人間の脳を研究している人。古代エジプトから20世紀初頭までの脳研究の歴史

神経生物学は、構造、機能、発生、遺伝学、生化学、生理学、病理学を研究する科学です。神経系。行動の研究も神経科学の一分野です。

海外、そしてここ 5 ～ 6 年ロシアでも、神経生物学が心理学やその他の科学の分野にますます浸透していることを主な理由として、「神経科学」という代替用語がますます使用されています。その結果、応用神経科学が登場しました。しかし、ロシアでは、神経科学の代表者の大多数は依然として生物学部の卒業生である。

人間の脳の研究は学際的な科学であり、分子レベルから細胞レベル (個々のニューロン)、比較的小さなニューロンのネットワークのレベルから大脳皮質や小脳などの大きなシステムに至るまで、多くのレベルの研究が含まれます。本当に上級神経系全体。

神経科学のトピックには次のようなものがあります。

シナプスにおける神経伝達物質の活性。
遺伝子が胎児および生涯を通じて神経系の発達にどのように寄与するか。
神経系の比較的単純な構造の活動。
複雑な神経回路の構造と機能 - 知覚、記憶、発話。

革命の頭脳

マリーナ・ムラヴィヨワ、STRF.ru

21 世紀の科学にとって、脳と心の性質の研究は、遺伝子と遺伝の研究が前世紀の科学で果たしたのと同じ統一的な役割を果たすでしょう。多くの有名な科学者は、神経認知技術が未来であると述べています。しかし、それらに関連する第 6 の技術革命はすでに近づいています...

MEPhI-2009（1月26～30日、モスクワ）にちなんで名付けられた正常生理学科学研究所の記憶神経生物学研究室長は、神経生物学が21世紀の科学の中で主要な位置を占めるだろうと述べた。パソコン。 Anokhin RAMS、RAS および RAMS の対応メンバーである Konstantin Anokhin。講演の中で、彼は最も注目すべき脳研究の概要を紹介しました。

前世紀最後の 10 年間は、米国議会と欧州連合によって脳研究の 10 年であると宣言されました。ノルウェーの物理学者で実業家の名前にちなんで名付けられたカブリ財団がこの賞を創設し、天体物理学、ナノサイエンス、脳科学という 3 つの主要な科学分野の業績を表彰します。

財団の代表者らは、これらの科学分野で最も重要な発展が起こると信じている。主要な発見 21世紀。この賞は、規模（100万ユーロ）と重要性の両方において、ある程度ノーベル賞に匹敵します。この賞は、2008 年の夏にノルウェー国王から最初の受賞者に授与されました。

意識の神経生物学の分野における第一人者の一人であるドイツの物理学者クリストフ・コッホはかつて、私たちは、対象物の活動がどのように行われるかを理解できるようにするテクノロジーが現実になりつつある、科学史上でもユニークな時代に生きていると述べました。脳は主観的な心の出現につながります。

長い間、脳は普通の器官として研究され、脳がどのように思考を生み出し、行動を制御するかは本格的な研究の対象ではありませんでした。現在、この方向がこの分野で研究する科学者の中心線になりつつあります。さらに、認知プロセスのあらゆる研究は、脳機能の原理の研究を通じて考慮されます。

神経認知技術が未来の技術と呼ばれることは偶然ではありません。多くの著名な科学者は、脳の仕組みを理解することが次の科学技術革命につながると述べています。そして専門家の中には、2010年に始まり2060年に終わる技術開発の第6波を連想する人もいる。

科学者たちの予測は、米国国立科学財団と米国経済省が数年前に作成した、NBIC コンバージェント技術に関する有名な報告書の基礎となっています。報告書では、4 つの分野 (N - ナノ、B - バイオ、I - 情報、C - コグノ) のうち、コグニティブテクノロジーは最も成熟していないが、同時に最も有望な分野であると述べています。その開発は最も重要な成果をもたらす可能性があります。社会全体への影響。

アメリカの報告書が発表される前の 1998 年に、ミハイル・コヴァルチュクは、同じ 4 つの知識分野を組み合わせるという独自のイデオロギーを提案しました。したがって、ロシアはこの方向において西側諸国に遅れを取っているわけではない。現在、同氏が所長を務めるクルチャトフ研究所は、細胞生物学、分子生物学、バイオテクノロジー、物理学、化学、ナノテクノロジー、情報テクノロジーの分野の研究と密接に連携して認知研究を発展させる、融合テクノロジーセンターを組織している。

私たちは、客観的な脳の活動が主観的な心の出現にどのようにつながるのかを解明することを可能にするテクノロジーが現実になりつつある、科学の歴史の中でも特異な時代に生きています。

「21世紀の科学にとって、脳と心の研究は、遺伝子と遺伝の研究が前世紀の科学で果たしたのと同じ統一的な役割を果たすだろう」とコンスタンチン・アノヒン氏は講演の中で強調した。 - DNA解読リンクたくさんの専門分野: 微生物学、免疫学、発生生物学、神経生物学。

脳研究は社会科学を含む多くの科学を統合し、新たなテクノロジーの創出を強化する要素としても機能すると期待されています。」

コンスタンチン・アノヒン氏によると、脳研究分野で最も有望な研究分野には、記憶の神経生物学、知性の神経生物学、意識の神経生物学が含まれるという。記憶について

記憶プロセスの研究は大きく進歩しました。細胞が情報を長期間記憶する仕組みの解明が開発の基礎となったさまざまな方法そして記憶を調節するために使用される薬。

神経インパルスの伝達に影響を与え、程度の差はあれ人間の知覚、感情、行動を変えることができる向知性物質の代わりに、科学者たちは情報を保存する細胞内のメカニズムに選択的な影響を与える向知性薬を作り始めました。

したがって、これらの薬物は記憶プロセスの穏やかな調節剤として機能する可能性があります。多くの科学者は、将来的には、特に記憶特性を改善する薬が、記憶障害のある患者だけでなく、記憶力が低下しているさまざまな年齢層の人々にも使用されるようになるだろうと考えています。

「世界の一流の神経科学者らは、数年後には、記憶を刺激するための錠剤がビタミン剤と同じくらい健康な人にとってありふれたものになるかもしれないと予測している」とコンスタンチン・アノヒン氏は述べた。

ロシアは向知性薬の開発において世界で強い地位を占めている。それで、2008年の秋に国内の薬ディメボンは外国企業に7億5000万ドルで売却された。

記憶の神経生物学における別の方向性は、脳に埋め込まれたニューロチップの開発に関連しています。これは素晴らしいことのように思えるかもしれませんが、本格的な研究がすでに行われています。たとえば、南カリフォルニア大学の有名な神経科学者であるセオドア・バーガーのグループは、損傷した海馬を置き換えるために電子海馬を作成しています。

知られているように、海馬は短期記憶から長期記憶に情報を再コード化する役割を担っています。このようなマイクロチップを脳に埋め込むと、同じ機能が実行できると考えられています。著者らは、来年にはラットの脳に、2年後にはサルに、そして2015年までには人間の脳にこのチップを埋め込む計画を立てている。

知性について。

知性の神経生物学を研究する科学者は、脳が既存の適応型人工システムよりも効率的であるという事実に基づいて研究を進めています。さまざまな推定によると、その効率は 100 万倍、または 10 億倍です。確かに、正式な指標によれば、現代のコンピューターが実行する計算の数は、すでに脳内の「計算」の数に近づいています。

現在、科学者たちは、神経系の原理を人工装置の適応制御に応用しようとしています。この分野の第一人者研究者の一人であるアメリカ人のスティーブ・ポッターは、数年前にニューロハイブリッド知能の創造を試みました。彼は、一連のチップやソフトウェアによってではなく、ラットの脳から採取した数千個のニューロンによって制御されるロボットを作成した。

ロボットを制御するために、ポッター氏は特定の数の電極を備えたプレートの形のマイクロ電子基板を使用しました。彼はそのような基質それぞれで神経細胞の培養物を成長させ、そこからネットワークがさらに形成されました。実験中に、作成された条件下では細胞培養物が自己組織化特性を示すことが判明しました。

「ポッター氏は、これらの作物が約2年間生き続けるようにすることに成功しました」とコンスタンチン・アノヒン氏は説明した。「しかし、そのようなハイブリッドデバイスは人工知能を完全に置き換えることはできません。したがって、科学者たちは、人工的な条件下でのニューラルネットワークの活動をシミュレートするために、実際のニューラルネットワークがどのように機能するかを解明しようとしています。」

