De ontdekking van nieuwe mogelijkheden van het menselijk brein gebeurt steeds vaker. Tegelijkertijd kunnen wetenschappers niet volledig begrijpen hoe hij nog steeds werkt. Svyatoslav Medvedev, doctor in de biologische wetenschappen, corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen, directeur van het Human Brain Institute, vertelde Rosbalt in een interview met Rosbalt als onderdeel van het Better Half of Life-project over welke geheimen en mysteries van de hersenen onopgelost blijven.
Doctor in de biologische wetenschappen, corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen, directeur van het Human Brain Institute Svyatoslav Medvedev.
Svyatoslav Vsevolodovich, mensen bestuderen de hersenen al honderden jaren. Hoeveel vooruitgang heb je in deze tijd geboekt?
- Niet eens honderden jaren, maar duizenden. De eerste craniotomie - craniotomie - vond plaats rond 5000 voor Christus. Zelfs Hippocrates voerde aan dat intelligentie ergens in het voorste ventrikel zit, dat wil zeggen dat hij de leidende rol van de frontale cortex correct vermoedde. En de student van de oude anatoom Herophilus werd beroemd vanwege het feit dat hij bij het openen van lijken tot de conclusie kwam: de hersenen zijn ten eerste het centrum van het hele zenuwstelsel en ten tweede het orgaan van het denken.
Mensen zijn altijd geïnteresseerd geweest in hun eigen apparaat. Maar het menselijk brein bleef een mysterie. Omdat het zich onder een vrij sterke schedel bevindt en er moeilijk bij te komen is. Zelfs als deze doos wordt geopend, geven de hersenen de indruk van, laten we zeggen, gelei. Het lijkt niets bijzonders. Maar toen deze "gelei" begon te worden onderzocht, kwamen er verbazingwekkende dingen aan het licht.
Het bleek dat de hersenen van een gewone volwassene 1-2 kg wegen, en het grootste brein is in idioten. Dat wil zeggen, er kan niet worden gezegd dat hoe groter de hersenen, hoe slimmer de persoon. De hersenen verbruiken een kwart van alle energie die het lichaam nodig heeft: 20% zuurstof en 25% glucose. De hersenschors van de rat is 5 vierkante meter. cm, chimpansees - 500 m2. cm, en een persoon - maar liefst 2300 m2. see In de cortex zijn er ongeveer 10 miljard neuronen, en het aantal verbindingen daartussen is groter dan het aantal deeltjes in het heelal. Tegelijkertijd zijn de denkvermogens van dieren, bijvoorbeeld honden, en mensen radicaal anders, ondanks het feit dat honden erg intelligent zijn. Wat maakt het verschil? Wat maakt het menselijk brein tot het meest perfecte object dat we kennen? Hoe denkt iemand? De controverse van onderzoekers over deze kwesties gaat vandaag door.
Welke wetenschappelijke ontdekkingen werpen licht op de mysteries van de hersenen?
Promotie video:
- De ontdekking van het elektro-encefalogram in de twintigste eeuw maakte het mogelijk om de elektrische activiteit van de hersenen vanaf het oppervlak van de hoofdhuid te observeren. En de volgende doorbraak in onderzoek was het registreren van de activiteit van elektroden die voor therapeutische doeleinden werden geïmplanteerd bij patiënten in specifieke delen van de hersenen. Met hun hulp deed de neurofysioloog Natalya Petrovna Bekhtereva een verbazingwekkende ontdekking: de beroemde foutdetector. In 1968 ontdekte ze dat de hersenen een mechanisme hebben dat zowel het werk als het menselijk gedrag stabiliseert. Hij controleert continu of alles goed gaat.
Feit is dat voor het overgrote deel van onze activiteiten er een standaard is voor de uitvoering ervan. Het stelt u in staat om niet te worden afgeleid door de routine, handhaaft een stabiele toestand in een gezond lichaam, evenals de juiste uitvoering van dagelijkse activiteiten, als reactie op een discrepantie tussen de werkelijke situatie en het model dat is opgeslagen in de geheugenmatrix.
