Die Entdeckung neuer Möglichkeiten des menschlichen Gehirns findet immer häufiger statt. Gleichzeitig können Wissenschaftler nicht vollständig verstehen, wie er noch arbeitet. Svyatoslav Medvedev, Doktor der Biowissenschaften, korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, Direktor des Human Brain Institute, erzählte Rosbalt in einem Interview mit Rosbalt im Rahmen des Projekts Better Half of Life, welche Geheimnisse und Geheimnisse des Gehirns ungelöst bleiben.
Doktor der Biowissenschaften, korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, Direktor des Human Brain Institute Svyatoslav Medvedev.
Svyatoslav Vsevolodovich, Menschen haben das Gehirn seit Hunderten von Jahren untersucht. Wie viel Fortschritt haben Sie in dieser Zeit gemacht?
- Nicht einmal Hunderte von Jahren, sondern Tausende. Die erste Kraniotomie - Kraniotomie - wurde um 5000 v. Chr. Durchgeführt. Sogar Hippokrates argumentierte, dass sich die Intelligenz irgendwo im vorderen Ventrikel befindet, das heißt, er hat die führende Rolle des frontalen Kortex richtig erraten. Und der Schüler des alten Anatomen Herophilus wurde berühmt dafür, dass er beim Öffnen von Leichen zu dem Schluss kam: Das Gehirn ist zum einen das Zentrum des gesamten Nervensystems und zum anderen das Organ des Denkens.
Die Leute waren schon immer an ihrem eigenen Gerät interessiert. Aber das menschliche Gehirn blieb ein Rätsel. Weil es sich unter einem ziemlich starken Schädel befindet und es schwierig ist, dorthin zu gelangen. Selbst wenn diese Schachtel geöffnet wird, erweckt das Gehirn den Eindruck von Gelee. Es scheint nichts Besonderes zu sein. Aber als dieses "Gelee" untersucht wurde, kamen erstaunliche Dinge ans Licht.
Es stellte sich heraus, dass das Gehirn eines normalen Erwachsenen 1-2 kg wiegt und das größte Gehirn aus Idioten besteht. Das heißt, es kann nicht gesagt werden, dass die Person umso klüger ist, je größer das Gehirn ist. Das Gehirn verbraucht ein Viertel der gesamten Energie, die der Körper benötigt - 20% Sauerstoff und 25% Glukose. Die Rattenhirnrinde ist 5 sq. cm, Schimpansen - 500 sq. cm und eine Person - bis zu 2300 sq. siehe Im Kortex gibt es ungefähr 10 Milliarden Neuronen, und die Anzahl der Verbindungen zwischen ihnen ist größer als die Anzahl der Teilchen im Universum. Gleichzeitig unterscheiden sich die Denkfähigkeiten von Tieren, beispielsweise Hunden und Menschen, radikal, obwohl Hunde sehr intelligent sind. Was macht den Unterschied? Was macht das menschliche Gehirn zum perfektesten bekannten Objekt? Wie denkt eine Person? Die Kontroverse der Forscher um diese Themen geht bis heute weiter.
Welche wissenschaftlichen Entdeckungen beleuchten die Geheimnisse des Gehirns?
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- Die Entdeckung des Elektroenzephalogramms im 20. Jahrhundert ermöglichte es, die elektrische Aktivität des Gehirns von der Oberfläche der Kopfhaut aus zu beobachten. Der nächste Durchbruch in der Forschung bestand in der Aufzeichnung der Aktivität von Elektroden, die zu therapeutischen Zwecken bei Patienten in bestimmten Bereichen des Gehirns implantiert wurden. Mit ihrer Hilfe machte die Neurophysiologin Natalya Petrovna Bekhtereva eine erstaunliche Entdeckung: den berühmten Fehlerdetektor. 1968 entdeckte sie, dass das Gehirn einen Mechanismus hat, der sowohl seine Arbeit als auch sein menschliches Verhalten stabilisiert. Er überprüft ständig, ob alles richtig läuft.
