Неавторизованное вторжение в мозг

Нейросеть памяти в мозге. Фото Physorg

Директор Национального института психического здоровья в Бетезде, пригороде Вашингтона, Том Инсел, уходя со своего поста, который он занимал 13 лет, обрушился с критикой организации психиатрической помощи в стране и отсутствия реальной помощи людям с ментальными расстройствами. «В других областях медицины мы видим существенный прогресс, чего нельзя сказать о пациентах, страдающих шизофренией, депрессией или расстройствами, связанными с посттравматическим стрессом», – заявил Инсел.

Эти его слова привел журнал New Scientist. При этом журнал отмечает отсутствие ясной связи между диагнозами, которые ставят психиатры, и тем, что реально происходит с мозгом «охваченного бесами». Не способствует решению проблемы и отсутствие новых лекарств. Многие эксперты говорят даже о «блокаде» внедрения в лечебную практику достижений геномики и молекулярной биологии мозга.

Решение некоторых проблем видится в использовании повышенных доз дофамина, входящего в состав наших белков. Нехватка дофамина приводит к болезни Паркинсона. Но этому веществу помимо регуляции мышечных сокращений отводят роль в купировании умственных (когнитивных) расстройств – расстройства памяти, потеря концентрации и способности решать поставленные задачи. Сотрудники Йельского университета в Нью-Хэйвене, штат Коннектикут, исследовав активность генов в 16 отделах мозга шести человек, пяти шимпанзе и пяти макак, обнаружили повышенное содержание двух ферментов, отвечающих за синтез дофамина, только у людей.

В Пенсильванском университете г. Филадельфии картировали мозг на предмет выявления нейросетей и их электрической активности при формировании и извлечении информации из памяти. Нейробиологи собрали данные о 294 пациентах, которым с целью выявления эпилептического очага вживляли электроды. Другими словами, была суммирована активность нейронов, зарегистрированная с примерно 300 тыс. электродов. В своей статье, опубликованной в Nature Communications, ученые написали о двух режимах работы картированных цепей в лобной и височной долях мозга – быстром гамма с частотой разрядов 30–100 Гц и медленном тета, частота волн которого не превышала 8 Гц.

Быстрые разряды десинхронизации регистрировались в момент запоминания, медленные же – на фоне синхронизации с моментами воспоминаний (извлечения памяти). Пока картирована одна умственная функция – память. Зато какая! Память встроена в эмоции и соответственно их расстройства, стрессовые состояния и депрессии, а также навязчивые состояния.

Обложка номера журнала New Scientist, главная тема которого посвящена психоделическим средствам.

Навязчивые состояния предлагается лечить с помощью вживляемых в мозг замкнутых цепей, что встречает понятную озабоченность со стороны нейробиологов, видящих в этом этическую проблему, связанную с неавторизованным вторжением в мозг. Но этика этикой, а помогать-то людям как-то надо, и делать это предлагается с помощью глубокого стимулирования (Deep Brain Stimulation – DBS). Пальму первенства в этом держит Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DAPRA), когда-то создавшее Интернет.

Исследователи из DAPRA уже разработали мозговые импланты. Впрочем, их испытание в течение года на 90 пациентах с депрессией, не поддающейся лечению, не показало улучшения состояния. Несмотря на неудачу, DAPRA продолжает разработку имплантантов, специально приспособленных для лечения ментальных расстройств. Предполагается, что эти устройства, снабженные искусственным интеллектом, будут включаться по мере надобности. Работы проводятся в Общем госпитале Бостона с целью купирования депрессии и посттравматического расстройства у солдат и ветеранов. Нейрохирурги госпиталя надеются, что импланты помогут предупреждать эпилептические припадки.

На встрече Общества нейробиологов, состоявшейся в конце 2017 года в Вашингтоне, была показана суммарная карта шести человек с эпилепсией, которым на 1–3 недели вводили электроды. Сравнение мозговой активности позволило вывести алгоритм декодирования изменчивости настроения человека, его способности концентрировать внимание и сочувствовать другим людям (проявлять эмпатию). Все эти состояния связаны с конкретными структурами мозга. Особое внимание уделяется тем зонам, которые связаны с принятием решений и эмоциями. Отчет о встрече представил журнал Nature.

По другую сторону Атлантики психиатрическое приложение лондонского журнала Lancet сообщило о глубоком стимулировании коры поясной извилины, отвечающей за эмоции и память, у 90 человек с не поддающейся лечению депрессией. Стимуляция привела к улучшению состояния, однако у 28 пациентов отмечены неприятные ощущения. Авторы исследования честно признаются, что улучшение могло быть связано с хорошо известным психиатрам «отвлечением», связанным с операцией имплантирования стимулирующего устройства.

В начале ноября 2017 года журнал Scientist высказал сомнение в том, что стимуляция мозга улучшает память. Но речь шла о так называемой транскраниальной стимуляции с помощью накладываемого на голову устройства (в виде шапочки с электродами), посылающего стимулирующие разряды переменного тока. Они призваны подстегнуть генерацию мозговых волн.

Вместе с тем Scientist возлагает надежды на новое поколение устройств неинвазивной стимуляции мозга. Но речь идет не об электрической, а о магнитной стимуляции. По мнению специалистов Северо-Западного университета в Чикаго, воздействие магнитным полем все же улучшает ассоциативную память у пожилых людей. Опыты проводились с участием 15 здоровых человек, которым осуществляли магнитную стимуляцию боковой – латеральной – поверхности височной доли. Именно в этой области находятся мозговые структуры, которые отвечают за формирование, хранение и извлечение памяти. Ученые считают, что магнитная стимуляция более специфична, так как она позволяет сфокусировать воздействие на конкретных структурах мозга.

С помощью магнитной стимуляции лобных долей в канадском университете Макгилла за какие-то три минуты удалось изменить музыкальные вкусы у 17 испытуемых. Об этом в конце ноября 2017 года сообщил New Scientist. В ходе эксперимента участники двух групп поменяли свои взгляды на исполнителей отличающихся друг от друга музыкальных жанров. А в Университете штата Айова стимуляцией глубинного клеточного ядра, лежащего под зрительным бугром (таламусом) с частотой 4 Гц удалось улучшить когнитивное состояние пациентов с болезнью Паркинсона.

Еще большую фокусировку воздействия дает ультразвуковая стимуляция, опробованная на крысах, а также двух макаках в Стэнфорде. В Гарварде добились фокуса на площади не более сантиметра в диаметре. Вполне возможно, что вскоре мы услышим о стимуляции с помощью звука и у человека.