Самые неожиданные исследования про мозг

Мозг ^[1] продолжает поражать ученых, несмотря на бесчисленные часы, которые они потратили на попытки расшифровать его внутреннюю работу. Почему египтяне убирали мумиям мозг ^[1]? Может ли стресс уменьшить его размер? И как живется человеку с пробитым черепом? Разбираем в этом обзоре.

Понимание работы мозга ^[1] помогает объяснить основы человеческого поведения и поступков.

За сотни лет ученые многое узнали о мозге ^[1], в том числе о бесчисленных методах, с помощью которых информация передается от нейрона к нейрону в соединении, называемом синапсом, и о том, как сотни – даже тысячи – нейронов могут функционировать вместе, образуя более крупную цепь, ответственную за любую заданную деятельность.

Обратили внимание на мозг ^[1] еще со времен древнеегипетских мумификаций. Правда при подготовке к мумификации древние египтяне просто его удаляли к чертям, считая мозг ^[1] абсолютно бесполезной черепной начинкой. При этом оставляя сердце, как ключ к загробной жизни.

«Если сердце весит больше, чем перо богини истины Маат, его сразу же поглощал монстр Аммут, и душа, лишённая желаний, воли, прекращала своё существование. Прошедшая же испытание душа попадала на Поля Иалу.»

В течение следующих пяти тысяч лет ситуация поменялась, к нашей радости, мозг ^[1] стали изучать.

Первым предположившим, что память, личность и мышление ^[1] находятся именно в мозге ^[1] — стал римский врач Гален в 170 году нашей эры. Однако его теория заключалась в том, что место хранения познавательных процессов находится в желудочках мозга ^[1].

Его теорию опроверг бельгийский анатом Андреас Везалий в 16 веке, составив подробную карту нервной системы.

А в 1791 году итальянец Луиджи Гальвани высказался о важности электрических импульсов в нервной системе, показав, что электричество, приложенное к нервам — заставляет мышцы сокращаться.

История американского прораба Финеаса Гейджа

В сентябре 1848 года прораб-строитель по имени Финеас Гейдж помогал прокладывать пути для железнодорожной компании в Вермонте, засыпая порох железным прутом в отверстия. В какой-то момент прут высек искру, вызвав взрыв. Что привело к страшному и самому обсуждаемому случаю — железный стержень взлетел вверх и вошел в череп Гейджа ниже левой скулы.

Гейдж отлетел назад, несколько раз дернулся на земле, но уже через несколько минут встал и мог говорить. Он даже самостоятельно дошел до ближайшей повозки и сидел прямо на обратном пути в город.

После разрушительной травмы Гейдж потерял левый глаз, но его память, речь и двигательные навыки остались нетронутыми. В целом, он казался почти нормальным. Только личность героя истории изменилась. Он сильнее полюбил животных, стал более грубым в общении и редко доводил дела до конца.

— Он вспыльчивый, непочтительный, временами допускает грубейшую ненормативную лексику, чего раньше не было в его привычках, — написал Джон Мартин Харлоу, врач, лечивший Гейджа после аварии.

Так мужчина прожил еще 12 лет, покинув этот мир в возрасте 36 лет в доме своей матери.

Только в мае 2012 года американские неврологи объяснили изменения психики Финеаса Гейджа после травмы головы — основной причиной стало повреждение лобных долей.

Случай с Гейджем стал поводом наступления современной эры неврологии и дал понять, что, во-первых, изменения в мозге ^[1] – могут поменять личность, а во-вторых – ВАУ! – мозг ^[1] может сам залечить и восстановить некоторые утраченные функции.

Это событие дало толчок к дальнейшему изучению функций разных отделов мозга ^[1].

И вот некоторые из них.

Мы учимся от неожиданных событий быстрее

Мы хорошо учимся от неожиданных событий, а гормон норадреналин может быть одной из причин и вот почему:

Представьте себе горячую плиту, которую вы по какой-то причине забыли выключить (пора добавки для памяти пить) и в какой-то момент случайно положили на нее руку. Какая будет реакция? Вероятно, вы со вскриком эту руку одернете, выключите плиту и больше не станете забывать про неё.

