Исследования по тегу #мозг
Приглашаем вас в мир современных исследований, где ученые со всего мира ищут ответы на самые актуальные вопросы психологии.
В этом разделе мы собрали для вас реальные клинические работы, которые помогают разрабатывать новые эффективные методики поддержки и терапии.
Чтобы вы могли сами заглянуть «внутрь» науки, каждая работа сопровождается ссылкой на её полный текст — официальный документ или научную статью.
Это уникальная возможность не просто прочитать выводы, а изучить все детали проведенной работы.
Мы верим, что открытый доступ к знаниям помогает всем нам лучше понимать себя и окружающих.
Интеллект на часах: Почему разные части мозга тикают по-своему и как это связано с умом
Новая научная сенсация прямо из лабораторий для тех, кто уверен, что в его голове не просто пустое эхо! Оказывается, каждая часть нашего мозга работает в своем личном, строго засекреченном ритме, и этот внутренний хронометр может рассказать о нас намного больше, чем мы привыкли думать. Целая команда нейроучёных, вооружившись томографами и матрицами плотнее, чем расписание московской электрички, решила выяснить, как разные области мозга общаются между собой и почему это, возможно, и есть секрет вашей сообразительности. Для начала разберёмся с пафосным словечком «коннектом». Это не новомодная соцсеть для гениев, а карта всех связей между миллиардами наших нейронов, опутанными белыми волокнами мозга — примерно, как карта метрополитена для химически зависимых на информации. Мозг — он, в отличие от офисного планктона, не любит вставать на работу одинаково везде. Одни зоны веселятся в темпе «ускоренного интернета»: те самые, что отвечают за моментальный анализ картинки и звука. Другие предпочитают разгоняться медленно, особенно если речь о «тяжёлых» думских работах и принятии решений. Это и есть пресловутые внутренние нейронные временные масштабы — свой идеальный тайминг у каждой зоны. Инженеры у себя в подвалах давно читают мудрые книжки про Network Control Theory — такую теорию, которая объясняет, как тасовать состояния в сложных системах. Но эти ребята из мира мозга пошли дальше: их устаревшие модели считали, что весь мозг пашет с одинаковой скоростью, как армейский взвод на учениях. Нашли грабли: так почти не бывает! Джеймсон Ким из Корнелла (не улица, а университет, если что) и Линден Паркес из Ратгерса с коллегами разработали новую математическую модель, где каждая область мозга получает собственный таймер. Источник вдохновения — данные о сотнях молодых людей из проекта Human Connectome, сканы мозга и фильмы из разряда «загляни в череп своему соседу». Умный алгоритм учился, как быстро угасает сигнал в разных уголках мозга. Отдельный восторг — это сравнение результатов с так называемой «энергией управления». Чем меньше энергии тратит мозг на переключения режимов, тем эффективнее работает. Новая модель оказалась просто чемпионом среди серых клеток — мозгу понадобилось куда меньше «толчков», чтобы перейти из одного состояния в другое. Можно ли доверять цифрам? Проверили ещё и по генам! Взяли замечательный Атлас мозга (Allen Human Brain Atlas) — и выяснили: все эти разные времена работы областей мозга хорошо коррелируют с плотностью определённых видов тормозных клеток-интернейронов. Поклонники молекулярной кухни оценят: парвальбумин — для скоростных зон анализа, соматостатин — для тех, кто любит подумать подольше. Эксперимент на мышах тоже удался, видимо, у грызунов вечеринка с теми же принципами организации нервных сетей. В общем, эволюция решила не изобретать велосипед, если тот и так крутится отлично. Самое интересное: модель объясняет, почему одни люди гибче в мышлении, а другие до сих пор не осилили даже половину кроссворда. Те, у кого собственные ритмы мозга лучше синхронизированы со структурой связей, легче перескакивают между разными состояниями и задачами. И на тестах по пространственному мышлению и логике они тоже дают фору соседу. Не всё, конечно, так радужно. Аппараты МРТ — штука неторопливая, сигналы мозга бегают быстрее температуры в июне, а карта связей — черно-белая работа художника, без направления стрелки. Но даже несмотря на эти ограничения, похожие результаты получились у мышей с их микроскопами, где направление волокон можно проследить. Что дальше? Наверняка разбираться, как эти часы внутри нас сбиваются с курсом при шизофрении или аутизме, и можно ли по этой модели поймать болезнь на ранней стадии. А может, однажды придёт момент, когда про вас будут судить по темпу, с которым ваш мозг переключается с задачи на задачу, а не по объёму лайков в ТикТоке. Работу провели Джейсон Ким, Ричард Бетцел, Ахмад Бейх, Амбер Хауэлл, Эми Кучейски, Барт Ларсен, Кайо Сегуин, Си-Хан Чжан, Аврам Холмс и Линден Паркес — вот такие ребята, которым можно доверять свой самый главный таймер в голове.
