Разгадка тайн работы человеческого мозга может иметь вполне конкретное практическое применение: лечение психических заболеваний, проектирование новых компьютеров, которые мы не используем разве что на рыбалке или при взбивании коктейлей. В последние недели появились данные, способные существенно изменить представления ученых о функционировании нашего мозга и причинах его недугов.
Начнем с реабилитации давно известной нервной ткани - нейроглии (в переводе с греческого - клей нервов), а точнее, обнаружения ее новых функций. Это - ткань нервной системы, в которой "плавают" нервные клетки - нейроны - и их нервные окончания - синапсы. До сих пор считалось, что нейроглия служила всего лишь "опорой и защитой" нейронов. Кроме того, глия питала их необходимыми для жизнедеятельности веществами и изолировала синапсы друг от друга, чтобы не было "коротких замыканий" в мозгу.
Эти самые синапсы имеют огромное значение, ведь именно с их помощью осуществляется взаимодействие нервных клеток. А это взаимодействие, в свою очередь, обеспечивает все великое разнообразие проявлений человеческого интеллекта. Один микролитр мозговой ткани содержит до миллиарда синапсов. Они постоянно растут, образовывая все новые и новые хитросплетения нервных связей.
Понятно, что темпы роста синапсов влияют на интеллектуальные и двигательные возможности человека. Однако неправильно думать, что чем больше нервных связей, тем мощнее интеллект. По всей видимости, существует некий предел, так как слишком большое количество синапсов на один нейрон ведет к его перевозбуждению и гибели.
Как уже было сказано, считается, что нейроглия служит питательной средой для нейронов. Тем не менее результаты исследований ученых Стэнфордского университета указывают на то, что глия жизненно необходима для образования и поддержки сети синапсов. Нейроны, лишенные окружения из глии, образуют в семь раз меньше синапсов. Доктор Чак Стивенс из Медицинского института имени Ховарда Хюджса подчеркнул в интервью газете Los Angeles Times, что "истинные функции глии подскажут нам, что же регулирует количество и размер синапсов".
Важно, что данное открытие поможет ученым разобраться в деталях различных повреждений мозга, приводящих к таким заболеваниям как болезнь Альцгеймера. Сейчас это особенно актуально, учитывая, с какой скоростью стареет население развитых стран. Еще одним заболеванием мозга, которое встречается в основном у детей, является дислексия. Дети и взрослые, страдающие ею, испытывают большие трудности при распознавании звуков языка и особенно графического изображения букв. Им трудно учиться читать и писать, так как их мозг произвольно меняет местами буквы и звуки.
Пока что у ученых нет четкого представления о причинах возникновения дислексии. Однако на проходящем в эти дни ежегодном собрании Американской ассоциации содействия науке исследователи из Медицинского центра Джорджтаунского университета представили результаты сканирования мозга дислексиков, проходящих интенсивные курсы обучения чтению. Согласно их данным, восьминедельные курсы приводят к заметным изменениям в правом полушарии мозга. Это открытие тем более удивительно, что, по бытующим представлениям, за языковые навыки ответственно не правое, а левое полушарие. Руководительница исследовательской группы Джиневре Иден говорит, что "создается впечатление, что правое полушарие пытается компенсировать неспособность левого, вмешиваясь в процесс обучения".
Исследователи надеются, что их находка, а также использование технологии функционального магнитно-резонансного сканирования мозга поможет выявлять детей с риском заболевания дислексией до того, как они начнут учиться говорить. Психолог Томас Зеффиро уже начал набирать материал наблюдений за детьми-дислексиками. Он выяснил, что при чтении они используют ту же самую зону мозга, что для определения направления движения точек на экране монитора. Оказалось также, что активность этой зоны, находящейся в задней части мозга, у них меньше, чем у детей, не испытывающих этих трудностей при чтении. "Эта зона просто недостаточно подключается к работе", - говорит Зеффиро.
А Управление по научным исследованиям ВМС США решило финансировать работы по созданию микроскопических зондов, способных проникать в нервные ткани и вести оттуда "прямые репортажи". Кроме этого, такие зонды могли бы восстанавливать нервные связи между мозгом и мышцами, поврежденные в результате травмы.
В настоящее время полупроводниковые зонды проходят испытания и обкатку на нервных тканях различных животных. Предполагается, что их размеры не будут превышать нескольких миллионных долей метра, а сами зонды будут покрыты специальными составами, помогающими им находить конкретные нейроны и "подключаться" к ним. Связываться с "центром" они смогут с помощью радиосигналов особой частоты.
Возможно, подобные зонды в будущем будут рыскать по мозгам добровольцев, пытаясь разгадать такие тайны интеллекта как присутствие или отсутствие чувства юмора. Кстати, и здесь только что совершен прорыв. Международная группа нейрофизиологов обнаружила с помощью все того же магнитно-резонансного сканирования, что разные виды шуток и анекдотов обрабатываются в разных частях мозга. Скажем, шутки, основанные на подстановке смыслов одного и того же слова, обрабатываются в центре, ответственном за речь, тогда как каламбуры - совершенно в другой области мозга...