Головні наукові відкриття про мозок, зроблені вченими 2019 року

Про те, що мозок керує всіма нашими думками, вчинками і навіть словами, відомо вже давно. Але багато можливостей і функцій цього чудесного органу досі залишаються таємницею, завіса якої поступово відкривається рік від року. Пропонуємо вашій увазі ТОП-10 відкриттів про головний мозок людини за версією LiveScience, які були зроблені вченими у році, що минає.

1. Мозок оберігає людину від усвідомлення факту її смертності

Про те, що всі люди смертні, завдяки засвоєному мозком багатовіковому досвіду попередніх поколінь знає, здавалося б, кожна доросла людина. За ідеєю, кожен з нас повинен усвідомлювати й те, що і він колись покине цей світ. Одначе ізраїльським вченим вдалося з'ясувати, що розуміння саме цього факту блокується мозком і люди насправді не усвідомлюють власну смертність. Вчені спостерігали за реакцією мозку учасників дослідження, яким на екрані показували фотографії різних людських облич, супроводжувані зображеннями слів, асоційованих зі смертю, наприклад, «труна» або «похорон». Аналіз мозкової активності учасників під час експерименту показав: якщо будь-які сторонні обличчя мозок досить швидко співвідносив із пропонованими сумними поняттями, то під час демонстрації власного обличчя випробуваного відбувався якийсь збій і мозок людини як би відмовлявся від розуміння того, що і з ним це теж може статися. Чому так відбувається – поки незрозуміло, але вчені висловили припущення, що так мозок захищає людство від вимирання, адже виразне усвідомлення власної смертності може нашкодити наміру людини знайти сексуального партнера і прагненню продовжити свій рід.

2. Відсутність половини мозку не робить людину неповноцінною

Дивовижну здатність мозку до адаптації і змін підтвердило дослідження американських вчених, які за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ) вивчали можливості людей, які в дитинстві страждали на епілепсію, і їм через це були проведені операції з видалення половини головного мозку. Виявилося, що у них усіх половина, що залишилася, з успіхом функціонувала «і за себе, і за того хлопця», повністю компенсуючи втрату власної значної частини. При цьому всі можливості, наприклад, зір або мова, не відрізнялися від можливостей людей з неушкодженим мозком, а зв'язки між ділянками мозку, залученими в різні мозкові мережі, були навіть сильніше, ніж у останніх.

       3. Соціальна ізоляція призводить до зменшення мозку в об'ємі

Яким би інтровертом не була людина, соціальна ізоляція зменшує обсяг її мозку і погіршує її роботу. До такого висновку дійшли вчені з інтернаціональної команди, які досліджували мозок членів полярної експедиції до їх від'їзду в Антарктику і після повернення з полярної станції. Виявилося, що за 14 місяців, проведених в ізоляції від зовнішнього світу, в усіх учасників дослідження спостерігалося зменшення обсягу гіпокампу – ділянки мозку, відповідальної за пам'ять і процеси навчання, а також зниження рівня нейротрофічного чинника головного мозку – білка, що сприяє росту і виживанню нових нейроні і необхідного для формування в мозку нових нейронних зв'язків. А результати когнітивних тестів продемонстрували істотне погіршення селективної (вибіркової) уваги і просторових здібностей.

4. Пацієнти в комі можуть виявляти ознаки «прихованої свідомості»

Аналізуючи мозкову активність людей, які перебували у вегетативному стані або в комі після перенесеної травми головного мозку, вчені з Колумбійського університету дійшли висновку, що деякі з них були здатні розуміти команди, попри неможливість їх виконати. В ході дослідження, у якому брали участь більше сотні пацієнтів, неврологи виявили, що приблизно кожен сьомий з них виявляв ознаки «прихованої свідомості» – реагував виразним певним шаблоном мозкової активності на прохання, наприклад, поворушити пальцями руки. Причому динаміка одужання рік потому була краще саме у тих, хто в ході експерименту демонстрував ознаки «прихованої свідомості», в порівнянні з тими, у кого вони були відсутні.
 

5. Смерть мозку зворотна?