Психопаты и шизофрения: опасный союз с финским акцентом
Судя по свежим финским данным, если кто-то хладнокровен, как робот, а чувств у него примерно как у рыбьей тушки на морозе, — ему впору насторожиться: риск столкнуться с шизофренией зашкаливает. Исследование на основе больничных архивов Финляндии гласит: люди с сильными психопатическими чертами сталкиваются с шизофренией аж в 9,3 раза чаще тех, кто к психопатам и близко не относится. Даже если не брать самые экстремальные случаи, обладателям умеренных психопатических задатков тоже не позавидуешь — риск у них вырастает более чем в пять раз. Что за эти самые психопатические черты? Это ведь не только голливудские злодеи с демонической ухмылкой. В реальной жизни всё проще и без спецэффектов: человек без сочувствия, эмоций в нем кот наплакал, и если он кого-то ограбит, угрызения совести для него — примерно как «форточка в метро»: слышал, но пользоваться не планирует. Фальшивый светский шарм, манипуляции, ложь, и азарт от рискованных поступков — для таких людей практически стандартная комплектация. Авторы исследования — Оулли Ваурио и коллеги — решили проверить, есть ли у таких личностей все шансы получить в «бонус» к своему характеру ещё и диагноз шизофрении. Причин для подозрений было достаточно: нейроимиджинговые исследования давно показывают, что у шизофреников и у «продвинутых психопатов» в мозгах что-то подозрительно схоже по устройству. И предыдущие работы намекали на связь между определёнными чертами психопатии и психическими расстройствами типа шизофрении. Для изучения этого вопроса финские ученые копнули глубоко: они взяли данные людей, оказавшихся на судебно-психиатрической экспертизе былых лет, а именно — в Нюванниеми (не спрашивайте, где это, и не вздумайте искать экскурсию). Данные проверяли по общенациональному медицинскому регистру. Исключали самых тяжёлых — тех, кто был признан невменяемым по причине грубой психопатологии или умственной отсталости, то есть людей с шизофренией на момент экспертизы среди участников уже не было. Итоговый «золотой фонд» насчитывал 341 человека (в основном мужчин, средний возраст — чуть за тридцать). Чтобы распределить испытуемых по степени психопатичности, использовали международную шкалу PCL-R. Всем раздали по очкам — не на нос, а по баллам за бесчувствие, манипулятивность и прочие малоприятные качества. Затем разделили на три группы: "ледяные психопаты", "слегка прохладные" и обычные люди. Дальше всё стало очевидно даже без кристального шара. Среди слабо выраженных психопатов риск шизофрении был минимален. У сдержанно-жестких он вырастал в 5,3 раза, а у суровых «ледяных волков» — в 9,3 раза по сравнению с самой «теплой» группой. Если же применить строгие клинические критерии, то вероятность попасть в категорию шизофреников для классических психопатов была выше в 2,37 раза. Забегая вперёд: каждый пятый выраженный психопат этого злополучного диагноза со временем «удостоился». Вывод же финских исследователей прост: если у человека результат по PCL-R иронично зашкаливает, то и шанс получить купон на шизофрению у него возрастает ощутимо. Правда, стоит помнить одну деталь: вся выборка — это не просто случайные граждане, а люди, которых суд зачем-то отправлял к психиатрам на особую проверку. Для широкой публики такие цифры могут и не работать — для этого нужны другие исследования. Теперь за авторство отвечают господа Оулли Ваурио, Яри Тийхонен, Маркку Ляхтеэнвуо и Йоханнес Лислехто — финны, которым удалось найти связь между ледяным сердцем и сломленным разумом в заснеженной стране контрастов.
Скука мозга побеждена: как выжать из себя умственную работоспособность вопреки усталости?
Вы когда-нибудь ловили себя на том, что после долгой умственной работы мозг ощущает себя как обезвоженный фрукт? Вроде бы только что были полны мыслей, а теперь – рассредоточенность, заторможенность и ощущение, словно коты скребут по извилинам. Уже больше века психологи пытаются понять: умственная усталость – это такая же штука, как физическая, или у мозга свои тараканы? Одни ученые до сих пор уверены, что мозг, как и мышцы, просто расходует запас энергии – вроде глюкозы, и когда он на нуле, разум «садится на корточки». Другие считают, что причина в психологии: мозг мечется, потому что ему стало скучно, и труд перестал приносить хоть какую-то радость. Мол, упущенные приятные занятия тянутся за нами, как собаки на прогулке, и мешают сосредоточиться. В общем, загадки мозга не давали покоя и авторам свежего исследования. Они решили выяснить: можно ли обдурить свою же усталость целеполаганием? Может, если поставить перед мозгом честный вызов, он включит режим сверхурочной работы? Для начала они вспомнили, как всё началось. Во времена Второй мировой психологи ломали голову, почему часовые, которые смотрели на радары, теряли концентрацию быстрее, чем мы чаек на корпоративе. Норман Макворт тогда придумал знаменитый «тест с часами»: надо было палить взглядом на циферблат, где стрелка иногда подскакивала на два деления за раз. Фокус в том, чтобы вовремя отследить эти редкие скачки. Через полчаса испытуемые уже плавали в невнимательности и только лениво отмечали скачки – так человечество познакомилось с «бдительностью» и признало её крайне лимитированной способностью. Дальше – больше. Десятки лет исследований подтвердили: мозгу не так-то просто держать себя в тонусе, даже если дело на пару минут. Люди жалуются на стресс и усталость после коротких тестов. В 2021 году кому-то даже удалось зафиксировать снижение кровотока в мозгу во время такой «бодрствующей дремы». Но все ли задачи действуют на мозг, как охрана на склад – скука и увядание? Авторы статьи решили провести три эксперимента. Их жертвы – студенты Университета Орегона. Сначала 108 человек пялились на экран, где раз в несколько секунд в ячейках мигала буква X. Нужно было как можно быстрее указать, где именно X возник. После каждого клика им сразу сообщали, насколько они были точны и шустры: «Верно! Время реакции – 400 миллисекунд». Но главное – половине дали задание держать реакцию быстрее 400 миллисекунд, другой половине не ставили никаких целей. Периодически спрашивали, чем занят мозг: «в работе», «отвлекаюсь», «гуляю мыслями». Результат получился… неоднозначный. Те, у кого была цель, меньше косячили с медленными ответами, но абсолютных рекордов по скорости не показали. И по частоте «разгула мыслей» особой разницы между группами не возникло. Во втором эксперименте авторы решили закрутить гайки. Золотые медали идут тем, кого не победила жажда челленджей: так, цели становились все жестче – сначала реакция за 450 миллисекунд, потом за 400, а напоследок – за И тут случилось чудо: те, кому подкидывали всё более трудные задачи, стали реагировать быстрее – аж на 45 миллисекунд в среднем против первой группы. Их скорость почти не падала, а мысли гуляли в разы реже – будто мозг одел офисный костюм и отказался уходить в декрет. Третий опыт подтвердил результат второго (только уже не онлайн, а вживую): чем мощнее цель, тем бодрее мозг. И плевать, что задачка усложняется: пуль идти на рекорд только возрастал. Вывод прост: усталость мозга – это не только вопрос сахарка в крови, но и вопрос: интересно ли тому, кто сидит за штурвалом. Когда цели жесткие, но ясные, усталость отступает. И не надо мучить себя марафонами по «расслаблению» – лучше поставь себе конкретную амбициозную цель и посоревнуйся с самим собой. А если уж совсем выжался, сделай короткий перерыв, даже пара минут поможет вернуть работоспособность. Кажется, природа подкидывает мозгу вечный спор: быть или не быть усталым? Но кто знал, что главный лайфхак против мозговой скуки – это не очередная чашка кофе, а простая и дерзкая цель.
