20 июля 2019, суббота, 08:37
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Нейрокогнитивистика, психобиология и новые способы изучения мозга

Локализация функций головного мозга
Локализация функций головного мозга

Прыжок в будущее

Татьяна Строганова - доктор биологических наук, профессор, руководитель Центра нейрокогнитивных исследований Московского государственного психолого-педагогического университета, член редколлегии журнала «Экспериментальная психология», главный научный сотрудник лаборатории возрастной психогенетики Психологического института Российской академии образования. Перед вами - краткое содержание беседы, состоявшейся между Татьяной Строгановой, Борисом Долгиным и Дмитрием Ицковичем в рамках программы «Наука 2.0» - совместного проекта портала «Полит.ру» и «Вести.FM».

Схема подключения электродов для снятия электроэнцефалограммы

Наука психобиология (или психофизиология) возникла в 80-х годах прошлого столетия. Появилась возможность исследовать активные структуры мозга в момент работы. Мозг животных изучают с начала ХХ века; с мозгом человека дела обстояли иначе. Раньше почти ничего не знали о том, как он функционирует, - до той поры, пока не были внедрены в науку новые методы, такие как позитронная и эмиссионная томография, функциональная магнитная резонансная томография. Например, сегодня можно посмотреть, какие структуры мозга активны в момент решения арифметической задачи. Раньше единственным способом изучения этой активности была электроэнцефалограмма.

Человек един - на него можно смотреть как на биологическое существо, а можно как на носителя некой любопытной субстанции - психики. Самая интересная сфера исследования – когда исследователь забывает, кто он - психолог или биолог.

Оказалось, что эти методы чрезвычайно полезны для психологии. До этого психология опиралась в основном на наблюдения. Люди наблюдали за другими людьми и занимались натурфилософским обобщением. Психология занимается не только мышлением, она занимается и темпераментом, и стратегиями сопротивления, стрессом, восприятием и пр. Если вы смотрите на это как биолог, то назовёте это высшей нервной деятельностью, а если как психолог - назовете это психикой.

Человек един - на него можно смотреть как на биологическое существо, а можно как на носителя некой любопытной субстанции - психики. Самая интересная сфера исследования – когда исследователь забывает, кто он - психолог или биолог. Тогда появляется новая наука - психобиология или нейрокогнитивистика.

Основные методы исследования

Основные методы, которые сейчас применяются - это функционально-магнитная, резонансная и позитронно-эмиссионная томография. Это так называемые "кровоточные методы", основанные на исследовании регионального кровотока мозга. Идея проста: если какая-то часть мозга работает интенсивнее, то она потребляет больше глюкозы и кислорода, и туда подается больше крови. Наблюдая за изменениями регионального кровотока, можно следить за тем, какие части больше работают. Это как следить за работой фабрики по подвозу туда стройматериалов и потреблению энергии.

Снимки мозга, полученные при помощи магнито-резонансной (левая колонка) и позитронно-эмисионной томографии
Фото: Institut Douglas/Flickr.com

Это интересная группа методов, но у нее есть две проблемы. Первая - это непрямое измерение, что ясно из примера про фабрику. Вторая - более серьезная - проблема временной шкалы. Например, если мы смотрим на стул, как быстро наш мозг способен определить, что это именно стул? Это десятые доли секунды. А временная шкала кровоточных методов - это секунда и минута.

Метод энцефалограммы обладает временным разрешением одна миллисекунда или меньше, и дает возможность измерять в том же режиме, что работает мозг. Есть только одна проблема: мы никогда не знаем, где это происходит. Можно узнать, когда происходит, но где именно - нет. Достаточно школьной математики или физики, чтобы понять, почему нет знаний об этом.

У энцефалограммы есть только одна проблема: мы не знаем, где это происходит. Можно узнать, когда происходит, но где именно - нет.

Потенциал при измерении на поверхности головы зависит от силы тока источника внутри мозга и от сопротивления тканей, по которым распространяется электрическое поле. Сопротивление неизвестно. Есть догадки, но догадка - не инструмент науки. Поэтому, прозанимавшись всю жизнь энцефалограммой, я очень хотела получить доступ к другим методам. И такой метод появился в середине 80-х годов - это магнитная энцефалография. Это фантастическое достижение человеческой мысли, где объединились усилия биологов, математиков и физиков.

