного гена. Если нам удастся "докопаться" до сути, мы сможем создавать компьютеры и роботы нового поколения. Понимание генов и генетических кодов прольет свет на то, как связаны мутации с развитием болезней. Например, на данном этапе практически невозможно изобрести лекарство от шизофрении. Проблема в том, что сложно найти подходящую модель. Как мы можем определить, страдает ли подопытное животное галлюцинациями или депрессией? Такого рода исследования возможны только при наличии большого числа нейрофизиологических факторов и других биологических маркеров".

Д-р Дзен с большим энтузиазмом готовится вместе с коллегами-нейробиологами к эксперименту по взлому мозгового кода, чтобы изучить "нейронный язык" или тишину. "Я очень рад, что могу возглавить этот проект. Научный альянс штата Джорджия может предоставить ученым все необходимые условия, для того чтобы заниматься серьезными исследованиями". "Джо Дзен - энергичный ученый, который уже сделал огромный вклад в понимание такого сложного устройства, как человеческий мозг, определяющий каждого из нас", говорит д-р Дуглас Миллер, декан Медицинского колледжа. "Он занимается как раз той проблемой, которая лежит во главе угла нашего нового Института по изучению мозга. На основании всех научных открытий в этой области д-р Дзен пытается составить полную картину функционирования мозга и найти оптимальные способы лечения людей. Работа Джо Дзена приблизила нас к расшифровке ключевого кода памяти", говорит Майк Кассиди, президент Альянса. "Его уникальные открытия уже применяются в разработке интеллектуальных компьютеров нового поколения. Я думаю, с приходом Джо в наш колледж нейронауку ждет удивительное будущее".

Оксана Гринолив

Если вы счастливы, мы об этом узнаем.

1881 году, оптимистичный ирландский экономист Френсис Эджворт вообразил странное устройство, которое назвал «гедониметр», которое способно «постоянно регистрировать величину удовольствия, испытуемого личностью». Другими словами - сенсор счастья.

Это была всего лишь мечта. На практике, в течение десятилетий, ученые-социологи, пытаясь измерить счастье, получали лишь жуткую головную боль. Исследования дали некоторую полезную информацию, но она оказалась искажена тем неприятным фактом, что люди часто говорили неправду о своих чувствах, как только сталкивались с официальным опросом.

Но что если бы у нас был чувствительный на расстоянии механизм, который может регистрировать чувства миллионов людей в какой-то определенный день, чтобы они об этом не узнали?

Именно это создали Петер Доддс и Крис Данфорт, математик и программист из университета в Вермонте. «Распространение личных сообщений в режиме реального времени, например, блоги, дает нам возможность измерить эмоциональный уровень людей в эту минуту, - пишут они в своем исследовании. Измерение счастья проводится по шкале, в которую включено большое количество письменных выражений, взятых из песен, блогов, и т.д.»

Ответ исследователей на мечту Эджворта начался с сайта http://www.wefeelfine.org, который просматривает почти 2.3 миллиона блогов, выискивая выражения, начинающиеся словами «я чувствую себя».

«Мы собрали почти 10 миллионов выражений с этого сайта, - говорит Доддс. – Затем «оценили» выражения по шкале Аффективных Стандартов Английских Слов (АСАС), и каждое выражение получило определенную «величину счастья». В исследовании АСАС, большое количество участников оценивали свою реакцию на 1034 слова, формируя шкалу типа «счастлив - несчастлив» от 1 до 9. Например, слово «триумф» получило оценку 8.87, «рай» - 8.72, «печенье» - 6.08, «тщеславие» - 4.30, «заложник» - 2.20, «суицид» – 1.25.

Выражение «Я чувствую себя ленивым» было оценено на 4.38. «Наш метод применим только к большим текстам, которые могут быть доступны в сети, - говорит Доддс. – Ни одно отдельно взятое предложение не может дать нам много. Слишком много смыслов может принимать одна фраза». Но в этом состоит привлекательность большого набора данных и статистики.