Чего только не вытворяет мозг во сне: как глубокий сон превращает нас в лучших склеротиков
Исследование с использованием электроэнцефалографии — если, конечно, у кого-то под рукой она завалялась — показало: сколько запомнишь после сна, напрямую зависит от того, сколько провалялся в самом глубоком сне. Причём не просто так — пока мы спим как убитые, наш мозг играет в «переезд»: воспоминания, которые раньше жили в теменно-затылочных закоулках, утром выползают на поверхность в переднюю височную долю. Кто-то назовёт это перестановкой мебели, а для учёных это — сенсация в «Нейропсихологии» (если кому интересно, это имя журнала, а не бытовой диагноз). Что же вообще за этот "медленный сон"? Это такой момент, когда никакая соседская дрель не достучится до вашей души. Мозг мечтает о снижении оборотов, рисует красивые, большие и медленные волны, а тело выпадает из реальности сильнее, чем после скучной лекции. В это время все нейроны отдыхают от дневной беготни, память клеится, как старые обои к стене, а навыки и факты тихо шепчутся друг другу в уголке памяти. Глубокий сон к тому же работает бесплатным ночным ремонтником: выливает на нас гормон роста, зашивает дырявые ткани организмa и бросается на амбразуру против простуд. Иммунитет в этот момент бьёт рекорды по активности, а мозг готовит себе генеральную уборку, сметая метаболический мусор — как операционная система после обновления. Неудивительно, что когда этот этап сна куда-то девается (спасибо стрессу, гаджетам и ночным сериалам), мы просыпаемся с дырявой памятью, невнимательностью и лицом, на котором всё написано. Вообще, «медленный сон» — как ночной айтишник: чинит всё, что сломали за день, укрепляет старые нейронные провода, чтобы завтра не пришлось всё учить заново. Авторы исследования — Саймон Фагель-Субейран и его многострадальные коллеги — решили разобраться, что же такого делает сон с нашими воспоминаниями. Они вспомнили, что память — не статичная банка с огурцами, а довольно шальная конструкция, которая то крепнет, то блекнет со временем. Как выясняется, пока мы спим, наша голова занимается не чем иным, как перестройкой маршрутов для вызова воспоминаний. Идеальное время — когда внешние раздражители вырубаются, то есть ночью. Для этого 24 студента, средний возраст под 23 года, пожертвовали своими ночами эксперимента ради. Эксперимент выглядел так: испытуемым выдавали задания по запоминанию слов и картинок. В одном случае — ассоциации «гитара или машина», в другом — «дом или коридор», причём каждую картинку цепляли к 100 разным глаголам. После этого всех заставляли вспомнить выученное, сначала вечером, сразу после изучения (хотя мечтать уже хотелось), а потом утром, когда сон ещё на глазах. Всё это благолепие писалось на EEG — тот самый шлем с проводами, который знают по кино. И что же? До сна мозг вспыхивал при попытках воспоминаний в одной части, а вот после сна — уже в совсем другом месте. Причём чем больше времени испытуемый провёл в объятиях медленных волн глубокого сна, тем больше менялся маршрут «звонка другу» в мозге, и тем лучше вспоминал утром выученное. Если отбросить научные заклинания, получается так: ночью наш мозг делает ремонт памяти, а особенно усердствует, если уж выдался глубоко поспать. Студенты отдавали честь науке, а мозг их пользовался этим, чтобы устроить переезд воспоминаний — из старых тёмных комнат в новые, светлые, почти реновированные. Конечно, исследование проводили, как водится, только на молодых студентах. Хочется верить, что всё это работает и на более взрослых добрых людях — но кто мы такие, чтобы утверждать наверняка? Впрочем, если сегодня вам снится ремонт, это не к смене обоев. Возможно, ваш мозг занят реставрацией памяти. Исследование провели Саймон Фагель-Субейран, Полина Перзич и Бернхард П. Старезина. Что ж, спасибо им — за моральную компенсацию тем, кто любит поспать.
Мозг грязи не прощает: как сон очищает наш чердак (но никто не знает как)
Знаете ли вы, что ночью, когда вы бессильно уронили голову на подушку после рабочего дня, ваш мозг превращается, ни много ни мало, в мини-мойку для токсинов? Нет, это не сценарий фантастики или предложение нарколога. Научные мужи нарекли этот процесс глифатической системой. Причём, пока вся ваша остальная туша удовольствием валяется в постели, мозг усиленно изгоняет из своих коридоров весь накопившийся за день хлам. Однако, если кто-то, например, сосед с перфоратором или капризливый кот, не дает вам поспать, этот работящий глифатический уборщик начинает лентяйничать. Мусор, в том числе особо вредный — белок амилоид бета — скапливается. А это уже ворота, привет, к деменции. Можете себе представить, что ваш мозг, словно забитая канализация, со временем начинает «пахнуть» не свежестью идей, а вполне себе болезнями. Ладно, есть тут и пара нюансов. Глифатическую систему открыли всего чуть больше десятилетия назад — это как выяснилось, у мозга нет стандартных лимфатических сосудов, как у остального тела. До этого учёные терялись в загадках, как мозг вообще не вспухает от собственного мусора. Всё оказалось просто: наш мозг устроил себе отдельную систему сливных трубочек, и когда вы спите, по ним течёт спинномозговая жидкость, унося коллекцию отходов прямиком в венозное русло. Экспериментаторы (естественно, сначала с мышами) выяснили: глифатическая мойка в разгаре исключительно во сне. А вот оказалось, что некоторые исследователи умудрились поймать мышей на ночных отходах и решили — может, и днём чистка идёт не хуже. Сейчас ученые спорят, кто из мышей героичнее борется с токсинами. Но в целом — для окончательных выводов не хватает человеческих «мышей». Пока ясно одно: если вы спите, шансы очистить чердак от амилоидных завалов выше. А если вы решили устроить себе бессонную вечеринку — анализы покажут, что мозговых отходов, особенно в гиппокампе (это, если что, эпицентр Альцгеймера), становится больше. Оказывается, недавно здоровым добровольцам дали не поспать одну ночь — и мозги тут же набрались амилоидного мусора. Вопрос возникает сам собой: неужели хороший сон — средство от слабоумия? А вот здесь начинается самая нервная часть истории. Представьте, что вы — обладатель весьма распространённой неприятности под названием апноэ сна. Заснул — и вдруг дыхание на паузе. Итог — хроническое недосыпание, мозг с кислородом бедноват, двоякое