Агентство Лангуст [переход на главную] Langust
Яндекс.Метрика

29/12/2015 Младенчество мозга: как распускается цветок нового разума
Впервые опубликовано на сайте Би-би-си - Русская служба

На сайте Би-би-си - Русская служба была опубликована статья о развитии человеческого разума.

Ниже материалы статьи приведены полностью.

Человеческий мозг начинает учиться, исследовать окружающий мир и приспосабливаться к нему ещё в утробе матери.

проекция зарождающегося разума

Многое об этом процессе мы можем узнать благодаря новому исследованию, проводящемуся в Лондоне. Корреспондент BBC Future побывал в святая святых эксперимента.

Комнатка, в которой я нахожусь, немного напоминает кабину космического корабля.

За несколькими мониторами - группа учёных, сосредоточенно настраивающих оборудование. Никто не говорит ни слова, лишь мощные моторы гудят вокруг нас.

Мы в неонатологическом отделении лондонской больницы Св. Томаса, однако наша одиссея впечатляет не меньше, чем космическая: мы наблюдаем за становлением человеческого разума.

Таланты новорождённого ребёнка, издающего похожие на мяуканье звуки, легко недооценить. В помощь младенцу, покидающему уютную утробу матери, даётся удивительный орган, позволяющий ему чувствовать, исследовать и учиться.

Мозг продолжает расти по мере того, как мы развиваем необходимые нам в жизни навыки - от способности улыбаться любимому человеку и расшифровывания звучания слов в языке до формирования собственной воли и идентичности.

Как же мы совершаем это удивительное путешествие? До недавнего времени нейробиологи знали крайне мало о младенчестве мозга.

Однако благодаря проекту «Развитие коннектома человека» у учёных появляется информация об этом важнейшем периоде человеческой жизни.

При помощи современных технологий они отслеживают развитие младенческого мозга - от последних месяцев в материнской утробе до появления на свет, а также в течение несколько последующих недель.

Получив разрешение от одного из главных исследователей проекта Дэвида Эдвардса, я пришёл в лабораторию, чтобы составить собственное представление об их работе.

Этот проект стартовал в 2013 году при участии трёх крупнейших исследовательских вузов Британии - Королевского колледжа Лондона, Имперского колледжа Лондона и Оксфордского университета.

«Коннектом» в его названии относится к сложным нейронным сетям, которые предположительно отвечают за обработку поступающей в мозг информации.

разные цвета обозначают нервные волокна, идущие в разных направлениях – таким образом учёные выясняют, какие именно проводящие пути связывают различные отделы мозга

Ещё один перспективный проект, на этот раз в США, посвящён картографированию коннектома взрослого мозга - в то время как лаборатория Эдвардса исследует развитие мозга в первые месяцы и годы, чтобы понять, как растут нейронные сети у младенцев.

Встречая меня в больничном отделении, исследователи рассказывают, что днём ранее в истории проекта случилось важное событие - число младенцев, которые прошли через необходимую для исследования процедуру магнитно-резонансной томографии, перевалило за сотню.

Всего же необходимо обследовать примерно тысячу детей. Некоторые томограммы были сделаны ещё до рождения этих младенцев, пока плод находился в материнской утробе.

Это нелёгкое дело: поймать плод в состоянии полного покоя получается редко, а движение приводит к нечёткому сигналу томографа, так что учёным пришлось придумать затейливую математическую формулу для компенсации внутриутробной физкультуры.

Сегодня исследователи работают с младенцем, родившимся менее суток назад. Его только что покормили, и шум в помещении его совершенно не беспокоит.

«Он уснул сам и всем доволен», - говорит мне Мишель Слит, руководитель клинического исследования.

Прежде чем поместить мальчика в томограф, лаборанты обернули его в уютный кокон и поместили вокруг его головы надувную подушку, чтобы приглушить жужжание аппарата.

Жужжание сопровождает работу мощных магнитов, позволяющих томографу отследить движение постоянно сталкивающихся друг с другом молекул воды в мозге.

Поскольку вода лучше перемещается вдоль нейронных связей, в результате получается подробное изображение аксонов - длинных отростков нервных клеток, по которым идут импульсы.

По словам Дэвида Эдвардса, это своего рода «мозговая карта метро» - на ней изображены основные проводящие пути, передающие электрические импульсы от одного отдела мозга к другому.

Направляя поток информации, они закладывают основу наших когнитивных способностей.

томограф способен зафиксировать 10 млн. проводящих путей в мозге новорожденного, совокупность которых закладывает основу для развития навыков младенца

Обследование не всегда идёт по плану. Как правило, один из десяти младенцев просыпается в течение двух-трёх часов, которые занимает процедура, и не может снова уснуть - а это значит, что время было потрачено зря.

«Нам нужны очень терпеливые и спокойные радиологи», - говорит Эдвардс. Однако в случае успеха полученная информация становится важным дополнением растущего массива данных о зарождающемся разуме.

«Мы крайне благодарны за каждую томограмму - все они очень важны», - добавляет Слит.

Если задуматься о том, что многие связи слишком малы в диаметре и их нельзя увидеть в таком разрешении, поневоле понимаешь, почему мозг порой называют «самым сложным объектом на Земле».

