La scoperta di nuove possibilità del cervello umano sta avvenendo sempre più spesso. Allo stesso tempo, gli scienziati non riescono a capire appieno come funziona ancora. Svyatoslav Medvedev, dottore in scienze biologiche, membro corrispondente dell'Accademia delle scienze russa, direttore dello Human Brain Institute, ha detto a Rosbalt in un'intervista con Rosbalt come parte del progetto Better Half of Life su quali segreti e misteri del cervello rimangono irrisolti.
Dottore in scienze biologiche, membro corrispondente dell'Accademia delle scienze russa, direttore dell'Istituto del cervello umano Svyatoslav Medvedev.
Svyatoslav Vsevolodovich, le persone studiano il cervello da centinaia di anni. Quanti progressi hai fatto in questo periodo?
- Nemmeno centinaia di anni, ma migliaia. La prima craniotomia - craniotomia - fu eseguita intorno al 5000 a. C. Persino Ippocrate sosteneva che l'intelligenza fosse da qualche parte nel ventricolo anteriore, cioè indovinasse correttamente il ruolo principale della corteccia frontale. E lo studente dell'antico anatomista Erofilo divenne famoso per il fatto che, aprendo i cadaveri, arrivò alla conclusione: il cervello, in primo luogo, è il centro dell'intero sistema nervoso e, in secondo luogo, l'organo del pensiero.
Le persone sono sempre state interessate al proprio dispositivo. Ma il cervello umano è rimasto un mistero. Perché si trova sotto un cranio piuttosto forte ed è difficile raggiungerlo. Anche se questa scatola è aperta, il cervello dà l'impressione, diciamo, di gelatina. Non sembra niente di speciale. Ma quando questa "gelatina" iniziò a essere investigata, vennero alla luce cose sorprendenti.
Si è scoperto che il cervello di un adulto normale pesa 1-2 kg e il cervello più grande è negli idioti. Cioè, non si può dire che più grande è il cervello, più intelligente è la persona. Il cervello consuma un quarto di tutta l'energia di cui il corpo ha bisogno: 20% di ossigeno e 25% di glucosio. La corteccia cerebrale del ratto è di 5 mq. cm, scimpanzé - 500 mq cm e una persona - fino a 2300 sq. vedi Nella corteccia ci sono circa 10 miliardi di neuroni e il numero di connessioni tra loro è maggiore del numero di particelle nell'Universo. Allo stesso tempo, le capacità di pensiero degli animali, ad esempio i cani e gli esseri umani, sono radicalmente diverse, nonostante il fatto che i cani siano molto intelligenti. Cosa fa la differenza? Cosa rende il cervello umano l'oggetto più perfetto conosciuto? Come pensa una persona? La controversia dei ricercatori su questi problemi continua ancora oggi.
Quali scoperte scientifiche fanno luce sui misteri del cervello?
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- La scoperta dell'elettroencefalogramma nel XX secolo ha permesso di osservare l'attività elettrica del cervello dalla superficie del cuoio capelluto. E la svolta successiva nella ricerca è stata la registrazione dell'attività degli elettrodi impiantati a scopo terapeutico in pazienti in aree specifiche del cervello. Con il loro aiuto, la neurofisiologa Natalya Petrovna Bekhtereva ha fatto una scoperta sorprendente: il famoso rilevatore di errori. Nel 1968, ha scoperto che il cervello ha un meccanismo che stabilizza sia il suo lavoro che il comportamento umano. Controlla continuamente per vedere se tutto sta andando bene.
Il fatto è che per la stragrande maggioranza delle nostre attività esiste uno standard per la loro attuazione. Permette di non lasciarsi distrarre dalla routine, mantiene uno stato stabile in un corpo sano, nonché il corretto svolgimento delle attività quotidiane, rispondendo ad una discrepanza tra la situazione reale e il modello che viene memorizzato nella matrice della memoria.
Quando una persona commette un errore, diciamo, dice che due volte due fa cinque, o fa un'inesattezza in una poesia che conosceva, una luce di emergenza si accende nella matrice. Un rilevatore di errori controlla ogni tua azione. Esci di casa e pensi: "Qualcosa non va!" Torni - lo è: hai dimenticato il portafoglio, non hai spento la luce, il ferro da stiro o il fornello in cucina. Se questo "dispositivo" cerebrale funziona correttamente, puoi svolgere con calma le tue attività quotidiane, che di solito vengono svolte con l'automazione.
Si verificano malfunzionamenti di questo rilevatore?
