Мозок усихає, але не здається
Британські нейрофізіологи зі Стенфордського університету нещодавно здивували світ звісткою, що після 40 років мозок починає усихати. І у людей, які дожили до похилого віку, білої речовини мозку (тобто скупчення нервових волокон, що відходять від нейронів і складових провідні шляхи) може бути стільки ж, скільки й у маленьких дітей.
За словами керівника досліджень професора Брайана Ванделла, ділянки мозку з роками деградують по-різному: у зонах, пов'язаних з контролем рухів, нестача білої речовини відчувається найсильніше, а в частках, відповідальних за навчання, максимальні втрати. Дослідники зробили комп'ютерну томографію ряду добровольців віком від 7 до 85 років і виявили, що найбільше білої речовини спостерігається у 30-50-річних людей, а цей час життя з упевненістю можна назвати розквітом мозку.
«Кількість зв'язків між нервовими клітинами і справді збільшується від моменту народження і до 40-50 років, а потім поступово зменшується, — пояснив «Росбалту» психофізіолог, доктор біологічних наук, професор, завідувач лабораторії нейрофізіології та нейроінтерфейсів на біологічному факультеті МДУ Олександр Каплан . — Ці зв'язки, по суті, є відростками нервових клітин, які й створюють ту саму білу речовину (кора головного мозку, що складається з самих нервових клітин, за кольором виглядає сірою), про зменшення обсягу якої говорять вчені зі Стенфорда».
Нервових зв'язків стає менше, оскільки знижується швидкість утворення нових, тоді як старі руйнуються через те, що перестають бути затребуваними. Інше питання — наскільки скорочення числа зв'язків призводить до погіршення інтелектуальної діяльності людини похилого віку. «Тут картина вже не такоднозначна, — зазначає Каплан, — оскільки з віком у вирішенні творчих завдань людям все більше допомагає колишній досвід, аніж нові знання. Дітям, які навчаються у школі, досвід допомагати не може: щоб освоювати великі обсяги нового, їм потрібна творчість, хороша пам'ять, швидкість реакції — тобто все те, що потребує активного зростання нових зв'язків. Тому ті люди, які все життя ефективно працюють у своїй професії, ще довго не помітять негативних наслідків старіння нервової тканини. Звичайно, це не триватиме вічно: хтось із 60-ти, хтось із 75-ти, але рано чи пізно людина починає відчувати так званий дефіцит когнітивних функцій — пам'яті, уваги, мислення та інших. Це такий тотальний процес. Але варіації для людей дуже сильні: тут усе залежить від генетичного потенціалу людини і його життєвого досвіду. І це означає, що «усихання» мозку — це вирок, а керівництво до дії».
Намагаючись остаточно розшифрувати секрети головного органу людського організму, вчені Великої Британії, Японії, США, Китаю та країн ЄС вирішили за найближчих 10 років штучним шляхом створити повну модель головного мозку людини. Дослідники заявляють, що мають намір за допомогою системи комп'ютерів відновити його структуру і довести розшифровку коду мозку до кожного окремого нейрона. Але чи можливо створити аналог мозку? І що це дасть людству?
«Реальний мозок людини росте, від немовляти до дорослого, поступово складаючи собі картину світу, накопичує знання, самопрограмується. Тому, навіть якщо ви завантажите в електронний мозок всю Ленінську бібліотеку або бібліотеку Конгресу США, нічого путнього з цього не вийде. Знання не взаємодіятимуть один з одним, а залишаться просто лежати там, як на бібліотечних.полицях - до запитання. Хоча мозку вони потрібні не в книжковому вигляді, а в операційному — щоб у будь-який момент можна було згадати конкретну річ і перетнути одне з одним, адже кожна людина має свій індивідуальний спосіб оперування знаннями», — наголошує професор Каплан.
«У голові людини майже мільйон мільярдів зв'язків між нервовими клітинами, тоді як найскладніший сучасний суперпроцесор має лише два-три мільярди контактів. Чи можливо відтворити на кремнієвих елементах все багатство міжнейронних зв'язків мозку людини, якщо ми не знаємо елементарних кодів їхнього функціонування? І навряд чи дізнаємося навіть у віддаленому майбутньому. Так що повна комп'ютерна копія мозку якщо і здійсненна, то тільки теоретично: це занадто складно для нашої цивілізації, оскільки ми просто не знаємо схеми мозку», — резюмує український психофізіолог.
Проте група вчених-неврологів під керівництвом професора Теодора Бергера з університету Південної Каліфорнії у Лос-Анджелесі нещодавно заявила про створення першого у світі протезу мозку. Точніше, одного з його відділів — гіпокампа, який відповідає за довготривалу пам'ять. За словами розробників, на відміну від інших подібних пристроїв, які тільки стимулюють мозкову діяльність, їхній винахід буде дійсно замінювати гіпокамп та виконувати всі його функції за допомогою вбудованого кремнієвого чіпа.
Наскільки це досягнення реально наближає нас до протезування найскладнішої частини людського організму?
«Жодного відношення до протезу мозку ці дослідження не мають, — каже професор Каплан. — Хоча так званий «чіп гіпокампу» існує, і він справді розроблений під керівництвом американського дослідника Теда Бергера. Я з ним особисто знайомий і знаю достеменно, що дослідиБергера були проведені на щурах, у гіпокамп яких вживлювалися десятки дуже тонких провідників. На іншому кінці вони об'єднувалися з тим самим чіпом, що вшили під шкіру на черепі тварини. Бергер знайшов алгоритми розподіленої електричної стимуляції гіпокампу через провідники, які заміняли його природну активність. Керував цими алгоритмами вживлений чіп. Якщо гіпокамп раптом починав погано працювати, включення чіпа покращувало справу. Однак тут йдеться лише про якусь одну, дуже дрібну навичку поведінки. Таких навичок тисячі. На кожну навичку чіп не побудуєш. Тож, на жаль, тут немає навіть натяку на протез цілого мозку…».
Може, "мозкові" чіпи і можна буде використовувати для заміщення якихось елементарних порушених функцій організму, зазначає Каплан. Наприклад, у боротьбі з хворобою Паркінсона, коли весь мозковий розлад залежить від неправильної роботи локальної та дуже маленької його структури. "Але замінити всі функції мозку - це все одно, що створити на Землі, скажімо, фізичну модель Всесвіту ...", - переконаний учений.