この方向のリーダーの 1 つが IBM です。その専門家は、スイス高等工科学校（ローザンヌ）の脳と精神研究所の科学者と協力して、スーパーコンピューター上で大脳皮質をシミュレートする研究を行っている。

同社は 2008 年 11 月に、神経系の原理に基づいてコンピューティングの新しい原理を開発するプロジェクトを開始しました。人工知能モデリングのこのレベルに到達し、最新世代のコンピューティングシステムを作成するにあたって、著者らは、スーパーコンピューターの開発だけでなく、神経科学やナノ科学の進歩にも依存しています。

IBM プロジェクトは、根本的に新しいコンピューターアーキテクチャの開発として位置づけられており、1 ～ 2 年後にはその能力がネズミの知能に匹敵するようになるでしょう。

意識について。

意識の神経生物学は科学者にとって最も困難であり、最高傑作であるとコンスタンチン・アノヒンは指摘する。実際的に言えば、このような研究の目標は、直接的なニューラル「ブレインマシン」および「ブレインコンピューター」インターフェースを作成することです。

科学者たちは研究の中で、脳細胞の特殊化という現象に依存しています。その本質は、近くにある脳細胞であっても、行動の認知的側面と全く異なる関係を持つ可能性があるということです。
この現象は、1970 年代にロシアの科学者ヴャチェスラフ・シュヴィルコフによって説明されました。 そしてその後、ウィリアム・フレイ率いるアメリカの神経生理学者と神経外科医が実験的にそれを証明しました。

てんかんに苦しむ患者では、治療目的微小電極が脳に埋め込まれ、個々の神経細胞の働きが記録されました。何百枚もの異なる写真を見せてもらったところ、視床下部の前部では細胞が非常に特殊化していることが判明した。たとえば、ある患者は、女優ハル・ベリーの画像を認識した瞬間に特定のニューロンの活性化を観察しました。

さらに、患者には、さまざまな服を着て、さまざまな役を演じた彼女の写真、風刺画、さらにはコンピュータ画面上に単に「ハル・ベリー」という文字が書かれたフレームさえも提示された。他の人の写真を見ても、この特定のニューロンは反応しませんでした。同時に、同じ患者の隣のニューロンはマザー・テレサのイメージに対してのみ活性化しました。

意識の組織化の原理を説明するために、平均化信号を使用することはできません。科学者が脳細胞の「特殊化」を迅速かつ効果的に決定し、制御することができれば、人間の心の主観的なプロセスを研究する鍵を手に入れることになるでしょう。

コンスタンチン・アノヒンによれば、このような研究は、意識の組織化の原理を説明するために平均化信号を使用することは不可能であることを示しているという。科学者が脳細胞の「特殊化」を迅速かつ効果的に決定し、制御することができれば、人間の心の主観的なプロセスを研究する鍵を手に入れることになるでしょう。「このようなテクノロジーは徐々に発展しており、間違いなく未来です」とアノキン氏は述べました。

「ブレインマシン」インターフェースの開発における最も有名な実験は、アメリカの神経科学者ミゲル・ニコレリスの実験によって達成されました。科学者は、サルの脳にいくつかの電極を導入することで、サルの本物の手とロボットの手の動きとの間の驚くべき同期を達成した。サルがおもちゃを手に握るとすぐに、ロボットの手はそのジェスチャーを正確に繰り返しました。

同様の機能を果たす電極が 2005 年に人間の脳に埋め込まれました。これは、ブラウン大学（米国）の有名な生理学者であり、サイバーキネティクス社の創設者であるジョン・ドナヒューが率いる科学者グループによって行われました。脳卒中後に麻痺した患者の脳に微小電極が直接挿入され、コンピューターが脳からの電気インパルスを測定し、カーソルを制御するコマンドに変換した。

患者は、右手または左手を動かし、モニター画面上のカーソルが一方向または別の方向に動くことを想像しました。この装置の機能により、科学者らは、脳に埋め込まれた電極を通じて脳によって制御される機械的補綴物を作ろうという考えに至りました。

この方向のさらなる研究は、神経細胞の活動を記録する際のより高い精度の達成に関連しています。この問題の解決策は、主にナノ分野における新技術の開発に直接依存します。特に、コンスタンチン・アノヒン氏は、「信号効率を損なうことなく神経系に数年間存在できる特別なナノ電極が現在開発されている」と述べた。

それで、今日私たちは何を知っているのでしょうか？ ファクトラム素晴らしく、奇妙で、信じられないほど強力な存在についての 25 の事実を集めました。人間の脳.

1. 生きている人間の脳はピンク色をしています。私たちの脳の 40% を構成する灰色の細胞は、死んだときにのみ灰色になります。

2. 脳には約 800 ～ 1,000 億個のニューロン (神経細胞) が含まれています。左半球には右半球よりもほぼ 2 億個多くのニューロンがあります。

3. ニューロンのサイズは幅 4 ～ 100 μm まで異なります。これがどれほど小さいかを理解するには、この文の最後にある点を見てください。円周は約 500 ミクロンです。これは、最小のニューロンが 100 個以上収まる可能性があることを意味します。

4. 脳の性差については議論の余地があるが、神経科学誌に掲載された2014年の研究によると、 女性の脳には灰白質が多い.

5. 人道的な考え方を持つ人々には灰白質の割合が多く見られる可能性があります。

6. 研究によると、定期的に体操海馬内の灰白質の増加につながる可能性があります。

7. 男性では灰白質が少なく、白質と脳脊髄液が多くなります。

8. 脳の残りの 60% を構成する白質は、軸索を絶縁し、電気インパルスの伝達速度を高めるミエリンから色を得ています。

9. 脂肪は心臓には悪いかもしれませんが、脳には良いのです。ミエリンを含む脳の半分以上は脂肪で構成されています。

10. 重さ約1.3kgの脳は体重の2%から3%しか占めていないが、体の酸素の20%とブドウ糖の15%から20%を消費する。

11. 脳は信じられないほどの量のエネルギーを生成します。眠っている脳からのエネルギーは、25 ワットの電球を点灯することができます。

12. 脳の大きさは影響しない心の余裕人。たとえば、アルバート・アインシュタインの脳の重さは 1.2 kg で、これは人間の脳の平均サイズよりわずかに小さいです。

13. 各人の脳内の軸索 (神経インパルスが細胞体から神経支配された器官まで伝わる神経突起) は約 161,000 km にもなり、地球を 4 周覆うことができます。

14. 脳には痛みの受容器がありません。脳神経外科医が意識のある人の脳にメスを入れることができるのはこのためです。

15. 10％についての愚かな神話を信じないでください。私たちは脳を100％使っています。

16. 脳回と呼ばれる脳のしわにより、脳の表面積が増加し、記憶と思考を担うニューロンがより多く含まれるようになります。

17. もっとひねりを加えたいですか? 瞑想を試してみてください。自分を知るプロセス内なる世界集中力、内省、感情制御を担う脳領域の畳み込み数の増加と密接に関係しています。

19. しかし、疲れた脳でも生産性を高めることは可能です。一部の専門家は、人は1日に7万回の思考を行うと言います。

20. 脳内の情報は、時速 1.5 km から時速 440 km (世界最速の自動車の速度に相当) の範囲の異なる速度で、さまざまな種類のニューロンを通過します。

21. 私たちの脳は、複雑な画像 (ラッシュアワーの地下鉄のプラットフォームなど) をわずか 13 ミリ秒でスキャンして処理できます。まばたきに数百ミリ秒かかることを考えると、これは非常に高速です。

22. 15年前まで、科学者たちは脳は人間の人生の最初の数年間に形成されると信じていました。しかし、最近の研究では、青年期の脳、特に社会的意思決定、衝動制御、感情処理を担う前頭前野と大脳辺縁系に重大な変化が起こることが示されている。

23. 脳に関しては、発達の遅れはまったく正常のことです。もちろん、法的には18歳で成人となりますが、神経科学者によると、脳の発達は25歳まで続くそうです。

人間の脳の観察、より正確にはケシの影響下での人間の行動の変化についての最初の言及は、26 ページにあり、紀元前 4000 年のシュメール人の記録に遡ります。 e. 考古学者らは、ほぼ同時期、おそらく千年後、トレパネーションとして知られる最初の脳手術が行われたと述べている。

