Результаты нового исследования, как можно предположить, окажутся небезынтересны инженерам, конструирующим системы навигации для роботов, а также специалистам, которые работают над созданием максимально реалистичных виртуальных моделей. Возможны и приложения в области медицины, при реабилитации пациентов с повреждениями определенных областей мозга.
Боль в спине и деятельность мозга
28.10.2002. www.pereplet.ru
Как полагают ученые, некоторые люди могут страдать от болей в спине из-за того, что их мозг обладает повышенной чувствительностью к действию разного рода раздражителей.
Например, незначительное прикосновение, которое не регистрируется здоровыми людьми, порождает, тем не менее, болевые сигналы в мозге. Для появления боли в мышцах, суставах и сухожилиях людей, страдающих фибромиалгией, интенсивность внешнего сигнала должна быть гораздо ниже, чем для здоровых людей.
Ученые из Мичиганского университета провели исследование на 15 пациентах, страдающих болями в спине неизвестного происхождения, 15 пациентах, страдающих фибромиалгией и 15 здоровых добровольцах.
Они проводили сканирование мозга испытуемых в ответ на быстрое нажатие у основания ногтя большого пальца левой руки. Было показано, что нажатие должно было быть совсем незначительным для того, чтобы вызвать ощущение боли у больных, страдающих от болей в спине или фибромиалгией. Сканирование также показало, что раздражитель вызывал увеличение активности разных зон мозга для разных групп испытуемых.
Почему боль причиняет боль?
С. Ричард Чапмен - директор Центра исследования боли Университета Юты, бывший президент Американского общества боли.
октябрь 2003 www.project-syndicate.org
Многие медики склонны трактовать боль как простое ощущение, привлекающие наше внимание к заболеванию или травме. Однако боль нельзя рассматривать как простое ощущение, так же как музыку нельзя считать просто звуками. Сильная боль исключительно неприятное чувство, лишающее человека способности развернуто мыслить и испытывать другие чувства, способное отнять язык и вызвать сильное сопротивление объективному восприятию мира. У человека, испытывающего сильную боль, в сознании над всем остальным доминирует мощная отрицательная эмоция.
В большинстве случаев боль возникает в результате того, что отдельные нервные окончания обнаруживают различные повреждения ткани и генерируют сигналы, которые поступают в спинной мозг, а затем в головной мозг. На протяжении многих лет ученые полагали, что эти сигналы передаются по нескольким определенным маршрутам и поступают в релейную станцию мозга, которую называют таламус. Далее, как считали ученые, эти сигналы поступают в ту часть коры головного мозга, которая ответственна за осознание тела, и кора определенным образом трансформирует их в осознанное восприятие. К сожалению, такой путь прохождения нервных каналов для передачи сенсорных ощущений от поврежденной ткани лишь частично объясняет наше восприятие боли. Понимание этого недостаточно для объяснения факта, почему боль воздействует на эмоции и познавательные способности.
Новые исследования указывают на наличие более сложных механизмов проявления боли, вовлекающих высшие уровни мозга. Похоже, что
сигналы из пораженного органа поступают во многие структуры головного мозга, а не только в области, ответственные за формирование ощущений. Некоторые сигналы непосредственно воздействуют на структуры мозга, тем самым, генерируя эмоции, которые, в свою очередь, стимулируют отделы головного мозга, формирующие значение происходящего. Боль начинает осознаваться только после того, как сенсорные, эмоциональные и когнитивные процессы объединяются вместе и формируют логически последовательную интегрированную картину восприятия.
Исследования, выполненные с помощью функциональной интроскопии мозга у испытывающих боль людей, как правило, подтверждают подобную точку зрения. Как и следовало ожидать, активными являются области головного мозга, ответственные за формирование ощущений, однако таковыми являются также и области, генерирующие эмоции, и структуры, имеющие отношение к вниманию и мышлению. Даже моторные структуры, которые обеспечивают так называемую реакцию "бороться или бежать" на опасную ситуацию также становятся активными. Подобные исследования указывают, что простые сигналы, исходящие от поврежденной ткани генерируют одновременно множество процессов в головном мозгу. Эти процессы объединяются и формируют индивидуальное и неприятное физическое ощущение, которое мы называем болью.
