Рамачандран В.С. – Рождение разума. Загадки нашего сознания [2006]
Автор на основе обследований огромного числа пациентов в области неврологии доходчиво, увлекательно и остроумно объясняет загадочные неврологические и психиатрические симптомы, приходя к выводу о том, что наука о мозге способна разрешать также и классические вопросы философии. Его исследования – это последние достижения в области изучения эволюционного развития мозга.
Автор на основе обследований огромного числа пациентов в области неврологии доходчиво, увлекательно и остроумно объясняет загадочные неврологические и психиатрические симптомы, приходя к выводу о том, что наука о мозге способна разрешать также и классические вопросы философии. Его исследования – это последние достижения в области изучения эволюционного развития мозга.
Рамачандран В.С. – Мозг рассказывает. Что делает нас людьми [2012]
Непостижимые загадки (Как человек может хотеть ампутировать себе руку? Почему рисунки аутичного ребёнка превосходят по своему мастерству рисунки Леонардо? Что такое чувство прекрасного? Откуда берётся в нас сострадание? Как может человечество передавать культуру от поколения к поколению? Что породило речь? Где живёт самосознание?) находят своё объяснение на уровне нейронов мозга – благодаря простым и гениальным экспериментам B.C. Рамачандрана. Он великий учёный современности, но у него ещё и искромётное чувство юмора – и вот вам, пожалуйста, блестящее повествование о странном человеческом поведении и работе мозга.
Самые последние достижения науки о мозге. Где в мозге кроется то, что делает человека человеком?
B.C. Рамачандран назван одним из ста самых выдающихся людей XX века.
Непостижимые загадки (Как человек может хотеть ампутировать себе руку? Почему рисунки аутичного ребёнка превосходят по своему мастерству рисунки Леонардо? Что такое чувство прекрасного? Откуда берётся в нас сострадание? Как может человечество передавать культуру от поколения к поколению? Что породило речь? Где живёт самосознание?) находят своё объяснение на уровне нейронов мозга – благодаря простым и гениальным экспериментам B.C. Рамачандрана. Он великий учёный современности, но у него ещё и искромётное чувство юмора – и вот вам, пожалуйста, блестящее повествование о странном человеческом поведении и работе мозга.
Самые последние достижения науки о мозге. Где в мозге кроется то, что делает человека человеком?
B.C. Рамачандран назван одним из ста самых выдающихся людей XX века.
Перевод заметки профессора В.Рамачандрана о феномене внетелесного опыта и различных аномалиях, связанных с восприятием «себя»
Если и существует что-то, в чём вы можете быть уверены касательно самого себя, так это то, что ваше «я» привязано к вашему собственному телу и принадлежит только вам. Личность, которой вы себя ощущаете, находится здесь и сейчас, и нигде больше.
Но даже самые основы вашего существования могут быть поставлены под вопрос при определённых обстоятельствах. Ваше чувство пребывания в собственном теле, как оказалось, всего лишь тонкая внутренняя конструкция, как и любое другое переживание, и точно также подвержено иллюзиям и искажениям. Даже ваше чувство «обладания» собственной рукой фундаментально ничем не отличается, в терминах эволюции и неврологии, от чувства обладания вашей машиной (если вы калифорниец) или вашим ружьём (если вы республиканец).
Как бы странно это ни звучало, то о чём вы думаете как о себе – не является той монолитной сущностью, которой вы/оно себя считает. В действительности, можно фармакологически управлять чувством обладания телом с помощью кетамина, который достоверно генерирует внетелесный опыт у нормальных людей. Пациенты на кетамине сообщают об ощущении зависания над собственным телом и наблюдением за ним. Если кто-то решит их уколоть, они могут сказать «Моё тело там внизу чувствует боль, но сам я её не ощущаю». Поскольку у таких пациентов «Я» перестаёт ассоциироваться с телом, в котором обитает, они не испытывают какой-либо агонии или негативных эмоций (по этой причине кетамин иногда используется как анестетик).
Ваше чувство обладания телом и ощущение себя как отдельной сущности, похоже, происходит из тех клеток мозга, которые известны как зеркальные нейроны. Расположенные в премоторной коре, они взаимодействуют с вашей префронтальной корой, частью мозга, которая строит планы и принимает решения. Обычно когда вы двигаете рукой, скажем, чтобы взять ручку (движение, которому сопутствует чувство наличия свободной воли), определённые моторно-командные нейроны двигательной коры возбуждаются. Удивительно, как продемонстрировал Джакомо Риззолатти из Пармского университета в Италии вместе со своими коллегами Марко Якобони и Витторио Галлезе, что некоторые из этих нейронов также возбуждаются, когда вы просто смотрите за тем, как кто-то ещё выполняет те же действия.
Зеркальные нейроны позволяют вам поставить себя на место другого человека. По сути дела ваш мозг говорит: «Те же нейроны возбуждаются когда я двигаю свою руку, поэтому я знаю, что он чувствует и намеревается сделать». Кроме того, нейроны, которые мы можем упрощённо назвать «касательными зеркальными нейронами», возбуждаются когда вас касаются или вы видите, как касаются кого-то ещё. О том, что люди обладают такими способностями, интуитивно догадывался Чарльз Дарвин, писавший, что когда вы наблюдаете за тем, как метатель копья собирается сделать бросок, мышцы ваших ног могут неосознанно вздрагивать. Или когда ребёнок наблюдает за матерью, которая использует ножницы, он неосознанно сжимает и разжимает челюсти. В этом феномене мы видим эволюционные предпосылки к способности подражать и повторять – основе культурной передачи знания.
В то же время, взрослея, вы перестаёте неконтролируемо подражать действиям тех, на кого смотрите; ваше я не чувствует себя как кукла, которой управляют другие. Вы сохраняете свои чувства свободы воли и действий (хотя пациенты с синдромом Туретта иногда проявляют неосознанное подражание).
Склонность неконтролируемо подражать людям, с которыми вы находитесь, обычно останавливается вашей префронтальной корой (эволюционно наиболее развитой частью мозга, которая выражена в людях). Не так давно мы предположили, что взаимодействие между зеркальными нейронами и ответ от префронтальной коры – это то, что даёт нам своеобразный двойственный характер – одновременное поддержание индивидуальности и взаимосвязи с другими.
Если и существует что-то, в чём вы можете быть уверены касательно самого себя, так это то, что ваше «я» привязано к вашему собственному телу и принадлежит только вам. Личность, которой вы себя ощущаете, находится здесь и сейчас, и нигде больше.
Но даже самые основы вашего существования могут быть поставлены под вопрос при определённых обстоятельствах. Ваше чувство пребывания в собственном теле, как оказалось, всего лишь тонкая внутренняя конструкция, как и любое другое переживание, и точно также подвержено иллюзиям и искажениям. Даже ваше чувство «обладания» собственной рукой фундаментально ничем не отличается, в терминах эволюции и неврологии, от чувства обладания вашей машиной (если вы калифорниец) или вашим ружьём (если вы республиканец).
Как бы странно это ни звучало, то о чём вы думаете как о себе – не является той монолитной сущностью, которой вы/оно себя считает. В действительности, можно фармакологически управлять чувством обладания телом с помощью кетамина, который достоверно генерирует внетелесный опыт у нормальных людей. Пациенты на кетамине сообщают об ощущении зависания над собственным телом и наблюдением за ним. Если кто-то решит их уколоть, они могут сказать «Моё тело там внизу чувствует боль, но сам я её не ощущаю». Поскольку у таких пациентов «Я» перестаёт ассоциироваться с телом, в котором обитает, они не испытывают какой-либо агонии или негативных эмоций (по этой причине кетамин иногда используется как анестетик).
Ваше чувство обладания телом и ощущение себя как отдельной сущности, похоже, происходит из тех клеток мозга, которые известны как зеркальные нейроны. Расположенные в премоторной коре, они взаимодействуют с вашей префронтальной корой, частью мозга, которая строит планы и принимает решения. Обычно когда вы двигаете рукой, скажем, чтобы взять ручку (движение, которому сопутствует чувство наличия свободной воли), определённые моторно-командные нейроны двигательной коры возбуждаются. Удивительно, как продемонстрировал Джакомо Риззолатти из Пармского университета в Италии вместе со своими коллегами Марко Якобони и Витторио Галлезе, что некоторые из этих нейронов также возбуждаются, когда вы просто смотрите за тем, как кто-то ещё выполняет те же действия.