このような外科的介入がどの程度成功したかを今は言うのは難しいが、人間の脳、心理学、神経学の研究はこの時代から始まったと考えられている。内部には、いつものように、多くの名前、日付、主要な発見へのリンク、そしてヨーロッパと東洋、エドウィン・スミス・パピルスから明晰夢に至るまでの人間の脳の写真があります。

古代中国医学には、神尼という半神話的な名前が関連付けられています。長い間伝説によれば、彼自身も1日に数回ハーブを「試し」、自家中毒を起こし、また中国で今も普及している鍼治療の発展も阻止したという。リフレクソロジーの発明は紀元前約 2700 年に遡り、現在はユネスコの無形遺産に登録されています。

古代エジプトは物議を醸しています。そして、医学と科学が宗教と非常に密接に共存していた国では、これは驚くべきことではありません。一方で、脳に対する態度は非常に「クール」であり、死後、脳は引き抜かれ、率直に言って捨てられました。心臓は「中心」器官と考えられていたため、「古代エジプトの死者の書」にも記載されています。心臓は、善と悪の天秤にかける手順を経た後、死後の世界への鍵となります。

一方、1862 年にこの紙を購入したコレクターの名前にちなんで名付けられたエドウィン・スミス・パピルスは広く知られています。おそらく19年頃に録音されたものと思われます。紀元前1700年～紀元前1600年 e. 現時点では、これは古代の医学文献の主要テキストの 1 つです。十分な量情報は外傷性脳損傷、頭蓋内拍動に特化しており、もちろんペストに対する伝統的な呪文なども散りばめられています。

合計すると、紙の口頭資料はほぼ紀元前 3,000 ～ 2,500 年に遡ります。 e. 48 の「ストーリー」が紹介されますが、そのほとんどは開頭損傷や脳損傷などの神経学に関するものです。頭蓋縫合糸、髄膜、脳脊髄液に関する最初の説明はこの文書に付属していました。著者は古代エジプト医学の創始者であるイムホテプによるものとされており、彼はファラオ・ジョセル王の下で建築家を務め、その後医学の道に進んだ非常に多才な人物です。

象形文字「脳」、約紀元前1700年 e.

これと並行して、約紀元前2000年つまり、南米では頭痛や精神疾患、てんかんの予防として開頭術が行われ続けていると科学者たちは信じている。さらに、かなりの数の「開いた」頭蓋骨は、この「技術」が体系的に使用されていることを示しています。

おそらく火山岩で作られた、鋭いエッジを備えた青銅の「くさび」が手術器具として使用されました。しかし！

歴史家や考古学者の中には、てんかんについて最初に言及されたのはずっと後の時代に遡り、文化もわずかに異なっていたため、こうした先史時代の頭の穴を主に宗教と結びつけることを好む人もいます。アタルヴァヴェーダに始まった古代インドの医学は、世界に約 1,000 の医学をもたらしました。紀元前6世紀 e. 『スシュルタ・サンヒタ』は、外科手術の基礎を築くアーユルヴェーダの主要本の 1 つです。

パートの 1 つであるウッタラでは、小規模な手術、いわゆる「シャラキャ」、または「肩より上」の手術に特化しており、説明と例が示されています。眼科疾患、血管を含む、白内障の除去についても話します。この文書と並んで、当時の医学に関する 2 番目に重要な論文は、人々の精神障害について説明し、てんかん、その症状、治療法について考察しています。アーユルヴェーダの本。

ヒポクラテスも、てんかんは病気であって神罰ではないという同様の見解を持っていました。古代ギリシャの医師は医学、特に脳の科学において重要な役割を果たしており、心と知性は脳から生じるという考えを提唱したのは彼であると考えられています。しかし、1 世紀前には、哲学者アルクマオーンによって同じ考えが表現されていた可能性があります。アルクマオーンは、どこにも言及されていませんが、現役の医師としての人物でした。それにもかかわらず、彼は心臓ではなく脳が人間の人生と運命を決定する重要な器官であることを発見したと信じられています。

しかし、他の哲学者や理論家、非常に偉大な哲学者も人間の脳に関する仮説を表明しており、プラトンは脳がすべての精神プロセスの発祥の地であると信じ、アリストテレスは睡眠の科学に魅了され、この役割を魂と魂に割り当てました。心臓。いずれにせよ、真剣な練習がなければ、脳を研究することは不可能です。古代ギリシャの重要な伝説上の人物は、現役の医師であり解剖学者であるエラシアステスであり、脳の一部と小脳の機能について説明しただけでなく、当時唯一の記録を残しました。詳細な説明循環系人。

エラシアステスは、脳と小脳を明確に区別し、それぞれの機能を示唆した「解剖学の父」ヘロフィルスと協力して研究を行っています。ヘロフィラスによれば、知性の「誕生」は小脳で起こるという。

ヘロフィラス

科学者たちは協力して死体を解剖し、脳と心臓の構造、循環器系の詳細な説明についての詳細な報告書を残しました。時は紀元前 335 ～ 280 年で、これらはその時代の人間の脳に関する最後の大きな発見です。

小脳 - 赤

ローマの古典

ローマの傑出した外科医ガレノスの脳に関する研究は、約 177 年に遡ります。彼の研究には生理学、薬理学、神経学、外科が含まれており、彼の発見の多くはルネサンス期と今日の両方で確認されています。

小脳は脳よりも硬いため筋肉を担当し、脳自体は柔らかいため感情を担当するという理論を持っています。彼は脳に「3つの魂のうちの1つ」の役割を割り当て、その物質は冷たく湿っていたので、その起源が精子にあると考えました。

ガレノスの研究当時のローマ法では死体の解剖が禁止されていたため、彼の実験のほとんどは豚や霊長類で行われたことに注意してください。このおかげで、彼の気管と循環系の記述が現れ、それは人間のものに非常に近いことが判明しました。ガレノスはまた、人間の気質、より正確には血液、胆汁、黒胆汁と痰の量への依存性に関する「体液」の理論を所有しています。

古代ギリシャと同様、ローマにも哲学者には事欠きませんでした。そしてそのうちの一人、ネメシウスは、390 年頃の『人間の性質』の中で次のように述べています。人体キリスト教の伝統を考慮して。彼は医者ではありませんでしたが、次のように考えていましたさまざまな部門脳はさまざまな機能を担っており、科学者によれば、ここでの彼の任務は人間の脳の構造を説明することではなく、キリスト教以前のプラトン哲学と現代の哲学を調和させることであったという。

東洋でも医学は発展しており、ギリシャ語書籍などの翻訳が浸透しています。医学文学の中心的な記念碑の 1 つは「包括的な医学書」です。その著者であるアブー・バクル・ムハンマド・イブン・ザカリヤ・アルラジは、音楽家としても両替商としても知られ、30 歳になるまでに彼は情熱的な医師となり、化学、薬学、医学の分野で業績を残しました。

1564 年に海馬を発見したのは、イタリアの傑出した解剖学者ジュリオチェザーレアランツィ (1530 ～ 1589 年) によるもので、それ以来、脳の大脳辺縁系のこの部分はそのように呼ばれるようになりました。海馬は側頭領域に位置する対の構造であり、感情と長期記憶の形成を担当します。

アランツィの学生であるコスタンツォ・ヴァロリウスは、勃起のメカニズムを正確に説明した最初の人物として医学史に名を残しています。新しい方法脳を解剖し、根本から調べることが可能になりました。研究の過程で、彼は 1573 年に、脊髄から脳への情報伝達を担う後脳の一部を小脳とともに発見しました。脳のこの部分には今でも作者、ヴァロリエフ・ポンスの名前が付いています。

De Nervis Opticis、ヴァローリー

16世紀も終わりに近づいている、そして最後の主要な名前は、精神障害の研究に多くの時間を費やした法医学の創始者であるフェリックス・プラッターです。彼は精神障害の最初の分類、つまり精神病と強迫性障害に属します。気づいて説明した頭蓋内腫瘍、特に良性髄膜腫。

1609 年、ジュリオカセリオは、視床下部の後部に位置し、いくつかの行動因子の原因となっている乳頭体を特定しました。そして同時に、司祭、哲学者、詩人であるロバート・バートンは、うつ病についての散文本「憂鬱の解剖学」を執筆しています。そして、非常に乱暴なことを言っておきますが、17 世紀以降、「神経学」には脳が構成されているものとその中で何が起こっているのか、言い換えれば、直接的または間接的に頭に関係するすべてのものが含まれるようになりました。