- Certo, e spesso diventano la causa della malattia mentale. Il rilevatore, in quanto meccanismo di base del cervello, è altamente resistente. Ma se si rompe, allora si trasforma, per così dire, in un determinante di errore e stabilizza lo stato patologico. Diciamo che hai avuto una malattia terminale ma sei sopravvissuto. E poi il rilevatore di errori preferisce non sperimentare, non cambiare nulla in meglio o in peggio. Ad esempio, il braccio destro è stato rotto, la persona ha iniziato a fare tutto con la sinistra. L'intonaco è stato rimosso e lui continua a lavorare con la mano sinistra … In precedenza, hanno anche legato la mano ferita al corpo in modo che la persona ne sviluppasse una nuova sana.
Lo stesso vale per gli stati ossessivi come la tossicodipendenza. Una persona capisce che questo non è necessario, ma non può resistere alla rottura del meccanismo principale del cervello. In alcuni casi, questo disorganizza completamente la sua vita.
Questo è il prezzo da pagare per l'elevata stabilità del cervello, che è fornita dal rivelatore non solo nella "norma", ma anche nella patologia. Fisiologicamente, questo è comprensibile: la sopravvivenza dell'organismo è almeno assicurata e qualsiasi cambiamento è irto di destabilizzazione e deterioramento - dopotutto, i rilevatori di errori non sanno cosa è bene e cosa è male.
E se una persona commette un errore deliberatamente? Ad esempio, ai fini della manipolazione, cioè mentire?
- Anche con una bugia deliberata e redditizia, il rilevatore segnala ancora un "disturbo". Ciò è necessario affinché una persona non creda alle proprie bugie. Ad esempio, se dici a qualcuno: "Vai, il ghiaccio è abbastanza forte", sapendo che in realtà non lo è, allora tu stesso non lo seguirai.
È impossibile bloccare deliberatamente il rilevatore di errori. Pertanto, qualsiasi coercizione in questo settore - ad esempio, i tentativi di mettere gli agenti di polizia sui tossicodipendenti - è priva di senso.
Quali metodi di ricerca sul cervello vengono utilizzati oggi?
- Tomografia a emissione di positroni, risonanza magnetica funzionale, magnetoencefalografia, elettroencefalografia e altri. Ad esempio, l'EEG viene utilizzato per mappare con precisione l'attività elettrica della corteccia. Potete vedere come si muovono i centri di eccitazione del cervello nel processo della sua attività (il cosiddetto "punto luminoso della coscienza", come formulato dal fisiologo Ivan Pavlov). Allo stesso tempo, tutti i mezzi tecnici esistenti e in costante sviluppo per registrare l'attività cerebrale sono significativamente più avanti degli approcci computazionali accettati all'analisi dei dati. Esistono anche limitazioni fisiologiche: ad esempio, è possibile aumentare la risoluzione spaziale della PET, ma questo porterà automaticamente a un aumento dell'esposizione alle radiazioni, il che è inaccettabile per la salute umana.
Il progresso tecnologico ha permesso di ottenere un'enorme quantità di nuove informazioni sul cervello negli ultimi decenni. Alcuni forum scientifici annuali raccolgono più di 3000 partecipanti: si tratta di chilometri di poster con un'incredibile gamma di informazioni. Quasi ogni area del cervello e fornitura cerebrale di quasi tutte le funzioni del corpo immaginabili sono state studiate. Tuttavia, i dati che i ricercatori ricevono sono spesso interpretati male. Abbiamo accumulato un'enorme quantità di materiale fattuale sulla mappatura del cervello. Ma la conoscenza delle leggi del cervello è piuttosto modesta.
Ma cosa hai capito? Qual è il cervello per te?
- Il cervello è un'interfaccia, un intermediario, un collegamento tra il materiale e l'ideale. È un organo che collega il mondo della psiche umana, il mondo delle idee e il mondo della realtà. Uno strumento con cui i nostri pensieri si trasformano in fatti. Cioè, il cervello trasforma ciò che esiste nella nostra immaginazione in realtà. E, come ha detto il fisiologo Ivan Sechenov, Garibaldi sorride quando viene rimproverato per l'eccessivo amore per la sua patria, la ragazza trema prima del primo appuntamento - entrambi alla fine si trasformano in movimento.
Inoltre, il cervello è un sistema. Le sue funzioni superiori sono fornite non dal lavoro delle singole aree, ma dalla loro interazione. Di conseguenza, viene generato qualcosa di più rispetto alla loro specializzazione iniziale, ad esempio: parola, creatività, ecc., Cioè, ciò che una persona sviluppa nel processo della vita.
Hai detto che il cervello è molto resistente ai danni. Quanto?
