Профсоюзы и партии нашего мозга

Администратор | 1.02.2012 16:24

Наши недостатки — это продолжение наших достоинств.

Английская поговорка.

Мечтай осторожно. Ты можешь это получить.

Марк Твен

КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ

Ученые доказали, что для того, чтобы быть «услышанными» соседними нервными клетками, десяткам нейронов головного мозга приходится объединяться для коллективной работы, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science.

Открытие этого явления может быть использовано для изучения и лечения психических расстройств у людей, а также для создания новых принципов коммуникации вычислительных машин.

«Применение теории инженерного дела для изучения мозга помогло нам узнать принципы взаимодействия нейронов друг с другом. С другой стороны, понимание уникальных механизмов работы мозга, отличных от работы компьютеров, может существенным образом затронуть сами принципы, которые используютинженеры в повседневной работе», — сказал Си Пин Ван (Hsi-Ping Wang), ведущий автор публикации, слова которого приводит пресс-служба Солковского института в США.

В своей работе Ван и его коллеги использовали математический аппарат для построения модели работы так называемых «звездчатых клеток» головного мозга. Эти клетки управляют большой частью активности всего головного мозга, так как имеют звездчатую форму и обладают примерно 6 тысячами контактов с другими нервными клетками. Эти клетки также взаимодействуют и с нейронами особого отдела головного мозга, таламуса, который служит центром, в который стекаются потоки информации от всех органов чувств. Таламус, перерабатывая эту информацию, передает ее дальше через звездчатые клетки всем остальным отделам мозга (прим- Звездчатые клетки с коротким аксоном наряду с основной массой эфферентных нейронов являются важнейшим структурным компонентом материальной основы совершающихся в коре мозга процессов анализа и синтеза, логических операций).

Ученые обратили внимание на тот поразительный факт, что количество сигналов, приходящееся на звездчатые клетки со стороны нейронов таламуса, составляет всего 5%.

«Мы задались вопросом: как такое небольшое количество синапсов (соединений между нервными клетками таламуса и звездчатыми клетками) может иметь такое большое действие на всю работу мозга? Если бы определяющим фактором в этом было именно количество сигналов, передаваемых этими клетками друг другу в единицу времени, то сигналы таламуса были бы просто незаметны на фоне остальных 95% сигналов, поступающих в звездчатые нейроны от других клеток», — сказал профессор Терренс Сейновски (Terrence Sejnowski), соавтор публикации.

С помощью своей модели работы звездчатых клеток, ученые показали, что решающим фактором в доставке нужного сигнала до них так, чтобы этот сигнал был услышан, распознан и передан дальше, является не общее количество нервных импульсов между этими клетками и клетками таламуса, а количество, приходящее в звездчатый нейрон в один и тот же момент времени. Иными словами, нейронам таламуса необходимо объединиться в группу из нескольких десятков и послать свои сигналы в звездчатые нейроны одновременно.

«Согласно нашей модели, необходима синхронная работа всего 30 синапсов звездчатых клеток из 6 тысяч для того, чтобы поступающий в них сигнал был надежно услышан и распознан», — сказал Ван.

Ученые надеются, что с помощью их работы в будущем станет возможным расшифровывать «послания» отделов головного мозга, которыми они обмениваются с помощью своего специфического языка.

ЦЕНА ЗА ДУШУ

Оказывается, та информация, что представляет для человека особую личную ценность (например, понимание того, что правильно, а что – нет) обрабатывается особым, специально приспособленным для «всего святого» отделом мозга. А всякой прозой вроде «насколько материальное вознаграждение адекватно усилиям, затраченным на его получение» занимаются совсем другие мозговые центры.

К такому выводу пришла группа исследователей под руководством директора Центра Нейрополитики при Университете Эмори (Атланта, США), нейробиолога Грегори Бернса. В состав группы вошли экономисты, исследователи в области информатики, психологи и антропологи.