удовольствие: и токсинов гора, и риск деменции на вырост. Как только людям с апноэ поставили на место ночное дыхание, количество мусора в мозгах уменьшилось. Есть ещё бессонница — засыпаешь будто после литра кофе или просыпаешься по сто раз за ночь. Связь с деменцией есть, это доказали. А вот можно ли очищать мозг, леча бессонницу, пока не разобрались. Короче говоря, пока что вывод один: спать надо качественно. Тогда у мозга есть шанс на генеральную уборку. Но будет ли лечение расстройств сна волшебной таблеткой от слабоумия — это вопрос, который пока оставляет учёных в философских спорах и эпичных лабораторных экспериментах. Нужно следить за такими исследованиями. К примеру, сейчас бурят мозги у людей с апноэ — включают им лечение, выключают, потом меряют уровень мусора в крови. Параллельно фармацевты колдуют над таблетками, чтобы победить бессонницу и выяснить, сможет ли мозг благодарно помахать веником по своим коридорам. В общем, пока лечебный сон для мозга — это больше предмет научного анекдота, чем обыденной практики. Но если вдруг вы заметили, что память стала дырявой, как дуршлаг — самое время сходить к врачу. А пока спите и не мешайте своему внутреннему сантехнику делать свою работу.
d-Амфетамин против здравого смысла: как мозг крыс забыл слово "нет"
d-Амфетамин стирает стоп-сигналы в мозгу крыс-ловеласов Вот вам свежачок из мира научной трагикомедии: оказывается, d-амфетамин (это такой мощный наркотик-стимулятор, если кто вдруг не в курсе) способен полностью сбрить тормоза у самцов крыс, выбивающие их из «интимной зоны» в случае отвержения. Ученые решили проследить, как экспериментальные грызуны вроде бы должны усвоить одну простую истину: если тебе намекнули – уходи, не трогай, значит, лучше поискать счастье в другом месте. Но вот незадача: под действием d-амфетамина крысы внезапно начинают проявлять энтузиазм там, где раньше хватало мудрости пройти мимо. Хотя бывали времена, когда даже хвостатые умели различать, где шанс, а где очередной штурм «неприступной крепости» сулит только позор и потраченную впустую энергию. Как крысам вдалбливают отвержение? Сначала крыскам (именно самцам породы Long-Evans — те еще ловеласы!) дали прочувствовать жизнь: 20 тренировочных сеансов в специальных «будках». В одной – доступная и вполне благосклонная самка без всяких спецэффектов, в другой – принцесса с запахом миндаля, но к процессу абсолютно равнодушная. Крысы мгновенно смекнули, что запах миндаля – это сигнал «уловы прочь», и стали игнорировать такие варианты, даже если самка вдруг становилась более открытой к знакомствам в процессе. Тут наука фиксирует: у животных формируется «обусловленное сексуальное торможение» — сложный эволюционный лайфхак, чтобы не тратить липиды впустую, когда шансов ноль. Что будет, если сломать систему стимулятором? После всесторонней муштры подопытных поделили на группы. Одни получили плацебо (соленую воду – вот и вся романтика бара), а другие – пилюлю d-амфетамина в одной из трех дозировок, из расчета миллиграммы на кило пушистого веса. Сценка: большой открытый вольер, две сексуально настроенные дамы. Одна пахнет как добропорядочный грызун, а другая – миндаль, то самое табу. Трезвые крысы, как и положено воспитанным джентльменам, игнорят миндальный соблазн, а все попытки флирта оставляют для беззапаховой подружки. Но стоит влить в них амфетаминовый допинг – табу исчезает как весенний снег: теперь гоняются за обеими, совершенно не смущаясь некогда страшного шлейфа отказа. Здравый смысл? Налицо химическая дисквалификация мозга. Важная ремарка: крысы не становились просто неадекватными или гиперактивными, не прыгали во все стороны и не устраивали вакханалий. Просто психические тормоза выключались – а сама техника ушкуйников оставалась безупречной. Был чисто снос защиты без разрушения атаки. А что с мозгом? Когда крысам повторно «распылили» миндальный запах уже под химической защитой или без таковой (женщин на сцене уже не было), ученые внимательно посмотрели, какие отделы мозга загораются под микроскопом. Тут пригодился белок Fos — своеобразный датчик, который начинает светиться, если нейрон недавно работал сверхурочно. Выяснилось, что у трезвых подопытных миндальный запах активировал обонятельную кору (отвечает за запахи), а зона, управляющая половым поведением (медиальная преоптическая область), наоборот, гасла, словно после ледяного душа. То есть мозг ловил сигнал «стоп», а эрекция отчаяния отменялась. А вот под амфетамином мозг вдруг «нашел счастье» в сигналах тревоги: резко возрастала активность в так называемой Nucleus accumbens — это ключ к сейфу удовольствий, зона, где живет мотивация и дофаминовая радость. Одновременно активизировался и центр выработки дофамина – вентральная тегментальная область. Видимо, миндалем теперь пахнет если не успех, то уж точно не провал. Более того, изменялась и работа миндалевидного тела (amygdala) — структуры, которая обычно заведует эмоциями и страхом, а в данном случае, по ощущениям, испытывала нечто вроде химической амнезии на неприятные воспоминания. Что все это значит для людей? Этот цирк, разумеется, творился с крысами – надеюсь, у вас нет иллюзий о глубоком родстве психики Homo sapiens с грызунами. К тому же исследование касалось только сиюминутного эффекта. А если крыса (или человек) будет наслаждаться стимуляторами регулярно — никто не скажет, не поедет ли крыша вообще, и не заменится ли «интимный стоп-кран» вечным «давай, давай!». Важно: амфетамин не делает из крыс суперлюбовников. В максимальных дозах отдельные товарищи даже не смогли довести половой акт до финального аккорда – что, впрочем, всячески поддерживает философию, что разгоряченный мозг и тело могут быть на разных волнах. На перспективу ученых больше всего занимает вопрос: как именно наркотики могут перезаписывать химически те сигналы мозга, которые должны были бодро защищать от дурацких поступков? Если «учебный» негативный опыт и вправду можно стереть одним дофаминовым залпом – не удивляйтесь потом, что у людей под кайфом чувство риска и самосохранения тает быстрее, чем зарплата после первого похода в магазин. Вот так, друзья, химия снова победила эволюцию, а крысы – наши маленькие проказники – очередной раз продемонстрировали, что в мозгу всегда найдется кнопка, которую кто-то рискнет нажать в обход здравого смысла.
