Наука 19.06.2019

5 неразгаданных тайн мозга

Нейробиологи не так популярны, как детективы. Эркюль Пуаро и Мисс Марпл разгадывали загадки, лишь одним глазком заглядывая в чужой ежедневник. Разгадка тайн мозга даётся куда тяжелее. Процесс познания главного человеческого органа осложняется тем, что изучать его можно только в «работающем» состоянии, то есть аппаратура не должна нарушать нормальной работы мозга. Иначе результаты будут недостоверными. Нейробиологические исследования не только показывают, как работает головной мозг. Они помогают разобраться в психических функциях и выработать лучшие пути лечения нарушений.

С философской точки зрения раскрыть все тайны этого органа невозможно, так как инструментом познания в любом случае остаётся мозг другого человека. Всё это создаёт препятствия, но учёные не сдаются. Сегодня мы знаем, из каких зон состоит головной мозг и за что отвечает каждая область. Однако некоторые вопросы до сих пор остаются без ответа.

Фактрум просто не мог пройти мимо невероятных научных тайн мозга, которые до сих пор никем не разгаданы. Эти пять загадок поставили всё научное сообщество в тупик.

Природа или воспитание?

Тридцать лет назад психологи придерживались мнения, что всё в человеке, в том числе и психику, определяют гены. При таком подходе ни свобода воли, ни личность не играют роли, так как психика человека «запрограммирована» с рождения. В конце XX века силу начал набирать гуманистический подход, который главную роль в формировании личности отдаёт воспитанию. Ответить на вопрос, что первично — гены или окружение — ни психологи, ни нейробиологи до сих пор не могут.

У учёных есть, пожалуй, лучший «инструмент» для изучения этого вопроса — однояйцевые близнецы. Люди, которые с рождения имеют одинаковый набор генов, участвуют в разных исследованиях, чтобы наука, наконец, смогла ответить на вопросы происхождения личности. В штате Огайо ежегодно проходит форум нейробиологов, на котором специалисты обсуждают последние результаты в этой сфере. Всё, что происходит на форуме, сводится к изучению однояйцевых близнецов — настолько это благодатная почва для исследований.

Изучать близнецов начали в середине XX века, и результаты одного эксперимента останутся загадкой до 2066 года. В 1960-80 годах детский психиатр Питер Нойбауэр инициировал исследование, в рамках которого близнецов и тройняшек из детских домов отдавали в разные семьи. Психиатр следил за ними на протяжении всей их жизни. Приёмным родителям строго запретили говорить что-либо детям. Когда об эксперименте узнала общественность, на Нойбауэра посыпалась критика: люди требовали, чтобы братьев и сестёр воссоединили. И тогда учёный решил, что люди не готовы к результатам. По его указанию все данные эксперимента запечатали в капсуле и поместили в Йельский университет.

Два участника этого исследования — Паула Бернштейн и Элиза Шейн — воссоединились после того, как общественность предала исследование огласке. На тот момент им было по 35 лет. Они отметили, что отрицать влияние генетики нельзя, и, по их личной оценке, в коде заложена половина характера личности. Например, девушки выбрали одинаковые специальности в колледже. Но в остальном сёстры подчеркнули, что они разные люди с разной историей. И у науки нет объяснений этому феномену.

Почему мозг перестаёт функционировать?

Решение загадки о гибели клеток мозга от дегенеративных заболеваний чем-то напоминает гонку за серийным убийцей. Для нейробиологов, как и для детективов, счёт идёт на часы. Науке до сих пор неизвестно, почему происходят такие изменения и как их предотвратить. И это по-настоящему пугает. Например, после того, как у человека диагностировали Альцгеймер, в его мозгу обнаруживают два вида образований: амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки. Образуются они после того, как болезнь наберёт силу, или задолго до этого — неизвестно. Нейробиология со всем арсеналом из аппаратуры и лекарственных средств бессильна перед тайнами дегенеративных изменений мозга.

В конце XX века Джордж Буш назвал последние десять лет уходящего века «десятилетием мозга». Несмотря на то, что за эти десять лет была проделана колоссальная работа, многие заболевания мозга так и остались малоизученными. Например, человечество до сих пор не знает, где и как зарождаются шизофрения, болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона и мышечная дистрофия. Для того, чтобы понять, почему мозг перестаёт в какой-то момент нормально работать, нужно разобраться в том, как он функционирует. Сегодня учёные хорошо понимают, за что отвечает каждый отдел мозга. Но они не могут ответить на вопрос, как все эти сложные системы согласуются друг с другом настолько чётко, и почему все процессы в мозге протекают молниеносно. Пока нейробиология не даст ответы на эти вопросы, об излечении заболеваний психики и мозга можно только мечтать.

