«Мозг — это отдельная Вселенная, которую мы не понимаем»

Как и зачем люди вмешиваются в работу мозга? Насколько эффективно это вмешательство и к каким последствиям оно может привести? Об этом младший научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ Мария Назарова рассказала в рамках проекта «Университет, открытый городу: Лекции молодых ученых Вышки в Культурном центре ЗИЛ».

Известно, что в работе мозга ключевую роль играют электрические и химические процессы. Мы постоянно сталкиваемся с воздействием на мозг, слушаем ли мы музыку, посещаем ли картинную галерею, пьем ли кофе. «Подумайте, — говорит Мария Назарова, — почему для изучения мозга обычно отбираются представители мужского пола? Ответ прост — у мужчин/самцов более стабильный гормональный фон, который значительно отражается на поведении и электрофизиологических реакциях».

Поиски возможностей направленного воздействия на мозг с помощью электричества велись человеком очень давно. Еще в Древнем Риме врачи прописывали больным мигренью пациентам разряды электрического ската. Много позднее, после открытия Фарадея, люди стали исследовать воздействие магнитного поля на мозг. Начиная с XIX века ведутся успешные исследования с инвазивной и неинвазивной стимуляцией мозга, то есть со вскрытием черепной коробки и без него.

Сейчас методы стимуляции мозга начинают выходить из лабораторий и клиник, появляются аппараты, которые доступны любому заинтересованному пользователю. В интернете можно купить девайсы за 200 долларов для неинвазивной стимуляции мозга, они популярны у увлеченных геймеров. Однако каковы долгосрочные эффекты их использования, пока не ясно.

«Что такое мозг? Мозг не просто самый сложный орган нашего организма, не просто орган, который потребляет намного больше энергии, чем «положено» для органа его массы. Мозг — это отдельная вселенная, которую мы не понимаем и будем исследовать столько, сколько будет существовать человечество», — говорит Мария Назарова.

Кратковременно изменить у человека привычные паттерны принятия решений можно, но искусственно сделать из конформиста революционера (или наоборот) нельзя

Ткань мозга умеет «разговаривать» с помощью электричества. Нейронов в мозге миллиарды. В некоторых случаях достаточно простимулировать небольшой участок мозга, содержащий буквально несколько тысяч клеток, чтобы значительно поменять поведение живого существа. Многим известен эксперимент с крысой, которая получила возможность стимулировать центр удовольствия в своем мозге — и за пару часов погибла от истощения, потому что не могла остановиться. Глубокая стимуляция мозга широко используется в настоящее время в медицинских целях, например, для лечении болезни Паркинсона или в некоторых случаях у пациентов, страдающих глубокой депрессией (им в глубокие структуры мозга вживляются электроды).

В Центре нейроэкономики и когнитивных исследований Мария Назарова изучает неинвазивные (не требующие хирургического вмешательства) методы воздействия на мозг. Ее «союзник» и главный «инструмент» работы — электричество. И речь идет вовсе не об электрошоковой терапии. Неинвазивные методы исследования мозга можно разделить на те, которые позволяют только наблюдать за тем, что происходит в мозге, и на те, которые позволяют воздействовать на мозг. К «наблюдательным» методам относятся, например, магнитно-резонансная томография, благодаря которой с точностью до миллиметра можно получить пространственную картину мозга, методы электроэнцефалографии (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографии (МЭГ), позволяющие оценивать изменения электрической активности мозга. Среди неинвазивных методов «воздействия» на мозг наиболее широко распространены транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) и транскраниальная электрическая стимуляция (ТЭС). ТМС позволяет воздействовать на мозг как однократными стимулами с непосредственной оценкой эффекта (нейростимуляция), так и с целью получения длительного пост-эффекта (нейромодуляция). ТЭС используется только для нейромодуляции.

При ТМС используется магнитная катушка, генерирующая магнитное поле, которое проходит через скальп (отсюда название: «транскраниальный») и позволяет стимулировать структуры мозга с точностью до нескольких миллиметров. С помощью ТМС проводятся исследования мозга (например, картирование двигательных и речевых зон мозга), осуществляется диагностика повреждений мозга (такое картирование может быть полезно перед нейрохирургической операцией), ведутся попытки изменения когнитивных способностей у здоровых людей. ТМС дает возможность воздействовать на один регион мозга и смотреть, что в этот момент происходит в других, то есть выявлять причинно-следственные связи между областями мозга, между функцией и структурой. ТМС активно сочетают с «наблюдательными» методами изучения мозга, такими как ЭЭГ и МРТ.

Если бы мы знали, что одна конкретная область мозга целиком отвечает за конкретную функцию и только за нее, всё было бы просто

Говоря об изменении когнитивных функций у людей с помощью ТМС-нейромодуляции, можно привести следующий пример: руководитель департамента психологии ВШЭ Василий Ключарев, занимаясь нейроэкономическими исследованиями, показал, что при стимуляции левой префронтальной коры головного мозга человек может стать чуть меньшим конформистом, но этот эффект продлится всего менее часа. Таким образом, кратковременно изменить у человека привычные паттерны принятия решений можно, но искусственно сделать из конформиста революционера (или наоборот) нельзя.

При ТЭС используется очень слабый электрический ток (1-2 миллиампера), но он все равно оказывает мощное воздействие на мозг. Такая стимуляция может осуществляться как постоянным, так и переменным током. Аппаратура для ТЭС гораздо более дешевая и компактная, чем для ТМС, основное устройство выглядит, как шлем или лента с несколькими электродами, которые не ограничивают повседневную деятельность человека, умственную или физическую. Это позволяет легко сочетать ТЭС с любыми активностями. В то же время воздействие ТЭС на мозг не такое локальное, как у ТМС.

Важно помнить об этических моментах использования неинвазивной стимуляции мозга. Неинвазивная стимуляция мозга за последние десятилетия показала свою безопасность и эффективность при применении в научных лабораториях и при использовании определенных протоколов в клинике. В то же время эффект от неконтролируемого применения аппаратов для неинвазивной стимуляции мозга, которые стали доступны для приобретения любым пользователем в последнее время, не определён.

«Если бы мы знали, что одна конкретная область мозга целиком отвечает за конкретную функцию и только за нее, всё было бы просто, и врачи могли бы эффективно лечить почти любые заболевания, — говорит Мария Назарова. — Но, к счастью или сожалению, мозг — очень сложная штука. Очень многие функции «завязаны» на разные структуры мозга, поэтому так важно сочетать методы наблюдения с методами стимулирования, чтобы лучше понять наш мозг и научиться помогать ему в случае болезни».