Als een persoon een fout maakt - zeg maar dat twee keer twee vijf is, of een onnauwkeurigheid maakt in een gedicht dat hij kende, gaat er een noodlampje branden in de matrix. Een foutdetector controleert al uw acties. Je verlaat het huis en denkt: "Er is iets mis!" Je komt terug - het is: je vergat je portemonnee, deed het licht, het strijkijzer of de kachel in de keuken niet uit. Als dit "apparaat" van de hersenen correct werkt, kunt u rustig uw dagelijkse bezigheden uitvoeren, die meestal automatisch gebeuren.
Gebeurt het defect aan deze detector?
- Natuurlijk, en worden vaak de oorzaak van psychische aandoeningen. De detector, als het basismechanisme van de hersenen, is zeer resistent. Maar als het kapot gaat, verandert het als het ware in een foutdeterminant - en stabiliseert het de pathologische toestand. Stel dat u een terminale ziekte had maar het overleefde. En dan geeft de foutendetector er de voorkeur aan niet te experimenteren, niets ten goede of ten kwade te veranderen. De rechterarm was bijvoorbeeld gebroken, de persoon begon alles met de linkerkant te doen. De pleister werd verwijderd en hij blijft met zijn linkerhand werken … Voorheen bonden ze zelfs de gewonde hand aan het lichaam zodat de persoon opnieuw een gezonde zou krijgen.
Hetzelfde geldt voor obsessieve toestanden zoals drugsverslaving. Een persoon begrijpt dat dit niet nodig is, maar hij kan de afbraak van het hoofdmechanisme van de hersenen niet weerstaan. In sommige gevallen brengt dit zijn leven volledig in de war.
Dit is de prijs die moet worden betaald voor de hoge stabiliteit van de hersenen, die niet alleen in de "norm" door de detector wordt geleverd, maar ook in de pathologie. Fysiologisch is dit begrijpelijk: het voortbestaan van het organisme is in ieder geval verzekerd, en elke verandering is beladen met destabilisatie en achteruitgang - foutdetectoren weten tenslotte niet wat goed en wat slecht is.
En als iemand opzettelijk een fout maakt? Bijvoorbeeld met het oog op manipulatie - dat wil zeggen liegen?
- Zelfs met een opzettelijke en winstgevende leugen meldt de detector nog steeds een "stoornis". Dit is nodig zodat iemand niet in zijn eigen leugens gelooft. Als je bijvoorbeeld tegen iemand zegt: "Ga, het ijs is sterk genoeg", wetende dat dit in werkelijkheid niet zo is, dan zul je zelf niet volgen.
Het is onmogelijk om de foutdetector opzettelijk te blokkeren. Daarom is elke vorm van dwang op dit gebied - bijvoorbeeld pogingen om politieagenten drugsverslaafden op te leggen - zinloos.
Welke methoden voor hersenonderzoek worden tegenwoordig gebruikt?
- Positronemissietomografie, functionele magnetische resonantiebeeldvorming, magneto-encefalografie, elektro-encefalografie en andere. Zo wordt het EEG gebruikt om de elektrische activiteit van de cortex nauwkeurig in kaart te brengen. Je kunt zien hoe de excitatiecentra van de hersenen bewegen in het proces van hun activiteit (het zogenaamde "lichtpuntje van het bewustzijn", zoals geformuleerd door fysioloog Ivan Pavlov). Tegelijkertijd lopen alle bestaande en voortdurend ontwikkelende technische middelen voor het registreren van hersenactiviteit aanzienlijk voor op de geaccepteerde computationele benaderingen van gegevensanalyse. Er zijn ook fysiologische beperkingen - u kunt bijvoorbeeld de ruimtelijke resolutie van PET verhogen, maar dit zal automatisch leiden tot een toename van de blootstelling aan straling, wat onaanvaardbaar is voor de menselijke gezondheid.