Зеркальные нейроны позволяют вам поставить себя на место другого человека. По сути дела ваш мозг говорит: «Те же нейроны возбуждаются когда я двигаю свою руку, поэтому я знаю, что он чувствует и намеревается сделать». Кроме того, нейроны, которые мы можем упрощённо назвать «касательными зеркальными нейронами», возбуждаются когда вас касаются или вы видите, как касаются кого-то ещё. О том, что люди обладают такими способностями, интуитивно догадывался Чарльз Дарвин, писавший, что когда вы наблюдаете за тем, как метатель копья собирается сделать бросок, мышцы ваших ног могут неосознанно вздрагивать. Или когда ребёнок наблюдает за матерью, которая использует ножницы, он неосознанно сжимает и разжимает челюсти. В этом феномене мы видим эволюционные предпосылки к способности подражать и повторять – основе культурной передачи знания.
В то же время, взрослея, вы перестаёте неконтролируемо подражать действиям тех, на кого смотрите; ваше я не чувствует себя как кукла, которой управляют другие. Вы сохраняете свои чувства свободы воли и действий (хотя пациенты с синдромом Туретта иногда проявляют неосознанное подражание).
Склонность неконтролируемо подражать людям, с которыми вы находитесь, обычно останавливается вашей префронтальной корой (эволюционно наиболее развитой частью мозга, которая выражена в людях). Не так давно мы предположили, что взаимодействие между зеркальными нейронами и ответ от префронтальной коры – это то, что даёт нам своеобразный двойственный характер – одновременное поддержание индивидуальности и взаимосвязи с другими.
Расстройства в этой системе ведут к внетелесному опыту, что может объяснить механизм действия кетамина. Под его влиянием вы «сопереживаете» своему телу тем же образом как вы сопереживаете другим людям, и в то же время вы способны отделить себя от него точно так же как вы отделяете себя от других.
Фокусы с исчезновением себя
Чтобы воспроизвести такое разделение, вам не обязательно принимать кетамин. Если у вас достаточно средств, вы можете сделать это с помощью захватывающей технологии виртуальной реальности. Для остальных из нас существует несколько простых оптических трюков.
Например, попробуйте посмотреть на маску для Хэллоуина через блестящую стеклянную панель, так, чтобы вы видели отражение собственного лица, наложенное на маску. Вы можете оптически совместить эти два «лица», получая необычное гибридное существо. Теперь попробуйте принимать странные выражения лица, и вы получите ощущение, что существо абсолютно синхронно подражает вашим кривляниям. Такой опыт должен дать вам мгновенное чувство обезглавливания – некоторый намёк на то, как себя ощущаешь от приёма кетамина.
Иллюзия может быть усилена, если вы разместите две стеклянные панели под прямым углом. Двигайте головой до тех пор, пока отражение центра вашего носа не окажется точно на углу двух панелей (наложенное на маску позади них). Теперь если вы моргнёте правым глазом – отражение также моргнёт своим правым глазом (двойное отражение – отменяет искажение обычного зеркального отражения слева-направо). В результате получится ещё более сильная иллюзия, что вы «вселились» в маску.
Если вы пойдёте ещё дальше – что включает в себя комбинацию правильного освещения, грим, манекены и эффект зеркального зала, который создаётся когда вы стоите между двумя расположенными напротив друг друга зеркалами высотой с человеческий рост, создавая тем самым бесконечное число оптических клонов вас самих, вы начинаете ощущать те же эффекты, что даёт кетамин. В середине 90-ых мы показали (вместе с Уильямом Хирштейном и Эриком Альтшулером из Университета Калифорнии, Сан-Диего), что удар по маске при подобных условиях, приводит к мгновенному испугу. Мы измеряли страх испытуемых, объективно отслеживая изменения сопротивления на их коже, что соответствует тому как сильно они потели. Когда я угрожал какой-то из старых масок, на которую смотрели испытуемые (без использования оптики, которая помогает вам идентифицировать себя с маской), испуга не было. Именно чувство соединения с «другой головой» приводит к этому.
Позднее учёные использовали видеокамеры для создания подобных иллюзий отделения от тела, в которых люди чувствовали, что они проецируют своё тело вне себя. Подобный жутковатый опыт похож на тот, что может возникнуть, скажем, от повреждения правой теменной доли вследствие инсульта. Это та область мозга, которая, по всей видимости, частично ответственна за создание образа нашего тела, чувства, что мы «населяем» свою собственную форму.
Пациенты с повреждениями правой теменной доли иногда чувствуют, что они видят самих себя снаружи (как и в случае с кетамином), или испытывают ощущение двойника. Несколько лет назад мы видели пациента с опухолью мозга в правой лобно-теменной доле, который был психически абсолютно здоров, за исключением того, что он ощущал фантомного близнеца, прикреплённого к левой стороне его тела, повторяющего каждое его движение. Если к пациенту прикасались, он также чувствовал, что к его двойнику прикасаются несколькими секундами позднее. Стимуляция вестибулярных каналов во внутреннем ухе пациента привела к ощущениям, что он вращается вокруг, а его фантом сжимается и сдвигается (вестибулярный аппарат, который обеспечивает равновесие и ориентацию в пространстве, соединяется с правой теменной долей).
Фокусы с исчезновением себя
Чтобы воспроизвести такое разделение, вам не обязательно принимать кетамин. Если у вас достаточно средств, вы можете сделать это с помощью захватывающей технологии виртуальной реальности. Для остальных из нас существует несколько простых оптических трюков.
Например, попробуйте посмотреть на маску для Хэллоуина через блестящую стеклянную панель, так, чтобы вы видели отражение собственного лица, наложенное на маску. Вы можете оптически совместить эти два «лица», получая необычное гибридное существо. Теперь попробуйте принимать странные выражения лица, и вы получите ощущение, что существо абсолютно синхронно подражает вашим кривляниям. Такой опыт должен дать вам мгновенное чувство обезглавливания – некоторый намёк на то, как себя ощущаешь от приёма кетамина.
Иллюзия может быть усилена, если вы разместите две стеклянные панели под прямым углом. Двигайте головой до тех пор, пока отражение центра вашего носа не окажется точно на углу двух панелей (наложенное на маску позади них). Теперь если вы моргнёте правым глазом – отражение также моргнёт своим правым глазом (двойное отражение – отменяет искажение обычного зеркального отражения слева-направо). В результате получится ещё более сильная иллюзия, что вы «вселились» в маску.
Если вы пойдёте ещё дальше – что включает в себя комбинацию правильного освещения, грим, манекены и эффект зеркального зала, который создаётся когда вы стоите между двумя расположенными напротив друг друга зеркалами высотой с человеческий рост, создавая тем самым бесконечное число оптических клонов вас самих, вы начинаете ощущать те же эффекты, что даёт кетамин. В середине 90-ых мы показали (вместе с Уильямом Хирштейном и Эриком Альтшулером из Университета Калифорнии, Сан-Диего), что удар по маске при подобных условиях, приводит к мгновенному испугу. Мы измеряли страх испытуемых, объективно отслеживая изменения сопротивления на их коже, что соответствует тому как сильно они потели. Когда я угрожал какой-то из старых масок, на которую смотрели испытуемые (без использования оптики, которая помогает вам идентифицировать себя с маской), испуга не было. Именно чувство соединения с «другой головой» приводит к этому.
Позднее учёные использовали видеокамеры для создания подобных иллюзий отделения от тела, в которых люди чувствовали, что они проецируют своё тело вне себя. Подобный жутковатый опыт похож на тот, что может возникнуть, скажем, от повреждения правой теменной доли вследствие инсульта. Это та область мозга, которая, по всей видимости, частично ответственна за создание образа нашего тела, чувства, что мы «населяем» свою собственную форму.
Пациенты с повреждениями правой теменной доли иногда чувствуют, что они видят самих себя снаружи (как и в случае с кетамином), или испытывают ощущение двойника. Несколько лет назад мы видели пациента с опухолью мозга в правой лобно-теменной доле, который был психически абсолютно здоров, за исключением того, что он ощущал фантомного близнеца, прикреплённого к левой стороне его тела, повторяющего каждое его движение. Если к пациенту прикасались, он также чувствовал, что к его двойнику прикасаются несколькими секундами позднее. Стимуляция вестибулярных каналов во внутреннем ухе пациента привела к ощущениям, что он вращается вокруг, а его фантом сжимается и сдвигается (вестибулярный аппарат, который обеспечивает равновесие и ориентацию в пространстве, соединяется с правой теменной долей).