Хотя проект «Развитие коннектома человека» уникален по масштабу и задачам, существуют и другие проекты, цель которых - узнать больше о первых месяцах развития мозга.

В частности, мы теперь знаем, что младенцы начинают изучать и исследовать мир задолго до рождения.

Используя различные технологии измерения нейронной активности плода в режиме реального времени, учёные установили, что мозг ещё не родившихся младенцев, по всей вероятности, реагирует на яркие вспышки света и громкие звуки.

Кроме того, в последнем триместре беременности они, похоже, учатся распознавать успокаивающие звуки материнского голоса и музыкальную заставку её любимого телесериала.

Возможно, они даже могут попробовать недавно съеденные ей блюда: так, вкус чеснока предположительно проникает в околоплодные воды.

В результате младенцев, начинающих питаться взрослой едой, зачастую притягивает аромат блюд, которые мать ела во время беременности.

Наша способность к обучению увеличивается после того, как мы покидаем материнскую утробу.

информационная магистраль, соединяющая кору головного мозга со спинным мозгом, позволяет нам контролировать движения и чувствовать прикосновения

В первые дни жизни ребёнок уже прислушивается к звукам речи и начинает распознавать структуру умильного воркования своих родителей, закладывая основу собственного понимания грамматики языка.

Примерно тогда же мозг вовсю настраивает эти пучки новых нейронных связей, одновременно отращивая и укорачивая аксоны по мере наработки новых навыков и умственного развития; его задача - создание максимально эффективных нейронных сетей.

В настоящее время исследователям, работающим под руководством Дэвида Эдвардса, приходится корректировать свою методику в процессе исследования, однако учёный надеется, что в будущем появится возможность сравнить томограммы мозга с результатами тестирования когнитивных способностей детей.

Например, с помощью простых видеоигр купить компьютерные игры можно оценить такие характеристики, как внимательность, скорость реакции на движение и скорость обучения, и на основании этих данных составить базовое представление о когнитивных способностях ребёнка.

Посмотрев на коннектом этого ребёнка, можно будет сделать выводы о том, отражают ли его способности имеющиеся различия в нейронных связях.

По профессии Эдвардс врач, поэтому главный вопрос для него - результаты исследования детей, прошедших через те или иные сложности в развитии.

В первую очередь его интересовали недоношенные дети. По его словам, поражает их жизнестойкость: мозг рождённых раньше срока младенцев зачастую развивается на удивление активно.

«Они покинули материнскую утробу на три-четыре месяца раньше, чем положено, перенесли массу перегрузок, поэтому тот факт, что мозг их выглядит нормально, совершенно невероятен», - говорит он.

Тем не менее, Эдвардс стремится узнать, существуют ли более тонкие различия в нейронных связях, которые могли бы сказаться на развитии таких детей по мере взросления.

В качестве примера он указывает на особенно плотный пучок волокон, соединяющих область в центре головного мозга под названием таламус и кору головного мозга - его складчатую поверхность.

«Таламус - это интернет-портал мозга, обрабатывающий всю входящую и исходящую информацию», - поясняет Эдвардс.

Таламус собирает информацию от органов чувств, контролирует её пересылку между различными областями, а также передаёт результаты нашему телу, управляя таким образом нашим поведением.

«Эти связи активно растут в период, когда ребёнок находится в отделении интенсивной терапии, поэтому с медицинской точки зрения изучение их представляет большую ценность», - заключает он.

Возможно, более слабые связи в этой области могут служить индикатором потенциальных когнитивных трудностей у ребёнка в дальнейшем.

Дэвид Эдвардс также надеется, что исследование поможет пролить свет на такие медицинские проблемы, как шизофрения, аутизм и депрессия - не исключено, что их провоцируют небольшие изменения нейронных связей в мозге пациентов относительно нормальной конфигурации.

«Насколько нам известно, структуры, связанные с этими состояниями, закладываются в последние три месяца беременности», - говорит Эдвардс.

Это отклонения, которые порой проявляются лишь через несколько лет или даже десятилетий после рождения.

Однако вполне возможно, что в истории конкретной семьи уже были случаи подобных отклонений. Тогда исследователи смогут заняться поиском небольших различий, которые потенциально являются факторами развития у детей психических заболеваний.

Конечно, технологии постоянно развиваются, и через 10 лет, по словам Эдвардса, наши нынешние открытия могут оказаться устаревшими.

Однако любой путь нуждается в карте, и эти первые томограммы помогают проложить дорогу для новых исследований.

Наш разговор заканчивается, и я слышу детский плач - малыша только что вынули из томографа. Он проснулся, покинул свой уютный кокон и вновь столкнулся с непривычной реальностью - но родители готовы его утешить.

Как только данные обработают, ребёнок получит копию своей томограммы - снимок его зарождающегося разума, впервые попавшего в этот дивный новый мир.

© Дэвид Робсон

Впервые опубликовано на сайте Би-би-си - Русская служба

Вернуться
хостинг от Зенон Н.С.П. © Langust Agency 1999-2017, ссылка на сайт обязательна