Впоследствии мозг ^[1] будет воспроизводить перед вашим мысленным взором это неожиданное событие, подобно замедленному фильму, и вы попытаетесь найти способ избегать его.

Несколько лет назад ученые Массачусетского технологического института обнаружили доказательства того, что гормон норадреналин изменяет активность мозга ^[1] у мышей.

Удивление вызывает выброс норадреналина, который активизирует внимание и закрепляет в мозгу ^[1] мыши уроки, извлеченные из неожиданных событий.

Ученые изучили роль голубого пятна в конкретном типе обучения — обучения с подкреплением, или методом проб и ошибок.

Голубое пятно – это голубоватая область в стволе головного мозга ^[1], которая вырабатывает норадреналин и отправляет его в другие области мозга ^[1].

Во время исследования ученые давали мышам вознаграждение за нажатие рычага, когда они слышали высокий звук.

Если бы они нажали на рычаг в неподходящий момент, то получили бы – ничего. Однако мыши научились ассоциировать нажатие рычага после того, как услышали высокий звук, с получением вознаграждения.

Норадреналин действует как нейромодулятор, повышающий возбуждение, внимание и бдительность. Высокий уровень норадреналина в течение длительного времени может вызывать хронический стресс и беспокойство. Однако быстрые импульсы этого нейромодулятора после неожиданного события помогают мозгу ^[1] лучше запоминать и быстрее учиться.

Стресс может уменьшить размер мозга

Стресс в моей жизни присутствовал всегда. Потому что моя черта доводить все до идеального — вызывала у меня лишние переживания и приводила к бессонницам.

Если я понимал, что дело, за которое берусь – не сделаю превосходно, то я просто не брался за него!

Сейчас я работаю над этим. И стараюсь делать просто хорошо, пусть и не идеально.

Когда я начал узнавать про стресс больше, то был поражен насколько серьезно он влияет на тело и мозг ^[1].

Существует два типа стресса: острый и хронический.

Острый стресс может временно повысить функцию мозга ^[1], в то время как хронический стресс может привести к негативным изменениям в мозге ^[1], включая сокращение гиппокампа.

Ученые Гарвардского университета выяснили, что у животных, испытывающих длительный стресс, наблюдается меньшая активность в частях мозга ^[1], выполняющих задачи более высокого порядка, например, в префронтальной коре. При этом большая активность в примитивных частях мозга ^[1], сосредоточенных на выживании, в частности в миндалевидном теле.

Представьте, что было если бы вы тренировали только одну руку вместо двух? Первая рука была бы значительно сильнее, а вторая — ослабла.

Подобное происходит в мозге ^[1], когда он находится в постоянном стрессе: по сути, тренируется часть мозга ^[1], предназначенная для реагирования на угрозы, а часть мозга ^[1], отвечающая за более сложное мышление ^[1], отходит на второй план.

К сожалению, большую часть времени стресс может быть вредным для нас.

Эмоциональный стресс может быть вызван различными причинами – от загруженности на работе до смерти любимого человека. Иногда стресс возникает сам по себе, например, как у меня: когда мы оказываем давление на себя, чтобы действовать идеально в любой ситуации.

Исследования показали, что длительный стресс приводит к усыханию мозга ^[1] в двух областях: гиппокампе и префронтальной коре.

Стресс замедляет нейрогенез в гиппокампе, или части мозга ^[1], которая хранит воспоминания. Аналогичным образом, размер префронтальной коры уменьшается из-за стресса. Эта область отвечает за принятие решений, рабочую память и контроль импульсов.

Животные с поражениями медиальной префронтальной коры не способны подавлять реакции страха после испытаний на обусловливание страхом.

Родной язык воздействует на мозг

Родной язык специально хранится в мозгу ^[1] в быстром доступе.

Представьте себе человека, который без усилий может переключаться между беседой со своей бабушкой по-русски и философским спором с одногруппником по-немецки, а потом идет в магазин, где разговаривает с продавцом по-английски. Таких людей называют полиглотами — те, кто умеют говорить на нескольких языках.

Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что их языковая сеть мозга ^[1] активируется при обработке любого языка. Однако для родного языка полиглота она работает менее интенсивно. Это говорит о том, что родной язык особым образом кодируется в мозге ^[1], давая более плавное понимание.

Уникальная языковая обработка

Ученые, продолжая предыдущую работу над мозгом ^[1] полиглотов, углубились в это исследование, основным вопросом которого стал: как свободное владение языком влияет на обработку мозгом ^[1] различных языков?

Для этого набрали 34 полиглота, которые говорили, как минимум на пяти языках.

«С полиглотами вы можете проводить все сравнения в пределах одного человека. У вас есть языки, которые варьируются в континууме, и вы можете попытаться увидеть, как мозг ^[1] модулирует реакции в зависимости от уровня владения», – объяснила профессор Эвелина Федоренко.

С помощью сканирования мозга ^[1], ученые отслеживали мозговую активность участников, которые в этот момент слушали отрывки на восьми разных языках, с разным уровнем владения и даже совершенно неизвестные языки. В эту группу входил также родной язык.

Выяснилось, что мозг ^[1] обрабатывает родной язык намного быстрее и проще, чем другие языки.

И связан этот феномен с ранним обучением.

Обычно мы изучаем свой первый язык в очень раннем возрасте — в критический период для изучения языка. Когда мозг ^[1] усваивает все языки просто на ура.

Дети в этот период впитывают все как губка, в том числе и правила, слова от новых языков. А когда они рано и постоянно слышат больше всего один язык от своего окружения, то он укореняется в языковых областях мозга ^[1].

Жизнь проносится у вас перед глазами?

А вы тоже видели фильмы, в которых у героев вся жизнь проносилась перед глазами, в виде ярких отрывков, перед смертью?

В недавнем исследовании ученые предположили, что мозг ^[1] людей генерирует всплеск активности в последние минуты их жизни, который может отражать сознательный опыт.

Такой всплеск может случиться сразу после остановки дыхания, но до прекращения функционирования мозга ^[1]. Паттерн активности в таких случаях похож на тот же, что происходит в состоянии странса. И люди, которые были близки к смерти, рассказывают о похожих ощущениях: взгляд на тело извне, туннель и белый свет или повторное переживание важных воспоминаний.

Исследование на мышах показало 30-секундный всплеск после остановки сердца, называемый гамма-волнами — высокочастотными электрическими колебаниями в мозге ^[1].

Гамма-волны взаимосвязаны с сознательным опытом. И коррелируют с когнитивными явлениями, типа рабочей памяти, внимания и группировки восприятия. Их амплитуда может быть увеличена с помощью медитации или нейростимуляции.

При этом они необязательно доказывают, что кто-то находится в сознании — это всего лишь один из множества показателей, что живое существо может быть осведомлено и бдительно.

В 2022 году группа врачей наблюдала за мозгом ^[1] 87-летнего мужчины с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), перед его неожиданной смертью. Подобно результату исследования на мышах, его мозг ^[1] показал всплеск гамма-активности за 30 секунд до и после остановки сердца.

Записи ЭЭГ, полученные при исследовании, показали, что во время переходного периода к смерти человеческий мозг ^[1] испытывает всплеск абсолютной гамма-мощности даже после прекращения нейронной активности в обоих полушариях, которая снижается после остановки сердца.

Итог

Это лишь немногие открытия в области мозга ^[1] — самого загадочного и изучаемого органа. Мозг ^[1] определяет нашу личность и выборы — почему мы предпочитаем один вкус вместо другого или выбираем ходить на танцы вместо футбола и почему мы думаем, действуем, двигаемся и запоминаем так, а не иначе. Я рад, что вы дочитали до конца и буду благодарен, если поделитесь шокирующими или просто интересными для вас открытиями в области изучения мозга ^[1].

---

Еще больше исследований публикую в Телеграм канале RISE: Ноотропы и биохакинг и группе ВК. Подписывайтесь, там все самое свежее и интересное в полном формате.