Великий английский невролог Макдональд Критчли описал множество других пациентов, которые в зависимости от области теменной доли чувствовали себя гигантами или пигмеями, ощущали части собственного тела как искаженные или раздутые. Случаи пациентов, которые чувствовали, что их собственная рука не принадлежит им и утверждали, что это рука их матери, или даже ненавидели отдельную конечность, заявляя, к примеру: «моя рука – коммунист». Мы полагаем, что чувство обладания даже внешними объектами (свадебные кольца, теннисные ракетки), которое так распространено у нашего вида (Ганди, в этом случае – примечательное исключение), может быть побочным продуктом работы нейронных систем, которые первоначально развивались для владения телом.
Зеркальное лекарство
Ранее мы отметили, что причина, по которой вы не подражаете другим людям или не ощущаете на себе прикосновения к другому человеку, наблюдая за ним, в том, что ваша префронтальная кора тормозит работу зеркальных нейронов. Вторая причина может быть в том, что когда вы видите как к другому человеку прикасаются, несмотря на то, что ваши зеркальные нейроны активны, рецепторы вашей кожи сообщают мозгу, что к ним никакого прикосновения нет, и этот нулевой сигнал препятствует тому, чтобы активность зеркальных нейронов достигла порога сознательного опыта.
Но угадайте, что произойдёт, если кто-то парализует вашу руку, используя анестетик? Удивительно, но мы обнаружили (совместно с выпускницей U.C.S.D, Лаурой Кейс), что пациент в этом случае буквально чувствует прикосновения в своей обездвиженной руке, если он просто видит как касаются другого человека. Или если другой человек передаёт кубик льда, пациент чувствует холод в собственной руке! Т.е. когда вы отключаете сигналы от прикосновений в здоровой руке, пациент не просто «сопереживает» другим – он буквально чувствует, к чему они прикасаются. То же самое происходит у пациентов с фантомными конечностями. Наблюдения за тем, как массируется рука другого человека, по всей видимости, облегчает боль у пациентов с ампутированной рукой.
Клинически известно, что визуальный отклик с использованием зеркального отражения может помочь облегчить фантомные боли и паралич после инсульта, возможно, за счёт зеркальных нейронов. В данный момент мы изучаем – может ли иллюзия отделения от тела, созданная с помощью зеркал, быть использована для воспроизведения эффекта кетамина и лечения хронических болевых синдромов, позволяя пациенту отделиться от собственного тела и боли, которое «оно» испытывает.
Удивительно, что даже реальная боль в реальной руке может быть вылечена через оптический отклик. В частности, есть такое жестокое расстройство, как Синдром Зудека, при котором крошечная травма приводит к постоянной мучительной боли, отёку и «параличу» руки – состояние, которое мы назвали «выученной болью и параличом». В 1995 на лекции, проходящей на встрече Общества Нейронаук в Сан Диего, мы предложили использовать зеркала для лечения этого заболевания, и с того момента, несколько крупномасштабных клинических испытаний подтвердили их эффективность. Даже отёк спадает, и это – замечательный пример взаимодействия разума и тела.
Наиболее странное искажение, связанное с образом тела – это то, в котором абсолютно здоровые люди хотят чтобы их рука или нога была ампутирована. Совместно с коллегами из U.C.S.D, Дэвидом Брэнгом и Полом Макгеоком, мы обнаружили, что прикосновение к коже поражённой конечности приводит к ненормальной реакции потоотделения, которая отсутствует при прикосновении к здоровой конечности. В дальнейшем, наше исследование сканов мозга показало, что поражённая конечность неполноценно представлена в правой теменной доле (ответственной за образ тела), хотя области связанные с прикосновениями, расположенные в соматосенсорной коре оставались нормальными. Это несоответствие между точным сенсорным потоком сигналов от руки и неполным представлением руки в мозге создаёт примечательное отвращение к конечности (см. публикацию Сабины Мюллер «Amputee Envy» в Scientific American Mind за декабрь 2007/январь 2008 гг).
Зеркальное лекарство
Ранее мы отметили, что причина, по которой вы не подражаете другим людям или не ощущаете на себе прикосновения к другому человеку, наблюдая за ним, в том, что ваша префронтальная кора тормозит работу зеркальных нейронов. Вторая причина может быть в том, что когда вы видите как к другому человеку прикасаются, несмотря на то, что ваши зеркальные нейроны активны, рецепторы вашей кожи сообщают мозгу, что к ним никакого прикосновения нет, и этот нулевой сигнал препятствует тому, чтобы активность зеркальных нейронов достигла порога сознательного опыта.
Но угадайте, что произойдёт, если кто-то парализует вашу руку, используя анестетик? Удивительно, но мы обнаружили (совместно с выпускницей U.C.S.D, Лаурой Кейс), что пациент в этом случае буквально чувствует прикосновения в своей обездвиженной руке, если он просто видит как касаются другого человека. Или если другой человек передаёт кубик льда, пациент чувствует холод в собственной руке! Т.е. когда вы отключаете сигналы от прикосновений в здоровой руке, пациент не просто «сопереживает» другим – он буквально чувствует, к чему они прикасаются. То же самое происходит у пациентов с фантомными конечностями. Наблюдения за тем, как массируется рука другого человека, по всей видимости, облегчает боль у пациентов с ампутированной рукой.
Клинически известно, что визуальный отклик с использованием зеркального отражения может помочь облегчить фантомные боли и паралич после инсульта, возможно, за счёт зеркальных нейронов. В данный момент мы изучаем – может ли иллюзия отделения от тела, созданная с помощью зеркал, быть использована для воспроизведения эффекта кетамина и лечения хронических болевых синдромов, позволяя пациенту отделиться от собственного тела и боли, которое «оно» испытывает.
Удивительно, что даже реальная боль в реальной руке может быть вылечена через оптический отклик. В частности, есть такое жестокое расстройство, как Синдром Зудека, при котором крошечная травма приводит к постоянной мучительной боли, отёку и «параличу» руки – состояние, которое мы назвали «выученной болью и параличом». В 1995 на лекции, проходящей на встрече Общества Нейронаук в Сан Диего, мы предложили использовать зеркала для лечения этого заболевания, и с того момента, несколько крупномасштабных клинических испытаний подтвердили их эффективность. Даже отёк спадает, и это – замечательный пример взаимодействия разума и тела.
Наиболее странное искажение, связанное с образом тела – это то, в котором абсолютно здоровые люди хотят чтобы их рука или нога была ампутирована. Совместно с коллегами из U.C.S.D, Дэвидом Брэнгом и Полом Макгеоком, мы обнаружили, что прикосновение к коже поражённой конечности приводит к ненормальной реакции потоотделения, которая отсутствует при прикосновении к здоровой конечности. В дальнейшем, наше исследование сканов мозга показало, что поражённая конечность неполноценно представлена в правой теменной доле (ответственной за образ тела), хотя области связанные с прикосновениями, расположенные в соматосенсорной коре оставались нормальными. Это несоответствие между точным сенсорным потоком сигналов от руки и неполным представлением руки в мозге создаёт примечательное отвращение к конечности (см. публикацию Сабины Мюллер «Amputee Envy» в Scientific American Mind за декабрь 2007/январь 2008 гг).
Таким образом, изучение людей с аномалиями мозга или манипуляции с чувственным восприятием здоровых людей с использованием зеркал и других оптических трюков может дать ключ к пониманию того, каким образом правая теменная доля мозга создаёт образ нашего тела, существующего во времени и пространстве.
Подобные наблюдения имеют важные последствия, как теоретические, так и клинические. Они предполагают, что то, что мы называем ощущением прикосновения, болью, ощущением тела или даже самих себя, является результатом динамического взаимодействия сигналов из трёх источников: сенсорных сигналов от кожи, мышц и кишечника; тормозящих сигналов от префронтальной коры; и активности зеркальных нейронов, реагирующих на поведение, происходящее из нейронов в мозгах других людей! Из этой неустойчивой мозаики мозговой активности и возникает ваше чувство воплощённого в теле «Я», отделённого от других, и обладающего всем, чем и вы.
Источник
Original
Подобные наблюдения имеют важные последствия, как теоретические, так и клинические. Они предполагают, что то, что мы называем ощущением прикосновения, болью, ощущением тела или даже самих себя, является результатом динамического взаимодействия сигналов из трёх источников: сенсорных сигналов от кожи, мышц и кишечника; тормозящих сигналов от префронтальной коры; и активности зеркальных нейронов, реагирующих на поведение, происходящее из нейронов в мозгах других людей! Из этой неустойчивой мозаики мозговой активности и возникает ваше чувство воплощённого в теле «Я», отделённого от других, и обладающего всем, чем и вы.