В связи с тем, что эмоции и когнитивные процессы являются неотъемлемой частью боли, реакция людей на одно и то же состояние, такое, например, как обычное хирургическое вмешательство, различна. Память отдельного человека, его убеждения, культурный уровень, и личное отношение формируют боль, в результате чего травма, которая кажется ужасной для одного человека, может доставлять лишь незначительный дискомфорт другому. Исследователи-психологи начинают изучать, почему отдельные люди испытывают различную боль, хотя у них одинаковые повреждения тканей.
Некоторые ученые полагают, что длительные болевые сигналы могут изменять привычный маршрут следования, а слишком долго не проходящая боль может даже изменить саму нервную структуру тела. Трансформированные участки нервной системы могут хранить информацию о боли даже после устранения источника ее появления.
Другие исследователи полагают, что такой же принцип свойственен более высоким уровням головного мозга. Память об испытанной боли, а не новые болевые сигналы могут стать причиной появления болевых ощущений, и таким образом мозг может постоянно генерировать чувство боли при отсутствии ее реального источника. В свою очередь, мозг способен преобразовать незначительные сигналы, исходящие из поврежденного участка тела, в сильное ощущение боли, если в этот процесс вовлекаются когнитивные и эмоциональные воспоминания.
Исследования боли продолжаются по многим направлениям. Пожалуй, самое главное заключается в понимании способности мозга объединить сенсорные, эмоциональные и когнитивные процессы, происходящие в момент получения травмы с тем, чтобы сформировать сложное физическое ощущение, известное нам как боль. Разгадка данного процесса позволит докторам предотвращать, излечивать или полностью устранить некоторые хронические болезни, вызывающие боль.
Мозг родителей "настроен" на детский плач
22.11.2003. membrana
Швейцарские учёные из университета Базеля (
University of Basel) при помощи магниторезонансного сканера исследовали активность мозга родителей и бездетных людей. Они пришли к выводу, что папы и мамы эмоциональнее реагируют на
крики и плач младенцев, в то время как люди, не имеющие детей, "ярче" отзываются на
детский смех.
Дело в том, что у родителей и бездетных людей клетки мозга работают по-разному. Подобное наблюдается у крыс: один тип клеток побуждает родителей приблизиться к потомству, другой держит «неродителей» на почтительном расстоянии.
Исследователи говорят, что крики активизируют мозговую область родителя, амигдалу, вовлечённую в обработку эмоций. Слёзы показывают родителям — что-то идёт не так. Таким образом, вызываются беспокойство и опасения, которые незамедлительно трансформируются в родительскую заботу.
У матерей же одну из важнейших ролей играет
префронтальный кортекс, который отфильтровывает ненужный шум, выделяя в приоритет звуки, издаваемые ребёнком. Затем электрические импульсы от кортекса передаются другим областям мозга, вызывая соответствующие эмоции.
Любовь и критика не совместимы
16.06.2004. Известия Науки
Личностные качества любимого человека не могут критически оцениваться мозгом. Лондонские ученые, которые провели серию экспериментов с участием добровольцев, выяснили, что при виде человека, к которому испытуемые
испытывали сильную эмоциональную привязанность, они практически теряли способность ясно мыслить.
Изменения касаются не только романтической, но и материнской любви. Исследователи показывали 20 молодым матерям фотографии их собственных детей, других знакомых детей и взрослых друзей. Как и в предыдущем исследовании этой группы ученых, где изучались влияние на мозг любовных отношений, вид детей приводил к
подавлению участков мозга отвечающих за критическое мышление, социальную оценку других людей и негативные эмоции. Кроме того,
увеличение активности наблюдалось в зонах мозга, входящих в "систему вознаграждения", которые также активируются при еде, питье, даже при получении денег, и отвечают за положительные эмоции.
