Язык и мозг. Нейробиология раскрывает главную тайну человека - [10]
Как быстро работает мозг
Нейроны обмениваются друг с другом информацией, зашифрованной в электрических импульсах. Сигналы отдельных нейронов слишком слабы, чтобы их можно было уловить прибором и измерить. Но во время исполнения определённой задачи загораются целые нейронные ансамбли. А вот их электрический сигнал имеет достаточную силу, чтобы его поймать. Ансамбли загораются и потухают с фантастической скоростью – за доли тысячные доли секунды.
Учёные разработали два аппарата, улавливающих электрическую активность мозга. Это электроэнцефалограф и магнитоэнцефалограф. Работы по регистрации токов мозга учёные начали ещё в конце XIX века. Первую энцефалограмму собаки записали в 1913 году, а ЭЭГ человека – в 1924. Активно использовать этот метод учёные стали спустя 10 лет.
Электроэнцефалограф измеряет электрическое поле. Для этого на голове закрепляется множество электродов, которые кабелями соединены с усилителем сигнала. Расстояние от электрода до поверхности мозга – 2 сантиметра. Результат энцефалограммы – это зигзаги или волны, изображающие процессы в мозге. В зависимости от разных состояний – бодрствует человек или спит, болен, что он делает – мозг производит волны разной частоты. Известны альфа-, бета-, гамма-, дельта- и тета-волны.
Их преимущество и в том, что они улавливают процессы, происходящие в доли секунды. Их слабость – точное место этих процессов. Они определяют только примерный регион.
Магнитоэнцефалография измеряет магнитное поле, которое образуется во время активности нейронов. Высокочувствительные катушки улавливают его малейшие изменения над головой человека. При таком исследовании человек сидит в кресле, над его головой висит труба – как суперфен в салоне красоты. В ней установлено от 100 до 300 катушек, но с головой человека они не соприкасаются.
Оба метода улавливают процессы, происходящие в доли секунды, и безопасны для пациентов. МЭГ даже используют для обследования ещё не рождённых детей. Кроме того, МЭГ более удобен для пациентов, так как им не нужно надевать специальную шапочку или закреплять электроды. Аппарат для МЭГ более чувствительный и более дорогой, чем электроэнцефалограф. Но для него необходим отдельный кабинет, в который не проникают электромагнитные волны извне. Слабость ЭЭГ и МЭГ – точное место происходящих в мозге процессов.
В мозге одновременно происходит много процессов. Как же распознать волну, связанную с языком? Для этого исследователи дают людям задания и при этом измеряют активность его нейронов. Этот метод получил название метод вызванных потенциалов. Разные потенциалы выглядят на графике по-разному. Они отличаются по скорости, по их местонахождению на графике, по месту возникновения в мозге. На языковые задания мозг реагирует пятью разными всплесками – N100, ELAN, LAN, N400, P600. Подробнее о них – в следующей главе.
Вызванные потенциалы помогают понять, как и когда мозг реагирует на грамматические ошибки, неподходящие слова, неправильный порядок слов. Их используют, чтобы узнать, как дети и взрослые обрабатывают речь, одинаково ли мозг справляется с родным и иностранным языками.
Как найти место языка в мозге
Мозг – самый дорогой орган тела человека. Он съедает 20 % всего кислорода, который поступает в организм. Кислород нужен мозгу, чтобы сжигать топливо для своей работы. Это топливо – глюкоза. Из окисления глюкозы образуется нужная для работы нейронов энергия.
Та зона мозга, которая больше всего работает, забирает больше всего глюкозы и кислорода, которые туда приносит кровь. Поэтому, измерив кровоток, учёные могут узнать, какая же зона мозга сейчас трудится.