Источник
Original
Чтение поэзии стимулирует мозг
Высокая поэзия – это не только услада для души, но и нейрофизиологическая тренировка для мозга. Исследователи из Ливерпульского университета (Великобритания) поставили довольно необычный (хотя и простой по исполнению) опыт: они наблюдали за активностью мозга людей, читавших сочинения Шекспира, Вордсворта, Томаса Стернза Элиота и других светил английской поэзии. Учёные анализировали, как мозг реагирует буквально на каждое слово, обращая особое внимание на то, как он справляется с необычными оборотами, синтаксическими конструкциями и пр. Чтобы посмотреть, как он будет работать с обычным текстом, те же самые произведения классиков переписывали обычным языком и отдавали на прочтение тем же испытуемым.
Как оказалось, высокая поэзия вызывает избыточное возбуждение в мозгу, то есть, обработав необычное слово или оборот, мозг не возвращается в прежнее состояние, но сохраняет какой-то добавочный импульс, который подталкивает к продолжению чтения. Чтение поэзии, по словам учёных, активировало правое полушарие мозга, ту его зону, которая связана с автобиографической памятью. То есть читающий обращался вновь к пережитому опыту, переформатируя его в соответствии с новыми литературно-эстетическими впечатлениями.
При этом чтение тех же «Отелло», «Короля Лира» и «Макбета», но пересказанных обычным языком, никакого усиления мозговой активности не вызывало. Например, когда шекспировский эпитет «безумный» (в адрес, например, ветра) заменяли на «яростный», мозг воспринимал это как само собой разумеющееся, но именно шекспировский эпитет заставлял нервную систему мобилизоваться и попробовать понять, что это слово тут делает. Любопытно, что такая стимуляция длилась дольше, чем сам текст, то есть мозг продолжал с повышенным вниманием относиться и к последующим словам.
Надо думать, и литературоведам может быть польза от таких исследований: представим себе аппарат, который в соответствии с данными сканирования мозга будет определять ценность книги – насколько она возбуждает (или не возбуждает) «прибавочную активность» человеческого мозга.
Link
Высокая поэзия – это не только услада для души, но и нейрофизиологическая тренировка для мозга. Исследователи из Ливерпульского университета (Великобритания) поставили довольно необычный (хотя и простой по исполнению) опыт: они наблюдали за активностью мозга людей, читавших сочинения Шекспира, Вордсворта, Томаса Стернза Элиота и других светил английской поэзии. Учёные анализировали, как мозг реагирует буквально на каждое слово, обращая особое внимание на то, как он справляется с необычными оборотами, синтаксическими конструкциями и пр. Чтобы посмотреть, как он будет работать с обычным текстом, те же самые произведения классиков переписывали обычным языком и отдавали на прочтение тем же испытуемым.
Как оказалось, высокая поэзия вызывает избыточное возбуждение в мозгу, то есть, обработав необычное слово или оборот, мозг не возвращается в прежнее состояние, но сохраняет какой-то добавочный импульс, который подталкивает к продолжению чтения. Чтение поэзии, по словам учёных, активировало правое полушарие мозга, ту его зону, которая связана с автобиографической памятью. То есть читающий обращался вновь к пережитому опыту, переформатируя его в соответствии с новыми литературно-эстетическими впечатлениями.
При этом чтение тех же «Отелло», «Короля Лира» и «Макбета», но пересказанных обычным языком, никакого усиления мозговой активности не вызывало. Например, когда шекспировский эпитет «безумный» (в адрес, например, ветра) заменяли на «яростный», мозг воспринимал это как само собой разумеющееся, но именно шекспировский эпитет заставлял нервную систему мобилизоваться и попробовать понять, что это слово тут делает. Любопытно, что такая стимуляция длилась дольше, чем сам текст, то есть мозг продолжал с повышенным вниманием относиться и к последующим словам.
Надо думать, и литературоведам может быть польза от таких исследований: представим себе аппарат, который в соответствии с данными сканирования мозга будет определять ценность книги – насколько она возбуждает (или не возбуждает) «прибавочную активность» человеческого мозга.
Link
Компенсаторные способности мозга
Учёным из Carnegie Mellon University’s Center for Cognitive Brain Imaging впервые удалось показать как мозг адаптируется к повреждениям. Исследование (Mason, Prat, & Just, 2013) показало, как в случае снижения функциональности одного региона, мозг немедленно подключает резервные регионы, выполняя работу не только выведенных из строя, но и поддерживающих их структур.
Учёные применяли транскраниальную магнитную стимуляцию (repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS)) для временного выключения зоны Вернике (региона, ответственного за понимание языка) у участников эксперимента, используя функциональный магнитный томограф (fMRI). Людей просили выполнять задачи по пониманию смысла предложений до, во время воздействия и после воздействия rTMS.
Снижение функций и перекрывающее восстановление в ответ на стимуляцию rTMS. Применение транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике (семантическая обработка, показана синим кружком) приводит к снижению функциональности в регионах, обрабатывающих речь (например, left temporal, left inferior frontal, left inferior parietal), в также правополушарных регионах (right inferior frontal), и главных визуальных регионах (bilateral occipital).
Воздействие rTMS, как и предполагалось, существенно угнетало работу зоны, но сканирование показало, что другие зоны мозга мгновенно начали подключаться к выполнению этой, не свойственной им, функции. Причём выполняли это так успешно, что не приводило к значимому ухудшению понимания предложений.
Компенсирующую роль на себя принимали следующие зоны:
• Контралатеральные, зеркально расположенные в другом полушарии;
• Соседние зоны в непосредственном окружении повреждённой;
• Фронтальный исполнительный регион.
Предположительно, именно фронтальный регион принимает на себя главную управляющую и вычислительную роль в распределении задач по выполнению функций вышедшего из строя региона.
Выведение из строя одного региона приводит к нарушению других функций, поскольку для мышления и понимания мы используем сеть регионов, и, соответственно, это нарушает весь процесс. Если бы не компенсация от других зон, мы видели бы катастрофические последствия даже самых банальных сотрясений мозга. После окончания воздействия TMS, активность зоны Вернике вернулась в исходное состояние, но некоторое время запасные регионы продолжали работать. Это приводило даже к улучшению работы мозга по выполнению задач – ведь он использовал больше регионов для выполнения того, с чем обычно справлялся ранее.
Эта автономная (независимая от нашего сознания) свойство мозга самоорганизовываться в ответ на изменяющиеся обстоятельства является, по-видимому, основой для гибкого интеллекта.
Это исследование дает более глубокое понимание нейропластичности мозга и уверенность в том, что когнитивные тренировки мозга могут сыграть неоценимую роль в случае травмы головы или инсульта. Секрет заключается в развитии альтернативных методов мышления. Предыдущие исследования (Prat & Just, 2011) показали большую адаптивность у людей с хорошими навыками чтения и высокой ёмкостью рабочей памяти. В условиях снижения работоспособности региона мозга, их мозг способен лучше адаптироваться к изменениям, рекрутируя компенсирующие регионы, в сравнении с людьми с низкоёмкой рабочей памятью. На мой взгляд, ещё один повод начать заниматься брейнфитнесом.
Mason, R. A., Prat, C. S., & Just, M. A. (2013). Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke’s area. Cerebral Cortex. DOI: 10.1093/cercor/bhs423.
Prat, C. S., & Just, M. A. (2011). Exploring the neural dynamics underpinning individual differences in sentence comprehension. Cerebral Cortex. 21:1747–1760.
Источник
Учёным из Carnegie Mellon University’s Center for Cognitive Brain Imaging впервые удалось показать как мозг адаптируется к повреждениям. Исследование (Mason, Prat, & Just, 2013) показало, как в случае снижения функциональности одного региона, мозг немедленно подключает резервные регионы, выполняя работу не только выведенных из строя, но и поддерживающих их структур.
Учёные применяли транскраниальную магнитную стимуляцию (repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS)) для временного выключения зоны Вернике (региона, ответственного за понимание языка) у участников эксперимента, используя функциональный магнитный томограф (fMRI). Людей просили выполнять задачи по пониманию смысла предложений до, во время воздействия и после воздействия rTMS.
Снижение функций и перекрывающее восстановление в ответ на стимуляцию rTMS. Применение транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике (семантическая обработка, показана синим кружком) приводит к снижению функциональности в регионах, обрабатывающих речь (например, left temporal, left inferior frontal, left inferior parietal), в также правополушарных регионах (right inferior frontal), и главных визуальных регионах (bilateral occipital).
Воздействие rTMS, как и предполагалось, существенно угнетало работу зоны, но сканирование показало, что другие зоны мозга мгновенно начали подключаться к выполнению этой, не свойственной им, функции. Причём выполняли это так успешно, что не приводило к значимому ухудшению понимания предложений.