«Это похоже на измерение температуры. Тебе безразлично, где находятся атомы, - говорит Доддс. – Ты хочешь узнать температуру в этой комнате или в этом городе. Это приблизительная шкала».

Этим методом было определено, что в день выборов в США (4 ноября 2008 года) состоялось обострение чувства «гордости» у американцев. Данфорт утверждает, что это наибольшее отклонение за последние четыре года.

В противовес этому, день смерти Майкла Джексона и два последующих дня, характеризовались «провалом» в эмоциональном состоянии. Каждый год, 11 сентября наступает упадок, так же как и 10 сентября, в ожидании годовщины.

Их исследование показало так же, что люди в подростковом возрасте чувствуют себя несчастнее: их выражения о чувствах наполнены словами «тошнит», «ненавижу», «грустный», «одинокий», «безумный». Со временем люди становятся счастливее, пока не стареют, а затем их уровень счастья постепенно уменьшается.

Смысл своих исследований Данфорт видит в следующем: «Эта работа – изучение конкретных величин, а не выдвижение теории. Моя личная перспектива такова: моей дочери сейчас три года. Она когда-нибудь вырастет и влюбится, но это произойдет без участия языка жестов или визуальных сигналов. Она унаследует электронный мир. Мы хотим развить оборудование, чтоб иметь возможность понимать этот мир».

Николай Семенишин

Рабочая память человека имеет простую организацию.

Открытие, сделанное американскими психологами, поможет в лечении синдрома дефицита внимания (ADD) и ограниченной способности концентрироваться

Нет ничего хуже праздного ума с незадействованным потенциалом. А, может, этого потенциала вовсе и нет? Ученые из Университета штата Миссури пришли к выводу, что среднестатистический человек может хранить в рабочей памяти головного мозга не более 3х-4х потоков информации одновременно. Ранее считалось, что наша рабочая память может оперировать в 7 направлениях. Однако результаты экспериментов, опубликованных в апрельском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, развенчали эту теорию и показали, что память не столь многовекторна, как принято было считать. Исследователи надеются, что благодаря этому открытию они научатся помогать людям, страдающим дефицитом внимания и сниженной способностью концентрироваться, а учителя смогут повысить успеваемость учеников в школе и добиться высоких результатов на экзаменах.

"Большинство людей думает, что человеческий ум - неимоверно сложная штука", говорит Джефф Рудер, адъюнкт-профессор психологии Колледжа гуманитарных и точных наук. "Нам удалось провести относительно простой эксперимент, в ходе которого мы наблюдали, сколькими объектами человеческий мозг может оперировать одновременно. Результаты опыта показали, что каждый человек способен хранить лишь определенное количество объектов в поле внимания. Условно нашу рабочую память можно сравнить с регистрами в процессорном блоке. Каждый объект занимает один регистр, а у нас их фиксированное количество. Рабочая память должна иметь определенный лимит, поскольку представляет собой умственный процесс удержания информации в кратковременном, быстроизвлекаемом и легкоуправляемом виде. Таким образом, рабочая память может комбинироваться, реорганизовываться и храниться более эффективно".

"Мы знаем, что такого рода память играет большую роль в нашей повседневной жизни", говорит соавтор научной работы Нельсон Кован, профессор психологии и эксперт теории рабочей памяти. "Если человек пытается решить задачу по математике, то должен держать в уме частичные результаты. Если ему нужно выполнить какие-то задания по дому, - например, запомнить, где лежат ключи, выключить газовую плиту, замесить тесто для будущего пирога или вспомнить чей-то номер телефона - он непременно обратится за помощью к своей рабочей памяти, которая поможет ему удержать в голове все аспекты выполняемых задач".

По мнению Рудера, для запоминания нескольких потоков информации мы неосознанно разбиваем их на 3х- или 4х-значные "кластеры" или группы. Кому-то, может, сложно запомнить девять букв в отдельности. Но, если того же человека попросить запомнить те же буквы в виде акронимов или аббревиатур, например, IBM - ЦРУ - ФБР, то для этого ему нужно будет задействовать всего три слота рабочей памяти.