Гении на батарейках: как электричество из розетки помогает стать креативнее
В Китае группа учёных решила: почему бы не попробовать подзарядить не только телефоны, но и человеческое воображение? Так появился эксперимент, в котором университетских студентов буквально подключили к электросети – в медицинских целях, разумеется. Но не спешите себя пугать: здесь не про варварские опыты над мозгом, а про довольно щадящую, но пикантную процедуру. Суть метода — транскраниальная альфа-стимуляция переменным током, или по-простому, слегка потравить мозг током в заботливом диапазоне 8–12 Гц, совпадающем с натуральным «альфа-ритмом» человека. Так мозг обычно работает, когда человек не особо напрягается: мечтает, ленится или творит шедевры, лёжа на диване. И вот, китайские учёные взяли 28 подопытных свеженьких студентов из университета Цюйфу (это, к слову, место с настоящей философской историей — родина Конфуция!), и начали в них «качать креатив». Студентов ждал двойной квест: сначала их «поджаривали» током по-настоящему, потом — подсовывали пустышку, где аппарат только слегка щекотал кожу, а остальное время беззастенчиво бездействовал. Конкретнее: настоящее воздействие длилось 20 минут, фиктивное — только десять секунд в начале и в конце, чтобы эффект плацебо был не хуже, чем в аптеке. Главное — ни один студент не знал, в какой раз на нём решили сэкономить электричество. После этого электрического приключения каждого сажали за компьютер и давали задачку для проверки изобретательности — так называемый Alternative Uses Task (AUT): это когда обычной вещи нужно придумать кучу необычных применений (например, что можно сделать из кирпича, кроме стены). Всё это время за мозгами наблюдали с помощью ЭЭГ — штуки, которая считывает электрические импульсы мозга. Итог? После настоящей электроподзарядки у студентов внезапно открывался второй, если не третий, дыхательный тракт для творчества. Они становились заметно оригинальнее, гибче в мышлении, фонтанировали идеями и даже умудрялись преподнести самые банальные мысли под таким соусом, что диву даёшься. Мозг у них заиграл новыми ритмами: альфа-волны выросли на радость исследователям. Авторы эксперимента делают осторожный вывод: можно и правда «прокачивать» креативность с помощью токов — не нужно никакого волшебства, главное, чтобы электричество не отключили. Конечно, этих подопытных было чуть больше двух десятков, и все они молоденькие студенты, а не представители всех возрастов от детсадовца до пенсионера. Так что, возможно, результаты повторить в широкой народной массе не удастся, но надежда ёще теплица. Статья о высоковольтном пути к творчеству появилась в журнале BMC Psychology. Над ней трудились Runze Zhou, Jinqian Wang, Xiaotong Man, Xinying Huang, An’ning Zhan, Chunlei Liu и Jiaqin Yang — люди, которые явно не страдают от дефицита смелых идей.
Префронтальный Cortex: Не командный центр, а штаб спецопераций мозга
Мозг, как известно, любит иерархию. А если бы у мозговых отделов были визитки, префронтальная кора смело писала бы на своей: «Главный по мыслям, действиям и эмоциям». Самая верхушка пищевой цепи в делах разума. Но как всякий настоящий шеф, она не орет приказами в мегафон, а раздает очень даже адресные указания — кому что делать и когда. Исследование сотрудников Массачусетского технологического института доказывает: между этим «боссом» и зрительной корой прокладываются специальные, ни на кого не похожие маршруты. Тема не нова — ученые давно спорят, шлет ли префронтальная кора со своим коронным «Усилить всё!» сообщения в стиле массовой рассылки или выборочно подмигивает нужным отделам. Вот теперь понятно: ни о каком «глобальном радиовещании» речь не идет. Собрали мышей, доставили крутую технику (два фотона — и уже из разряда «Обычных») и пошли по следу. В дело пошли вирусные трассеры — так ученые увидели, куда снуют отростки (аксоны) представителей префронтальной семьи. Оказалось, что два ключевых ее клана — передняя поясная кора (специалист по вниманию и ловле косяков) и орбитофронтальная кора (эксперт по трудным решениям) — на дух друг друга не переносят. Каждый метит в «свою» зону зрительной коры и не пересекается. Передняя поясная кора бодается за глубокие слои зрительной коры, повышая их готовность, особенно если мышь — вся в метеоре, только что понюхала опасность или пищу. Так и получается — чем бодрее грызун, тем резче картинка. В то время как орбитофронтальная кора подключается из разряда «Стоп, машина!» — когда дело запахло стрессом за границей нормы, она глушит поток зрительных данных, чтобы мышиные мозги не перегорели. Кто-то может спросить: «А это и у других отделов так?» Проверили. Моторная кора — дирижер движений — получает совсем другие послания: ей важна скорость бега, а не то, что видит глазок. Зрительная же довольствуется суровой правдой: стоит мышке застыть, и сигнал поступает один — «ты или бежишь, или стоишь!». Для закрепления результата ученые включили режим «Выключатель»: заблокировали направленные линии связи — и чудо! — зрительная кора потеряла способность к быстрым перестроениям внимания, когда было надо. А когда вырубается орбитофронтальная, зрительная кора превращается в вечный режим тревоги — никакой изоляции от переизбытка информации. Всем понятно теперь — префронтальная кора не размазывает эмоции по всему мозгу, а выдает точечные задачи. Потрошим мозг по кусочкам, но помним: опыты ставили на мышах. У людей там всё, возможно, значительно хитрее и замороченнее — проверить эти детали исследователи только мечтают. Ну а впереди у нас увлекательная задача — каким образом эти интеллектуальные тропинки перестраиваются, когда появится новая привычка? Поживем — увидим. Главное — префронтальная кора теперь официально не крикливый администратор, а элегантный тактик, выдающий спецзадания нужным исполнителям.