Tatsache ist, dass es für die überwiegende Mehrheit unserer Aktivitäten einen Standard für deren Umsetzung gibt. Es ermöglicht Ihnen, sich nicht von der Routine ablenken zu lassen, einen stabilen Zustand in einem gesunden Körper aufrechtzuerhalten sowie die korrekte Ausführung der täglichen Aktivitäten zu gewährleisten und auf eine Diskrepanz zwischen der realen Situation und dem in der Speichermatrix gespeicherten Modell zu reagieren.
Wenn eine Person einen Fehler macht - sagen wir, dass zweimal zwei fünf ist - oder eine Ungenauigkeit in einem Gedicht macht, das sie kannte, leuchtet in der Matrix ein Notlicht auf. Ein Fehlerdetektor überprüft jede Ihrer Aktionen. Sie verlassen das Haus und denken: "Irgendwas stimmt nicht!" Wenn Sie zurückkommen, ist es so: Sie haben Ihre Brieftasche vergessen, das Licht, ein Bügeleisen oder einen Herd in der Küche nicht ausgeschaltet. Wenn dieses "Gehirngerät" richtig funktioniert, können Sie ruhig Ihre täglichen Aktivitäten ausführen, die normalerweise automatisch ausgeführt werden.
Treten Fehlfunktionen dieses Detektors auf?
- Natürlich und oft zur Ursache von psychischen Erkrankungen werden. Der Detektor ist als Grundmechanismus des Gehirns hochresistent. Aber wenn es zusammenbricht, verwandelt es sich sozusagen in eine Fehlerdeterminante - und stabilisiert den pathologischen Zustand. Nehmen wir an, Sie hatten eine unheilbare Krankheit, haben aber überlebt. Und dann zieht es der Fehlerdetektor vor, nicht zu experimentieren, nichts zum Guten oder zum Schlechten zu verändern. Zum Beispiel war der rechte Arm gebrochen, die Person fing an, alles mit dem linken zu machen. Das Pflaster wurde entfernt und er arbeitet weiter mit seiner linken Hand … Zuvor banden sie sogar die verletzte Hand an den Körper, damit die Person erneut eine gesunde entwickeln konnte.
Gleiches gilt für Obsessionen wie Drogenabhängigkeit. Ein Mensch versteht, dass dies nicht notwendig ist, kann aber dem Zusammenbruch des Hauptmechanismus des Gehirns nicht widerstehen. In einigen Fällen bringt dies sein Leben völlig durcheinander.
Dies ist der Preis für die hohe Stabilität des Gehirns, die der Detektor nicht nur in der "Norm", sondern auch in der Pathologie bietet. Physiologisch ist dies verständlich: Das Überleben des Organismus ist zumindest gesichert, und jede Veränderung ist mit Destabilisierung und Verschlechterung behaftet - schließlich wissen Fehlerdetektoren nicht, was gut und was schlecht ist.
Und wenn jemand absichtlich einen Fehler macht? Zum Beispiel zum Zweck der Manipulation - also Lügen?
- Selbst bei einer absichtlichen und gewinnbringenden Lüge meldet der Detektor immer noch eine "Störung". Dies ist notwendig, damit ein Mensch nicht an seine eigenen Lügen glaubt. Wenn Sie zum Beispiel jemandem sagen: „Gehen Sie, das Eis ist stark genug“und wissen, dass dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist, werden Sie selbst nicht folgen.
Es ist unmöglich, den Fehlerdetektor absichtlich zu blockieren. Daher ist jeder Zwang in diesem Bereich - zum Beispiel der Versuch, Polizisten auf Drogenabhängige zu setzen - sinnlos.
Welche Methoden der Gehirnforschung werden heute angewendet?
- Positronenemissionstomographie, funktionelle Magnetresonanztomographie, Magnetenzephalographie, Elektroenzephalographie und andere. Zum Beispiel wird das EEG verwendet, um die elektrische Aktivität des Kortex genau abzubilden. Sie können sehen, wie sich die Erregungszentren des Gehirns im Verlauf seiner Aktivität bewegen (der sogenannte "helle Punkt des Bewusstseins", wie er vom Physiologen Ivan Pavlov formuliert wurde). Gleichzeitig sind alle vorhandenen und sich ständig weiterentwickelnden technischen Mittel zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität den akzeptierten rechnerischen Ansätzen zur Datenanalyse deutlich voraus. Es gibt auch physiologische Einschränkungen - Sie können beispielsweise die räumliche Auflösung von PET erhöhen, dies führt jedoch automatisch zu einer Erhöhung der Strahlenexposition, die für die menschliche Gesundheit nicht akzeptabel ist.
