Магия мозга и лабиринты жизни

Бехтерева Наталья Петровна

На эту тему можно было бы написать если не роман, то хотя бы повесть. Но – не здесь.

Детектор ошибок был заново «открыт» при некоторой вариации нейрофизиологической методики (вызванные потенциалы, а не динамика нейронной активности) рядом исследователей, причем был назван совершенно так же – детектор ошибок [48] .

Несколько ранее принципиально то же явление было описано (и приобрело очень широкое звучание) Наатаненом [49] и обозначено как Missmatch Negativity. По существу речь идет о рассогласовании с планом, появлении неожиданного элемента для матрицы-схемы ситуации или действия. Феномен этот оказался более изучен благодаря энтузиазму Наатанена, а также потому, что являлся основной задачей его лаборатории, а в нашем случае – лишь интересной находкой на пути широкого изучения нейрофизиологических механизмов психики.

48

Gehring W.J., Goss В., Coles M.G.H. e.a. A Neuronal System for Error Detection and Compensation // J. Psychophysiol. Science. 1993. Vol.4, N 6. P. 385–390; Dehaene S., Posner M.I., Tucker D.M. Localization of a Neural System for Error Detection and Compensation // J. Psychological Science. 1994. Vol. 5, N 5. P. 303–305; Berstein P.S., Scheffers M.K., Coles M.G.H. Where did I go wrong?: Psychophysiological Analysis of Error Detection // J. of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 1995. Vol. 21, N 6. P. 1312–1322.

49

Naatanen R. Attention and Brain Function. Hillsdale, 1992. 494 p.

Тема

механизмов мозга поистине неисчерпаема. Здесь, пожалуй, целесообразно для стимулирования интереса к вопросу привести лишь еще один тип наших наблюдений, как и многое в сложной проблеме, может быть, нуждающийся в дальнейшем изучении. Речь идет о пространственно преимущественно тормозных реакциях коры и преимущественно активационных реакциях подкорки при активации в коре только зон, имеющих первостепенное значение именно для данной деятельности. Такого рода соотношение наблюдалось нами в ходе реализации различных психологических проб [50] . Это проявлялось по окончании периода первоначальной генерализованной активации как ориентировочной реакции, являющейся одним из главных механизмов самосохранения мозга [51] . Если приведенные данные будут подтверждаться [52] , придется, может быть, пересматривать многие из уже сложившихся представлений о корково-подкорковых соотношениях в обеспечении мыслительной деятельности.

50

Bechtereva N.P., Medvedev S.V., Abdullaev Y.G. Cerebral Lateralization for Language Revealed in Neuronal Responses of the Human Brain Cortex // Intern. J. Psychophysiol. 1990. Vol. 10. P. 11–16.

51

Бехтерева Н.П. Ответственность ученого // Наука и жизнь. 1972. №12. С. 88.

52

Похожие сведения приводятся в работах: Hoshi Y., Onoe Н., Watanabe Y. е.a. Nonsynchronous Behavior of Neuronal Activity, Oxidative Metabolism and Blood Supply during Mental Tasks in Man // Neurosci. Lett. 1994. Vol. 172, N 1–2. P. 129–133; Swartz В.Е., Halgren E., Fuster J.M. e.a. Cortical Metabolic Activation in Humans during a Visual Memory Task // Cerebral Cortex. 1995. Vol. 3. P. 205–214.

В процессе онтогенеза внешняя и внутренняя среды человека, его социальная и личная жизнь, его обучение, беды и радости заполняют первоначально преимущественно еще «белую карту» (серую кору) мозга. Иногда они при необходимости перестраивают ее, даже переносят центры организации какой-то определенной деятельности из одного полушария в другое. Строят системы из жестких, постоянных или почти постоянных, и гибких, переменных, звеньев. Перестраивают их пространственно лишь приблизительно одинаково у разных лиц, за исключением генетически (и соответственно анатомически) запрограммированных зон (так называемых проекционных).

Вероятно, как в анатомическом атласе возможен либо индивидуальный, либо усредненный мозг, так и при функциональном картировании можно получить наиболее часто встречающуюся и соответственно наиболее вероятную функциональную карту мозга – или функциональную карту индивидуального мозга.

Общение с мозгом в нейрофизиологических исследованиях научило ставить вопросы и получать ответы, научило нейропсихофизиологическому диалогу. Сейчас, по прошествии нескольких десятилетий, кажется, что решение лежало на поверхности. Но именно этот диалог требовал не только выделения нейронных разрядов на фоне физического и физиологического шума, что при регистрации импульсной активности нейронов не так уж, казалось бы, и сложно, но и конструирования тестов, удовлетворяющих по крайней мере трем основным требованиям: адресации к определенной мыслительной деятельности (определенным мыслительным процессам); возможности конструирования в соответствии с принципами построения теста достаточного количества отдельных психологических проб для последующей обработки статистической значимости результатов и, наконец, такой продолжительности пробы с возможностью разделения ее на этапы, при которой и больной (или волонтер), и компьютер оказываются в определенном для данной ситуации режиме. Большой вклад в конструирование психологических тестов, которые мы используем сейчас, внес С.В. Медведев.

Более всего нейрофизиологических исследований на сегодня проведено при изучении мозговой организации различных аспектов речи, речевого мышления, принятия решений, хотя проводились и давали очень интересные результаты пробы на арифметические операции и т.д.

