Главные научные открытия о мозге, сделанные учеными в 2019 году

О том, что мозг руководит всеми нашими мыслями, поступками и даже словами, известно уже давно. Но многие возможности и функции этого чудесного органа до сих пор остаются тайной, завеса которой постепенно приоткрывается год от года. Предлагаем вашему вниманию ТОП-10 открытий о головном мозге человека по версии LiveScience, которые были сделаны учеными в уходящем году.

1. Мозг оберегает человека от осознания факта его смертности

О том, что все люди смертны, благодаря усвоенному мозгом многовековому опыту предыдущих поколений знает, казалось бы, каждый взрослый человек. По идее, любой из нас должен осознавать и то, что и он когда-то покинет этот мир. Однако, израильским ученым удалось выяснить, что понимание именно этого факта блокируется мозгом и люди на самом деле не осознают собственную смертность. Ученые наблюдали за реакцией мозга участников исследования, которым на экране показывали фотографии разных человеческих лиц, сопровождаемые изображениями слов, ассоциированных со смертью, например, «гроб» или «похороны». Анализ мозговой активности участников во время эксперимента показал, что если любые посторонние лица мозг довольно быстро соотносил с предлагаемыми печальными понятиями, то во время демонстрации собственного лица испытуемого происходил некий сбой и мозг человека как бы отказывался от понимания того, что и с ним это тоже может произойти. Почему так происходит – пока непонятно, но ученые высказали предположение, что таким образом мозг защищает человечество от вымирания, так как отчетливое осознание собственной смертности может навредить намерению человека найти сексуального партнера и стремлению продолжить свой род.

2. Отсутствие половины мозга не делает человека неполноценным

Удивительную способность мозга к адаптации и изменениям подтвердило исследование американских ученых, которые при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ) изучали возможности людей, в детстве страдавших эпилепсией, которым, в связи с этим, были проведены операции по удалению половины головного мозга. Оказалось, что у них у всех оставшаяся половина с успехом функционировала «и за себя, и за того парня», полностью компенсируя потерю собственной значительной части. При этом все возможности, например зрение или речь, не отличались от возможностей людей с неповрежденным мозгом, а связи между участками мозга, вовлеченными в различные мозговые сети, были даже сильнее, чем у последних.

3. Социальная изоляция приводит к уменьшению мозга в объеме

Каким бы интровертом ни был человек, социальная изоляция уменьшает объем его мозга и ухудшает его работу. К такому выводу пришли ученые из интернациональной команды, исследовавшие мозг членов полярной экспедиции до их отъезда в Антарктику и после возвращения с полярной станции. Оказалось, что за 14 месяцев, проведенных в изоляции от внешнего мира, у всех участников исследования наблюдалось уменьшение объема гиппокампа – области мозга, ответственной за память и процессы обучения, а также снижение уровня нейротрофического фактора головного мозга – белка, способствующего росту и выживанию новых нейронов и необходимого для формирования в мозге новых нейронных связей. А результаты когнитивных тестов продемонстрировали существенное ухудшение селективного (избирательного) внимания и пространственных способностей.

4. Пациенты в коме могут проявлять признаки «скрытого сознания»

Анализируя мозговую активность людей, которые находились в вегетативном состоянии или в коме после перенесенной травмы головного мозга, ученые из Колумбийского университета пришли к выводу, что некоторые из них были способны понимать команды, несмотря на невозможность их выполнить. В ходе исследования, в котором принимали участие более сотни пациентов, неврологи обнаружили, что примерно каждый седьмой из них проявлял признаки «скрытого сознания» – реагировал отчетливым определенным шаблоном мозговой активности на просьбу, например, пошевелить пальцами руки. Причем динамика выздоровления год спустя была лучше именно у тех, кто в ходе эксперимента демонстрировал признаки «скрытого сознания», по сравнению с теми, у кого они отсутствовали.

5. Смерть мозга обратима?