Кофеин против сна: дневная бодрость — ночная компенсация?
Ученые неожиданно выяснили: постоянное потребление кофеина не только чуть сокращает, но и ощутимо углубляет ночной сон. Человеческий мозг, как выясняется, способен сам подстраиваться к вечной атаке кофе и других бодрящих напитков. Важнейшие нюансы — дело опубликовано в солидном Journal of Psychopharmacology. Кофеин — чемпион мира среди психостимуляторов, любимец миллионов. Чашечка утреннего кофе или вечерний энергетик теперь — не просто традиция, а образ жизни. По скромным европейским расчетам, каждый взрослый в среднем получает от 86 до 263 мг кофеина в день — это где-то от одной до трёх кружек кофе. Отличный показатель всеобщей усталости. Но что остается за кадром обыденного употребления кофеина? Научные баталии вокруг его долгосрочного влияния на здоровье, в частности, на качество сна, идут десятилетиями. Хороший сон — это не праздная тема: от него зависят сердце, иммунитет, память и нервы. Большинство прежних исследований были сняты в условиях полной стерильности лабораторий. Там испытуемых превращали в бедных космонавтов: лишили кофе и потом скармливали его на ночь. Итог — кошмары любого трудоголика: бессонница, частые пробуждения, вечный поиск удобной подушки. Однако, скажите честно, кто из нас устраивает себе такие мучения добровольно? Большинство же пьет кофе каждый день, причем годами — и не собирается становиться лабораторным хомячком. Группа исследователей под предводительством Беньямина Штуки из Цюрихского университета решила разобраться: а есть ли эффект, если кофе пить годами, а не из-под палки? Для этого они скрестили данные британского "Биобанка" почти полумиллиона человек и швейцарского проекта HypnoLaus (1702 участника), где сон изучался в домашних условиях через полисомнографию — сложную процедуру наблюдения за снами с помощью датчиков на голове. Там фиксируют не только сами сны, но и дыхание, пульс, движение глаз и даже честности ответов на вопросы «А много ли вы пьёте кофе?» Всех участников разделили, как в школьной столовой: на тех, кто пьет четыре и более кофе в день, и на скромников с тремя и менее чашками. Analyse провели с помощью двух мощных статистических хаков. Первый — менделевская рандомизация: тут в ход идут гены, определяющие скорость расщепления кофеина — чтобы результат не испортили лишние пирожные в рационе или соцдем-статус. Второй способ — causal matching (каузальное сопоставление): подкладывают к любителю кофе двойника среди умеренных любителей — по возрасту, весу и степени уныния. Результаты? Хронические любители кофе спят короче (минус 11–13 минут за сутки), но этот скромный минус покрывается роскошью глубокой дельта-фазы сна — самого сладкого и восстанавливающего фрагмента ночи. "Зависимые" от кофе показывают по приборам ту самую глубину, за которую медики и борются. И даже субъективно качество сна не отстает — ни в унынии по утрам, ни в ощущения счастья после пробуждения сторонники кофе себя не ущемляют. Дополнительное умиление вызывает статистическая честность работы: ученые перестраховались и использовали кучу моделей, а публиковали только то, что давало одинаковый результат во всех случаях. Правда, нельзя исключить человеческий фактор: кто-то может приукрашать свои подвиги с кофе на анкетах, да и стандарты кружек в разных странах вызывают больше вопросов, чем FIFA к судейству на чемпионате мира. А еще есть подвох: почти все подопытные были европейцами. То есть для любителей кофе с берега Амазонки или чайных гуру из Китая общие выводы могут слегка не попадать в точку. Вывод напоследок? Да, ваши третья-четвертая чашка кофе могут слегка укоротить ночь. Зато мозг не дурак: чуть меньше спим — зато спим крепче, как броненосец во время урагана. Беда ли? Не похоже. Ученые резюмируют: пока нет оснований считать, что кофеиновая привычка опасна для сна — если, конечно, не путать подушку с клавиатурой.