Technologische vooruitgang heeft het mogelijk gemaakt om de afgelopen decennia een enorme hoeveelheid nieuwe informatie over de hersenen te verkrijgen. Sommige jaarlijkse wetenschappelijke fora verzamelen meer dan 3000 deelnemers - dit zijn kilometers aan posters met een ongelooflijke hoeveelheid informatie. Bijna elk hersengebied en cerebrale aanbod van bijna alle denkbare lichaamsfuncties zijn onderzocht. De gegevens die onderzoekers ontvangen, worden echter vaak verkeerd geïnterpreteerd. We hebben een enorme hoeveelheid feitelijk materiaal verzameld over het in kaart brengen van de hersenen. Maar kennis van de wetten van de hersenen is vrij bescheiden.
Maar wat begreep je? Wat is het brein voor jou?
- Het brein is een interface, een tussenpersoon, een schakel tussen het materiaal en het ideaal. Het is een orgaan dat de wereld van de menselijke psyche, de wereld van ideeën en de wereld van de werkelijkheid met elkaar verbindt. Een hulpmiddel waarmee onze gedachten in daden veranderen. Dat wil zeggen, de hersenen vertalen wat er in onze verbeelding bestaat in werkelijkheid. En, zoals fysioloog Ivan Sechenov zei, glimlacht Garibaldi als hij wordt uitgescholden voor buitensporige liefde voor zijn vaderland, trilt het meisje voor de eerste date - beide veranderen uiteindelijk in beweging.
Bovendien zijn de hersenen een systeem. De hogere functies worden niet geleverd door het werk van individuele gebieden, maar door hun interactie. Het resultaat is dat er iets meer wordt gegenereerd dan hun initiële specialisatie, bijvoorbeeld: spraak, creativiteit, enz., Dat wil zeggen, wat een persoon ontwikkelt tijdens het levensproces.
U zei dat de hersenen zeer goed bestand zijn tegen beschadiging. Hoe veel?
- Heel veel. Er zijn verbazingwekkende gevallen. In de 19e eeuw werd bijvoorbeeld een Engelsman met een koevoet door het hoofd geslagen, zo erg zelfs dat een ijzeren staaf door de oogkas ging en aan de andere kant van de schedel naar buiten kwam. Maar deze man overleefde, behield volledige geestelijke gezondheid en leefde lang. Hij werd erg twistziek en chagrijnig, en al het andere bleef ongewijzigd. De geschiedenis kent ook een geval waarin een bepaalde legerkapitein een doorgaande schotwond in het oog kreeg: een musketkogel heeft hoogstwaarschijnlijk de voorste delen van de frontale kwab vernield - het uitgangsgat bevond zich in de tempel. Niettemin werd later deze kapitein met de naam Kutuzov een veldmaarschalk …
Kunnen de hersenen überhaupt "overleven" zonder schedel?
- Waarvoor? Technisch gezien is het misschien haalbaar, maar wat heeft zo'n operatie voor zin? Als de hersenen niet afsterven, gescheiden van het lichaam, zullen ze in een staat van "opgesloten" - "een opgesloten persoon" zijn. Dit fenomeen wordt waargenomen bij patiënten in coma. Het autonome brein heeft geen verbinding met de zintuigen, het zal niets voelen, het zal niet mogelijk zijn om ermee te communiceren. Je zult niet eens kunnen begrijpen of hij denkt of niet. De wetenschap heeft dit niet nodig en is niet interessant.
Is het realistisch om een kunstmatige prothese te maken van een deel van de hersenen, een neurochip, die een ziek, beschadigd gebied zal vervangen?
- Ik denk van wel. Hoogstwaarschijnlijk kan een gehoorprothese of zichtprothese worden gemaakt. Maar tot nu toe zijn we er nog lang niet van.
