Знание - сила, 2003 № 08 (914)
Шрифт:
До появления фЯМР просто не хватало разрешающей способности приборов, чтобы решать задачи, которые имеют когнитивный подтекст. И вот фЯМР заработал на полную мощность!
Первый «выстрел» нового 2003 года сделали Майкл Зейне и Сюзан Букхаймер из Калифорнийского университета. С помощью усовершенствованного фЯМР высокого разрешения (как телевизор HD TV — высокой плотности разрешения) они посмотрели «динамику работы нейронов гиппокампа в ходе кодирования и «изъятия» пар «лицо — имя».
Гиппокамп крайне важен для кратковременной и долговременной памяти. С помощью фЯМР исследователи «посмотрели»
Известно, что информация в Аммонов рог — к нейронам — поступает через «зубчатку» из субикулюма. Функциональное разрешение было не слишком высоким. И, тем не менее, ученым удалось многое узнать.
С помошью особой программы они сумели «развернуть» кору гиппокампа на плоскости, а это позволило прокартировать функциональные нейронные поля, так сказать, в «плане». И оказалось, что кодирование информации в данном конкретном случае осуществляется нейронами Аммонова рога и зубчатой извилины, а вот извлечение ее «отнесено» в субикулюм.
Подобное «разнесение» вроде бы одной функции открыто впервые. Сейчас трудно как-то однозначно оценить это открытие, но по крайней мере ученые теперь «нацелены» на конкретные поиски. Известно, что формирование памяти требует белковых синтезов, а это — работа генов и их конкретных протеиновых продуктов, в частности, конкретных рецепторов, некоторые из которых имеются только у конкретных нейронов. Таким образом, фЯМР позволяет провести точную рекогносцировку функций...
Журнал «Труды Национальной АН США» опубликовал статью о «соответствии» картинок, получаемых с помощью фЯМР, активности нейронов при решении психологических задач. Испытуемым предъявляли по 30 слов- неслов из шести букв («журнал-жулнар»), выбранных из слов, употребляемых с разной частотностью в печати. Для усложнения задачи слова предъявлялись с поворотом на 60 и 120 градусов от горизонтали.
Результаты показали, что изменение локального кровотока — гемодинамики — соответствовало активизации нейронов двух разных областей коры: языковой и моторной. При этом шержка была большей при «осмыслении» неслов, да к тому же повернутых на 120 градусов. Пик возрастания кровотока наблюдался примерно через 5 секунд после начала предъявления стимула, продолжавшегося 0,75 секунд. Таким образом, увеличение кровотока «отстает» на 4,25 секунд.
Авторы считают, что основная причина задержки — это особенности кровоснабжения данного участка коры. Это влияние больше, чем освоение самой информации. Все это необходимо учитывать в ходе дальнейших исследований с помощью фЯМР.
В Токийском университете К. Накахара с помощью фЯМР посмотрел активность префронтальной коры человека.
Префронтальная кора привлекает особое внимание исследователей, поскольку она «заведует» вниманием, умственными операциями, связанными с памятью, а также способностью осуществить задуманное и достигнуть желаемого. Она наиболее развита у приматов, а через знаменитую лимбическую кору связана с эмоциями и миндалиной в глубине височной доли. Я МР позволил разделить участки возбуждения в префронтальной коре, нейроны которых связаны с вниманием и эмоциональными переживаниями.
Это позволяет более реально говорить, что поражается при так называемых аффективных состояниях, когда человек не способен давать отчет содеянному. Кстати, о миндалине. Относительно давно известно, что она «включается» в ответ на пугающие стимулы, а также на изображения счастливых лиц. Т. Канли из Стэнфордского университета с помощью фЯ М Р определил, что
А правая миндалина больше отвечает за лица с выражением ярости и угрозы. А. Харири из Национального института здоровья в Бетезде сравнил данные фЯМР и молекулярных исследований. Увеличение активации миндалины в ответ на устрашающие стимулы, оказывается, связано с... генетическими различиями — с длиной промотера серотонинового транспортера.
Отделы мозга, исследовавшиеся с помощью фЯМР
Объяснимся. Транспортер — это белок, который «транспортирует» из щели между синапсами (точками контакта и связи между нейронами) такой важный модулятор работы нейронов, как серотонин (его еще называют веществом «хорошего настроения»), обратно в клетку. Недостаток серотонина купируется таким знаменитым в психиатрии препаратом, как прозак, который блокирует транспортер и задерживает тем самым серотонин в синапсе, спасая людей от депрессий.
Промотер представляет собой регуляторную часть гена, с которой запускается работа гена. Разные люди, оказывается, различаются по длине их ееротонин-транспортерного промотера. У тех, у кого промотер короткий, получают в итоге меньше серотонина и больше страха!
Люди с длинным промотером имеют более высокий уровень синтеза транспортера, и у них серотонин в два раза больше всасывается обратно в клетку по сравнению с людьми, обладающими короткой версией промотера.
И последнее. ЯМР нового «поколения» стали активно использовать и для сугубо нейроанатомических прижизненных исследований. Совсем недавно Дж. Редвайн из компании «Нейром» в калифорнийском городе Ла-Джолла с коллегами из Гарварда обнаружил уменьшение объема зубчатой извилины у мышей, у которых экспериментально была воспроизведена модель болезни Альцгеймера.
Исследования показали, что «усыхание» мозга начинается задолго до появления в нем знаменитых бляшек Альцгеймера, по которым — после смерти — раньше и ставили диагноз этого нейродегенеративного заболевания.
Исследования с помощью фЯМР начинали с 40-го дня жизни мышек и вплоть до 630-го. Уже на 100-й день уменьшение объема гиппокампа составляло 12 процентов. У обычных же контролей с 40-го по 630-й день объем гиппокампа увеличивается на 18 процентов. На 100-й день «сморщивание» зубчатой извилины составляет почти треть (28 процентов)! Таким образом, фЯМР можно использовать для постановки диагноза болезни Альцгеймера.
В журнале «Труды АН США» Гленда Макуин из университета Макмастера опубликовала статью, в которой описала результаты обследования молодых людей, страдающих постпубертатной депрессией и попытками самоубийства. И показала, что чем больше депрессивных эпизодов, тем меньше объем гиппокампа.
У Джорджа Оруэлла, автора знаменитой антиутопии «1984» про новояз и министерство мира, которое занималось войной, в 1938 году вышла книжка «Паломничество в Каталонию», в которой он рассказал о своем опыте участия в испанской гражданской войне. Жил он в Ленинских бараках Барселоны и в отеле на знаменитом бульваре Рамблас, который не может миновать ни один турист, прибывающий в столицу Каталонии, где, кстати, проходили торжества по поводу возвращения Колумба из далекой Зипангу.