С помощью магнитной энцефалографии можно измерять магнитное поле, которые создаётся работающими нейронами. Магнитная составляющая поля распространяется безотносительно к сопротивлению материала, и точность такого измерения гораздо выше. Поэтому, померив во многих точках головы магнитное поле, можно решить обратную задачу: найти источник. Иными словами, сохраняется преимущество энцефалографии и добавляется преимущество томографии - есть знание, когда и где происходит событие.

С помощью магнитной энцефалографии можно измерять магнитное поле, которые создаётся работающими нейронами. Магнитная составляющая поля распространяется безотносительно к сопротивлению материала, и точность такого измерения гораздо выше.

Подобных приборов около двухсот в мире. В России МЭГ (прибор для магнитной энцефалографии) - единственный. Япония ими нафарширована, очень много аппаратов стоит в США, пара - в Канаде и в Западной Европе.

Возникает вопрос о том, какое отношение этот прибор имеет к психологии. Этот аппарат во всем мире очень серьезно задействован в нейрохирургии. Психологи или психобиологи в России уже год плотно работают с нейрохирургами. Прагматический интерес любого человека в нашей стране по отношению к этому аппарату лежит в двух сферах. Первая сфера - он позволяет найти очаг патологической активности (в основном, это эпилептическая активность) и после тщательного анализа хирурга удалить этот очаг в мозге человека.

Вторая сфера тоже медицинская: в мозге существуют невосполнимые зоны. Это те зоны, любое прикосновение к которым приводит к невосполнимому нарушению функций: моторные зоны, первичные сенсорные зоны, отвечающие за речь. Эти зоны должны быть обязательно определены для пациента до начала любой операции. Особенно, если место, которое становится предметом операции, находится близко к такой зоне - необходимо знать границы и локализацию.

Как правильно учить языки

В психологии существует проблема речевых процессов, что тесно связано с важным для каждого человека вопросом: как мы обучаемся языку? Какие существуют различия между людьми в способности к языкам? Как мы учим второй язык? Что с нами происходит, если наша способность обучаться речи нарушается? И это не редкий случай. Существуют дети-дислексики, афазики, которым трудно воспринимать речь. Есть дети, у которых при совершенно сохранном интеллекте существует специфическое нарушение развития речи. В конце концов, есть дети-аутисты, у которых задержка речевого развития является одним из центральных моментов определения этого заболевания. Важно знать, каким образом мозг осуществляет обработку речи.

Для того чтобы помочь людям с задержкой речевого развития, или помочь выучить второй, третий язык, надо лучше понимать то, каким образом мозг обрабатывает речь.  В этом отношении существуют интересные данные лаборатории Кембриджа.

Дети на уроке
Фото: Judy Baxter/Flickr.com

Руководит лабораторией профессор Мюллер, чей круг работ был выполнен в соавторстве с доктором Штыровым. Они сделали потрясающее открытие - они обнаружили, что если в мозг поступает глагол, который обозначает движение, например, "пинай, бросай, глотай…", то очень рано (примерно через 100 миллисекунд после подачи в мозг) активируются не только речевые, но и моторные зоны мозга.

Оказалось, что когда вы пинаете, активируется зона представительства ноги, когда бросаете - зона представительства руки, а когда глотаете - зона представительства глотки. То есть вы понимаете значение слова "пинай" - в том числе, и ногой. Зона представительства ноги активируется не после того, как произошло осознание смысла, а для того, чтобы осознать смысл. Это означает очень интересные вещи в процессе изучения языка.

Если учить язык в нормальной естественной среде, то слово в ассоциативных сетях мозга будет накрепко связано с непосредственным действием. А если обучать детей по учебнику, как это происходит в нашей благословенной стране, то в этом случае ассоциативная сеть не формируется, она не помогает ни припомнить значение слова, ни осознать его.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.