Три знаковых эксперимента на мозге, которые изменили представление о его работе
Мозг остаётся одной из самых сложных загадок природы. Чтобы приблизиться к пониманию того, как рождаются мысли, эмоции и поведение, учёные проводили необычные исследования. Рассказываем о трёх самых известных экспериментах над человеческим мозгом и о том, что они позволили узнать.
Многие ключевые открытия о работе мозга были сделаны не в специально созданных экспериментах, а благодаря изучению редких клинических случаев и последствий заболеваний.
Расщеплённый мозг: могут ли полушария работать отдельно
В 1960-х годах нейробиологи Роджер Сперри и Майкл Газзанига изучали пациентов с тяжёлой эпилепсией. Чтобы уменьшить количество приступов, некоторым из них рассекали мозолистое тело — крупный пучок нервных волокон, соединяющий левое и правое полушария мозга.
Во время эксперимента пациент смотрел на точку в центре экрана. В этот момент в зоне его бокового зрения — слева от точки — буквально на мгновение вспыхивало изображение предмета. Оно появлялось настолько быстро, что попадало только в одно полушарие. Если картинку показывали в левом поле зрения, её обрабатывало правое полушарие. В этом случае человек не мог назвать увиденный предмет вслух, но легко находил его левой рукой среди других вещей. Например, увидев ложку, пациент на ощупь выбирал именно её, хотя не мог сказать, что точно он видел.
Этот эксперимент показал, что некоторые функции мозга распределены между полушариями неравномерно: у большинства людей левое полушарие играет ведущую роль в речи, а правое — в обработке пространственной информации.
Человек, который не мог создавать новые воспоминания
Одним из самых известных пациентов в истории нейронауки стал Генри Молейсон, известный под инициалами Г. М. В 1953 году ему удалили часть височных долей мозга вместе с гиппокампом, чтобы справиться с тяжёлой эпилепсией.
Операция помогла уменьшить приступы, но привела к неожиданному последствию: Генри практически потерял способность запоминать новые события. Он мог поддерживать разговор, но спустя несколько минут уже не помнил, что происходило.
В конце 1950-х годов нейропсихолог Бренда Милнер провела серию экспериментов с пациентом Г. М. Одним из них было задание, в котором он должен был обвести контур звезды, глядя только на её отражение в зеркале. Хотя каждый раз Генри Молейсон утверждал, что выполняет упражнение впервые, количество ошибок постепенно уменьшалось, а результаты улучшались. Это показало, что мозг способен осваивать новые двигательные навыки даже без формирования осознанных воспоминаний о процессе обучения.
Это стало одним из первых убедительных доказательств того, что память — это не единая система. Учёные выяснили, что память на события и факты отличается от памяти на навыки. Гиппокамп необходим для формирования новых воспоминаний о событиях, но не играет ключевой роли в обучении двигательным навыкам.
Разговор с человеком в вегетативном состоянии
Долгое время считалось, что пациенты в вегетативном состоянии (когда из-за тяжёлого повреждения мозга человек полностью теряет связь с миром: он может открывать глаза, спать и просыпаться, но ничего не чувствует и не понимает) полностью лишены сознания. Однако в 2006 году группа исследователей под руководством Адриана Оуэна показала, что это не всегда так.
Учёные помещали пациентов в аппарат функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и просили представить два разных действия: игру в теннис или прогулку по собственному дому. У здоровых людей эти мысленные образы активируют разные участки мозга. Представление игры в теннис активирует моторную (двигательную) кору, а блуждание по дому — зоны пространственной навигации (париетальную кору и гиппокамп). На томограмме видно, что эти зоны загораются в противоположных частях мозга.
Неожиданно оказалось, что у некоторых пациентов, которые внешне никак не реагировали на происходящее, мозг отвечал точно так же, как у здоровых добровольцев. Позже исследователи даже смогли использовать эти сигналы для получения ответов «да» и «нет» на простые вопросы у небольшой части пациентов.
Работа показала, что отсутствие движений и речи не всегда означает отсутствие сознания. В некоторых случаях человек может понимать обращённую к нему речь и сохранять способность мыслить, даже если не может сообщить об этом окружающим.
Главное об экспериментах на мозге
Эти исследования помогли учёным лучше понять, как устроен человеческий мозг. Они показали, что разные виды памяти работают по-разному, полушария могут выполнять различные функции, а признаки сознания иногда сохраняются даже у людей, которые не способны двигаться или говорить. Полученные данные легли в основу многих современных представлений о работе мозга и способах оценки состояния пациентов с тяжёлыми неврологическими нарушениями.
Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.