Исследование финансировалось Управлением военно-морских исследований США, Управлением научных исследований ВВС и Национальным научным фондом.

«Мы придумали способ приподнять завесу тайны над механизмами принятия решений, когда дело касается вопросов, имеющих для человека сакральный смысл. Разработанный нами метод позволяет проанализировать, что движет поведением людей, живущих в разных странах и принадлежащих разным культурам», – говорит Бернс.

«У нас появилась возможность понять, как фундаментальные культурные ценности «встроены» в наш мозг».

В эксперименте приняли участие 32 взрослых американца. На первом этапе им предложили согласиться или не согласиться с разнообразными утверждениями, начиная от самых нейтральных: «Вы любите пить чай», до таких неоднозначных как «Вы одобряете однополые браки» и «Вы против абортов».

Каждое из 62-х утверждений имело противоречащую ему пару, например «Вы сторонник разрешения абортов». Нажатием соответствующей кнопки участники должны были выбрать из двух утверждений то, которое больше соответствовало их убеждениям.

Реакции головного мозга участников в ходе эксперимента фиксировались при помощи магнитно-резонансного томографа.

Затем для участников был устроен своеобразный аукцион: им предложили отказаться от своего первоначального выбора и получить взамен реальные деньги. За одно «отречение» можно было заработать 100 долларов. Для этого требовалось в письменной форме отказаться от утверждения, за которое они голосовали изначально.

Причём каждый участник мог уклониться от участия в торговле за особо ценные для него утверждения.

«Мы использовали аукцион как способ определить степень неприкосновенности конкретных утверждений, ­– объяснил Бернс. – Если человек не соглашался изменить своё утверждение ни за какие деньги, мы расценивали это утверждение как священное для этого человека. Если брал деньги – мы считали утверждение не имеющим никакого особенного смысла и обладающим для этого человека низкой ценностью».

Данные, полученные с помощью томографа, показали, что существует прямая связь между понятиями личных, священных для человека ценностей и активностью тех отделов головного мозга, которые связаны с оценкой правильности и неправильности (левый височно-теменной узел) и интерпретацией высказываний (левая вентролатеральная предлобная кора). За обработку информации, связанной с получением выгоды, отвечают совсем другие отделы.

«Публичная политика базируется, по большей части, на системе поощрений и сдерживающих факторов, – говорит Бернс. – Результаты нашей работы показывают: наивно думать, что можно повлиять на поведение людей при помощи рациональных аргументов, когда речь заходит о священных для них личных ценностях, потому что эти ценности обрабатываются совершенно иными отделами мозга, чем материальные стимулы».

Самая высокая активность участков мозга, связанных с сакральными ценностями, наблюдалась у тех испытуемых, которые принимали активное участие в жизни различных групп, таких как церковные приходы, спортивные команды, объединения музыкантов или общества защитников окружающей среды.

«Организованные сообщества способны привить более стойкие ценности с помощью правил и социальных норм», ­– делает вывод Бернс.

Исследование является частью специального проекта под названием «Биология культурного конфликта». Бернс выпустил специальное издание, посвящённое изучению различий функционирования нервной системы людей, представляющих противоположные стороны в конфликтах, от американских демократов и республиканцев до арабов и израильтян.

«По мере того, как в культуре происходят изменения, они влияют на работу нашего мозга, что, в свою очередь, отражается на культуре. Отделить одно от другого невозможно», – утверждает Бернс.

Вполне возможно, что основа политических и религиозных конфликтов – биологическая.

Биологические процессы постепенно меняются, под их воздействием меняется и культура. Ученый приводит такие примеры, как борьба женщин за репродуктивные права и изменение отношения к однополым бракам.

ПРИ ШИЗОФРЕНИИ КОЛЛЕКТИВЫ ПАМЯТИ И ОБУЧЕНИЯ НЕ СЛЫШАТ ДРУГ ДРУГА

Генетический дефект, примерно у 30% обладателей которого в итоге развивается шизофрения, приводит к нарушению обмена информацией между долями мозга, связанными с памятью и обучением, сообщают американские ученые в журнале Nature.