Исследователи провели простой эксперимент с набором маленьких разноцветных квадратиков, чтобы доказать свою теорию. В зависимости от задания участнику эксперимента показывали два, пять или восемь квадратиков в одном ряду. Затем комбинацию, состоящую из тех же самых квадратиков, меняли и убирали цвета. В конце опыта участнику показывали один цвет в определенном месте и просили указать, совпадает ли он с цветом первоначального набора.

"Как участник справлялся с заданиями в этом опыте, зависело от индивидуальных параметров его рабочей памяти", продолжает Кован. "Результаты эксперимента показали, что у человека фиксированный объем памяти, а это говорит о простой организации мышления. Многие теоретики полагают, что объем рабочей памяти может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от ситуации и вида теста, и в силу своей сложной организации он, якобы, не имеет общих закономерностей. Однако, мы пришли к заключению, что процесс мышления в данном случае менее сложный. Это важное открытие, поскольку в будущем оно обязательно найдет свое применение в лечении некоторых расстройств".

Американские психологи также пришли к выводу, что рабочая память находится в тесной связи с вниманием, которое крайне необходимо для удержания в уме нескольких объектов одновременно. Люди с большим объемом рабочей памяти могут лучше сосредотачиваться. И, наоборот, те, у кого наблюдается неустойчивое внимание, быстрее отвлекаются на посторонние вещи. Это наблюдение также даст возможность ученым помогать людям с синдромом ADD. Исследователи подчеркнули, что уникальность проведенных экспериментов заключается в том, что "с помощью простой умственной модели участникам удавалось описывать запомненную информацию с удивительной точностью, используя при этом регистр рабочей памяти. А, если регистр оказывался переполненным, они отвечали наугад".

Оксана Гринолив

Немецкие психологи утверждают, что вербальные стимулы способны активировать «болевую матрицу»

«А сейчас будет больно», слышим мы в кабинете врача и, как только игла касается нашей нежной кожи, чувствуем пронизывающую боль. По мнению профессора Томаса Вайсса из Йенского университета, после такого опыта достаточно лишь еще раз представить себе это изящное «орудие пыток», и в сознании активируется болевая память.

Ученые с кафедры биологии и клинической психологии впервые в своем исследовании продемонстрировали, что не только воспоминания и ассоциации способны растревожить нашу болевую память, но даже вербальные стимулы могут вызвать реакции в некоторых участках головного мозга, объясняет профессор Вайсс. Когда мы слышим такие слова, как «муки», «измождение», «страдания», активируются именно те участки, которые отвечают за продуцирование соответствующего болевого синдрома.

Психологам из Йенского университета удалось изучить этот феномен с помощью магнитно-резонансной томографии. Ученые проследили, как здоровые пациенты воспринимают слова, ассоциирующиеся с переживанием боли. Чтобы исключить реакции, вызванные словами с просто негативной коннотацией, испытуемые подвергались вербальной конфронтации с помощью таких слов, как «страшный», «кошмарный», «отвратительный».

«Участники эксперимента исполняли два задания, - объясняет психолог Мария Рихтер. - В первом – представляли ситуации, адекватные словам. Во втором - читали слова, но их то и дело отвлекали различными головоломками. В обоих случаях мы могли наблюдать четкую активацию болевой матрицы в мозге с помощью болеассоциирующих слов. Слова с негативной, нейтральной или позитивной коннотацией, напротив, не производили такого эффекта».

Результаты эксперимента показывают, что одних слов достаточно, чтобы активировать болевую матрицу. Способность запоминать болевые переживания является, на самом деле, огромным биологическим преимуществом, так как дает шанс в будущем избегать ситуаций, потенциально опасных для нашей жизни. Вербальные стимулы, оказывается, имеют большее значение в этом процессе, нежели считалось ранее. Для йенских психологов все же остается загадкой, какую роль вербальная конфронтация играет для пациентов с хронической болью. Последние часто жалуются терапевтам и психологам на боли. Возможно, эти беседы еще больше усиливают активность болевой матрицы в мозге и, соответственно, - болевой опыт.