Der technologische Fortschritt hat es in den letzten Jahrzehnten ermöglicht, eine Vielzahl neuer Informationen über das Gehirn zu erhalten. Einige jährliche wissenschaftliche Foren versammeln mehr als 3.000 Teilnehmer - dies sind kilometerlange Poster mit einer unglaublichen Auswahl an Informationen. Nahezu jeder Hirnbereich und jede zerebrale Versorgung mit fast allen denkbaren Körperfunktionen wurde untersucht. Die Daten, die Forscher erhalten, werden jedoch häufig falsch interpretiert. Wir haben eine große Menge an Faktenmaterial zur Hirnkartierung gesammelt. Die Kenntnis der Gesetze des Gehirns ist jedoch recht bescheiden.
Aber was hast du verstanden? Was ist das Gehirn für dich?
- Das Gehirn ist eine Schnittstelle, ein Vermittler, eine Verbindung zwischen dem Material und dem Ideal. Es ist ein Organ, das die Welt der menschlichen Psyche, die Welt der Ideen und die Welt der Realität verbindet. Ein Werkzeug, mit dem unsere Gedanken zu Taten werden. Das heißt, das Gehirn wandelt das, was in unserer Vorstellung existiert, in die Realität um. Und wie der Physiologe Ivan Sechenov sagte, lächelt Garibaldi, wenn er wegen übermäßiger Liebe zu seiner Heimat beschimpft wird, zittert ein Mädchen vor dem ersten Date - beide verwandeln sich letztendlich in Bewegung.
Darüber hinaus ist das Gehirn ein System. Seine höheren Funktionen werden nicht durch die Arbeit einzelner Bereiche bereitgestellt, sondern durch deren Interaktion. Infolgedessen wird etwas mehr erzeugt als ihre anfängliche Spezialisierung, zum Beispiel: Sprache, Kreativität usw., das ist, was eine Person im Laufe des Lebens entwickelt.
Sie sagten, dass das Gehirn sehr widerstandsfähig gegen Schäden ist. Wie viel?
- Sehr viel. Es gibt erstaunliche Fälle. Zum Beispiel wurde im 19. Jahrhundert ein Engländer mit einer Brechstange so weit durch den Kopf geschlagen, dass ein Eisenstab durch die Augenhöhle ging und auf der anderen Seite des Schädels herauskam. Aber dieser Mann überlebte, behielt völlige geistige Gesundheit und lebte lange. Er wurde sehr streitsüchtig und mürrisch, und alles andere blieb unverändert. Die Geschichte kennt auch einen Fall, in dem ein bestimmter Armeekapitän eine durchgehende Schusswunde am Auge erhielt: Eine Musketenkugel zerschmetterte höchstwahrscheinlich die vorderen Teile des Frontallappens - das Ausgangsloch befand sich im Tempel. Trotzdem wurde dieser Kapitän namens Kutuzov später ein Feldmarschall …
Kann das Gehirn überhaupt ohne Schädel "überleben"?
- Und warum? Technisch mag es machbar sein, aber wozu dient eine solche Operation? Wenn das Gehirn nicht stirbt und vom Körper getrennt wird, befindet es sich in einem Zustand „eingesperrt“- „eingesperrt“. Dieses Phänomen wird bei Patienten im Koma beobachtet. Das autonome Gehirn hat keine Verbindungen zu den Sinnesorganen, es wird nichts fühlen, es wird nicht möglich sein, mit ihm zu kommunizieren. Sie werden nicht einmal verstehen können, ob er denkt oder nicht. Die Wissenschaft braucht das nicht und ist nicht interessant.
Ist es realistisch, eine künstliche Prothese für einen Teil des Gehirns, einen Neurochip, herzustellen, die einen erkrankten, beschädigten Bereich ersetzt?
- Ich denke ja. Höchstwahrscheinlich kann eine Hör- oder Sehprothese hergestellt werden. Aber bis jetzt sind wir noch weit davon entfernt.
