Откуда мне знать, что я имею в виду, до того как услышу, что говорю? - Франка Парьянен (2017)

До изобретения электроэнцефалографии (ЭЭГ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) практически единственной возможностью исследования человеческого мозга было наблюдение за интересными людьми в ожидании того момента, когда они умрут. После этого их мозг подвергали исследованию, чтобы выяснить то, о чем их забыли спросить при жизни. Некоторые из результатов этих исследований пережили века.

Например, французский врач Поль Брока в XIX веке занимался несколькими пациентами, лишившимися речи. После их смерти Брока исследовал мозг пациентов и во всех случаях констатировал дефекты в одной и той же области, которую до сих пор связывают с речевыми способностями и которая носит имя этого врача – центр Брока.

Другие посмертные исследования, например мозга Эйнштейна (на что он, кстати, никогда не давал согласия), демонстрируют довольно спекулятивные результаты. Единственное, что можно утверждать с полной достоверностью, это то, что размер не имеет значения. Мозг Эйнштейна был несколько меньше и легче, чем у среднестатистического человека. Похоже, что для далеко идущих выводов недостаточно исследовать мозг одного гения. А Стивен Хокинг пока еще жив.

Затем появились новые методы, позволяющие понять, какая область мозга активна в тот или иной момент. Это можно было определить по количеству кислорода, поставляемого в определенные зоны мозга, или по колебаниям электрических потенциалов в нервных клетках.

Оба метода – ФМРТ и ЭЭГ – имеют косвенный характер. Принцип действия ФМРТ основан на том, что магнитные свойства крови варьируются в зависимости от ее насыщенности кислородом. Если какая-то зона мозга проявляет особую активность, в ней расходуется больше кислорода. Следовательно, она нуждается в более интенсивных поставках, и повышение содержания кислорода регистрируется магнитным сканером.

Однако, поскольку это происходит с некоторой задержкой, измерения с помощью ФМРТ не слишком точны по времени. Трудно сказать, какое событие предшествовало повышению потребления кислорода и для каких именно нейронов он был предназначен. Один из моих профессоров приводил такую аналогию: вы бежите вслед за струей автоматической поливалки газонов и смотрите, на какой цветок она попадает. Таким образом, с помощью ФМРТ можно определить, какая грядка полита, то есть какой участок мозга был активен. И это уже немало. Вдобавок ко всему в данном случае обследуется живой человек.

ЭЭГ измеряет колебания электрического напряжения на поверхности черепа (для этого на голову надевается шлем с датчиками). Этот метод очень точен с точки зрения фиксации времени, но он не позволяет определить конкретное место активности, потому что улавливаются все сигналы, достигающие поверхности. Для того чтобы измерить активность отдельных нервных клеток, электроды нужно вводить прямо в мозг. Из соображений безопасности такая инвазивная ЭЭГ применяется только при наличии веских медицинских причин, например для выявления центров эпилептических приступов. В подобных случаях ученые с согласия пациента могут получить и другие данные. Кстати, это совершенно безболезненно. В мозге нет рецепторов боли. Когда проводятся операции на мозге, пациент ничего не чувствует.

С помощью двух описанных методов нам удалось понять многое из того, что интересует неврологов. Хотите, к примеру, послушать, о чем они говорят у себя в лабораториях?

– Это был довольно масштабный эксперимент, по модели n = 176 2 × 2. Нам приходилось постоянно использовать сканер З-Tesla, а анализ данных занял целый месяц. Четыре раза сервер грохнулся.

– Всего четыре? Неплохо.

– Айтишники сказали мне, что, если я еще раз включу в программу бесконечную петлю, они перестанут со мной разговаривать. И это только предварительная обработка результатов.

– А какой метод анализа сопоставимости данных ты использовал? PPI или DCM?