1641年フランシス・シルヴィウスの名前は、側頭部分を頭頂部および前頭部から分離する最も深い脳の側溝の開口部に関連付けられています。そして、それは以前に初めて絵で描かれ、それについて最初に話した人、カスパール・バルトリンはこの時までに亡くなっていましたが、詳細な説明を与えたのはシルヴィウスです。

ほぼ今世紀半ばに、松果体、または松果腺、哲学者ルネ・デカルトは注目を集め、彼女に「魂と私たちのすべての思考が生まれる場所」を割り当てました。現在まで、松果体の機能は十分に研究されていませんが、主なものには、成長ホルモンの阻害、性的発達の阻害、および性的欲求全般への影響が含まれます。松果体はメラトニンの生成にも関与しています。

デカルトの挿絵における松果体

1658 年、ヨハンヤコブウェプファーは脳血管疾患について説明し、初めて脳卒中とは何か、その症状と原因について説明しました。これに関する彼の論文は Historiae apolecticorum と呼ばれ、デジタル化されています。

今世紀の科学における最も重要な人物の 1 人は、「神経学」という用語を作ったトーマスウィリスです。彼は、尿の味に初めて注目して以来、特に糖尿病を「蜂蜜のように甘い」砂糖と砂糖以外に分類するなど、多くの重要な発見をしました。

初めて脳神経に番号を付けたのは彼であり、この順序は今でも臨床現場で使用されており、脳の基部にある動脈輪であるウィリス輪もウィリスにちなんで命名されました。彼の作品では脳疾患に特別な役割が与えられており、ウィリスはてんかんやけいれん性疾患の原因について初めて語った。

ウィリス輪は、血管の閉塞がある場合に脳に十分な血液供給を提供しますが、完全に正常に発達するのは症例の 50% のみです。ほとんどの血管動脈瘤はここから発生します。

1664 年、オランダの医師ジェラールブラシウスは、脳のくも膜 (クモ膜) を発見し、記載しました。これは 3 つの膜のうちの 1 つで、中央の膜であり、両側がグリア細胞で覆われており、中枢神経系の最大 40% を占めています。

6 年後、ウィリアムモーリンズは、複視や複視を引き起こす偏位である滑車神経などの脳神経の「像」を補完します。

17 世紀の終わりに向けて、いくつかの興味深い研究が一度に発表されました。それらの多くは解剖学者レイモンド・ヴィーセセンスのもので、彼はウィリスの伝統に従って、多くの現代の病気について多くの正確で包括的な説明を与えました。各半球に位置し、灰白質の下に位置する脳の白質である半卵中心は、彼にちなんで名付けられました。

テクノロジーの発展に伴い、さまざまな病気を治療する方法の探索が始まります。たとえば、電気を使った実験がその後の発見の基礎となった有名な物理学者、ジャン＝バティスト・ル・ロワは、次のような治療法を提案しました。精神疾患電流を使用し、1755 年に最初の実験を実施しました。

小脳の機能についての印象的な発言は、チャールズ・ローリーによって 1760 年に行われ、脳のこの部分の損傷が動きの調整を破壊することを指摘し、即死するにはどの頚椎を穿刺しなければならないかについても示しました。

耳鼻咽喉科と神経学で多くの発見をしたイタリアの著名な科学者ドメニコ・クトゥーニョは、脳脊髄液と脳室の関係に注目していますが、医師の主な仕事であるため、これは明らかに「ついでに」行われたものでした。は背中に向けられており、脳脊髄液の一部が彼のものであることが発見されました。詳しい説明も残してありました坐骨神経.

同時に、医学王朝の代表者の一人であるアレクサンダー・モンロー 2 世が研究していました。彼は後に心室間孔、または「モンロー孔」について説明しましたが、この孔は閉じると水頭症を発症する可能性があります。また、脳脊髄液の正常な循環も確保します。

1766年にアルブレヒト・フォン・ハラーによって脳脊髄液の詳細な科学的記述が残されました。神経および筋肉系の分野での彼の研究により、筋肉に対するさまざまな影響に対する脳の反応を証明することができ、また、脳の特定の部分が除去されるとこれらの反応が停止することも実証しました。

ハラー。アイコンの解剖学

1773 年、英国の医師ジョンフォザーギルは三元神経痛について説明し、長い間彼の名にちなんで名付けられました。この病気は非常に一般的で、非常に痛みを伴い、激しい痛みを伴いますが、抗てんかん薬や骨遮断薬で軽減されます。

化学的または「心理的」に人間の脳に影響を与える手段も 18 世紀に発見されました。 1773 年にジョセフプリーストリーは吸入麻酔薬として使用される笑気ガス、つまり一酸化窒素を発見し、1774 年にメスマーは現在医学では使用されていない催眠術の一種である「動物磁気学」を発見しました。

1776 年、ヴィンチェンツォマラカルネは小脳と中枢神経系の研究に従事し、これが将来の神経学の多くの古典の研究の方向性を決定しました。彼は小脳の解剖学的構造を正確に完全に記述した最初の人物となりました。

前任者の経験を一般化して改善したのはマラカルネだけではありません。こうして、2 年後、サミュエル・トーマス・センメリングは 12 の分類について説明しました。脳神経、これは今日でも関連しています。この科学者は当時 23 歳で、この分類は彼の論文の一部になりました。

まさにそのとき、1800 年に、すでに言及したサミュエルトーマスセンメリングは、呼吸、心臓活動、運動能力、眼球運動など、生命に必要な最も重要な機能のほとんどを担う脳の黒質について説明しています。

同時に、いくつかの疑似科学も形成され、そのうちの 1 つである骨相学は 20 世紀初頭まで存在しました。この理論の創始者はフランツ・ヨーゼフ・ガールで、人間の精神は頭蓋骨の構造によって決定されると信じていました。その後、脳の形状は頭蓋骨の形状と同一ではなく、そのレリーフでは精神的特徴を説明できないことが証明されました。

1808年、ルイージ・ロランドは中央大脳皮質を記述し、その中に後に彼の名にちなんで名付けられることになる「要素」、すなわちロランド裂（中心溝）、ローランド鰓蓋、ローランド皮質などを発見しました。彼はまた、てんかんの種類の 1 つを発見しました。

中心溝

1813 年、ヴィックダジルは、大脳皮質の下にある脳の最も薄い部分であるクローストラム、またはフェンスを発見しました。体内でのその機能についてはまだ議論の余地があります。

1817年に「震え麻痺」が報告され、後にその「発見者」の名前が付けられました。震え、筋肉の弾力性の低下、動きの遅さ、呼吸困難などの特徴的な症状を伴うパーキンソン病です。この病気は、脳の黒質のニューロンと中枢神経系の神経伝達物質が損傷すると発生します。

1821 年に神経性麻痺が初めて確認され、チャールズベルにちなんで命名されました。今日に至るまで、この病気は最も一般的な病気の 1 つですが、突然発症し、前提条件が完全に定義されていません。

ベルと並行して、マジャンディは神経系を研究しています。このフランスの生理学者は、第 3 脳室と第 4 脳室を繋ぐ脳の内側孔、つまりマジャンディ孔についても説明しました。

中央開口部、またはマジャンディホール

同じ頃、カール・ブルダッハの研究は 1822 年に遡り、彼は 1822 年に大脳辺縁系の一部で痛みや感情的な気分を制御し、記憶プロセスにも関与する帯状皮質を指摘しました。

19 世紀半ば以降、研究はますます対象を絞ったものになり、科学者は次のことに焦点を当てています。個々の身体、眼科と聴覚器官については広く議論されています。神経学は、人間の頭からわずかに「離れた」脊椎と神経系全体に興味を持っています。変性の発見はこの時代に遡る神経線維、脊髄ショック、脊髄灰白質の核、ハインリヒ・ミュラーは網膜の細胞について説明し、今世紀半ばの彼の「同僚」は、反射は脊髄だけでなく、脳は、視床を意識が生じる場所として定義し、アルコール依存症が病気であることを最初に示しています。

1859 年、細胞理論の創始者の 1 人であるルドルフヴィクロフは、神経膠という用語を導入し説明しました。これは神経組織細胞の集合であり、その研究は将来も継続され、特にゴルジはこの発見によりノーベル賞を受賞しました。神経系の一部。

