Вижу цель!

Израильские и американские ученые открыли новый метод лечения некоторых видов расстройств умственной деятельности. Он заключается в установке на коже черепа пациента специальных датчиков, контролирующих работу мозга, покуда больной увлеченно предается видеоигре.

Болезнью Альцгеймера страдают более 4 миллионов американцев. Прогнозы на сей счет малоутешительны: ожидается, что в будущем в связи со старением населения Америки эта цифра значительно возрастет. Таковы результаты исследований, опубликованных в последнем номере журнала «Nature» командой ученых, которую возглавляет Ицхак Фрид (Itzhak Fried) — профессор кафедр неврологии Калифорнийского и Тель-Авивского университетов, а также руководитель отделения нейрохирургии тель-авивской больницы Ичилов.

Используя видеоигру, в которой фигурируют желтое такси, виртуальный город и сами игроки с соответствующими электрокодами, исследователи нашли способ обеспечить взаимодействие трех типов клеток, чтобы помочь людям управлять своими действиями в реальном мире. Пока пациенты играли в видеоигры, ученые подробно изучили характер реакции у семи эпилептиков, в мозг которых предварительно были имплантированы электрокоды, определяющие локализацию так называемого «фокуса» — области зарождения и развития припадка. Используя эти данные, профессор Калифорнийского университета Михаэль Каhана (Michael Kahana) и выпускница университета Брэндейс (Brandeis) Арне Экстром (Arne Ekstrom) зафиксировали реакции отдельных нейронов, получив поистине уникальную информацию о работе человеческой памяти. Эти открытия во многом способствуют появлению новых способов лечения многих заболеваний, связанных с расстройством умственной деятельности, — например, болезни Альцгеймера.

Определение локализации «фокуса» припадков дает уникальную возможность расширить знания об умственных возможностях человека. Пока пациенты беззаботно совершали виртуальное путешествие на виртуальном такси по виртуальному городу, подбирали в самых случайных местах виртуальных пассажиров и доставляли их в виртуальные пункты назначения, исследователи фиксировали сигналы каждой отдельной клетки мозга. «Исследования касаются информации, используемой человеком при ориентации и передвижении в пространстве, — поясняет профессор Фрид. — Повреждение соответствующей группы клеток может лишить человека способности ориентироваться и запоминать окружающую его обстановку».

Авторы журнальной статьи выделяют три вида клеток, помогающих человеку определить:

а) где он находится (место)

б) что он видит (поле зрения)

в) что он ищет (цель)

Ученые обнаружили клетки, определяющие «место» и находящиеся, главным образом, в гиппокаме (отделе мозга, отвечающем за долговременную память), и клетки «поля зрения». В ходе эксперимента клетки лобной и височной долей мозга активно реагировали на навигационные цели испытуемого и на взаимодействие упомянутых трех элементов: места, поля зрения и цели. Эти результаты говорят о том, что навигационная система человека в некоторых своих элементах подобна навигационной системе, используемой другими млекопитающими, но в то же время имеет ряд уникальных особенностей — главным образом, в силу уникальности нашего зрительного аппарата. «Наши исследования показывают, каким образом клетки человеческого мозга способны быстро отреагировать на некоторые особенности окружающей среды. Одним из самых интригующих открытий стало то, что отдельные клетки реагируют на комбинацию из трех упомянутых составляющих: место, поле зрение и цель. Например, мы обнаружили клетки, реагирующие на визуальное отражение лишь того объекта, который являлся целью» , — рассказывает профессор Каhана, эксперт по нейрофизиологии пространственной ориентации человека.

Проведенные на грызунах опыты показали, что клетки «места» сосредоточены в гиппокаме животных, повышая реакцию: нейроны получали электрический заряд всякий раз, когда зверек пересекал особые участки окружающей местности. Эксперты утверждают, что гиппокам и парагиппокам отвечают за ориентацию человека в пространстве, правда до сих пор остается неясным, встречаются ли обнаруженные у крыс системы кодирования места также и у человека или же пространственная ориентация человека в пространстве осуществляется посредством других механизмов, основанных на визуальном восприятии.