Салоедство от головы до хвоста: как жирная диета ломает связь между мозгом и кишечником
Если вы думали, что жирная пища просто добавляет сантиметры на талии, то вас ждет сюрприз: она также внедряется в ваше настроение, память и вообще играет в прятки с вашим здравомыслием. То, что вы суете в рот, буквально обрывает телефонную линию между вашим кишечником и мозгом. Ученые — ирония судьбы, все еще верящие в возможность объяснения человеческой глупости биохимией — детально расписали, как регулярное поедание жирного приводит к химическому коллапсу всей системы связи организма. Основное вещество в этой мыльной опере — серотонин. Удивительно, но почти вся эта пресловутая «гормон радости жвачки» прячется от нас не в голове, а в кишечнике — около 95% всего серотонина живет именно там, где вы прощаетесь с последствиями вчерашнего ужина. Он руководит пищеварением и движением крови по кишечным закоулкам. Оставшиеся 5% серотонина обитают в мозгу — там он регулирует чувства, память и аппетит. Кишечник и мозг ведут постоянные химические переговоры по так называемой оси кишечник-мозг. Так в чем же подвох жирной диеты? Гвоздь программы начинается в кишечнике, в его глубинах, где клетки с название энтерохромаффинные (вот такое слово, не пытайтесь повторить без стакана воды) отвечают за производство серотонина. Вместо обычного режима, при обильном потреблении жирного эти клетки начинают работать сверхурочно: уровень серотонина в кишечнике поднимается до космических величин. В этот момент все системы очистки начинают барахлить. Белок-пылесос, который обычно убирает использованный серотонин, резко уходит в отпуск, потому что жир мешает его выработке. Итог? В кишечнике собирается серотониновое болото, от которого плохо всем — и бактериям, и иммунитету. Кишечник становится дырявым, то есть в кровь начинают просачиваться всякие неприятные штуки. Пока живот полон серотонина, в мозгу, и особенно в гиппокампе — том самом районе, где живет ваша память и эмоции, — начинается засуха. Почему? Всё из-за фермента моноаминоксидазы А — это местный мусорщик, который начинает работать сверхурочно и уничтожает серотонин ещё до того, как мозг сможет его использовать для прилива позитива или крепкой памяти. Вторая арена драмы — гипоталамус, «шеф-повар» чувства голода, который понимает, когда пора сказать «Хватит!». Вот тут жирная диета подкладывает свинью точности регулировки: рецепторов серотонина в гипоталамусе становится больше, а вот пользы от этого столько же, сколько от новых светофоров на пустой дороге — никакой. Клетки становятся глухи к нормальным сигналам сытости, и весь этот бардак ведет прямиком к перееданию и хаосу с метаболизмом. И тут наступает кульминация: истинная трагедия разворачивается в рафе — небольшом заводе по производству серотонина в мозгу. Казалось бы, жирная еда даже увеличивает там производство серотонина! Но не спешите радоваться: у рафе срабатывают автостоп-сигналы на нейронах, будто бдительный охранник перекрывает ворота. Итог: серотонина хоть самовывозом, да выйти на работу он не может — и всё, мозг сидит без поддержки. На сцену выходит бактерии кишечника — та самая микробиота, о которой любят рассказывать диетологи. Нормальные бактерии питаются клетчаткой, производят полезные короткоцепочечные жирные кислоты, которые охраняют мозг и настраивают серотониновый антураж в организме. Но жировое безобразие клетчаткой не богато, микробиота голодает, организму не хватает кислоты-бутерата (одной из главных кислых защитниц мозга), и тут снова начинается биохимическая паника. Дальше хуже: измененные бактерии запускают иммунную тревогу, льют в кровь цитокины — специальные «пожарные», которые могут пролезть даже сквозь защитный барьер мозга. Когда они оказываются в главном вычислительном центре, они перенаправляют сырье для серотонина на производство совсем других веществ, которые не только не поднимают настроение, а могут ещё и нервные клетки повредить. Как итог: серотонина мало, проблемы — навалом. Появляются тревога, уныние, когнитивные провалы. Кстати, этот каскад нарушений подогревается гормонами голода и насыщения (лептин и грелин), которые тоже устают от переизбытка жира и только усугубляют отсутствие контроля аппетита. Ну и куда же без кортизола — гормона стресса? Именно он под действием жирного питания начинает бушевать и активно уничтожать остатки серотонина. И вся эта химическая вакханалия приводит к банальной истине: чем дольше едите жирное, тем крепче хотите ещё, хуже спите, больше нервничаете и хуже соображаете. Ваш кишечник плачет, мозг скучает по серотонину, а вы — идете за добавкой картошки фри, мрачно жуя под сериальчик. Турне по этим мрачным химическим закоулкам открылось благодаря труду исследователей из университетов Северной Каролины, Brown и Cornell. Конечно, большая часть результатов — на лабораторных мышах: у людей всё может быть немного сложнее. Но если учёные сумеют заткнуть серотониновые «пробки» и восстановить микробиоту, можно будет рассчитывать на лекарства от обжорства, депрессии и туманного сознания. Хотя, если честно, поменьше жирного — и проблемы могут решиться сами собой.
Почему у мужчин и женщин разные мозги, или гены, которые всё портят уже 70 миллионов лет
Исследования опять докопались: мужской и женский мозг различается не только тем, как они смотрят на носки на полу, а на куда более глубоком уровне. Учёные подтвердили: в мозгах мужчин и женщин сотни генов работают совершенно по-разному. Сколько бы теорий за последние десятилетия ни выдвигали про интеллект и поведение полов, становится ясно: разница в нас прописана где-то между строк ДНК, и появилась это чудо ещё до того, как пещерные люди узнали, что огонь не для того, чтобы его нюхать. Хотите знать, от чего зависит, как ведут себя мужчины и женщины? Вот вам факт: после секвенирования полного генома человека (это когда учёные наконец-то увидели все наши 20 тысяч генов как на ладони), стало очевидно — генетика играет первозданную скрипку. Человеческий ген — это не просто закодированный набор для сборки белка. Это ещё и хитроумная инструкция о том, в каком мозге какие процессики должны работать активнее, а в каком — спать в дремучем анабиозе. Учёные копались в мозгах (буквально — в тканях, взятых у давно ушедших из жизни мужчин и женщин) и докопались до удивительного: треть известных генов (а это не шуточки) проявляет большую активность либо у мужиков, либо у женщин — и не только в классических органах вроде яичек, но и в самых обычных тканях и даже мышцах! В мозге же это разнообразие цветёт особенно буйно: одни гены на пределе работают у мужчин, другие — у женщин. Для красоты статистики: 610 генов в мозге бодрствуют у мужчин, а 316 — у женщин. И, сюрприз-сюрприз, почти все они (90%) раскиданы по обычным хромосомам, которые есть у всех в паре, а не только на X или Y. Это не просто прогулка гормонов — хотя тестостерон и эстроген, конечно, не остались в стороне. Просто так повелось, что у разных полов эти гены либо дремлют, либо рвутся в бой. Но вот что интересно: эти различия начинают проявляться у плода ещё до того, как у него появятся половые признаки. В исследованиях мозгов младенцев, ещё не начавших полового созревания, у мальчиков активно работали более 1800 генов, у девочек — Значительная часть этих генов встречается и во взрослых мозгах. Так что да, природа решила всё задолго до того, как Настя поймёт, что ей больше нравится Барби, чем машинки. А как это сказывается? Тут встаёт вопрос без ответа: «Насколько это отражается на поведении и способностях?» Пока известно только то, что женские гены чаще отвечают за нейроны, а мужские — за всякие мембраны и ядерные дела. При этом некоторые гены активны только в определённых отделах мозга, так что, возможно, каждый пол таскает по голове свой пакет спецэффектов. Подло лишь то, что разница в активности РНК не всегда ведёт к разнице в белках. Клетки умудряются лавировать, чтобы не вышло лишнего хаоса. И бывает, что развитие у мальчиков и девочек идёт разными маршрутами, приводя, однако, в одну точку — как если бы в школу вы пошли через подъезд или через мусоропровод, но всё равно оказались на уроке математики. Но есть и неприятные новости: отношение между половой спецификой генов и тем, кто как болеет. Например, те гены, которые связаны с болезнью Альцгеймера, чаще работают у женщин — возможно, поэтому у них и деменция встречается в два раза чаще. А у грызунов мужской ген SRY усугубляет болезнь Паркинсона. Вот тебе и сила пола! А что, это только у людей мозги виртозно издеваются друг над другом? Как бы не так, товарищи. Шаблоны активности мужских и женских генов находят и у мышей, и у мартышек — да и вообще у всех приматов на любой вкус. Кстати, у этих наших собратьев-гоминид списки отличающихся генов подозрительно совпадают с человеческими. Вывод прост: мы с обезьянами наследуем эту генную кашу от общего предка, жившего ещё 70 миллионов лет назад. Возможно, природа выбрала разной стратегии поведения для разных полов уже на заре млекопитающих или даже позвоночных. И даже червяк-нематода тащит у себя комплексы половых генов! Так что хотели равенства — получите: разница у нас вшита глубоко-глубоко, ржавым молотком её оттуда не выбить.
