Майк Трентер – Мозг. Советы ученого, как по максимуму использовать самый совершенный в мире орган (страница 24)

В медицине будущего подобные универсальные сканеры могут стать обычным явлением. Возможность провести все тесты с помощью одного устройства поможет людям быстрее получить диагноз и начать лечение, особенно в сельской местности, где нет больниц. В течение следующих десятилетий использование искусственного интеллекта и посещение лечебных учреждений в виртуальной реальности могут прийти на смену многим лабораторным тестам. Результаты, полученные в ходе обследования домашним сканером, будут направлены врачу, и при необходимости пациенту будет предложено дополнительное обследование в стационаре. У современного сканера есть потенциал для обнаружения инфекций, сахарного диабета, заболеваний сердца, трудностей с дыханием и гипертонии. Он даже может проводить неинвазивный анализ крови. Да-да, забор крови не требуется. В будущем такие устройства смогут использовать для диагностики неврологических заболеваний путем обнаружения новых биомаркеров.

Сканеры не заменят квалифицированных врачей, однако они могут быть очень полезны для ранней диагностики заболеваний и проведения длительных клинических исследований.

Благодаря им пациент сможет оставаться дома, вместо того чтобы постоянно посещать медицинский центр. В сочетании с другими достижениями в области нейробиологии, такими как усовершенствованные методы визуализации, в будущем сканеры смогут радикально изменить наше представление о профилактических осмотрах.

Совершенствование

Если исследования в области нейробиологии все чаще побуждают ученых сотрудничать с передовыми технологическими компаниями, то зачем останавливаться на шлемах виртуальной реальности и сканерах из «Звездного пути»? Смогут ли они использовать свои знания о мозге, чтобы усовершенствовать человека? Ученые могли бы не только сделать нас суперлюдьми, но и помочь тем, чьи возможности ограничены из-за необратимых повреждений мозга.

Бо́льшая часть данной главы посвящена тому, как нейробиология способна улучшить здоровье, увеличить продолжительность жизни или помочь людям с серьезными проблемами. Этот же раздел о том, как наше понимание мозга может позволить нам выйти за пределы своих естественных способностей. При упоминании об улучшении мозга на ум приходит фильм «Матрица». Напомню, что главный герой фильма – мужчина по имени Нео, который осознает, что живет в цифровом мире, Матрице, и что для возвращения в реальность его нужно «разбудить». В какой-то момент ему предоставляется возможность «загрузить» в мозг что угодно, например владение кунг-фу или оружием. Это происходит за несколько секунд, и Нео обретает «мышечную память» для применения навыков внутри Матрицы. Есть ли способ научить мозг формировать воспоминания без необходимости проходить долгий процесс обучения и приобретения жизненного опыта? Представьте себе, да.

Самое впечатляющее исследование среди описанных в этой книге было проведено в готическом замке во время грозы (по крайней мере, я себе это так представляю). В ходе него одна крыса смогла передать свой опыт прохождения лабиринта другой крысе, избавив ее от необходимости делать это самостоятельно. В целях анонимности имена крыс изменены.

Первая крыса (Пинки) должна была выполнить задачу, которая включала нажатие на рычаг, прохождение через лабиринт и взаимодействие с различными предметами по пути. Когда она это делала, сигналы ее мозга передавались другому крысу (Мозгу), который отдыхал в другом месте, не подозревая о задачах Пинки. Ученые заметили, что впоследствии Мозг научился всему гораздо быстрее, особенно прохождению лабиринта. Ему тоже потребовалось несколько попыток, но не так много, как Пинки. Вскоре они объединят усилия и захватят мир.

Это свидетельствует о том, что информация кодируется в разных мозгах одинаковым образом, по крайней мере частично, и что мозг учится реагировать на вещи, даже если мы просто «притворяемся», что видим их. Данное исследование также помогло ученым много узнать о том, как этот удивительный орган полагается на осязание и зрение при обработке информации. Представьте, что вы собираетесь написать контрольную работу и ваш друг заранее дает вам ответы. На листке не все написано разборчиво, но вы получаете часть правильных ответов и множество подсказок. Это вселяет уверенность и позволяет значительно сэкономить время. Точно не известно, почему не может быть передан весь объем знаний, почему все ответы не могут быть написаны разборчиво. Потенциал просто огромен. Возможно, в будущем мы сможем выбирать то, что хотим изучить, и давать мозгу необходимые инструкции. Мы даже могли бы делать это во время сна, когда мозг обрабатывает воспоминания и новую информацию, полученную за день. Теоретически это не безумная идея. Мозг может извлекать выгоду из определенной деятельности, даже если он ее не ведет. Доказано, что техники визуализации, такие как позитивное мышление и мысленное повторение сценариев, оказывают большое влияние на спортивные достижения. Одно исследование даже смогло показать, как визуализация приводит к усилению мозговых сигналов мышцам без каких-либо движений, что способствует увеличению силы мышц пальцев и предплечий. Развитие исследований в этой области приведет к удивительным изменениям в том, как мы обучаемся новому и совершенствуемся.