Компенсирующую роль на себя принимали следующие зоны:
• Контралатеральные, зеркально расположенные в другом полушарии;
• Соседние зоны в непосредственном окружении повреждённой;
• Фронтальный исполнительный регион.
Предположительно, именно фронтальный регион принимает на себя главную управляющую и вычислительную роль в распределении задач по выполнению функций вышедшего из строя региона.
Выведение из строя одного региона приводит к нарушению других функций, поскольку для мышления и понимания мы используем сеть регионов, и, соответственно, это нарушает весь процесс. Если бы не компенсация от других зон, мы видели бы катастрофические последствия даже самых банальных сотрясений мозга. После окончания воздействия TMS, активность зоны Вернике вернулась в исходное состояние, но некоторое время запасные регионы продолжали работать. Это приводило даже к улучшению работы мозга по выполнению задач – ведь он использовал больше регионов для выполнения того, с чем обычно справлялся ранее.
Эта автономная (независимая от нашего сознания) свойство мозга самоорганизовываться в ответ на изменяющиеся обстоятельства является, по-видимому, основой для гибкого интеллекта.
Это исследование дает более глубокое понимание нейропластичности мозга и уверенность в том, что когнитивные тренировки мозга могут сыграть неоценимую роль в случае травмы головы или инсульта. Секрет заключается в развитии альтернативных методов мышления. Предыдущие исследования (Prat & Just, 2011) показали большую адаптивность у людей с хорошими навыками чтения и высокой ёмкостью рабочей памяти. В условиях снижения работоспособности региона мозга, их мозг способен лучше адаптироваться к изменениям, рекрутируя компенсирующие регионы, в сравнении с людьми с низкоёмкой рабочей памятью. На мой взгляд, ещё один повод начать заниматься брейнфитнесом.
Mason, R. A., Prat, C. S., & Just, M. A. (2013). Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke’s area. Cerebral Cortex. DOI: 10.1093/cercor/bhs423.
Prat, C. S., & Just, M. A. (2011). Exploring the neural dynamics underpinning individual differences in sentence comprehension. Cerebral Cortex. 21:1747–1760.
Источник
Сны и сновидения: чем мозг занимается по ночам?
Мэри Шелли снился бледный студент, стоящий на коленях рядом с трупом, который внезапно возвращался к жизни. Полу Маккартни приснилась мелодия Yesterday. Кошмары Джеймса Кэмерона вдохновили его на «Терминатора».
В снах привычное смешано со странным, и распутыванием этого клубка люди занимаются с незапамятных времён. Окончательное решение вопроса ещё очень далеко. Открытия, сделанные Зигмундом Фрейдом, одними признаются истиной в последней инстанции, а другими нещадно оспариваются. Тем не менее, несмотря на всю неопределённость этого предмета, нейрофизиологи и психологи добились больших успехов в понимании того, как мозг строит сны, а также факторов, влияющих на сновидение. По пути удалось обнаружить поразительный факт: технический прогресс постоянно меняет саму природу этого фундаментального человеческого переживания.
Очень часто бывает так: вы увидели яркий сон и проснулись под сильным впечатлением от него, но проходит несколько минут, и память о нём улетучивается вместе с остатками сонливости. Это настолько эфемерное состояние ума, что для его изучения приходится опрашивать людей сразу после пробуждения, а ещё лучше – укладывать их в лаборатории и будить среди ночи. Такие эксперименты показали, что наши сновидения, как правило, представляют собой немое кино – лишь около половины содержит обрывки звуков. Ещё реже мы наслаждаемся в снах едой или чувствуем влажную траву под ногами: в общем, вкус, обоняние и осязание обычно спят вместе с нами.
Что касается факторов, влияющих на сновидение, то наиболее чётких результатов здесь добились не психологи, а нейрофизиологи. Особый интерес представляет идея о том, что сон помогает цементировать наши воспоминания для последующего их извлечения. После первой фиксации впечатления в гиппокампе информация переводится на длительное хранение в кору головного мозга.
Некоторые специалисты подозревают, что фрагменты воспоминаний всплывают в снах как раз в момент передачи данных из одного департамента мозга в другой. Изучая дневники и сны участников экспериментов, Марк Благроув из Суонсийского университета (Великобритания) и его коллеги обнаружили, что воспоминания проникают в сны двумя этапами. Сначала они плавают в нашем сознании в ночь непосредственно после события, то есть когда ими занимается гиппокамп, а затем вновь появляются пять и семь дней спустя во время консолидации.
Очень редко в сон проникает целое воспоминание, обычно в сюжет сновидения встраиваются его кусочки. И по тому, какие именно фрагменты появляются сначала, а какие – потом, можно судить о работе памяти. Сравнивая дневники и сны, Патрик Макнамара из Северо-Центрального университета (США) обратил внимание на то, что сначала проявляется чувство места – например, снится знакомая комната. Затем возникают люди, действия и, наконец, физические объекты.
Цементируя память, синапсы одновременно создают ссылки на другие части вашей психической биографии, позволяя вам видеть связь между различными событиями. Поэтому в наших снах могут воскреснуть старые воспоминания. Возможно, именно с этим связан тот факт, что вам снится одно, а имеется в виду совсем другое. Вероятно, ту же природу имеет распространённое явление, когда объекты на глазах меняют форму и размер. Вот почему нам в каждом третьем случае снится то, что в реальной жизни невозможно.
Конечно, сны – это не только набор объектов. Подобно фильмам или романам, они рассказывают целые истории в самых разных стилях – от тривиальной или беспорядочной последовательности событий до возвышенных поэтических видений. Здесь, вероятно, ключевую роль играют эмоциональные факторы. Эрнест Хартман из Университета Тафтса (США), штудируя дневники и сны людей, переживших болезненный личный опыт, обнаружил, что им чаще являются яркие сны, ориентированные на один центральный образ, а не путаное повествование. Они, кстати, и запоминаются лучше.
Мэри Шелли снился бледный студент, стоящий на коленях рядом с трупом, который внезапно возвращался к жизни. Полу Маккартни приснилась мелодия Yesterday. Кошмары Джеймса Кэмерона вдохновили его на «Терминатора».
В снах привычное смешано со странным, и распутыванием этого клубка люди занимаются с незапамятных времён. Окончательное решение вопроса ещё очень далеко. Открытия, сделанные Зигмундом Фрейдом, одними признаются истиной в последней инстанции, а другими нещадно оспариваются. Тем не менее, несмотря на всю неопределённость этого предмета, нейрофизиологи и психологи добились больших успехов в понимании того, как мозг строит сны, а также факторов, влияющих на сновидение. По пути удалось обнаружить поразительный факт: технический прогресс постоянно меняет саму природу этого фундаментального человеческого переживания.
Очень часто бывает так: вы увидели яркий сон и проснулись под сильным впечатлением от него, но проходит несколько минут, и память о нём улетучивается вместе с остатками сонливости. Это настолько эфемерное состояние ума, что для его изучения приходится опрашивать людей сразу после пробуждения, а ещё лучше – укладывать их в лаборатории и будить среди ночи. Такие эксперименты показали, что наши сновидения, как правило, представляют собой немое кино – лишь около половины содержит обрывки звуков. Ещё реже мы наслаждаемся в снах едой или чувствуем влажную траву под ногами: в общем, вкус, обоняние и осязание обычно спят вместе с нами.
Что касается факторов, влияющих на сновидение, то наиболее чётких результатов здесь добились не психологи, а нейрофизиологи. Особый интерес представляет идея о том, что сон помогает цементировать наши воспоминания для последующего их извлечения. После первой фиксации впечатления в гиппокампе информация переводится на длительное хранение в кору головного мозга.
Некоторые специалисты подозревают, что фрагменты воспоминаний всплывают в снах как раз в момент передачи данных из одного департамента мозга в другой. Изучая дневники и сны участников экспериментов, Марк Благроув из Суонсийского университета (Великобритания) и его коллеги обнаружили, что воспоминания проникают в сны двумя этапами. Сначала они плавают в нашем сознании в ночь непосредственно после события, то есть когда ими занимается гиппокамп, а затем вновь появляются пять и семь дней спустя во время консолидации.
Очень редко в сон проникает целое воспоминание, обычно в сюжет сновидения встраиваются его кусочки. И по тому, какие именно фрагменты появляются сначала, а какие – потом, можно судить о работе памяти. Сравнивая дневники и сны, Патрик Макнамара из Северо-Центрального университета (США) обратил внимание на то, что сначала проявляется чувство места – например, снится знакомая комната. Затем возникают люди, действия и, наконец, физические объекты.
