Британские нейрофизиологи из Стэнфордского университета недавно удивили мир известием, что после 40 лет мозг начинает усыхать. И у людей, доживших до преклонного возраста, белого вещества мозга (то есть скопления нервных волокон, отходящих от нейронов и составляющих проводящие пути) может быть столько же, сколько и у маленьких детей.
По словам руководителя исследований профессора Брайана Ванделла, участки мозга с годами деградируют по-разному: в зонах, связанных с контролем движений, нехватка белого вещества ощущается сильнее всего, а в долях, ответственных за обучение, потери максимальны. Исследователи сделали компьютерную томографию ряду добровольцев в возрасте от 7 до 85 лет и обнаружили, что больше всего белого вещества наблюдается у 30-50-летних людей, а это время жизни с уверенностью можно назвать расцветом мозга.
«Число связей между нервными клетками и в самом деле увеличивается от момента рождения и до 40-50 лет, а потом постепенно уменьшается, — объяснил «Росбалту» психофизиолог, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ Александр Каплан. — Эти связи, по сути, являются отростками нервных клеток, которые как раз и создают то самое белое вещество (кора головного мозга, состоящая из самих нервных клеток, по цвету выглядит серой), об уменьшении объема которого говорят ученые из Стэнфорда».
Нервных связей становится меньше, поскольку снижается скорость образования новых, в то время как старые разрушаются из-за того, что перестают быть востребованными. Другой вопрос — насколько сокращение числа связей приводит к ухудшению интеллектуальной деятельности пожилого человека. «Здесь картина уже не так однозначна, — отмечает Каплан, — поскольку с возрастом в решении творческих задач людям все больше помогает прежний опыт, нежели новые знания. Детям, которые учатся в школе, опыт помогать не может: чтобы осваивать большие объемы нового, им нужны творчество, хорошая память, быстрота реакции — то есть все то, что требует активного роста новых связей. Поэтому те люди, которые всю жизнь эффективно трудятся в своей профессии, еще долго не заметят негативных последствий старения нервной ткани. Конечно, это не будет продолжаться вечно: кто с 60-ти, кто с 75-ти, но рано или поздно человек начинает чувствовать так называемый дефицит когнитивных функций — памяти, внимания, мышления и других. Это такой тотальный процесс. Но вариации между людьми очень сильные: тут все зависит от генетического потенциала человека и от его жизненного опыта. А это означает, что «усыхание» мозга — это не приговор, а руководство к действию».
Пытаясь окончательно расшифровать секреты главного органа человеческого организма, ученые Великобритании, Японии, США, Китая и стран ЕС решили за 10 ближайших лет искусственным путем создать полную модель головного мозга человека. Исследователи заявляют, что намерены с помощью системы компьютеров восстановить всю его структуру и довести расшифровку кода мозга до каждого отдельного нейрона. Но действительно ли возможно создать аналог мозга? И что это даст человечеству?
«Создать в электронной версии конструктив мозга, или, иначе говоря, то, что программисты называют hardware, «железо», — может быть, теоретически и возможно, — комментирует Александр Каплан. — Но как это сделать практически, если учесть, что в мозгу человека 86 миллиардов нервных клеток, и еще на четыре порядка больше связей между ними? Пусть даже эти связи будут сделаны из тончайших проводников — посчитайте, сколько будет весить такой компьютерный мозг, и какие он будет иметь размеры. Никак не меньше, чем несколько многоэтажных зданий».
Но, подчеркивает психофизиолог, это не главная трудность в построении электронной модели мозга. «Как быть с его информационным содержанием? — задается он вопросом. — Что толку, если мы выпустим, например, новый компьютер, и не загрузим туда программное обеспечение? Этот электронный монстр окажется ничем не лучше обычного камня. Надо же будет насытить данный агрегат содержанием, залить в него программы, одна сложнее другой, базы данных и знаний… Может, тогда он оживет? Увы, мы не знаем».
«Реальный мозг человека растет, от младенца до взрослого, постепенно складывая для себя картину мира, накапливает знания, самопрограммируется. Поэтому, даже если вы загрузите в электронный мозг всю Ленинскую библиотеку или библиотеку Конгресса США, — ничего путного из этого не выйдет. Знания не будут взаимодействовать друг с другом, а останутся просто лежать там, как на библиотечных полках — до востребования. Хотя мозгу они нужны не в книжном виде, а в операциональном — чтобы в любой момент можно было вспомнить конкретную вещь и пересечь одно с другим, ведь у каждого человека свой индивидуальный способ оперирования знаниями», — подчеркивает профессор Каплан.
«В голове человека почти миллион миллиардов связей между нервными клетками, в то время как самый сложный современный суперпроцессор имеет только два-три миллиарда контактов. Возможно ли воспроизвести на кремниевых элементах все богатство межнейронных связей мозга человека, если мы не знаем элементарных кодов их функционирования? И вряд ли узнаем даже в отдаленном будущем…. Так что полная компьютерная копия мозга если и осуществима, то только в теории: это слишком сложно для нашей цивилизации, поскольку мы просто-напросто не знаем схемы мозга», — резюмирует российский психофизиолог.
Тем не менее, группа ученых-неврологов под руководством профессора Теодора Бергера из университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе недавно заявила о создании первого в мире протеза мозга. Точнее, одного из его отделов — гиппокампа, отвечающего за долговременную память. По словам разработчиков, в отличие от других подобных устройств, которые только стимулируют мозговую деятельность, их изобретение будет действительно замещать гиппокамп и выполнять все его функции с помощью встроенного кремниевого чипа.
Насколько это достижение реально приближает нас к протезированию самой сложной части человеческого организма?
«Никакого отношения к протезу мозга эти исследования не имеют, — говорит профессор Каплан. — Хотя так называемый «чип гиппокампа» существует, и он действительно разработан под руководством американского исследователя Теда Бергера. Я с ним лично знаком и знаю доподлинно, что опыты Бергера были проведены на крысах, в гиппокамп которых вживлялись десятки очень тонких проводников. На другом конце они объединялись с тем самым чипом, вшитым под кожу на черепе животного. Бергер нашел алгоритмы распределенной электрической стимуляции гиппокампа через проводники, которые замещали его естественную активность. Управлял этими алгоритмами вживленный чип. Если гиппокамп вдруг начинал плохо работать, то включение чипа улучшало дело. Однако речь тут идет всего лишь о каком-то одном, очень мелком навыке поведения. Таких навыков тысячи. На каждый навык чип не построишь. Так что, к сожалению, здесь нет даже намека на протез целого мозга…».
Может, «мозговые» чипы и можно будет использовать для замещения каких-то элементарных нарушенных функций организма, отмечает Каплан. Например, в борьбе с болезнью Паркинсона, когда все мозговое расстройство зависит от неправильной работы локальной и очень маленькой его структуры. «Но заменить все функции мозга — это все равно, что создать на Земле, скажем, физическую модель Вселенной…», — убежден ученый.
Андрей Володин
Источник: rosbalt.ru