- Molto. Ci sono casi sorprendenti. Ad esempio, nel 19 ° secolo, un inglese fu colpito alla testa con un piede di porco, tanto che un'asta di ferro passò attraverso l'orbita dell'occhio e uscì dall'altra parte del cranio. Ma quest'uomo è sopravvissuto, ha mantenuto la completa sanità mentale e ha vissuto a lungo. È diventato molto litigioso e scontroso, e tutto il resto è rimasto invariato. La storia conosce anche un caso in cui un certo capitano dell'esercito ha ricevuto una ferita da proiettile passante all'occhio: un proiettile di moschetto molto probabilmente ha rotto le sezioni frontali del lobo frontale - il foro di uscita era nella tempia. Tuttavia, in seguito questo capitano di nome Kutuzov divenne un feldmaresciallo …
Può il cervello "sopravvivere" senza un teschio?
- Per che cosa? Tecnicamente può essere fattibile, ma qual è lo scopo di un'operazione del genere? Se il cervello non muore, essendo separato dal corpo, sarà in uno stato di "rinchiuso" - "una persona bloccata". Questo fenomeno si osserva nei pazienti in coma. Il cervello autonomo non ha connessioni con gli organi di senso, non sentirà nulla, non sarà possibile comunicare con esso. Non sarai nemmeno in grado di capire se sta pensando o no. La scienza non ha bisogno di questo e non è interessante.
È realistico creare una protesi artificiale di una parte del cervello, un neurochip, che sostituirà un'area malata e danneggiata?
- Penso di si. Molto probabilmente, è possibile realizzare una protesi uditiva o una protesi visiva. Ma finora siamo ancora lontani.
Dicono che gli scienziati americani abbiano trovato un modo per liberare le persone da brutti ricordi, fobie e depressione utilizzando un dispositivo simile al "memory eraser" del film di fantascienza "Men in Black". Ho premuto il pulsante e mi sono sbarazzato dell'incubo o dello psicotrauma … È possibile?
- Anche se lo è, allora in un essere altamente sviluppato questa memoria è ancora ripristinata. Tutto nel nostro cervello è estremamente intrecciato. Prendi un episodio dalla tua memoria, la connessione con esso scompare, ma il cervello in qualche modo lo trova ancora e non chiede il tuo permesso. La mente subconscia è una cosa imprevedibile.
Ed ecco un'altra notizia: i neurofisiologi israeliani hanno sviluppato un dispositivo che permette ai non vedenti di "vedere" con le orecchie. L'immagine della telecamera viene tradotta in un'onda sonora, che a sua volta viene elaborata dalla corteccia visiva del cervello. Di conseguenza, il cervello dà a una persona una "immagine" simile a quella che vedono i delfini …
- Non puoi vedere con le orecchie! Non sono quelle aree del cervello che lavorano qui che ricevono le informazioni primarie, cioè gli organi della vista, ma quelle che le analizzano. Quando una persona non vede, inizia a capire i segnali. È come parcheggiare la tua auto: se parcheggi la tua auto usando il radar, il sistema emette un segnale acustico. Senti i suoni di "pipì-pipì …" e da loro stimerai la distanza dall'ostacolo, anche se non lo vedi. Questa non è una visione, ma la trasmissione di informazioni su alcune cose specifiche. Per ammirare in questo modo, ad esempio, un'immagine in tutta la sua diversità non funzionerà.
E se la foto è farcita di patatine che inizierà a pubblicare proprio questo "pee-peep …" a frequenze diverse? Cosa poi?
- Contiamo. La risoluzione nelle opere di pittura è da qualche parte nella regione di frazioni di millimetro. Ciò significa che su una tela, diciamo, un metro per due, dovrebbero esserci quasi un miliardo di chip. Sarà semplicemente irrealistico elaborare tutti i loro segnali e una persona cieca non sarà in grado di guardare l'immagine in questo modo.
È possibile che una persona digiti del testo con l'aiuto del pensiero?
- Facile. Solo che sarà più lungo del solito
Il fisico teorico inglese Stephen William Hawking, completamente immobilizzato a causa di una malattia, controlla il computer utilizzando un sensore attaccato ai muscoli facciali della sua guancia. Secondo te, svolge davvero un lavoro scientifico e comunica con gli altri in questo modo?
- In effetti - esiste una possibilità di tale controllo.
Ma anche la solita digitazione in questo modo dovrebbe essere incredibilmente lenta …
- E lo fa abbastanza velocemente - si è abituato … Recentemente ho visto come una ragazza stava in fila in un negozio e scriveva messaggi di testo alla stessa velocità con cui digitano dattilografi professionisti. Aveva un'unghia lunga e con essa la picchiettò rapidamente sul display. È una questione di abitudine.
Hai detto che il problema per i ricercatori del cervello ora è riuscire ad analizzare l'intero flusso di informazioni in arrivo. Cioè, i nuovi dati arrivano più velocemente di quanto tu possa elaborarli?
- Sì - e come capiamo come gestirli.
Questo significa che la scienza del cervello è in qualche tipo di crisi?
- Al contrario, si sta sviluppando intensamente. Più non capiamo qualcosa, più è interessante.
Intervistato da Vladimir Voskresensky