Цементируя память, синапсы одновременно создают ссылки на другие части вашей психической биографии, позволяя вам видеть связь между различными событиями. Поэтому в наших снах могут воскреснуть старые воспоминания. Возможно, именно с этим связан тот факт, что вам снится одно, а имеется в виду совсем другое. Вероятно, ту же природу имеет распространённое явление, когда объекты на глазах меняют форму и размер. Вот почему нам в каждом третьем случае снится то, что в реальной жизни невозможно.
Конечно, сны – это не только набор объектов. Подобно фильмам или романам, они рассказывают целые истории в самых разных стилях – от тривиальной или беспорядочной последовательности событий до возвышенных поэтических видений. Здесь, вероятно, ключевую роль играют эмоциональные факторы. Эрнест Хартман из Университета Тафтса (США), штудируя дневники и сны людей, переживших болезненный личный опыт, обнаружил, что им чаще являются яркие сны, ориентированные на один центральный образ, а не путаное повествование. Они, кстати, и запоминаются лучше.
..
Г-н Хартман подозревает, что таким образом тоже отражаются процессы в памяти: эмоции ведь, как известно, решают, какие воспоминания следует сохранить и впоследствии вызвать. Возможно, яркий сон – признак того, что душевную травму очень трудно интегрировать в остальные факты автобиографии.
Насколько сны необходимы для памяти, можно ли обойтись без них? Ответа нет, ведь остаётся непознанным сам механизм образования сна. Почему, например, на форму и содержание существенным образом влияют телевизоры и компьютеры? В 1950-х годах сны большинства были чёрно-белыми, а впоследствии, с появлением цветного телевидения, ситуация резко изменилась.
Кроме того, Ева Мёрзин из Университета Дерби (Великобритания) выяснила, что в полуночных приключениях игроков в World of Warcraft принимает участие интерфейс этой многопользовательской ролевой игры. А Джейн Гакенбах из Университета Гранта Макьюэна (Канада) показала, что игроки лучше контролируют события сновидения, ощущая себя полноценными участниками виртуальной реальности. Например, им проще убежать от чудовища во сне. Да, это был кошмар, говорят они поутру, но очень интересный и даже бодрящий.
Если вас подобный опыт не привлекает, попробуйте прислушаться к советам Эрве де Сен-Дени, который в начале XIX века обнаружил, что сон зависит от определённых запахов. Если с каким-то ароматом у вас связаны приятные воспоминания, попросите ночного слугу капнуть на подушку из соответствующего флакона.
Link
Г-н Хартман подозревает, что таким образом тоже отражаются процессы в памяти: эмоции ведь, как известно, решают, какие воспоминания следует сохранить и впоследствии вызвать. Возможно, яркий сон – признак того, что душевную травму очень трудно интегрировать в остальные факты автобиографии.
Насколько сны необходимы для памяти, можно ли обойтись без них? Ответа нет, ведь остаётся непознанным сам механизм образования сна. Почему, например, на форму и содержание существенным образом влияют телевизоры и компьютеры? В 1950-х годах сны большинства были чёрно-белыми, а впоследствии, с появлением цветного телевидения, ситуация резко изменилась.
Кроме того, Ева Мёрзин из Университета Дерби (Великобритания) выяснила, что в полуночных приключениях игроков в World of Warcraft принимает участие интерфейс этой многопользовательской ролевой игры. А Джейн Гакенбах из Университета Гранта Макьюэна (Канада) показала, что игроки лучше контролируют события сновидения, ощущая себя полноценными участниками виртуальной реальности. Например, им проще убежать от чудовища во сне. Да, это был кошмар, говорят они поутру, но очень интересный и даже бодрящий.
Если вас подобный опыт не привлекает, попробуйте прислушаться к советам Эрве де Сен-Дени, который в начале XIX века обнаружил, что сон зависит от определённых запахов. Если с каким-то ароматом у вас связаны приятные воспоминания, попросите ночного слугу капнуть на подушку из соответствующего флакона.
Link
Сон по щелчку выключателя
Дедлайн, маленький ребёнок, ночь в клубе – бывают причины, по которым люди не высыпаются. И небольшая группа исследователей решила найти способ выжать максимум из небольшого количества сна, но с помощью новейших технологий, а не медикаментов.
Если у них получится, они подарят человечеству альтернативный маршрут к источнику вечной юности.
Хотя науке пока не удалось прийти к единому мнению о том, почему мы спим, сложилось довольно чёткое представление, как мы это делаем. Во время сна в мозге происходят сложные изменения. Некоторые из них можно наблюдать с помощью электроэнцефалографа и размещённых на черепе электродов, которые отслеживают электрическую активность мозга. Ваша ночь разбита на несколько циклов, состоящих из четырёх этапов. Для здорового сна 90-минутный цикл следует повторить пять или шесть раз. Лишь 5% людей могут позволить себе четырёхчасовой сон.
Некоторые из этапов особенно сильно связаны с конкретными функциями. Первый считается границей между сном и бодрствованием. Его продолжительность длится в среднем от 5 до 15 минут, а значение состоит в том, чтобы подготовить организм к следующему этапу. «Своего рода въезд на главную дорогу», – поясняет невролог Крис Берка из фирмы Advanced Brain Monitoring.
Переход ко второй стадии иногда нарушается так называемым гипнагогическим подёргиванием, когда мышцы расслабляются неправильно и внезапно возникает чувство падения. Но оставим это в стороне. Если вы решили немного вздремнуть, то просыпайтесь после второй фазы, которая занимает около двадцати минут. Мышцы отдохнули, внимание восстановилось, вы чувствуете себя обновлённым.
Третий этап – это период «медленного сна». По малопонятным ещё причинам существует устойчивая связь между этой стадией и некоторыми восстановительными механизмами. Например, именно в это время шишковидной железой вырабатываются гормон роста, стимулирующий ремонт костной и мышечной ткани, и пролактин, регулирующий иммунную систему. И в этой фазе проснуться труднее всего. Нельзя ложиться на 45 минут – вы подниметесь с отвратительным самочувствием и настроением. Продолжительность третьей фазы варьируется. В первом цикле за ночь она может продлиться около часа, а затем уменьшаться и даже заменяться четвёртой фазой – стадией быстрого движения глаз, когда к нам приходит большинство сновидений.
Как правило, наша стратегия ночного отдыха заключается в том, чтобы завести проклятый будильник на определённое время, не обращая внимания на фазы сна. Результатом подобного небрежения, а также банального недосыпа становятся снижение внимания, тупость и прочие радости. (Ежегодно нехватка сна вызывает 100 тыс. ДТП в США. 31% американских водителей хотя бы раз засыпал за рулём.) Этот эффект мы компенсируем употреблением стимуляторов, самым популярным из которых остаётся кофеин. Это помогает, но лишь на несколько часов. Кроме того, кофеин подчиняется закону убывающей эффективности.
В конце 1990-х появилась чудодейственная, казалось бы, замена кофеину – модафинил. Но чуда не произошло, и вскоре выяснилось, что его действие эквивалентно нескольким чашкам кофе. Хотя модафинил разлагается медленнее и поэтому его можно принимать реже, кофеин остался королём из-за цены и вкуса. К тому же модафинил отпускался только по рецептам.
В любом случае никакие стимуляторы не способны предотвратить гораздо более тревожный эффект депривации сна. Однажды сотрудники Чикагского университета (США) не давали крысам спать. Большинство скончалось через 21 день. И в прошлом году удалось наконец-то выяснить причину такой реакции. Продержав добровольцев без сна в течение 29 часов, исследователи из Университета Суррея (Великобритания) обнаружили у них повышение уровня белых кровяных клеток, как будто эти люди были ранены. Иными словами, потеря сна отрицательно влияет на способность организма к борьбе с инфекциями. (Кстати, рекорд бодрствования составляет 11 суток.)
Дедлайн, маленький ребёнок, ночь в клубе – бывают причины, по которым люди не высыпаются. И небольшая группа исследователей решила найти способ выжать максимум из небольшого количества сна, но с помощью новейших технологий, а не медикаментов.
Если у них получится, они подарят человечеству альтернативный маршрут к источнику вечной юности.
Хотя науке пока не удалось прийти к единому мнению о том, почему мы спим, сложилось довольно чёткое представление, как мы это делаем. Во время сна в мозге происходят сложные изменения. Некоторые из них можно наблюдать с помощью электроэнцефалографа и размещённых на черепе электродов, которые отслеживают электрическую активность мозга. Ваша ночь разбита на несколько циклов, состоящих из четырёх этапов. Для здорового сна 90-минутный цикл следует повторить пять или шесть раз. Лишь 5% людей могут позволить себе четырёхчасовой сон.