カール・カールバウムは、後に統合失調症に「含まれる」ことになる精神障害であるカカトニック症候群について説明しており、その症状は刺激に対する免疫と運動障害です。

同時に、テオドール・マイネルトは研究を続け、「前脳の病気に関する論文」を出版しました。 1883年、近代精神医学の創始者と呼ばれるエミール・クレペリンが神経症と精神病を導入・記述し、その著作の中で躁うつ病と早発性認知症が初めて命名されました。 1884年、ジョルジュ・ジル・ド・ラ・トゥレットは、音声チックと運動チックが「組み合わさって」トゥレット症候群になると説明しました。

世紀末には、X 線とオシロスコープが発明され、いくつかの鎮痛剤が分離され、バイエル社の薬剤師はヘロインで咳を治療し始め、コカインは脊髄の麻酔薬として使用され、ジョンラングレーは自律神経系という用語を作りました。。

20世紀が始まる…

状況はさらに複雑になり、研究はますます深くなり、対象を絞ったものとなり、事実上比喩を使わなくなりました。細胞レベル。そして同時に「解決」する試みも続く人間の精神、感情的なパターンとプロセス、感情と思考、それらを特定の器官または神経系の一部に「結び付ける」。

この時期の意識と潜在意識の研究分野で最も著名な人物はジークムント・フロイトでした。人間の精神と、それを研究するだけでなくそれに影響を与える能力は、医学や教育学において数多くの理論を生み出しました。特に、精神薄弱児を適応させ、知的逸脱のパターンを特定したアルフレッド・ビネーの業績は注目に値します。

脳内のプロセスを研究する同じ試みには、同じ名前の検査の著者であるロールシャッハの研究、ポリグラフ、1928 年にハンスベルガーによって実証された最初の脳検査 (EEG) の発明が含まれます。

ちなみに、多くの点で、この手順により、人間の脳の活動を24時間研究することが可能になり、睡眠中の脳の最初の研究が可能になりました。 1935 年、ブレマーは猫を対象とした最初の実験を行い、睡眠の「さまざまな」段階についての推測をある程度裏付けることができました。しかし、ナサニエル・クライトマン（クライトマン）はこの分野で世界的な名声を得るだろう。これにより、睡眠学が誕生するだけでなく、「明晰夢」にもより深く関わることができるようになるだろう。その歴史については、私が Geektimes で詳しく話した。レビューしてみました。

RAS S. MEDVEDEV（サンクトペテルブルク）の通信会員。

現代科学のあらゆる成果にもかかわらず、人間の脳は依然として最も謎に満ちたオブジェクトです。最も洗練された機器の助けを借りて、ロシア科学アカデミー人間脳研究所の科学者たちは、その働きを妨げることなく脳の深部に「侵入」し、情報がどのように記憶され、音声が処理されるかを調べることができました。、そして感情がどのように形成されるか。これらの研究は、脳がその最も重要な精神機能をどのように実行するかを理解するだけでなく、脳に障害がある人々の治療方法の開発にも役立ちます。その所長であるS.V. メドベージェフは、人間脳研究所のこれらの研究やその他の研究について語ります。

このような実験では興味深い結果が得られます。被験者には同時に 2 つの異なる物語が語られます。1 つは左耳、もう 1 つは右耳にです。

ロシア科学アカデミーの人間脳研究所で近年行われた研究により、脳のどの領域が理解に関与しているかを特定することが可能になったさまざまな機能人間が認識する音声。

脳と脳 - どちらが勝ちますか?

人間の脳を研究するという問題、つまり脳と精神の関係は、これまで科学で生じた最も興味深い問題の 1 つです。初めて、認識手段そのものと同等の複雑さを認識するという目標が設定されました。結局のところ、原子、銀河、動物の脳など、これまで研究されてきたものはすべて人間の脳よりも単純でした。哲学的な観点から見ると、この問題の解決が原理的に可能かどうかは不明です。結局のところ、脳を理解するための主な手段は、道具や方法のほかに、依然として人間の脳です。通常、ある現象や物体を研究する装置はその物体よりも複雑ですが、この場合は、脳と脳という対等な条件で動作しようとしています。

この任務の巨大さは多くの偉大な知性を惹きつけました。ヒポクラテス、アリストテレス、デカルト、その他多くの人々が脳の原理について語りました。

前世紀に、言語を司る脳の領域が発見されました。発見者の名前にちなんで、それらはブローカ野とウェルニッケ野と呼ばれています。しかし、現在科学研究脳は、私たちの素晴らしい同胞であるI.M.セチェノフの作品から始まりました。次に、V. M. ベクテレフ、I. P. パブロフ... 20 世紀には多くの優れた脳研究者がおり、誰かを失う危険が非常に大きいため、ここで名前を列挙するのはやめておきます（特に今日生きている人々の間では、神はそれを禁じています）。素晴らしい発見がなされましたが、当時の方法では人間の機能を研究する能力は非常に限られていました。心理テスト、臨床観察、そして30年代以降の脳波検査。それは、真空管や変圧器のハム音やケースの温度に基づいてテレビがどのように動作するかを理解しようとすることや、そのブロックが壊れた場合にテレビに何が起こるかに基づいてその構成ブロックの役割を理解しようとすることに似ています。

しかし、脳の構造とその形態はすでにかなりよく研究されています。しかし、個々の神経細胞の機能に関する考えは非常に断片的でした。したがって、脳と脳を構成する構成要素については完全な知識が不足していました。必要な道具彼らの研究のために。

人間の脳研究における 2 つの画期的な進歩

実際、人間の脳に関する知識における最初の画期的な進歩は、患者の診断と治療のための長期および短期の埋め込み型電極の使用に関連していました。同時に、科学者たちは、個々のニューロンがどのように機能するのか、情報がニューロンからニューロンへ、そして神経に沿ってどのように伝達されるのかを理解し始めました。私たちの国では、学者のN.P. ベクテレバとその同僚が初めて人間の脳と直接接触して研究しました。

このようにして、脳の個々のゾーンの寿命、その最も重要な部分である皮質と皮質下、その他多くの部分の間の関係に関するデータが得られました。しかし、脳は数百億のニューロンで構成されており、電極の助けを借りて観察できるのは数十個だけであり、それでも研究者は研究に必要な細胞ではなく、神経細胞の隣にある細胞を見ることがよくあります。治療用電極。

その頃、世界では技術革命が起きていた。新しいコンピューティング機能により、研究を新たなレベルに引き上げることができました高次機能脳波検査と誘発電位を使用した脳。脳磁図法、機能的磁気共鳴画像法、陽電子放射断層撮影法など、脳の「内部を見る」ことを可能にする新しい方法も登場しています。これらすべてが新たな躍進のための基礎を築きました。それは実際に80年代半ばに起こりました。

このとき、科学的関心とそれを満たす可能性が一致しました。どうやらこれが、米国議会が90年代を人間の脳の研究の10年と宣言した理由のようです。この取り組みはすぐに国際的なものになりました。現在、世界中で何百もの優れた研究室が人間の脳の研究に取り組んでいます。

当時、我が国の権力上層部には国家を支持する賢明な人々が数多くいたと言わざるを得ません。したがって、私たちの国では、彼らは人間の脳を研究する必要性を理解しており、学者ベクテレワが創設し率いるチームに基づいて、脳研究のための科学センター、つまりロシアの人間の脳研究所を組織すべきであると提案しました。科学アカデミー。

研究所の活動の主な方向性は、人間の脳の組織とその複雑な精神機能（発話、感情、注意、記憶）に関する基礎研究です。しかしそれだけではありません。同時に、科学者はこれらの重要な機能が損なわれた患者を治療する方法を探さなければなりません。基礎研究と患者を対象とした実践研究の組み合わせは、研究所の活動の主な原則の 1 つであり、科学ディレクターのナタリヤペトロヴナベクテレワによって策定されました。

人体実験は容認できません。したがって、脳の研究のほとんどは動物を対象に行われます。しかし、人間でしか研究できない現象もあります。たとえば、現在、私の研究室の若いメンバーが、さまざまな脳構造における音声の処理、その綴り、および構文に関する論文の弁護を行っています。これをラットで研究するのは難しいことに同意します。この研究所は、動物では研究できない研究に特に焦点を当てています。私たちは、いわゆる非侵襲的手法を使用して、脳に「入る」こともなく、本人に特別な不都合も引き起こすことなく、ボランティアに対して精神生理学的研究を実施します。たとえば、断層撮影検査や脳波検査を使用した脳のマッピングはこのようにして行われます。

しかし、病気や事故によって人間の脳に「実験」が行われることもあります。たとえば、患者の言語や記憶が損なわれるなどです。この状況では、機能が損なわれている脳の領域を検査することが可能であり、また必要です。あるいは逆に、患者が脳の一部を失ったり損傷したりすると、科学者はそのような違反によって脳がどのような「義務」を果たせなくなるかを研究する機会が与えられる。