Sie sagen, dass amerikanische Wissenschaftler einen Weg gefunden haben, Menschen von schlechten Erinnerungen, Phobien und Depressionen zu befreien, indem sie ein Gerät verwenden, das dem "Radiergummi" aus dem Science-Fiction-Film "Men in Black" ähnelt. Ich drückte den Knopf und wurde den Albtraum oder das Psychotrauma los … Ist das möglich?
- Auch wenn ja, dann wird dieses Gedächtnis in einem hoch entwickelten Wesen immer noch wiederhergestellt. Alles in unserem Gehirn ist extrem miteinander verflochten. Sie nehmen eine Episode aus Ihrem Gedächtnis, die Verbindung dazu verschwindet, aber das Gehirn findet sie irgendwie immer noch und bittet Sie nicht um Erlaubnis. Das Unterbewusstsein ist eine unvorhersehbare Sache.
Und hier noch eine Neuigkeit: Neurophysiologen aus Israel haben ein Gerät entwickelt, mit dem Blinde mit den Ohren "sehen" können. Das Bild von der Kamera wird in eine Schallwelle übersetzt, die wiederum vom visuellen Kortex des Gehirns verarbeitet wird. Infolgedessen gibt das Gehirn einer Person ein "Bild" wie das, das Delfine sehen …
- Sie können nicht mit Ihren Ohren sehen! Es sind nicht die Bereiche des Gehirns, die hier arbeiten, die Primärinformationen erhalten, dh die Sehorgane, sondern diejenigen, die diese analysieren. Wenn eine Person nicht sieht, beginnt sie die Signale zu verstehen. Es ist wie beim Parken Ihres Autos: Wenn Sie Ihr Auto mit Radar parken, piept das System. Sie hören die Geräusche von "Pee-Pee-Pee …" und schätzen anhand dieser die Entfernung zum Hindernis, obwohl Sie sie nicht sehen. Dies ist keine Vision, sondern die Übermittlung von Informationen über bestimmte Dinge. Auf diese Weise zu bewundern, funktioniert beispielsweise ein Bild in seiner ganzen Vielfalt nicht.
Und wenn das Bild mit Chips gefüllt ist, die diesen "Pee-Peep …" bei verschiedenen Frequenzen veröffentlichen? Was dann?
- Lass uns zählen. Die Auflösung in den Gemälden liegt irgendwo im Bereich von Bruchteilen eines Millimeters. Dies bedeutet, dass auf einer Leinwand, beispielsweise einen Meter mal zwei, fast eine Milliarde Chips vorhanden sein sollten. Es ist einfach unrealistisch, alle Signale zu verarbeiten, und ein Blinder kann das Bild nicht auf diese Weise betrachten.
Kann eine Person Text mit Gedanken eingeben?
- Einfach. Nur wird es länger als gewöhnlich sein
Der englische theoretische Physiker Stephen William Hawking, der infolge einer Krankheit völlig bewegungsunfähig ist, steuert den Computer mithilfe eines Sensors, der an den Gesichtsmuskeln seiner Wange angebracht ist. Macht er Ihrer Meinung nach wirklich wissenschaftliche Arbeit und kommuniziert er auf diese Weise mit anderen?
- In der Tat - besteht die Möglichkeit einer solchen Kontrolle.
Aber selbst das übliche Tippen auf diese Weise sollte unglaublich langsam sein …
- Und er macht es schnell genug - er hat sich daran gewöhnt … Kürzlich habe ich gesehen, wie ein Mädchen in einem Geschäft in der Schlange stand und eine SMS mit der gleichen Geschwindigkeit schrieb, mit der professionelle Schreibkräfte tippen. Sie hatte einen langen Fingernagel und schlug damit schnell auf das Display. Es ist Gewohnheitssache.
Sie sagten, dass das Problem für Gehirnforscher jetzt darin besteht, den gesamten Fluss eingehender Informationen zu analysieren. Das heißt, neue Daten kommen schneller an, als Sie verarbeiten können?
- Ja - und wie wir damit umgehen.
Bedeutet dies, dass sich die Gehirnforschung in einer Krise befindet?
- Im Gegenteil, es entwickelt sich intensiv. Je mehr wir etwas nicht verstehen, desto interessanter ist es.
Interview mit Vladimir Voskresensky