Переход к изучению мыслительных процессов с помощью позитронно-эмиссионной томографии, а особенно попытка объединения двух комплементарных подходов – сугубо локального и глобального, указанного выше нейрофизиологического и нейрохимического, – оказался осуществимым при пересмотре психологических тестов в соответствии с теми же основными условиями. При этом большую часть тестов стало возможным «перенести» из

одной методической ситуации в другую и, таким образом, использовать их в обеих системах исследования. Так, с минимальными изменениями сохранился тест для изучения мозговой организации восприятия смысла фраз, дифференцирования их грамматической правильности и смысловой насыщенности при грамматически правильном и грамматически искаженном построении.

Как указывалось выше, первые исследования мозговой организации мыслительной деятельности с помощью ПЭТ были проведены не нами. Основным в этих работах было обнаружение более широкого, чем это предполагалось, представительства речевых зон в коре больших полушарий. Сам по себе этот факт был известен нам ранее (на основе изучения импульсной активности нейронов при речевых пробах) и также ранее уже использовался для ЛЭС мозга у больных с последствиями травмы и инсульта. И тем не менее демонстрация широкого представительства речевых зон порадовала нас, как подтверждение столь важных для клиники фактов [53] .

53

Особенно детально эта позиция была рассмотрена в работе: Bavelier D., Corina D., Jezzard P. e.a. Op. cit.

Маленькое отступление.

Почти ко всему можно адаптироваться, но нужно ли?

Недавно в очень агрессивной форме нас упрекнули в незнании – или нецитировании – работ ряда иностранных авторов. Сделано это было в письме в редакцию практически в прокурорском тоне, с очень явной и сильной жаждой крови. Нашей крови. В этой конкретной ситуации наши оппоненты были кое в чем правы, если не считать совсем недавнего клинического применения метода, хотя и разработанного, действительно, ранее, да и еще более ранних работ на ту же тему других авторов. С обилием литературы и ее не всегда легкой достижимостью такого рода событие хотя и грустно, но тем не менее не неожиданно. Однако откуда агрессивность? Вот в этом мы виноваты сами. Мы более или менее спокойно начали относиться к тому, что престижные журналы печатают статьи престижных авторов как приоритетные, не цитируя ранее опубликованных, в том числе и на английском языке, русских работ. Не зная их? Маловероятно, так как те же авторы по менее принципиальному поводу приводили наши работы. Не стоит перечислять все подобные ситуации. Их, к сожалению, немало. Однако о некоторых стоит упомянуть. В данном случае речь идет о статье Халгрена (Halgren), напечатанной в «Nature» сразу же после отклонения аналогичной нашей статьи. В чем наша ошибка, а точнее – вина перед собой и соотечественниками? В том, что мы не предъявили претензий ни журналу, ни автору. А речь шла в данном случае о гораздо более принципиальном событии – об обеспечении кодирования слов в мозге, которое в предисловии к нашей статье в «Brain and Language» [54] было определено редактором как находка уникальная. В ситуации с детектором ошибок произошло то же, что и с некоторыми другими нашими находками. Используя ту же терминологию, что и мы (случайность?), авторы не сослались на наши работы и приписали себе наше открытие…

54

Bechtereva N.P., Bundzen P.V., Gogolitsin Yu.L. e.a. Neurophysiological Codes of Words in Subcortical Structures of the Human Brain // Brain and Language. 1979. N 7. P. 145–163.

Суть возможных претензий – в нецитировании большого числа наших нейрофизиологических статей, опубликованных на английском языке в международных журналах («Annual Review», «Journal of Psychophysiology», «EEG and Clinical Neurophysiology», «Clinical Electroencephalography», «Biomedical Science», «Neuroscience Letters» и др.). Неплохо было бы создать что-то вроде международной комиссии по приоритетам и взаимной этике ученых. Но справедливости ради надо сказать, что в целом нас много цитируют, и речь сейчас идет только о намеренном умалчивании при «повторных» открытиях.

Значимыми событиями в ПЭТ– и далее ФМРТ-изучении мыслительных процессов оказывается сейчас многое. Я полагаю, что следует подчеркнуть в этом плане обнаружение зоны в лобной области, активирующейся при реализации проб, связанных с опознанием их смысла. Надо сказать, что в данном случае подтверждено и расшифровано было это явление с помощью нейрофизиологического подхода, причем именно в этом случае наиболее полно проявились и недостатки, и достоинства нейрофизиологических возможностей. Сначала о недостатках. Без данных ПЭТ, только на основе изучения динамики импульсной активности нейронов в области концов электродов, было подробно описано, что происходит в данной, в том числе и в той же, что и в наблюдениях Познера и др., зоне мозга. Однако отсутствие в этом случае сведений о том, что происходит в других, в том числе и близлежащих, структурах, не позволяло определить значение данной структуры как своего рода «главной» или хотя бы весьма значимой в процессе.

И в то же время именно в этой ситуации ПЭТ не отвечает даже на, казалось бы, простейший вопрос: что, хотя бы глобально, происходит в зоне, проявляющейся активацией на ПЭТ? Преобладают ли процессы возбуждения или, более того, активация на ПЭТ отражает возбуждение? Или то, что мы видим на ПЭТ как активацию, есть также весьма активный процесс, но другого знака – тормозный? Или активация на ПЭТ – сложное, комплексное явление, где в самой зоне протекает целый ряд макро– и микропроцессов? Что же касается исследования динамики импульсной активности нейронов мозга при психологических пробах, то именно в этом случае удается наблюдать, точнее, – хочешь не хочешь – наблюдаются дифференцированные в пространстве, во времени и разные по направленности реакции (имеется в виду учащение или урежение разрядов нейронов в популяции). Здесь целесообразно, как пример, детально привести данные о динамике импульсной активности в той же зоне лобной области, где Познер и соавторы наблюдали на ПЭТ активность типа «семантического центра», которую у наших волонтеров в сходных условиях реализации психологических тестов позже наблюдали и мы.