Известно, что одной из генетических причин шизофрении может быть микроделеция — потеря одного из участков 22-й хромосомы. Связь между дефектом, получившим название «мутация 22q11″ и заболеванием в 1995 году установила профессор психиатрии Колумбийского университета Мария Карайоргоу (Maria Karayiorgou).

В новом исследовании с участием доктора Карайоргоу ученые показали, что у шизофреников нарушение информационного обмена между лобной и височными долями мозга, влияющее на память и способность к обучению, — это не причина заболевания, а его проявление. Лабораторные мыши с мутацией, аналогичной 22q11, выполняли простое задание, связанное с запоминанием направления, существенно хуже своих здоровых собратьев.

«Мы обнаружили, что для успешного выполнения задания два участка мозга мыши, гиппокамп и префронтальная кора, должны работать вместе, а у мышей с дефектом передача информации между ними была менее эффективной или отсутствовала вовсе», — сказал один из руководителей исследования Джошуа Гордон (Joshua Gordon), чьи слова приводятся в сообщении университета.

Мыши двигались по лабиринту в форме буквы Т, в котором, чтобы получить следующую награду, им нужно было вспомнить, в каком направлении они двигались, и повернуть в противоположную сторону. Здоровые животные легко выполняли это задание, тогда как мышам с дефектом на это требовалось больше времени.

Ученые оценивали нейронную активность мышей в процессе эксперимента и выяснили, что у здоровых животных гиппокамп отправляет сигналы о пространстве в префронтальную кору, и синхронность возбуждения нейронов возрастает. У мышей, моделирующих мутацию 22q11, синхронность не усиливалась, и задание давалось им тем труднее, чем слабее был обмен сигналами между двумя участками мозга.

«Мы знаем, что этот генетический дефект связан с предрасположенностью к шизофрении, а теперь мы определили четкий патофизиологический механизм того, как он создает риск этого заболевания», — отметила доктор Карайоргоу.


НО…МОЗГ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫЙ К ШИЗОФРЕНИИ СПОСОБЕН К ТВОРЧЕСТВУ И ДОСТИЖЕНИЯМ

Психиатр Сабольч Кери (Szabolcs Keri) из Университета Земмельвайса в Будапеште провел исследование гена нейрегулина 1 (NRG1), который влияет на многочисленные процессы в мозге человека, в том числе формирование и укрепление связей между нервными клетками. Предыдущие исследования показали, что у обладателей одного из вариантов этого гена повышен риск развития некоторых психических заболеваний, например шизофрении и биполярного (маниакально-депрессивного) расстройства.

В исследовании психиатра Сабольча Кери приняли участие добровольцы, считающие себя талантливыми и креативными. Они прошли ряд тестов на сообразительность и творческие способности, например отвечая на нестандартные вопросы типа «что бы случилось, если бы облака были прикреплены к земле шнурами?». Ответы оценивались с позиций гибкости и оригинальности. Кроме того, добровольцы заполнили опросник, касающийся их достижений.

После этого у всех участников эксперимента определили вариант гена NRG1. Как оказалось, больше всего баллов в тестах на креативность и наиболее значительными жизненными достижениями могли похвастаться носители как раз того варианта гена, который повышает риск психических расстройств.

Это исследование стало первым случаем обнаружения четкой взаимосвязи между психопатологией и творческими способностями. Кроме того, его результаты демонстрируют, как некоторые варианты генов, связанные с заболеваниями, проходят эволюционный отбор и остаются в генофонде человечества благодаря своим положительным эффектам.

http://www.ria.ru/science/20100402/217755655.html
http://ria.ru/science/20100401/217620580.html
http://ria.ru/science/20090930/186996525.html

Категории: Наука| психология

Метки: , , ,