Руководитель исследования доктор Андреас Бартелс (Andreas Bartels) считает, что такая закономерность, которая не позволяет замечать недостатки любимого человека и собственного ребенка, крайне важна для выживания вида. Подобные реакции другие группы исследователей обнаруживали и в экспериментах на животных.
В статье на страницах журнала NeuroImage, авторы отмечают, что между романтическими и материнскими чувствами все же есть одно важное различие. Только в первом случае происходит активация в гипоталамусе, отвечающем, в том числе, за сексуальное возбуждение.
Мозг принимает чужие ошибки за свои собственные
25.07.2004. IsraBlog
Команда ученых из голландского Университета Ниймегена сообщила, что результаты их теста помогут пролить свет на то, как человеческие существа учатся, наблюдая друг за другом. Хайн ван Шиэ и его коллеги задействовали 16 мужчин и женщин, которых подключили к аппаратам, измеряющим активность работы мозга, а затем посадили их перед компьютерами с джойстиками. Задание было простое: двигать джойстик в том же направлении, куда указывали стрелки, появляющиеся на экране.
После каждой попытки тестируемым давали знать, справились ли они.
Когда люди понимали, что сделали ошибку, в мозгу возникал электрический сигнал в передней части коры поясной извилины.
То же самое происходило и в моменты, когда участник эксперимента видел, как ошибается его сосед, выяснили ученые. «Наши данные предполагают, что
в наблюдении за своими и чужими поступками участвуют одни и те же нейронные механизмы», — говорится в статье.
Сетчатка глаза передает в мозг только самое интересное
08.07.2005 пресс-релиз Гарвардского университета
Исследователи из Гарвардского университета нашли доказательства того, что
человеческий глаз, точнее — его сетчатка, пребывает в непрестанном поиске новых деталей в окружающей его хозяина обстановке, игнорируя при этом примелькавшиеся объекты.
По словам профессора Маркуса Мейстера (Markus Meister), работающего на кафедре молекулярной и клеточной биологии
Гарвардского университета, человеческий глаз — не только монопольный, но еще и не слишком добросовестный поставщик визуальной информации мозгу. Вместо того чтобы передавать картинку окружающей действительности во всех ее подробностях, сетчатка рисует ее в самых общих чертах, выделяя лишь ключевые детали и подавляя информацию от менее интересных наблюдателю областей.
Например, когда в поле зрения глаза попадает лес и в окружающем пейзаже начинают преобладать вертикально ориентированные объекты, сетчатка постепенно теряет к ним интерес, акцентируя внимание на горизонтальных объектах: валунах, упавших бревнах и тому подобном. В опытах с кроликами и саламандрами сотрудники лаборатории Мейстера отметили, что
сетчатка подопытных животных куда более энергично реагирует на новые сцены, нежели на изображения, к которым животные уже привыкли.
Таким образом, полагает профессор Мейстер, статья которого опубликована в свежем номере журнала Nature, в распоряжении ученых появилось еще одно доказательство того, что главной целью зрительной системы является не просто точное воспроизведение внешнего по отношению к наблюдателю мира, а выделение действительно интересных деталей, имеющих отношение к наблюдателю. То есть
сетчатка выступает в роли первичного фильтра, избавляющего мозг от необходимости самостоятельно обрабатывать огромный массив поступающей информации, выделяя нужные данные и удаляя ненужные.
Профессор Мейстер и его коллеги пришли к этому заключению, проанализировав
нейронные сигналы в ганглиях — нервных узлах, где сигнал обрабатывается и передается в мозг. Любопытно, что
передача идет не в виде постоянного потока данных, а в виде набора информации об изменении формы окружающих наблюдателя объектов в течение некоторого времени.
ВосПриятие.
Линейный вид