Вченим Медичної школи Єльського університету вдалося поставити під сумнів уявлення про те, що після смерті в мозку відбуваються незворотні зміни. В ході радикального експерименту вони зуміли відновити клітинну активність і кровообіг у головному мозку свиней через десять годин після того, як їх забили. Тим самим дослідники продемонстрували, що клітини гинуть не так швидко, як передбачалося раніше, і що загиблі клітини навіть можливо оживити. Активності, яка потрібна для повноцінної роботи мозку і прояву свідомості у піддослідних тварин, вчені, звісно, не спостерігали. Тобто їх мозок був клітинно активним, але назвати його повною мірою живим, безумовно, не можна.

6. Мозок, позбавлений нюхових цибулин, здатен відчувати запахи

Нюхові цибулини – одна з найдавніших частин переднього мозку, що розташовується у внутрішньочерепній порожнині, яка обробляє інформацію про запахи, що надходить від нюхових рецепторних клітин. Раніше вважалося, що їх відсутність автоматично означає відсутність можливості у людини відчувати які б то не було аромати. Це уявлення, що склалося, спростувала група ізраїльських учених, виявивши людей, які, незважаючи на вроджену відсутність нюхових цибулин, не тільки не позбавлені нюху, а й можуть похвалитися його надзвичайною гостротою. Цікаво, що подібний феномен дослідники могли спостерігати тільки у жінок-лівшів. Поясненням цьому може бути або те, що якась інша частина мозку здатна взяти на себе функції відсутніх нюхових цибулин, або те, що призначення останніх взагалі спочатку не пов'язане з ідентифікацією запахів, а має якусь поки ще невідому функцію.

7. Мозок із функцією вбудованої навігаційної системи

Магнітне поле Землі для цілої низки тварин і птахів слугує своєрідним компасом, що допомагає їм безпомилково визначати своє місце перебування і вибирати правильний напрямок міграції. За даними американських дослідників, подібна вбудована система навігації є з народження і у деяких людей. З'ясувалося це в ході експерименту, що проходив у спеціальній камері зі штучно створеним магнітним полем. Аналіз активності мозку учасників дослідження продемонстрував, що у кількох з них спостерігалася виражена реакція на зрушення магнітного поля виключно з північного сходу на північний захід, але не в протилежному напрямку. В попередніх дослідженнях у людському мозку були виявлені крихітні магнітні частинки, які, можливо, і допомагають йому точно визначати положення ліній магнітної індукції поля Землі.

8. Спинномозкова рідина під час сну очищає мозок від токсинів

Вчені з Бостонського університету за допомогою апарата МРТ спостерігали за тим, що відбувається в головному мозку людини, коли вона спить, і вперше виявили, що сплячий мозок ритмічно омивається не тільки насиченою киснем кров'ю, але і спинномозковою рідиною, яка очищає його під час відпочинку від токсичних білків. Хвилеподібна активність потоку спинномозкової рідини настільки постійна і передбачувана, що за нею можна легко визначити, наприклад, спить людина чи вже прокинулася.

9. Всього 1,5 мбайта «пам'яті» необхідні мозку для освоєння родної мови

Вчені Каліфорнійського університету в Берклі визначили, що для того, аби оволодіти рідною (в даному випадку – англійською) мовою, мозку людини необхідне «сховище» інформації, порівнянне за обсягом всього з 1,5 мегабайта пам'яті комп'ютера. Це приблизно 12,5 мільйона біт мовної інформації, велика частина якої пов'язана з лексикою, а не з граматикою і синтаксисом. Дослідники відзначають, що доросла людина здатна за один день запам'ятати в кращому випадку від 1000 до 2000 біт своєї рідної мови, в гіршому – не більше 120 біт.

10. Мозок здатен злитися уві сні

Уві сні люди здатні відчувати як позитивні, так і негативні емоції. Шведським вченим за допомогою аналізу мозкової активності учасників дослідження вдалося з'ясувати, хто з них відчував злість під час сну. Для цього дослідники вивчали лобові частки – ділянки головного мозку, що беруть участь у процесах планування і розв'язання задач, а також допомагають людині здійснювати контроль свого емоційного стану. В ході експерименту вчені з'ясували, що асиметрична активність у цих областях мозку, яка спостерігається перед сном або під час сну, свідчить про те, що людина уві сні злилася і намагалася контролювати свій гнів.