Зачем нужны сон и сновидения?

Каждую ночь человек проводит по семь-девять часов с зарытыми глазами, а учёные точно не знают почему. Науке известно, что регулярное недосыпание провоцирует физиологические и психологические нарушения. Сон критически необходим, но какова его функция? Группа исследователей предположила, что сон — своеобразный эволюционный защитный механизм. Для древнего человека ночная прогулка, когда саблезубые тигры с острыми клыками выходили на охоту, с высокой вероятностью заканчивалась печально. Исходя из этой теории, сон — надёжный предохранитель. Почему тогда мы спим так долго и во сне становимся абсолютно беззащитными?

Учёные доказали, что сон — основа обучения и запоминания. Многочисленные исследования со студентами показывают, что они лучше усваивают информацию, если хорошенько выспятся после подготовки. До сих пор не ясно, как именно мозг разбирается с информацией ночью и какую роль в этом процессе играют сновидения. Сны появляются только в быстрой фазе и предположительно служат своеобразным тренажёром для мозга. В это время он укрепляет мысли и воспоминания, структурирует информацию, стирает ненужное. В общем, усердно трудится.

Как работает память?

Учёные не до конца разобрались в том, как рождаются, сохраняются и исчезают воспоминания. Существует много видов памяти, и есть огромная разница между важностью воспоминаний. Но мы одновременно помним и рецепт бабушкиного пирога, и решение сложного уравнения, и пароль от почты. Каким образом мозг решает, что сохранить, а что выкинуть — неизвестно. И непонятно, почему мы не можем получить доступ к информации в любой момент, когда захотим.

Но кое-что учёным о памяти известно. Они знают, что в разных отделах мозга возникают разные типы памяти. Эксперименты позволили заглянуть и в нейронные процессы, в частности понять, как синапсы (точки контакта между нейронами) укрепляются во время запоминания. Из чего конкретно состоят нейроны, хранящие воспоминания, эксперименты не показывают. По этой причине у учёных нет магического средства, которое бы «растворило» нежелательные воспоминания вместе с этими связями. Но наука подбирается всё ближе. В ходе одного исследования учёные обнаружили, что во время события и после, в процессе его воспроизведения в голове, срабатывают одни и те же нейроны. Таким образом, когда вы прокручиваете в голове воспоминания и вам кажется, что вы переживаете их вновь, так и есть на самом деле. По крайне мере, для мозга.

Главный вопрос — истинная глубина памяти. Ложные воспоминания наглядно демонстрируют, как мало мы знаем о бездонном колодце с воспоминаниями. В 2005 году по Лондону прокатилась волна терактов. Последующий опрос показал, что у четырёх из десяти людей были ложные воспоминания. Они настаивали, что видели экстренный выпуск новостей, хотя такого выпуска никогда не было.

Где граница между мозгом и сознанием?

Учёные не могут ответить на этот вопрос и не знают, где рождаются мысли и желания, которые делают нас теми, кто мы есть. Первыми искать сознание начали философы, сегодня этим занимаются нейробиологи. С помощью специального оборудования учёные наблюдают за тем, как во время мышления в головном мозге «загораются» те или иные зоны. Физиологически наше сознание разбросано по всему головному мозгу, и каждая зона отвечает за свой набор функций. Науке известно, что ход мысли можно изменить хирургическим вмешательством или химическими препаратами. Однако остаётся загадкой сам процесс мышления: когда мигающий нейрон становится неосязаемой мыслью?

Другой важный для науки вопрос — как бессознательное связано с сознательным? Почему мы никогда не задумываемся о том, как дышим, как бьётся наше сердце? Некоторые учёные уверены, что границы между двумя уровнями мышления нет. В свежем исследовании к участникам прикрепили электроды и попросили их нажимать на одну из двух кнопок по желанию. Благодаря сканированию мозга учёные предсказывали выбор человека за семь секунд до того, как он принимал решение. Перед исследователями встала дилемма. Эксперимент показал, что выбор — лишь иллюзия, так как мозг решает всё за нас. Но неясно, может ли в реальной жизни в процесс в последний момент вмешаться воля и изменить выбор вопреки расчётам мозга. Ведь в жизни человек сталкивается с куда более сложными задачками, чем нажатие на одну из двух кнопок.

Еще:

Интересные факты из рубрики «Наука»