Внести ясность в этот вопрос ученые попытаются в своих будущих исследованиях. А пока нам остается лишь пореже говорить, где и как болит и, кто знает, может, в следующий раз укол окажется не таким болезненным.

Оксана Гринолив

Общение через воображение.

Ученые из Великобритании и Бельгии успешно продолжили исследования, позволяющие наладить контакт с людьми, которые по внешним признакам находятся в вегетативном состоянии вследствие тяжелых травм.
Напомним, что ранее команде ученых удалось наладить контакт с одним из пациентов, который согласно диагнозу был в вегетативном состоянии. Оказалось, что он вполне осознавал происходящее вокруг него. На этот раз исследователи пошли дальше.

В исследовании использовалась техника функционального МРТ (фМРТ), показывающая активность мозга в реальном времени.
Во время сканирования, пациентов и здоровых добровольцев просили представить, будто они играют в теннис. У каждого из добровольцев в результате стимулировалась активность премоторной коры, части мозга, которая используется для планирования движений тела. То же самое произошло и с четырьмя из 23 пациентов, которые предположительно находились в вегетативном состоянии.
Затем ученые попросили одного из пациентов, получившего травмы в ДТП семь лет назад, использовать воображение для ответов на простые вопросы. Так в случае ответа «да» он должен был представить, как он играет в теннис, а в случае ответа «нет» — какую-нибудь пространственную панораму вроде улицы города. В результате пациент верно ответил на 5 из 6 вопросов по его биографии.
Но как бы впечатляющи ни были достижения ученых на этом фронте, они не только открывают новые возможности в диагностировании и лечении пациентов, но и задают ряд довольно сложных этических и юридических вопросов.
В исследовании принимали участие ученые из Центра визуализации мозга им. Вольфсона в Кембридже и из Университета города Льеж в Бельгии.

По материалам: BBC News

Воспоминания успешно расшифровали по томограмме.

Фиолетовым цветом обозначен гиппокамп — отдел мозга, отвечающий за адекватный доступ к автобиографическим воспоминаниям. Его изучение методом функциональной томографии открывает огромные перспективы в нейрофизиологии мышления. Рисунок с сайта www.morphonix.com