しかし、そのような患者を単に観察することは、控えめに言っても非倫理的であり、私たちの研究所は、次のような患者を研究するだけではありませんさまざまな怪我脳の機能を強化するだけでなく、当社の従業員が開発した最新の治療法の助けを借りて脳を支援することもできます。この目的のために、この研究所には 160 床の診療所があります。研究と治療という 2 つのタスクは、当社の従業員の仕事において密接に関連しています。

当院には優秀で資格の高い医師と看護師がいます。これなしでは不可能です。結局のところ、私たちは科学の最前線におり、新しい技術を実装するには最高の資格が必要です。研究所のほぼすべての研究室は診療所の各部門と接続されており、これが新しいアプローチを継続的に生み出す鍵となります。標準的な治療法に加えて、てんかんやパーキンソニズムの外科的治療、精神外科手術、磁気刺激による脳組織の治療、電気刺激による失語症の治療などを行っています。この診療所には重篤な患者が入院しており、絶望的と思われた症例でも患者を助けることができることもあります。もちろん、これはいつでも可能なわけではありません。一般に、人々の治療に無制限の保証があると聞くと、非常に深刻な疑問が生じます。

研究室の日常と見どころ

各研究室には独自の成果があります。たとえば、V.A. イリュキナ教授が所長を務めるこの研究室は、脳の機能状態の神経生理学分野の開発を行っています。

それは何ですか？簡単な例で説明してみます。病気か健康か、興奮しているか落ち着いているかなど、その人の状態に応じて、同じフレーズが時として正反対の方法で人に受け取られることは誰もが知っています。これは、たとえばオルガンで同じ音を演奏しても、音域によって音色が異なるのと似ています。私たちの脳と体は複雑な複数のレジスターシステムであり、レジスターの役割は人間の状態によって果たされます。人間と環境との間のあらゆる関係は、その人の機能状態によって決定されると言えます。これは、複雑な機械の制御パネルでのオペレーターの「失敗」の可能性と、服用している薬に対する患者の反応の両方を判断します。

イリュキナ教授の研究室では、機能状態がどのようなパラメータによって決定されるか、これらのパラメータと状態自体が体の調節システムにどのように依存するか、外部および内部の影響が状態をどのように変化させ、場合によっては病気を引き起こすのか、などを研究しています。そして、脳と体の状態が病気の経過や薬の効果にどのように影響するか。得られた結果を使用して、代替治療オプションの中から適切な選択を行うことができます。人の適応能力も決まります。つまり、治療効果やストレスに対してどれだけ抵抗できるかということです。

神経免疫学の研究室は非常に重要な仕事に取り組んでいます。免疫調節障害は重度の脳疾患を引き起こすことがよくあります。この状態は診断され、免疫矯正という治療法が選択されなければなりません。神経免疫疾患の典型的な例は次のとおりです。多発性硬化症これは、I. D. Stolyarov教授の指導の下、研究所によって研究されています。彼は最近、多発性硬化症の研究と治療のための欧州委員会の理事会に加わりました。

20世紀になると、人間は自然に対する勝利を祝い、自分の周囲の世界を積極的に変え始めましたが、それを祝うには時期尚早であることが判明しました。同時に、人間自身、いわゆる人間によって引き起こされた問題も発生しました。 -作られて、悪化していました。私たちは磁場の影響下で生活し、点滅するガス灯の光の下で、何時間もコンピューターのディスプレイを眺め、話し続けます。携帯電話...これらすべては人体にとって無関心ではありません。たとえば、点滅する光がてんかん発作を引き起こす可能性があることはよく知られています。これが脳に引き起こすダメージは、片目を閉じるという非常に簡単な方法で取り除くことができます。無線電話の「有害な影響」を劇的に軽減するには（ちなみに、まだ明確に証明されていませんが）、アンテナを下に向けて脳に放射線が照射されないように設計を変更するだけです。これらの研究は、医学博士 E. B. Lyskov の指導の下、研究室によって実施されます。たとえば、彼と彼の共同研究者は、交流磁場への曝露が学習に悪影響を及ぼすことを示しました。

細胞レベルでは、脳の働きはさまざまな物質の化学変化に関連しているため、S.A.ダンビノバ教授が率いる分子神経生物学の研究室で得られた結果は私たちにとって重要です。この研究所の従業員は、脳疾患を診断するための新しい方法を開発しており、化学物質タンパク質の性質により、パーキンソニズム、てんかん、薬物およびアルコール中毒による脳組織の障害を正常化することができます。薬物とアルコールの使用が神経細胞の破壊につながることが判明しました。その破片が血に入り、励ます免疫系いわゆる「自己抗体」を生成します。「自己抗体」は、薬の使用をやめた人であっても血液中に長期間残ります。これは薬物使用に関する情報を保存する体の記憶の一種です。人の血液中の神経細胞の特定の断片に対する自己抗体の量を測定すれば、薬物使用をやめてから数年経っても薬物中毒の診断を下すことができます。

神経細胞を「再教育」することは可能でしょうか？

同研究所の研究の中で最も現代的な分野の 1 つは定位固定です。これ医療技術、脳の深部構造への低外傷性で穏やかな標的を絞ったアクセスとそれらへの投与効果の可能性を提供します。これが未来の脳神経外科です。「観血的」神経外科的介入の代わりに、脳に到達するために大規模なトレパネーションが実行される場合、脳に対する外傷性が低く穏やかな効果が提案されています。

先進国、主に米国では、臨床定位固定術が脳神経外科において正当な位置を占めています。米国では、米国定位学会の会員である約 300 人の神経外科医が現在この分野で働いています。定位固定の基礎は、精密な機器を脳に標的を絞って挿入する数学と精密機器です。生きている人の脳を「覗く」ことができます。この場合、陽電子放出断層撮影法、磁気共鳴画像法、およびコンピュータＸ線断層撮影法が使用される。「定位固定は神経外科の方法論的成熟度の尺度である」 - 故脳外科医L. V. アブラコフの意見。定位治療法では、人間の脳内の個々の「点」の役割を知り、それらの相互作用を理解し、特定の疾患を治療するために脳のどこを正確に変更する必要があるかを知ることが非常に重要です。

この研究所には定位固定法の研究室があり、ソ連国家賞受賞者である医学博士のA. D. アニチコフが所長を務めています。本質的に、ここはロシア有数の定位戦略センターです。ここが最も多くのものが生まれた場所です現代的な方向性- ソフトウェアと数学を使用したコンピューター定位固定術。電子コンピューター上で実行されます。私たちが開発する前は、定位計算は手術中に脳神経外科医によって手動で行われていましたが、現在では数十の定位固定装置が開発されています。いくつかは臨床的にテストされており、最も複雑な問題を解決することができます。エレクトロプリボール中央研究所の同僚と協力して、コンピュータ化された定位システムが作成され、ロシアで初めて量産されました。このシステムは、多くの重要な指標において同様の外国モデルよりも優れています。未知の著者が述べたように、「ついに、文明の臆病な光が私たちの暗い洞窟を照らした」のです。

当研究所では、運動障害（パーキンソン病、パーキンソン病、ハンチントン舞踏病など）、てんかん、不屈の痛み（特に幻肢痛症候群）、および一部の精神疾患に苦しむ患者さんの治療に定位固定を行っています。さらに、定位固定は、特定の脳腫瘍の診断と治療を明確にするため、血腫、膿瘍、および脳嚢胞を治療するために使用されます。定位的介入（他のすべての神経外科的介入と同様）は、すべての可能性が尽きた場合にのみ患者に提供されます。薬物治療そして病気自体が患者の健康を脅かしたり、働く能力を奪ったりして非社交的な状態にします。すべての手術は、さまざまな専門家の相談の後、患者とその親族の同意を得てのみ行われます。

定位固定には 2 つのタイプがあります。 1 つ目の非機能的病変は、脳の深部に腫瘍などの何らかの器質的病変がある場合に使用されます。従来の技術を使用してそれを除去した場合、重要な機能を実行する健康な脳構造に影響を与える必要があり、患者は誤って危害を被る可能性があり、場合によっては生命に耐えられない場合もあります。磁気共鳴断層撮影装置と陽電子放射断層撮影装置を使用して腫瘍がはっきりと見えると仮定しましょう。次に、その座標を計算し、低外傷性の細いプローブを使用して、腫瘍を焼き尽くす放射性物質を注入します。短時間バラバラになってしまいます。脳組織を通過する際の損傷は最小限であり、腫瘍は破壊されます。私たちはすでにそのような手術を数回行っており、従来の治療法では希望が持てなかったにもかかわらず、元患者たちは今も生きています。