Некоторые из этапов особенно сильно связаны с конкретными функциями. Первый считается границей между сном и бодрствованием. Его продолжительность длится в среднем от 5 до 15 минут, а значение состоит в том, чтобы подготовить организм к следующему этапу. «Своего рода въезд на главную дорогу», – поясняет невролог Крис Берка из фирмы Advanced Brain Monitoring.
Переход ко второй стадии иногда нарушается так называемым гипнагогическим подёргиванием, когда мышцы расслабляются неправильно и внезапно возникает чувство падения. Но оставим это в стороне. Если вы решили немного вздремнуть, то просыпайтесь после второй фазы, которая занимает около двадцати минут. Мышцы отдохнули, внимание восстановилось, вы чувствуете себя обновлённым.
Третий этап – это период «медленного сна». По малопонятным ещё причинам существует устойчивая связь между этой стадией и некоторыми восстановительными механизмами. Например, именно в это время шишковидной железой вырабатываются гормон роста, стимулирующий ремонт костной и мышечной ткани, и пролактин, регулирующий иммунную систему. И в этой фазе проснуться труднее всего. Нельзя ложиться на 45 минут – вы подниметесь с отвратительным самочувствием и настроением. Продолжительность третьей фазы варьируется. В первом цикле за ночь она может продлиться около часа, а затем уменьшаться и даже заменяться четвёртой фазой – стадией быстрого движения глаз, когда к нам приходит большинство сновидений.
Как правило, наша стратегия ночного отдыха заключается в том, чтобы завести проклятый будильник на определённое время, не обращая внимания на фазы сна. Результатом подобного небрежения, а также банального недосыпа становятся снижение внимания, тупость и прочие радости. (Ежегодно нехватка сна вызывает 100 тыс. ДТП в США. 31% американских водителей хотя бы раз засыпал за рулём.) Этот эффект мы компенсируем употреблением стимуляторов, самым популярным из которых остаётся кофеин. Это помогает, но лишь на несколько часов. Кроме того, кофеин подчиняется закону убывающей эффективности.
В конце 1990-х появилась чудодейственная, казалось бы, замена кофеину – модафинил. Но чуда не произошло, и вскоре выяснилось, что его действие эквивалентно нескольким чашкам кофе. Хотя модафинил разлагается медленнее и поэтому его можно принимать реже, кофеин остался королём из-за цены и вкуса. К тому же модафинил отпускался только по рецептам.
В любом случае никакие стимуляторы не способны предотвратить гораздо более тревожный эффект депривации сна. Однажды сотрудники Чикагского университета (США) не давали крысам спать. Большинство скончалось через 21 день. И в прошлом году удалось наконец-то выяснить причину такой реакции. Продержав добровольцев без сна в течение 29 часов, исследователи из Университета Суррея (Великобритания) обнаружили у них повышение уровня белых кровяных клеток, как будто эти люди были ранены. Иными словами, потеря сна отрицательно влияет на способность организма к борьбе с инфекциями. (Кстати, рекорд бодрствования составляет 11 суток.)
..
Следует опасаться не только единовременного лишения сна, ибо даже умеренный дефицит, с которым в течение рабочей недели сталкивается большинство людей, накапливается. Анализ 15 исследований, которые охватили 470 тыс. человек старше 25 лет, проведённый специалистами Уорикского университета (Великобритания) показал, что спать меньше пяти часов в сутки – это прямая дорога к повышению риска сердечно-сосудистых заболевания, диабета, инсульта и даже рака. Ни один стимулятор не может заменить сон.
Но Нэнси Уэзенстен из Военного института Уолтера Рида (США) и её коллеги полагают, что от шестичасового сна можно добиться того же эффекта, что и от восьмичасового, средствами современных технологий.
Учёные уже не первый год размышляют над идеей сжатия сна за счёт извлечения наименее важных его стадий. В 2008 году появились намёки на то, что это фазы самого глубокого сна. Например, препараты, улучшающие этап медленного сна значительно сокращали у добровольцев усталость и другие побочные эффекты, даже если они спали всего пять часов. К сожалению, испытания пришлось прекратить, когда выяснилось, что препарат вызывал нежелательные психиатрические последствия.
Г-жа Уэзенстен предлагает вместо этого обратиться к физиотерапевтической стимуляции мозга. Она посвятила жизнь солдатам, от которых порою требуется принять решение за доли секунды. И никому нет дела до того, сколько спал служивый. Поэтому участники боевых действий привыкают отключаться на один–два часа всякий раз, когда выпадает такая возможность. Так вот, говорит г-жа Уэзенстен, вторую стадию можно сжать всего до трёх минут и проснуться свежим, даже если спал всего ничего.
Очень часто причиной беспокойного сна становится сознание того, что спать придётся недолго. И если человек будет знать, что он выспится, несмотря ни на что, это станет большим подспорьем.
Управление перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) одарило г-жу Берка грантом на решение этой проблемы без лекарств. Результатом стало устройство Somneo – толстая мягкая маска, которая закрывает щёки, уши и бóльшую часть черепа. В районе глаз расположен нагревательный элемент – исследования показали, что потепление лица выступает сигналом ко сну. Тем самым первая фаза сна форсируется и занимает на две минуты меньше. «Пусть это немного, но всё же этого снижения удалось добиться без снотворного, и то хорошо», – говорит г-жа Берка.
Электроэнцефалограф, встроенный в маску, отслеживает изменения в стадиях сна. Запрограммируйте её на 20 минут, и она начнёт отсчёт только в тот момент, когда вы уснёте. Если вы приближаетесь к третьей фазе, но ясно, что времени на эту стадию вам не хватит, срабатывает будильник. Но забудьте о кошмарном трезвоне – маска даст синий цвет, который будет постепенно светлеть, подавляя тем самым мелатонин, гормон сна.
ЭЭГ поможет устройству убедиться в том, что вы не проснётесь в самый неподходящий момент, но, к сожалению, Somneo не умеет манипулировать мозговыми волнами, продолжая ваш сон или вводя в более глубокие фазы. Этим займётся техника транскраниальной стимуляции постоянным током, которая предполагает подведение слабого тока к дорсолатеральной префронтальной коре, выравнивая работу мозга в рамках цикла сна и бодрствования.
Исследователи из Любекского университета (ФРГ) уже показали, что таким образом можно сдвигать фазы сна. Им удалось увеличить стадию медленного сна за счёт коротковолновой «лёгкой» фазы без побочных эффектов. В последующих тестах добровольцы даже продемонстрировали улучшение тех видов памяти, которые кодируются во время медленного сна. Больше никакой разницы с контрольной группой не замечено.
Более того, та же техника может обратить сон вспять. В последующем исследовании та же группа учёных смогла перевести медленный сон в более лёгкую фазу, характерную для второго этапа.
Следует опасаться не только единовременного лишения сна, ибо даже умеренный дефицит, с которым в течение рабочей недели сталкивается большинство людей, накапливается. Анализ 15 исследований, которые охватили 470 тыс. человек старше 25 лет, проведённый специалистами Уорикского университета (Великобритания) показал, что спать меньше пяти часов в сутки – это прямая дорога к повышению риска сердечно-сосудистых заболевания, диабета, инсульта и даже рака. Ни один стимулятор не может заменить сон.
Но Нэнси Уэзенстен из Военного института Уолтера Рида (США) и её коллеги полагают, что от шестичасового сна можно добиться того же эффекта, что и от восьмичасового, средствами современных технологий.
Учёные уже не первый год размышляют над идеей сжатия сна за счёт извлечения наименее важных его стадий. В 2008 году появились намёки на то, что это фазы самого глубокого сна. Например, препараты, улучшающие этап медленного сна значительно сокращали у добровольцев усталость и другие побочные эффекты, даже если они спали всего пять часов. К сожалению, испытания пришлось прекратить, когда выяснилось, что препарат вызывал нежелательные психиатрические последствия.
Г-жа Уэзенстен предлагает вместо этого обратиться к физиотерапевтической стимуляции мозга. Она посвятила жизнь солдатам, от которых порою требуется принять решение за доли секунды. И никому нет дела до того, сколько спал служивый. Поэтому участники боевых действий привыкают отключаться на один–два часа всякий раз, когда выпадает такая возможность. Так вот, говорит г-жа Уэзенстен, вторую стадию можно сжать всего до трёх минут и проснуться свежим, даже если спал всего ничего.