Не уникальность, а стандартность: почему умы гениев работают как у всех — только лучше
Ученые наконец-то решили разобраться, почему одни люди мыслят быстрее и глубже остальных. Оказалось, все дело не в каких-то редких суперсвязях мозга, а скорее в том, что мозг «умных» людей работает предельно эффективно, стабильно и — внимание! — удивительно обычно. Речь идет о так называемом факторе g — «общей интеллектуальности», который позволяет человеку быть асом не только в шахматах, но и в арифметике, и в умении разгадывать кроссворды. Уже давно заметили, что эрудит с талантом в одной области неожиданно не проваливается и в остальных. Кто бы мог подумать, что разгадка кроется не в размере мозга, а в том, как ловко нейроны умеют собираться в группы по интересам! Раньше ученые пытались объяснить интеллект длиной извилин и силой связей между отделами мозга. Но мозг — вовсе не усталый старичок с костылями из нейронов, а гиперактивный оркестр, который лихо меняет инструментовку по любой прихоти дирижёра. На этой идее и выросла «Сетевая теория человеческого интеллекта»: якобы IQ — это то, насколько наш мозг легко и изящно реорганизует нейронные ансамбли, в зависимости от задач. Для таких исследований используют функциональную МРТ — ту самую страшную трубу, в которой испытуемых просят просто лежать и не думать ни о чем, пока сканер ищет в их мозгу хотя бы намек на порядок среди хаоса электричества. Большинство прежних работ были нацелены на статические снимки — усреднённую активность мозга. Но такой подход похож на попытку понять характер человека, анализируя среднюю температуру по больнице. Новое поколение нейроучёных внедряет анализ динамических изменений — то есть, ловит мозг с поличным в моменты внезапных переходов между режимами работы. Команда Коли Хауко из Университета Торонто пошла ещё дальше. Они изучили не только, как часто мозг перескакивает из одного состояния в другое, но и насколько типично и аккуратно он это делает — и есть ли вообще у гениальности что-то уникальное. Использовался массив данных крупнейшего проекта Human Connectome Project, где 950 молодых и — что не менее важно для чистоты эксперимента — здоровых человек были протестированы годным набором когнитивных упражнений. Их мозги тем временем честно фиксировали каждый прыжок и паузу на МРТ. Исследование выявило шесть характерных "режимов" работы мозга. Это не праздники и не бухгалтерские отчёты, а вполне конкретные конфигурации сетей: от основного фона до танца сетей внимания и самоконтроля. У «умников» мозг дольше задерживался в тех состояниях, где шла работа этих самых сетей высшего порядка. И, как показал анализ, чем стабильней и «обычней» человек удерживал такие режимы, тем выше оказывался его интеллект. Всё как у всех – только чуть эффективней, чуть «чище» и дольше. Ещё важнее: переходить между похожими нейросетями у гениев получалось почти без усилий — минимальные изменения, максимум эффективности. Но если задача требовала радикального переключения — их мозг внезапно бросался в перестройку с размахом дорожного ремонта на Ленинградке. Там, где надо — экономия, где нужно — перестановка мебели до потолка. Теперь о загадочном показателе idiosyncrasy, то бишь степени индивидуальности паттернов. Оказалось: самые выдающиеся умы как раз наименее оригинальны по этим меркам. Их мозг работает по учебнику, и это почему-то отлично. Забавно: скорость обработки информации, напротив, связана с более частыми и даже хаотичными переключениями. Быстрее не значит стабильнее — скорее, наоборот. Есть оговорки. Все испытуемые — бодрые юноши и девушки, никакого стресса, никаких дедлайнов и ипотек. Всё наблюдала королева всех методов — корреляция, так что причинно-следственные выводы делать рано. Ну и, конечно же, лежать в МРТ совсем не то же самое, что решать интегралы или спасать мир. Тут тебе и предубеждения против исследований интеллекта, наследие истории, где IQ-тесты успели поиграть роль в сегрегации, дискриминации и всяких прочих нехороших штуках. Но современные учёные, как ни странно, ищут не новую линейку для людей, а пытаются понять, каким образом мозг — эта переключающаяся мясная каша — обеспечивает мыслительный размах Шерлока. Что дальше? Скоро таких умников запустят на новые когнитивные стрессы: пусть попробуют решать задачки прямо в трубе томографа. Возможно, «отпечатки» работы мозга в действии раскроют нам что-то по-настоящему занимательное. Ну а до этого момента вывод прост: настоящий ум — это не быть уникальным, а быть лучшим в повторении оптимального. Нет, не роботом. Просто мозгом, который экономно держит стабильные связи там, где нужно, и устраивает катастрофу — когда того требуют обстоятельства. Исследование провели Justin Ng, Ju-Chi Yu, Jamie D. Feusner и Colin Hawco.