Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

Складчина: Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are
Автор: Себастьян Сеунг
Переводчик: Алексей Капанадзе
Редактор: И. Опимах
Языки: Русский
Издательство: Бином. Лаборатория знаний
Серия: Universum
ISBN 978-5-9963-1685-4; 2014 г.
Страниц 440 стр.
Формат 60x90/16 (145х215 мм)
Тираж 200 экз.
Твердый переплет

Спойлер: Подробно

Успешная расшифровка генома человека не только послужила мощнейшим толчком к развитию биологии, но и закрепила в восприятии большинства людей идею о том, что мы в целом и есть наш геном: человек с его характером, способностями, талантами и будущими болезнями полностью закодирован в причудливом, врождённом сочетании белков. Профессор физики и нейробиологии Массачусетского университета Себастьян Сеунг считает, что это не совсем так. Практически в каждый момент своей жизни человек воспринимает новый опыт, накапливает воспоминания, черты его личности подвергаются деформации как в столкновениях с внешним миром, так и в попытках осмыслить окружающую действительность. Эмоции, память, мысли и суждения не запаяны в геноме с рождения — они отданы на откуп нейронам, которые передают химические и электрические сигналы внутри человеческого мозга. Коннектом — вся совокупность уникальных нейронных связей человека, и если бы мы могли наблюдать деятельность всех наших нейронов, нам не составило бы труда расшифровать собственные мысли и воспоминания, — считает Сеунг.

В перспективе исследование нейронной карты позволит нам не только лучше понять работу собственного мозга, различия в уровнях IQ или формировании личности, но и, например, упростит борьбу с психическими расстройствами, такими как аутизм и шизофрения. Предполагается, что они возникают вслед за ещё не выявленными нейропатологиями, влияющими на развитие мозга и появляющимися в результате аномального влияния генов или среды. Конечно, теоретически на ранних этапах развития живого организма можно попробовать исправить или заменить вредоносный ген, но взрослым людям, чей мозг с рождения развивался ненормально, помочь таким образом уже не удастся.

В раннем детстве мозг аутистов растёт быстрее, чем у нормальных детей, — преимущественно за счёт лобных долей. Возможно, из-за этого между корой лобных долей и другими отделами мозга возникает слишком мало связей, что и становится причиной расстройства. В случае с шизофренией в подростковом возрасте во время повторного после младенчества отмирания синапсисов (связей между нейронами), скорее всего, происходят некие патологические изменения: исчезают не те синапсы, которые должны исчезать, что и подталкивает мозг к психозу. Если бы мы научились проводить пересадку нейронов, то смогли бы побороть не только шизофрению и аутизм, но и болезни Альцгеймера, Паркинсона и многие другие психические недуги. На данный момент подобные задачи кажутся немыслимыми, но не становятся от этого невыполнимыми.
Книга Сеунга — не только повествование о перспективной и труднодоступной отрасли нейрофизиологии, но и, видимо, одно из наиболее подробных описаний работы человеческого мозга в целом. Большая часть нейронов сосредоточена в сером веществе коры головного мозга. Белое вещество, расположенное под корой, почти полностью состоит из их тонких ветвящихся отростков — аксонов, которые и осуществляют нейрокоммуникацию. Получается, что пространство белого вещества работает, как автомагистраль, которая передаёт сигналы между нейронами. В сером веществе нейроны образуют устойчивые связи — синапсы, которые формируются за счёт повторения сигнала и частоты его распространения среди связанных нейронов. Тело клетки суммирует электрические токи. Если результат превышает некоторое пороговое значение, аксон даёт пик — сигнал не затухает и движется дальше, формируя конечные мысли, суждения, физические реакции. Автор сравнивает работу нейронов с выборами, где окончательное событие происходит только после накопления сопутствующих позитивных сигналов, которые должны превосходить количество тех сигналов, которые им противостоят.

Сеунг рассказывает, как молекулы в наркотических веществах мимикрируют под нейротрансмиттеры, активизирующие (или наоборот деактивизирующие) нейронные рецепторы, как связаны химическая и электрическая нейрокоммуникации, как за счёт формирования клеточных ансамблей формируется наша память (эмоции от первого поцелуя, так же как и образы голливудских знаменитостей, удерживаются в голове из-за закрепившихся сцепок нейронных связей, каждая из которых хранит в себе кусочки информации — так человеческое лицо складывается из множества собранных вместе очертаний), и как затруднения в переподключении мозга мешают вырванным из комфортной, человеческой среды детям-маугли освоить базовые навыки общения и усвоения знаний, если их возвращают в социум на поздних этапах взросления.

Человек — это его коннектом, но если говорить шире и пытаться как-то домыслить основной тезис Сеунга (что и пытается сделать сам автор в завершающих главах), человек — это в первую очередь информация, которая вынуждена храниться во взаимодействиях и связях между нейронами. За гранью обозримого научного горизонта киберпанковские фантазии становятся реальностью: расшифровав коннектомы своих близких, мы сможем хранить их воспоминания на физическом носителе. Замороженные человеческие головы в реально существующих камерах компании Alcor в Аризоне имеют реальный шанс получить новую оболочку — на снимках с электронного микроскопа нейронные связи выглядят нетронутыми и, очевидно, сохраняют стабильность даже в умершем мозге. Кен Хэйворт, изобретатель одного из наиболее эффективных станков для нарезания мозговой ткани, с полной серьёзностью намеревается сохранить свой мозг в пластике ещё до того, как он окажется подвержен первым ощутимым дефектам. Поэтому, если у вас есть лишние $80 тысяч, имейте в виду — перед вами открыты возможности для крайне нетривиальных инвестиций в собственное будущее.

Спойлер: Кратко

Что такое человек? Какую роль в формировании личности играют гены, а какую - процессы, происходящие в нашем мозге? Сегодня ученые считают, что личность и интеллект определяются коннектомом, совокупностью связей между нейронами. Описание коннектома человека - невероятно сложная задача, ее решение станет не менее важным этапом в развитии науки, чем расшифровка генома, недаром в 2009 году Национальный институт здоровья США запустил специальный проект - «Коннектом человека», в котором сегодня участвуют уже ученые многих стран.
В своей книге Себастьян Сеунг, известный американский ученый, профессор компьютерной нейробиологии Массачусетского технологического института, рассказывает о самых последних результатах, полученных на пути изучения коннектома человека, и о том, зачем нам это все нужно.
Титул
Оглавление
Фрагмент