Английские ученые экспериментально показали возможность чтения воспоминаний на основе данных функциональной магнитной томографии мозга. Испытуемые вспоминали один из трех видеосюжетов, а задачей нейрофизиологов было определить, какой из видеосюжетов был выбран. Ученые вполне успешно справлялись с задачей. Им удалось выявить особые зоны гиппокампа, отвечающие за воспроизведение памятных эпизодов из жизни.
Чтение мыслей всегда считалось чудом, и кто из нас не мечтал об этой способности, обещающей сверхмогущество! Согласно некоторым маргинальным теориям (как, например, одна из составных частей теории Б. Ф. Поршнева), предки человека обладали этой чудесной способностью. Но в ходе развития логического мышления они ее утратили, и теперь человеку разумному приходится довольствоваться речью — этим жалким подобием предковой коммуникации. Так или иначе, но теперь именно с помощью логического мышления, то есть научным методом, Homo sapiens доказал принципиальную возможность чтения мыслей. Я здесь подчеркну, что речь идет именно о научном методе, то есть проверяемом и фальсифицируемом эксперименте, а не об интуитивном представлении, вере или авторитетных суждениях, то есть, по сути, о ненаучном знании.
Команда английских ученых под руководством Элеонор Магьюр (Eleonor Maguire) из Института неврологии Университетского колледжа в Лондоне готовила выдающийся (и, надо отметить, несложный) эксперимент по чтению мыслей долго и поэтапно. Эксперимент осуществлялся по следующей схеме. Десяти испытуемым показывали три коротких видеосюжета по 7 секунд. В видеосюжетах актриса выполняла некие простые действия — опускала письмо в почтовый ящик, выбрасывала в жестянку из-под кока-колы и т. д. Участники смотрели клипы по 10 раз, затем вспоминали либо один из определенных сюжетов, либо один по своему выбору. Во всех случаях снимались показания томографа, сканирующего область гиппокампа и прилегающих структур. Затем объемные томограммы обрабатывались по особой методике. После этого оставалось обобщить данные сканирования мозга при воспоминаниях каждого из трех клипов и понять, можно ли по этим результатам определить, какой из трех клипов выбирал испытуемый. Поскольку результат эксперимента статистический, каждый участник должен был воспоминать каждый из клипов 7 раз по требованию и 10 раз в свободном режиме.
Таким образом, выполнение этого эксперимента, помимо аккуратного подбора участников и психологически продуманного дизайна (сколько секунд длится представление задания, в какой момент испытуемый закрывает и открывает глаза и т. д.), требовало решения более сложных технических задач. Во-первых, какую часть мозга сканировать? Нельзя же обследовать сразу весь объем (по крайней мере на современном этапе развития технологий). Во-вторых, как осуществлять обсчет полученных объемных изображений? Современная аппаратура не достигает той разрешающей способности, которая позволила бы отследить работу каждого нейрона даже в ограниченной области мозга. Какой масштаб осреднения допустим для цифровой обработки томограмм?
Все эти задачи группа Элеонор Магьюр решала, судя по публикациям, не меньше четырех-пяти лет. За это время ученым удалось доказать локализацию пространственной памяти в области гиппокампа. Они провели замечательное исследование с участием настоящих экспертов в области пространственного ориентирования — лицензированных лондонских таксистов (см. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise). Эта профессия требует запоминания взаиморасположения не менее 20 000 улиц Лондона. Выяснилось, что у лондонских таксистов увеличены объем и масса серого вещества в задней части гиппокампа.
На базе экспериментов с виртуальным пространством ученые подтвердили, что решение о пространственной локализации и хранение соответствующей информации принимает главным образом гиппокамп. В эксперименте с виртуальным пространством также предполагалось сканирование мозга и обработка изображений. Объемное изображение делили на ячейки со стороной 1,5 мм. Каждая ячейка заключала информацию о состоянии около 10 тыс. нейронов. Но, как выяснилось, даже столь грубое осреднение дает неплохой результат. Обработка изображений предполагала сравнений ячеек по принципу «каждая-с-каждой», то есть ячейка с конкретными координатами для одного опыта сравнивается с ячейками с теми же координатами в других опытах. Благо, современные машинные мощности позволяют обрабатывать такой колоссальный объем информации.
Все эти «наработки» — а на самом деле, замечательные самоценные исследования — вошли составными частями в эксперимент по угадыванию мыслей. Усредненные томограммы для каждого из трех клипов позволили определять, какое из воспоминаний выбрал тот или иной участник. Точность определения составила 45%, а это существенно выше, чем 33%, которые бы получились при случайном попадании.
У каждого из участников картина возбуждения в гиппокампе была индивидуальной. Однако сама область, заключающая работающие нейроны, оказалась более или менее сходной — это передние боковые и задняя правая зоны гиппокампа. В последней из названных зон содержится информация о пространственной локализации события, две другие служат своего рода картой или картотечным ящиком, который направляет воспоминания к нужным отделам коры. Подобный картотечный способ хранения автобиографической или эпизодической памяти (в противоположность знаниям, полученным из книг или на уроках) оказался сходным у всех испытуемых, так что этот способ авторы исследования считают универсальным. Также они полагают, что в целом существует унифицированная функциональная топография гиппокампа, то есть конкретные области отвечают за хранение и манипулирование конкретной информацией.
Верны или нет представления лондонской группы о структуре и организации гиппокампа и хранения информации, покажут только дальнейшие эксперименты. Методика экспериментов предложена, они реально осуществимы на базе технически оснащенного научного центра, так что расшифровка мыслей — в руках нейрофизиологов!
Источник: Martin J. Chadwick, Demis Hassabis, Nikolaus Weiskopf, Eleanor A. Maguire. Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus // Current Biology, 20, 1–4. 11 March 2010. Doi:10.1016/j.cub.2010.01.053.
См. также:
Katherine Woollett, Hugo J. Spiers, Eleanor A. Maguire. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2009. 364(1522). P. 1407–1416. ISSN: 0962-8436.
Елена Наймарк