Очень часто причиной беспокойного сна становится сознание того, что спать придётся недолго. И если человек будет знать, что он выспится, несмотря ни на что, это станет большим подспорьем.
Управление перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) одарило г-жу Берка грантом на решение этой проблемы без лекарств. Результатом стало устройство Somneo – толстая мягкая маска, которая закрывает щёки, уши и бóльшую часть черепа. В районе глаз расположен нагревательный элемент – исследования показали, что потепление лица выступает сигналом ко сну. Тем самым первая фаза сна форсируется и занимает на две минуты меньше. «Пусть это немного, но всё же этого снижения удалось добиться без снотворного, и то хорошо», – говорит г-жа Берка.
Электроэнцефалограф, встроенный в маску, отслеживает изменения в стадиях сна. Запрограммируйте её на 20 минут, и она начнёт отсчёт только в тот момент, когда вы уснёте. Если вы приближаетесь к третьей фазе, но ясно, что времени на эту стадию вам не хватит, срабатывает будильник. Но забудьте о кошмарном трезвоне – маска даст синий цвет, который будет постепенно светлеть, подавляя тем самым мелатонин, гормон сна.
ЭЭГ поможет устройству убедиться в том, что вы не проснётесь в самый неподходящий момент, но, к сожалению, Somneo не умеет манипулировать мозговыми волнами, продолжая ваш сон или вводя в более глубокие фазы. Этим займётся техника транскраниальной стимуляции постоянным током, которая предполагает подведение слабого тока к дорсолатеральной префронтальной коре, выравнивая работу мозга в рамках цикла сна и бодрствования.
Исследователи из Любекского университета (ФРГ) уже показали, что таким образом можно сдвигать фазы сна. Им удалось увеличить стадию медленного сна за счёт коротковолновой «лёгкой» фазы без побочных эффектов. В последующих тестах добровольцы даже продемонстрировали улучшение тех видов памяти, которые кодируются во время медленного сна. Больше никакой разницы с контрольной группой не замечено.
Более того, та же техника может обратить сон вспять. В последующем исследовании та же группа учёных смогла перевести медленный сон в более лёгкую фазу, характерную для второго этапа.
..
Миновать первую и вторую фазы пока не получается. Но тут поможет ещё одна техника – транскраниальная магнитная стимуляция. Она настолько сильна, что неврологам Висконсинского университета в Мэдисоне (США) удавалось сразу вызвать глубокий сон. Магнит индуцирует низкочастотные импульсы в соответствующей части мозга.
Этот метод требует громоздкого оборудования, к тому же некоторые добровольцы испытывали дискомфорт от лежания внутри магнитной машины и не могли заснуть. Но главное – показана сама возможность немедленного глубокого сна, что экономит человеку по крайней мере 20 минут. Вычтем это из каждого цикла (напомним, за ночь мы переживаем их несколько), и получится, что вполне возможно спрессовать восемь часов в шесть без потери эффективности. В год жизнь человека вырастет таким образом на несколько недель. Разве это не удивительно?
Тут, конечно, следует спросить: насколько безопасны такие технологии при постоянном использовании? И не заставят ли нас работать больше в случае широкого распространения подобных устройств?
Наверное, пока всё-таки стоит говорить о том, что в первую очередь измученному человечеству надо помочь со здоровым сном, ведь сон, как было неоднократно показано, оказывает огромное влияние на состояние психики и на то, как мы стареем. С этой точки зрения устройства вроде Somneo – то, что доктор прописал.
Link
Миновать первую и вторую фазы пока не получается. Но тут поможет ещё одна техника – транскраниальная магнитная стимуляция. Она настолько сильна, что неврологам Висконсинского университета в Мэдисоне (США) удавалось сразу вызвать глубокий сон. Магнит индуцирует низкочастотные импульсы в соответствующей части мозга.
Этот метод требует громоздкого оборудования, к тому же некоторые добровольцы испытывали дискомфорт от лежания внутри магнитной машины и не могли заснуть. Но главное – показана сама возможность немедленного глубокого сна, что экономит человеку по крайней мере 20 минут. Вычтем это из каждого цикла (напомним, за ночь мы переживаем их несколько), и получится, что вполне возможно спрессовать восемь часов в шесть без потери эффективности. В год жизнь человека вырастет таким образом на несколько недель. Разве это не удивительно?
Тут, конечно, следует спросить: насколько безопасны такие технологии при постоянном использовании? И не заставят ли нас работать больше в случае широкого распространения подобных устройств?
Наверное, пока всё-таки стоит говорить о том, что в первую очередь измученному человечеству надо помочь со здоровым сном, ведь сон, как было неоднократно показано, оказывает огромное влияние на состояние психики и на то, как мы стареем. С этой точки зрения устройства вроде Somneo – то, что доктор прописал.
Link
Сон улучшает память
Кажется, все знают, что память зависит от сна, что для превращения кратковременной памяти в долговременную (или, как ещё говорят, для консолидации памяти) нужно поспать. Тому есть множество экспериментальных подтверждений. Однако подавляющее большинство опытов на эту тему ставилось с животными (дрозофилами и пр.). На людях такие исследования тоже проводились: например, была обнаружена корреляция между так называемыми сонными веретёнами (или сигма-ритмом), которые возникают во время сна, и процессами консолидации памяти. Однако прямых экспериментов, которые могли бы подтвердить, что сон действительно улучшает у человека память, до сих пор не было.
У Сары Медник из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) такой эксперимент получился. Она и её коллеги из других научных центров США (среди которых Гарвард и Стэнфорд) взялись проверить, как простое снотворное влияет на некоторые роды памяти у человека.
Для участия в опыте были приглашены около полусотни мужчин и женщин 18-39 лет без каких-либо расстройств сна. Одним давали седативный препарат амбиен и его противоположность ксирем, другие получали плацебо. Между снотворным и антиснотворным делали паузу в несколько дней, чтобы первое средство полностью вышло из организма. У испытуемых оценивали качество сна, сонливость, настроение и состояние памяти.
Как пишут исследователи в Journal of Neuroscience, снотворное увеличивало плотность сонных веретён и при этом улучшало запоминание слов, устной речи, которая использовалась в тестах на память. Воздействие, оказываемое снотворным на память, было заметнее при сравнении с обычным сном и с действием антиснотворного препарата.
Авторы работы подчёркивают связь «сонного» сигма-ритма и состояния памяти: препарат, очевидно, влиял не на какие-то побочные процессы, а непосредственно на сон, а через сон – и на саму память. То есть теперь можно смело говорить о том, что и у человека сон непосредственно связан с превращениями памяти, – а это значит, что, влияя на какие-то этапы сна (те, в которых появляются сонные веретена), можно управлять и состоянием памяти.
Link
Кажется, все знают, что память зависит от сна, что для превращения кратковременной памяти в долговременную (или, как ещё говорят, для консолидации памяти) нужно поспать. Тому есть множество экспериментальных подтверждений. Однако подавляющее большинство опытов на эту тему ставилось с животными (дрозофилами и пр.). На людях такие исследования тоже проводились: например, была обнаружена корреляция между так называемыми сонными веретёнами (или сигма-ритмом), которые возникают во время сна, и процессами консолидации памяти. Однако прямых экспериментов, которые могли бы подтвердить, что сон действительно улучшает у человека память, до сих пор не было.
У Сары Медник из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) такой эксперимент получился. Она и её коллеги из других научных центров США (среди которых Гарвард и Стэнфорд) взялись проверить, как простое снотворное влияет на некоторые роды памяти у человека.
Для участия в опыте были приглашены около полусотни мужчин и женщин 18-39 лет без каких-либо расстройств сна. Одним давали седативный препарат амбиен и его противоположность ксирем, другие получали плацебо. Между снотворным и антиснотворным делали паузу в несколько дней, чтобы первое средство полностью вышло из организма. У испытуемых оценивали качество сна, сонливость, настроение и состояние памяти.
Как пишут исследователи в Journal of Neuroscience, снотворное увеличивало плотность сонных веретён и при этом улучшало запоминание слов, устной речи, которая использовалась в тестах на память. Воздействие, оказываемое снотворным на память, было заметнее при сравнении с обычным сном и с действием антиснотворного препарата.
Авторы работы подчёркивают связь «сонного» сигма-ритма и состояния памяти: препарат, очевидно, влиял не на какие-то побочные процессы, а непосредственно на сон, а через сон – и на саму память. То есть теперь можно смело говорить о том, что и у человека сон непосредственно связан с превращениями памяти, – а это значит, что, влияя на какие-то этапы сна (те, в которых появляются сонные веретена), можно управлять и состоянием памяти.
Link