Ze zeggen dat Amerikaanse wetenschappers een manier hebben gevonden om mensen van slechte herinneringen, fobieën en depressies te ontdoen met behulp van een apparaat dat lijkt op de "geheugenwisser" uit de sciencefictionfilm "Men in Black". Ik drukte op de knop en raakte de nachtmerrie of psychotrauma kwijt … Is dit mogelijk?
- Zelfs als dat zo is, dan wordt deze herinnering in een hoog ontwikkeld wezen nog steeds hersteld. Alles in ons brein is extreem met elkaar verweven. Je pakt een episode uit je geheugen, de verbinding ermee verdwijnt, maar de hersenen vinden hem op de een of andere manier nog steeds en vragen geen toestemming. Het onderbewustzijn is een onvoorspelbaar iets.
En hier is nog een nieuwtje: neurofysiologen uit Israël hebben een apparaat ontwikkeld waarmee blinde mensen met hun oren kunnen "zien". Het beeld van de camera wordt vertaald in een geluidsgolf, die op zijn beurt wordt verwerkt door de visuele cortex van de hersenen. Het resultaat is dat de hersenen een persoon een "plaatje" geven zoals dolfijnen zien …
- Je kunt niet zien met je oren! Het zijn niet die gebieden van de hersenen die hier werken die primaire informatie ontvangen, dat wil zeggen de gezichtsorganen, maar die die deze analyseren. Als een persoon niet ziet, begint hij de signalen te begrijpen. Het is net als het parkeren van uw auto: als u uw auto parkeert met behulp van radar, piept het systeem. Je hoort de geluiden van "plas-plas-plas …" en daaruit schat je de afstand tot het obstakel in, hoewel je het niet ziet. Dit is geen visie, maar de overdracht van informatie over enkele specifieke zaken. Op deze manier bijvoorbeeld een foto bewonderen in al zijn diversiteit zal niet werken.
En als de foto vol zit met chips die deze "plas-piep …" op verschillende frequenties zullen publiceren? Wat dan?
- Laten we tellen. De resolutie in de schilderkunst ligt ergens in de buurt van fracties van een millimeter. Dit betekent dat er op een canvas, bijvoorbeeld een meter bij twee, bijna een miljard chips zouden moeten zijn. Het is gewoonweg onrealistisch om al hun signalen te verwerken, en een blinde zal niet op deze manier naar de foto kunnen kijken.
Kan een persoon tekst typen in gedachten?
- Makkelijk. Alleen zal het langer duren dan normaal
De Engelse theoretisch natuurkundige Stephen William Hawking, volledig geïmmobiliseerd als gevolg van een ziekte, bestuurt de computer met behulp van een sensor die aan de gezichtsspieren van zijn wang is bevestigd. Doet hij naar uw mening echt wetenschappelijk werk en communiceert hij op deze manier met anderen?
- Inderdaad - er is een mogelijkheid van een dergelijke controle.
Maar zelfs het gebruikelijke typen op deze manier moet ongelooflijk traag zijn …
- En hij doet het snel genoeg - hij raakte eraan gewend … Onlangs zag ik hoe een meisje in een winkel in de rij stond en tekstberichten aan het typen was met dezelfde snelheid als professionele typisten aan het typen waren. Ze had een lange vingernagel en ze beukte snel en snel ermee op het scherm. Het is een kwestie van gewoonte.
U zei dat het probleem voor hersenonderzoekers nu is om de hele stroom binnenkomende informatie te analyseren. Dat wil zeggen, nieuwe gegevens komen sneller binnen dan u ze kunt verwerken?
- Ja - en hoe we begrijpen hoe we ze moeten verwerken.
Betekent dit dat de hersenwetenschap in een of andere crisis verkeert?
- Integendeel, het ontwikkelt zich intensief. Hoe meer we iets niet begrijpen, hoe interessanter het is.
Geïnterviewd door Vladimir Voskresensky