Одним из первых таких приборов был позитронно-эмиссионный томограф (ПЭТ). Чтобы узнать, где в мозге самый большой расход глюкозы, когда человек выполняет задание, ему делают инъекцию с глюкозой, помеченной радиоактивным атомом. Мозг направляет её в активное место. Радиоактивный атом распадается на нейтроны и позитроны. Позитроны сталкиваются с электронами окружающих тканей. При этом выделяется энергия, которую улавливает томограф, и он формирует картинку. Учёные сравнивают картинку, которую они сделали до задания и во время. Так они узнают, какая часть мозга напряжённо трудилась.
Использование радиоактивных атомов небезопасно для человека. Поэтому сегодня этот метод применяют только в медицинских целях. К тому же появился другой аппарат – безопасный и с более качественным изображением. Это магнитно-резонансная томография (МРТ). На сегодняшний день она считается самым точным и безопасным методом, который используют как для медицинских, так и для исследовательских целей. Ткани тела состоят по большей части из воды, в каждой молекуле которой два атома водорода. Ядра атомов вращаются вокруг своей оси и производят своё магнитное поле. Оси вращения атомов водорода направлены в разные стороны. Огромный магнит выстраивает их параллельно. Затем МРТ-сканер посылает короткими импульсами радиоволны, и прекрасный порядок среди атомов водорода нарушен. Ядра качаются, пытаются вернуться в параллельный строй и излучают при этом радиоволны. Катушки аппарата МРТ улавливают эти волны, а компьютер на их основе составляет картинку. Чем больше атомов водорода собираются в одном месте, тем больше радиоволн они излучают. МРТ показывает, что и где находится: структуры мозга, их размер, толщину белого и серого вещества.
Миром правят числа. Все чаще и чаще решения принимают не люди, а математические модели. В числах измеряется все – от наших успехов в образовании и работе и состояния нашего здоровья до состояния экономики и достижений политики. Но числа не так объективны, как может показаться. Кроме того, мы охотнее верим числам, подтверждающим наше мнение, и легко отбрасываем те результаты, которые идут вразрез с нашими убеждениями… Анализируя примеры обращения с численными данными в сферах здравоохранения, политики, социологии, в научных исследованиях, в коммерции и в других областях и проливая свет на ряд распространенных заблуждений, нидерландский журналист, специалист по числовой грамотности Санне Блау призывает мыслить критически и советует нам быть осмотрительнее, о чем бы ни шла речь – о повседневных цифрах, управляющих нашим благополучием, или о статистике, позволяющей тем, кто ее применяет, достичь огромной власти и влияния. «Числа влияют на то, что мы пьем, что едим, где работаем, сколько зарабатываем, где живем, с кем вступаем в брак, за кого голосуем, как решаем вопрос, брать ли ипотеку, как оплачиваем страховку.
Предлагаем вашему вниманию адаптированную на современный язык уникальную монографию российского историка Сергея Григорьевича Сватикова. Книга посвящена донскому казачеству и является интересным исследованием гражданской и социально-политической истории Дона. В работе было использовано издание 1924 года, выпущенное Донской Исторической комиссией. Сватиков изучил колоссальное количество монографий, общих трудов, статей и различных материалов, которые до него в отношении Дона не были проработаны. История казачества представляет громадный интерес как ценный опыт разрешения самим народом вековых задач построения жизни на началах свободы и равенства.
Монография доктора исторических наук Андрея Юрьевича Митрофанова рассматривает военно-политическую обстановку, сложившуюся вокруг византийской империи накануне захвата власти Алексеем Комнином в 1081 году, и исследует основные военные кампании этого императора, тактику и вооружение его армии. выводы относительно характера военно-политической стратегии Алексея Комнина автор делает, опираясь на известный памятник византийской исторической литературы – «Алексиаду» Анны Комниной, а также «Анналы» Иоанна Зонары, «Стратегикон» Катакалона Кекавмена, латинские и сельджукские исторические сочинения. В работе приводятся новые доказательства монгольского происхождения династии великих Сельджукидов и новые аргументы в пользу радикального изменения тактики варяжской гвардии в эпоху Алексея Комнина, рассматриваются процессы вестернизации византийской армии накануне Первого Крестового похода.
Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.