Основная научная задача

Человечество давно интересует, что представляет собой головной мозг и как работает. О работе мозга высказывали свои суждения еще древнегреческие ученые – врач Гиппократ (около 460–370 до н. э.) и философ и энциклопедист Аристотель (384–322 до н. э.).

В XVI веке итальянский анатом Констанцо Варолия (1543–1575) впервые дал описание важных особенностей строения головного мозга и черепно-мозговых нервов.

Первые представления об отраженной деятельности мозга в 1649 г. высказал французский ученый и философ Р. Декарт (1596–1650).

Во второй половине XIX века обнаружены зоны мозга, отвечающие за речь, которые по именам их открывателей называют областью П. Брока (1824–1880) и К. Вернике (1848–1905).

Первую карту головного мозга составил в 1909 г. один из основоположников цитоархитектоники немецкий невролог К. Бродман (1868–1918).

Свой вклад в изучение проблем мозга внесли У. Г. Пенфилд (1891–1976), А. Сент-Дьердьи (1893–1986), К. Гольджи (1844–1926), С. Рамон-и-Кахаль (1852–1934), Г. Уолтер, X. Дельгадо, Б. Смит и др. Работы некоторых из них отмечены Нобелевской премией.

Среди отечественных ученых, занимавшихся исследованием головного мозга, мировое признание получили работы И. М. Сеченова (1829–1905), В. М. Бехтерева (1857–1927), И. П. Павлова (1849–1936), Н. П. Бехтеревой (1924–2008), а также учеников Н. П. Бехтеревой – А. Д. Аничкова, Ю. Л. Гоголицина, В. А. Илюхиной, Ю. Д. Кропотова, С. В. Медведева,

B. М. Смирнова, Л. И. Спивака, Д. Л. Спивака, А. Н. Шандуриной и др.

В то время было немного методик изучения человеческих функций, и возможности их были ограничены: психологические тесты, клинические наблюдения и, начиная с 30-х годов XX века, электроэнцефалограмма.

«…Устройство мозга и его морфология были известны уже довольно хорошо. Однако представления о функционировании отдельных нервных клеток оставались очень отрывочными. Таким образом, – считает С. В. Медведев, – не было полноты знаний о "кирпичиках", составляющих мозг, и не хватало необходимых инструментов для их исследования»[18].

В 60–80 гг. XX века в СССР Н. П. Бехтеревой и ее сотрудниками проводились исследования, которые позволили применить метод долгосрочных и краткосрочных имплантированных электродов для диагностики и лечения больных.

В связи с научно-технической революцией появились новые возможности и методы (методики) изучения мозга человека:

• магнитоэнцефалография (регистрация магнитного поля, возбуждаемого электрическими источниками в мозгу);

• функциональная магниторезонансная томография (ФМРТ), основанная на явлении ядерного магнитного резонанса;

• позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) – метод слежения за малыми концентрациями ультракороткоживущих радионуклидов (УКЖР), которыми помечены физиологически значимые соединения, для исследования их метаболизма;

• стереотаксис – медицинская технология, обеспечивающая прицельный доступ к глубоким структурам головного мозга и дозированное воздействие на них.

Благодаря этим разработкам в середине 80-х гг. XX века произошел прорыв в изучении головного мозга. Придавая большую значимость этому направлению научных исследований, конгресс США объявил 90-е гг. XX века десятилетием изучения человеческого мозга. Эта инициатива стала международной.

Сейчас появились новые технологии изучения мозга: диффузионно-тензорная магниторезонансная томография (ДТ-МРТ), позволяющая производить визуализацию мозга, а также «генные чипы» – миниатюрные диагностические приспособления, способные одновременно определять тысячи генов.

С помощью сложной аппаратуры ученые Института мозга человека, который возглавляла Н. П. Бехтерева, смогли определить, каким образом происходит запоминание информации, обработка речи, как формируются эмоции. «Эти исследования, – отмечает нынешний директор института С. В. Медведев, – не только помогают разобраться в том, как мозг выполняет свои важнейшие психические функции, но и разработать методы лечения тех людей, у которых они нарушены»[19].

При этом основная проблема заключается в том, что прежние отдельные представления нужно свести в знание о мозге как единой системе, в пределах которой осуществляется взаимодействие между нейронами.

По мнению Н. П. Бехтеревой, «…сейчас основная задача – расшифровка нервного кода, то есть понимание того, как конкретно обеспечиваются высшие функции мозга. Скорее всего, это можно будет сделать через исследование взаимодействия элементов мозга и понимание того, как отдельные нейроны объединяются в структуру, а структура – в систему и в целостный мозг»[20].