Представьте, как вы идете в ближайший магазин под названием «Мозговые навыки», берете с полки USB-накопитель для обучения китайскому или испанскому, вставляете его в шлем и расслабляетесь где-нибудь на пляже. Возможно, вы не овладеете языком в совершенстве, но в следующий раз, когда попытаетесь заговорить, вам будет проще. С практикой у вас сформируются долгосрочные воспоминания о языке. Это придало бы новый смысл выходным, проведенным за просмотром Netflix.

В настоящее время ученые стремятся создать имплантируемые компоненты для мозга, чтобы восстановить его функции в случае повреждения. Проект «Восстановление гиппокампа», который вели две исследовательские группы из США, стал настоящим прорывом в этом направлении. Ученые использовали собственные модели памяти человека, чтобы усилить естественное кодирование и воспроизведение воспоминаний. Представьте себе бэк-вокалистов солиста: они исполняют ту же песню, но делают ее более мощной. По сути, имплантируемые компоненты гарантируют, что мозг закодирует информацию в устойчивые и надежные воспоминания, которые легко будет воспроизвести.

В ходе исследования пациентам с эпилепсией установили электроды в гиппокамп, чтобы изучить эпизодическую память, отвечающую за усвоение полезной информации. Они выполняли задания на запоминание, в то время как электрические импульсы фиксировались, анализировались и начинали «подпевать» нейронам при повторном выполнении задания. Улучшения были заметны сразу, и участники исследования запомнили на 37 % больше информации. Это невероятное достижение и многообещающий признак того, что мы прогрессируем в своем понимании формирования воспоминаний и в будущем научимся лечить многие заболевания. Подобные исследования полезны для лечения потери памяти, деменции, инсульта и последствий черепно-мозговых травм.

Однако ученым предстоит пройти долгий путь. В настоящее время мы можем лишь улучшать память. Несмотря на это, потенциальные достижения впечатляют. Со временем люди смогут создавать новые воспоминания (вымышленные или настоящие), оживлять книги и фильмы или восстанавливать фрагменты памяти, потерянные в результате болезни и ухудшения когнитивных способностей.

В настоящий момент ученые работают над созданием протеза глаза из того же материала, который используется в солнечных батареях.

Когда свет падает на глаз, он стимулирует сетчатку в задней его части. Эта область покрыта миллионами[51] светочувствительных клеток, которые преобразуют свет в сигнал, проходящий по зрительному нерву в мозг. С помощью перовскита, проводящего и светочувствительного материала солнечных батарей, ученые могут создать крошечные нанопровода, имитирующие клетки сетчатки. Поскольку перовскитовые провода очень малы, их плотность у протеза невероятно велика – даже выше, чем в человеческом глазу. Искусственную сетчатку продолжают совершенствовать, и, возможно, подобные улучшения станут доступны обычным людям.

Хотя сегодня это может показаться странным или невероятным, нейробиология обладает реальным потенциалом изменить наше будущее. Представьте себе синтетический материал, способный стимулировать высвобождение химических веществ в мозге для улучшения нейрогенеза в нанометровом масштабе. Материал, который будет запрограммирован на работу только с определенными нейронами (путем его введения в желаемую область мозга) и сможет идентифицировать определенные части нейрона. Рост нейронов можно стимулировать в спинном мозге или двигательных нейронах, что позволит людям свободно двигаться, или в зрительной коре, что излечит некоторые виды слепоты.

Этические вопросы, связанные со всем этим, очень сложны. Такое будущее способно вывести человечество на новый уровень, но тот факт, что мы можем изменить ДНК, улучшить здоровье или усовершенствовать мозг, не означает, что нам следует это делать. Представьте себе эмбрион, мягкий клеточный шарик, который плавает и занимается своими делами, прежде чем превратиться в человека. Ученые могли бы излечить любые болезни до того, как они разовьются, но еще не рожденный человек не способен дать нам на это согласие. Раннее вмешательство будет сосредоточено на предотвращении меняющих жизнь заболеваний, но неустанное стремление к лучшему научному пониманию повлечет за собой возможность изменить многие характеристики человека. Это почти как меню, откуда родители выбирают, как их ребенок будет развиваться и выглядеть.