この方法の本質は、明らかに目に見える「欠陥」を取り除くことです。主なタスクは、そこに到達する方法、重要な領域に影響を与えないようにどの道を選択するか、「欠陥」を排除するどの方法を選択するかを決定することです。

精神疾患の治療にも使用される「機能的」定位固定術では、状況が根本的に異なります。多くの場合、病気の原因は、1 つの小さな神経細胞グループまたは複数の神経細胞グループが正しく機能していないことです。必要な物質を放出しないか、放出しすぎます。細胞は病的に興奮し、他の健康な細胞の「悪い」活動を刺激することがあります。これらの「わがままな」細胞は発見され、破壊されるか、隔離されるか、電気刺激を使用して「再教育」される必要があります。このような状況では、被災地を「見る」ことはできません。天文学者が海王星の軌道を計算したのと同じように、私たちはそれを純粋に理論的に計算する必要があります。

ここでは、脳の原理、その部分の相互作用、脳の各部分の機能的役割に関する基礎的な知識が私たちにとって特に重要です。私たちは、故V. M. スミルノフ教授によって研究所で開発された新しい方向性である定位神経学の結果を使用しています。定位神経学は「曲技飛行」ですが、この道に沿って、精神疾患を含む多くの深刻な病気の治療の可能性を探らなければなりません。

私たちの研究結果と他の研究室からのデータは、脳のほぼすべての精神活動、さらには非常に複雑な精神活動が、空間に分散され、時間とともに変化し、さまざまな程度の剛性のリンクからなるシステムによって確保されていることを示しています。このようなシステムの動作に干渉するのは非常に困難であることは明らかです。それにもかかわらず、今では私たちはこれを行うことができます。たとえば、怪我によって破壊された言語中枢に代わる新しい言語中枢を作成することができます。

この場合、神経細胞の一種の「再教育」が起こります。実際のところ、生まれたときから機能する準備ができている神経細胞もあれば、人間の発達の過程で「教育」を受ける神経細胞もあるのです。いくつかのタスクの実行を学ぶと、他のタスクを忘れますが、永遠に忘れるわけではありません。「専門化」を終えた後でも、原則として他の業務を兼務したり、別の働き方をすることも可能です。したがって、失われた神経細胞の働きをそれらに強制的に引き継いで置き換えさせようとすることができます。

脳のニューロンは船の乗組員と同じように機能します。1 つは航路に沿って船を誘導するのが得意で、もう 1 つは射撃を担当し、3 番目は食事の準備を担当します。しかし、銃手にボルシチの作り方を教えたり、料理人に銃の狙い方を教えたりすることはできます。あなたはそれがどのように行われるかを彼らに説明する必要があるだけです。原則として、これは自然なメカニズムです。子供に脳損傷が発生すると、神経細胞は自発的に「再学習」します。成人の場合、細胞を「再訓練」するには特別な方法を使用する必要があります。

これは研究者が行っていることです - 一部の神経細胞を刺激して他の神経細胞の働きをさせようとしていますが、その神経細胞はもはや修復できません。この方向ではすでに良い結果が得られています。たとえば、音声形成に関与するブローカ野に違反がある一部の患者は、再び話すように教えることができました。

別の例は、大脳辺縁系と呼ばれる脳領域の構造の「スイッチを切る」ことを目的とした精神外科手術の治療効果です。でさまざまな病気脳のさまざまな領域で、神経経路に沿って循環する病理学的インパルスの流れが発生します。これらの衝動は結果として生じます活動の増加このメカニズムは、脳のさまざまな領域につながります。慢性疾患パーキンソニズム、てんかん、強迫性障害などの神経系。病理学的衝動が循環する経路を見つけて、できるだけ穏やかに「遮断」する必要があります。

近年、非外科的治療法が効果がないと証明された特定の精神障害（主に強迫性障害）に苦しむ患者を治療するために、何百もの（特に米国で）定位精神外科的介入が実施されている。一部の麻薬学者によると、薬物中毒もこのタイプの障害の一種であると考えられるため、薬物治療が効果がない場合は、定位的介入が推奨される可能性があります。

エラー検出器

同研究所の研究の非常に重要な分野は、注意、記憶、思考、発話、感情などの高次脳機能の研究です。私が所長を務める研究室、学者N.P.ベクテレバの研究室、生物科学博士のユ・D・クロポトフの研究室など、いくつかの研究室がこれらの問題に取り組んでいます。

人間に特有の脳機能はさまざまなアプローチを使用して研究されています。「通常の」脳波が使用されますが、新しいレベルの脳マッピング、誘発電位の研究、脳と直接接触しているニューロンのインパルス活動とこれらのプロセスの記録が使用されます。組織 - このために、埋め込み電極と陽電子放射断層撮影技術が使用されます。

この分野における学者N.P. ベクテレバの研究は、科学雑誌や一般科学雑誌で広く取り上げられました。彼女は、ほとんどの科学者が脳の精神プロセスは実際には不可能であり、遠い将来のことだと考えていたときでも、脳内の精神プロセスの体系的な研究を始めました。少なくとも科学において、真実が多数派の立場に依存しないというのは、なんと素晴らしいことでしょう。そのような研究の可能性を否定していた人々の多くは、現在ではそれが優先事項であると考えています。

この記事の範囲内では、エラー検出器など、最も興味深い結果についてのみ言及します。私たち一人一人が彼の作品に出会っています。あなたが家を出て、すでに路上で奇妙な感覚があなたを苦しめ始めていると想像してください-何かが間違っています。戻ってきました - それだけです、バスルームの電気を消すのを忘れました。つまり、スイッチを入れるという通常の定型的な行動を実行することを忘れており、この省略によって脳内の制御機構が自動的にオンになったのです。このメカニズムは、60 年代半ばに N.P. ベクテレバとその同僚によって発見されました。その結果は外国のものも含めた科学雑誌に掲載されたという事実にもかかわらず、現在では西側諸国で科学者の研究を知っている人々によって「再発見」されていますが、彼らから直接借用することを躊躇しません。大国の消滅は、科学における直接の盗作の増加にもつながりました。

このメカニズムが必要以上に働き、人が常に何かを忘れていると考える場合、エラー検出は病気になる可能性もあります。

で概要今日、私たちは脳レベルで感情を引き起こすプロセスも理解しています。なぜある人はそれらに対処しているのに、別の人は「沈んで」しまい、同様の経験の悪循環から抜け出すことができないのでしょうか? 「安定した」人では、例えば悲しみに関連した脳内の代謝の変化は、他の方向に向けられた他の構造の代謝の変化によって必然的に補償されることが判明した。「不安定」な人では、この補償が破壊されます。

文法の責任者は誰ですか?

非常に重要な研究領域は、いわゆる脳のマイクロマッピングです。私たちの共同研究では、意味のあるフレーズの文法的正しさを検出するメカニズムなども発見しました。たとえば、「ブルーリボン」と「ブルーリボン」。どちらの場合も意味は明らかです。しかし、文法が壊れたときに「湧き出て」、それについて脳に信号を送る「小さいながらも誇らしい」ニューロンのグループが 1 つあります。なぜこれが必要なのでしょうか? 音声の理解は、多くの場合、主に文法の分析を通じて得られると思われます (学者シチェルバの「光る茂み」を思い出してください)。文法に何か問題がある場合は、信号を受信します。追加の分析を実行する必要があります。

脳の微小領域が、具体的な単語と抽象的な単語を数えたり、区別したりする役割を担っていることがわかっています。ニューロンの機能の違いは、母国語の単語（カップ）、母国語の準単語（チョクナ）、外来語（アゼルバイジャン語でワット - 時間）を知覚するときに示されます。

皮質および深部脳構造のニューロンは、さまざまな方法でこの活動に関与しています。深い構造では、放電の頻度の増加が一般に観察されますが、特定のゾーンにあまり「結びついて」いません。これらのニューロンは、全世界のあらゆる問題を解決できるようです。大脳皮質におけるまったく異なる状況。あるニューロンはこう言っているようです。「さあ、皆さん、黙ってください。これは私の仕事です。私は自分でやります。」そして実際、少数のニューロンを除いてすべてのニューロンで発火頻度は減少しますが、「選ばれたニューロン」では発火頻度が増加します。