Ученым Медицинской школы Йельского университета удалось поставить под сомнение представление о том, что после смерти в мозге происходят необратимые изменения. В ходе радикального эксперимента они сумели восстановить клеточную активность и кровообращение в головном мозге свиней спустя десять часов после того, как их забили. Тем самым исследователи продемонстрировали, что клетки погибают не так быстро, как предполагалось ранее, и что погибшие клетки даже возможно оживить. Активности, которая требуется для полноценной работы мозга и проявления сознания у подопытных животных, ученые, конечно, не наблюдали. То есть их мозг был клеточно активным, но назвать его в полной мере живым, безусловно, нельзя.

6. Мозг, лишенный обонятельных луковиц, способен чувствовать запахи

Обонятельные луковицы – одна из древнейших частей переднего мозга, располагающаяся во внутричерепной полости, которая обрабатывает информацию о запахах, поступающую от обонятельных рецепторных клеток. Ранее считалось, что их отсутствие автоматически означает отсутствие возможности у человека ощущать какие бы то ни было ароматы. Это сложившееся представление опровергла группа израильских ученых, обнаружив людей, которые, невзирая на врожденное отсутствие обонятельных луковиц, не только не лишены обоняния, но и могут похвастаться его необычайной остротой. Интересно, что подобный феномен исследователи могли наблюдать только у женщин-левшей. Объяснением этому может быть либо то, что какая-то другая часть мозга способна взять на себя функции отсутствующих обонятельных луковиц, либо то, что предназначение последних вообще изначально не связано с идентификацией запахов, а имеет какую-то пока еще неведомую функцию.

7. Мозг с функцией встроенной навигационной системы

Магнитное поле Земли для целого ряда животных и птиц служит своеобразным компасом, помогающим им безошибочно определять свое текущее местоположение и выбирать правильное направление миграции. По сведениям американских исследователей, подобная встроенная система навигации есть с рождения и у некоторых людей. Выяснилось это в ходе эксперимента, проходившего в специальной камере с искусственно созданным магнитным полем. Анализ активности мозга участников исследования продемонстрировал, что у нескольких из них наблюдалась выраженная реакция на сдвиг магнитного поля исключительно с северо-востока на северо-запад, но не в противоположном направлении. В предыдущих исследованиях в человеческом мозге были обнаружены крошечные магнитные частицы, которые, возможно, и помогают ему точно определять положение линий магнитной индукции поля Земли.

8. Спинномозговая жидкость во время сна очищает мозг от токсинов

Ученые из Бостонского университета с помощью аппарата МРТ наблюдали за тем, что происходит в головном мозге человека, когда он спит, и впервые обнаружили, что спящий мозг ритмично омывается не только насыщенной кислородом кровью, но и спинномозговой жидкостью, которая очищает его во время отдыха от токсичных белков. Волнообразная активность потока спинномозговой жидкости настолько постоянна и предсказуема, что по ней можно легко определить, например, спит человек или уже проснулся. 

9. Всего 1,5 мбайта «памяти» необходимы мозгу для освоения родного языка

Ученые Калифорнийского университета в Беркли определили, что для того, чтобы овладеть родным (в данном случае – английским) языком, мозгу человека необходимо «хранилище» информации, сопоставимое по объему всего с 1,5 мегабайта памяти компьютера. Это примерно 12,5 миллиона бит языковой информации, большая часть которой связана с лексикой, а не с грамматикой и синтаксисом. Исследователи отмечают, что взрослый человек способен за один день запомнить в лучшем случае от 1000 до 2000 бит своего родного языка, в худшем – не более 120 бит.

10. Мозг способен злиться во сне

Во сне люди способны испытывать как позитивные, так и негативные эмоции. Шведским ученым с помощью анализа мозговой активности участников исследования удалось выяснить, кто из них испытывал злость во время сна. Для этого исследователи изучали лобные доли – области головного мозга, участвующие в процессах планирования и решения задач, а также помогающие человеку осуществлять контроль своего эмоционального состояния. В ходе эксперимента ученые выяснили, что наблюдаемая перед сном или во время сна ассиметричная активность в этих областях мозга свидетельствует о том, что человек во сне злился и пытался контролировать свой гнев.