陽電子放射断層撮影法 (略して PET) の技術のおかげで、複雑な「人間」の機能を担う脳のすべての領域を同時に詳細に研究することが可能になりました。この方法の本質は、脳細胞内の化学変化に関与する物質に少量の同位体を導入し、関心のある脳領域でこの物質の分布がどのように変化するかを観察することです。私たち。この領域への放射性標識されたグルコースの流れが増加すると、代謝が増加したことを意味し、脳のこの領域における神経細胞の働きが増加していることを示します。

ここで、ある人が、スペルや論理的思考の規則を知る必要がある複雑なタスクを実行していると想像してください。同時に、彼の神経細胞は、これらのスキルを「担当する」脳の領域で最も活発に機能します。神経細胞機能の増加は、PET スキャンを使用して、活性化された領域の血流の増加として検出できます。したがって、脳のどの領域が構文、綴り、音声の意味、およびその他の問題の解決に「責任を負っている」かを判断することができました。たとえば、単語を読む必要があるかどうかに関係なく、単語が提示されるとアクティブになる既知の領域があります。たとえば、人が話を聞いているのにそれを聞かず、別のことに従っているときに、「何もしない」ために活性化される領域もあります。

注意とは何ですか？

注意が人の中でどのように「機能」するかを理解することも同様に重要です。私の研究室とYu. D. Kropotovの研究室は両方とも私たちの研究所でこの問題に取り組んでいます。研究は、いわゆる不随意注意のメカニズムを発見したフィンランドのR. ナータネン教授率いる科学者チームと共同で実施されている。私たちが何を言っているのかを理解するために、状況を想像してください。ハンターが森を忍び込み、獲物を追跡します。しかし、彼自身は捕食動物の餌食になっていますが、鹿やウサギを探すことだけを決意しているため、それに気づきません。そして突然、茂みの中でランダムにパチパチという音が聞こえますが、おそらく鳥のさえずりや川の騒音を背景にあまり目立たないと思われますが、即座に彼の注意を切り替え、「危険が近づいている」という合図を出します。不随意注意のメカニズムは、古代に安全メカニズムとして人間に形成されましたが、今日でも機能しています。たとえば、ドライバーは車を運転しているとき、ラジオを聞いているとき、路上で遊んでいる子供の叫び声を聞いているとき、すべてを知覚します。周囲の音に注意がそらされ、突然静かなノックエンジン音が彼の注意を即座に車に切り替えます-彼はエンジンに何か問題があることに気づきます（ちなみに、この現象はエラー検出器に似ています）。

この注意スイッチはどんな人にも機能します。私たちは、このメカニズムが動作するときに PET 上で活性化されるゾーンを発見し、Yu. D. Kropotov が埋め込み電極の方法を使用して研究しました。時には最も困難な状況でも科学的研究面白いエピソードがあります。非常に重要で名誉あるシンポジウムの前に急いでこの作業を終わらせたときがこれでした。ユウ・D・クロポトフと私は報告をするためにシンポジウムに行きましたが、そこで初めて、驚きと「深い満足感」を持って、ニューロンの活性化が同じゾーンで起こっていることを思いがけず発見しました。はい、隣に座っている 2 人が話すために別の国に旅行する必要がある場合があります。

不随意な注意のメカニズムが破壊されれば、病気について話すことができます。クロポトフの研究室では、いわゆる注意欠陥多動性障害を持つ子供たちを研究しています。これらの子供たちは、授業に集中できず、家や学校でよく叱られる、扱いにくい子供たちで、多くは男の子ですが、実際には、脳機能の特定のメカニズムが混乱しているため、治療が必要です。最近まで、この現象は病気とは考えられていませんでした。最良の方法それに対抗するために「力」の手段が使用されると考えられました。私たちは現在、この病気を特定するだけでなく、注意欠陥障害を持つ子供たちに治療法を提供することもできます。

ただし、一部の若い読者を怒らせたいと思います。すべてのいたずらがこの病気に関連しているわけではなく、その場合...「強引な」方法が正当化されます。

不随意的注意に加えて、選択的注意もあります。これは、いわゆる「レセプションでの注意」であり、周りの全員が同時に話しているのに、右側の隣人の面白くないおしゃべりに注意を払わず、対話者にだけ従う場合です。実験中、被験者は片方の耳に、もう一方の耳にそれぞれ物語を語られます。私たちは物語に対する反応を右耳で、今度は左耳で観察し、脳領域の活性化がどのように根本的に変化するかを画面上で確認します。同時に、右耳の神経細胞の活性化ははるかに低くなります。これは、ほとんどの人が電話の受話器を右手に持って右耳に当てているためです。右耳で話を聞く方が簡単で、負担が少なくなり、脳の興奮も軽減されます。

脳の秘密はまだ翼の中で待っている

私たちは、当たり前のことを忘れがちです。人は脳であるだけでなく、体でもあるということです。脳システムとさまざまな身体システムとの豊富な相互作用を考慮せずに、脳の機能を理解することは不可能です。これは明らかな場合もあります。たとえば、血中にアドレナリンが放出されると、脳が新しい動作モードに切り替わるようになります。健康な精神が健康な体に宿るということは、体と脳の相互作用によって決まります。ただし、ここですべてが明らかであるわけではありません。この相互作用の研究はまだ研究者を待っています。

今日、私たちは1つの神経細胞がどのように機能するかについてよく理解していると言えます。多くの白い斑点が消え、精神機能を司る領域が脳地図上で特定されました。しかし、細胞と脳領域の間には、別の非常に重要なレベル、つまり神経細胞の集合、ニューロンの集合体があります。ここにはまだ不確実性がたくさんあります。 PETの助けを借りて、特定のタスクを実行するときに脳のどの領域が「スイッチが入っている」のかを追跡できますが、これらの領域内で何が起こっているのか、神経細胞が互いにどのような信号を送信しているのか、どのような順序で、どのように相互作用しているのかを追跡できます。 - 今のところ、ほとんどわかっていないので、これについて話します。この方向ではある程度の進歩はありますが。

以前は、脳は明確に区切られた領域に分割されており、それぞれが独自の機能を「担当」していると考えられていました。ここは小指の屈曲領域であり、ここは両親への愛の領域です。これらの結論は、特定の領域が損傷すると、その機能が損なわれるという単純な観察に基づいています。時間が経つにつれて、すべてがより複雑であることが明らかになりました。異なるゾーン内のニューロンは非常に複雑な方法で相互に作用しており、機能をどこでも脳領域に明確に「結合」することは、確実に実行することは不可能です。より高い機能。この領域は言語、記憶、感情に関連しているとしか言えません。しかし、この脳の神経集合体（断片ではなく、広範囲に広がったネットワーク）が、文字の認識を担当し、これが単語の認識を担当しているとはまだ言えません。文章。これは今後の課題です。

高次の精神活動を確保するための脳の働きは、花火の閃光に似ています。最初はたくさんの光が見えますが、その後消え始め、再び光り始め、お互いに目配せをしますが、一部の部分は暗いままです。、その他が点滅します。また、興奮信号は脳の特定の領域に送信されますが、その内部の神経細胞の活動は、独自の特別なリズム、独自の階層の影響を受けます。これらの特徴により、一部の神経細胞の破壊は脳にとって回復不可能な損失となる可能性がありますが、他の神経細胞は隣接する「再学習された」ニューロンと置き換わる可能性があります。各ニューロンは、神経細胞のクラスター全体内でのみ考慮できます。私の意見では、今の主な課題は神経コードを解読すること、つまり脳の高次機能がどのように正確に確保されているかを理解することです。おそらく、これは、脳要素の相互作用を研究し、個々のニューロンがどのように結合して構造を形成し、その構造がシステムおよび脳全体にどのように組み合わされるかを理解することによって実現できるでしょう。これが次世紀の主要な課題です。二十日まではまだ何か残っているんですけれども。

辞書

失語症- 脳の言語領域またはそこにつながる神経経路の損傷の結果として生じる言語障害。

脳磁図検査- 脳内の電源によって励起された磁場の記録。

磁気共鳴画像- 核磁気共鳴現象に基づく脳の断層撮影研究。

陽電子放出断層撮影- 脳内の生理学的に重要な化合物を標識する超短寿命放射性核種の極めて低濃度を監視する非常に効果的な方法。脳機能に関わる代謝の研究に使用されます。