Нейрофізіологи вгадують думки

Англійські учені експериментально показали можливість читання спогадів на основі даних функціональної магнітної томографії мозку. Випробовувані згадували один з трьох відеосюжетів, а завданням нейрофізіологів було визначити, який з відеосюжетів був вибраний. Учені цілком успішно справлялися із завданням. Їм вдалося виявити особливі зони гіпокампу, що відповідають за відтворення пам’ятних епізодів з життя.

Читання думок завжди вважалося дивом, і хто з нас не мріяв про те, що обіцяє надмогутність! Згідно деяким теоріям, предки людини володіли цією чудовою здатністю. Але в ході розвитку логічного мислення вони її втратили, і тепер людині розумній доводиться задовольнятися мовою — цією жалюгідною подібністю комунікації предків. Так чи інакше, але тепер саме за допомогою логічного мислення, тобто науковим методом, Homo sapiens довів принципову можливість читання думок. Йдеться саме про науковий метод, а не про інтуїтивне уявлення, віру або авторитетні думки, тобто, по суті, про ненаукове знання.

Команда англійських учених під керівництвом Елеонор Магьюр з Інституту неврології Університетського коледжу в Лондоні підготувала грунтовний (і, треба відзначити, нескладний) експеримент по читанню думок. Експеримент здійснювався за такою схемою. Десяти піддослідним показували три короткі відеосюжети по 7 секунд. У відеосюжетах актриса виконувала якісь прості дії: опускала лист в поштову скриньку, викидала жерстянку з-під кока-коли тощо. Учасники дивилися кліпи по 10 разів, потім згадували або один з певних сюжетів, або один за вибором. У  всіх випадках знімалися дані томографа, що сканував область гіпокампу і прилеглих структур. Потім об’ємні томограми оброблялися за особливою методикою. Після цього залишалося узагальнити дані сканування мозку при спогадах кожного з трьох кліпів і зрозуміти, чи можна за цими результатами визначити, який з трьох кліпів вибирав випробовуваний. Оскільки результат експерименту статистичний, кожен учасник повинен був згадати кожен з кліпів 7 разів на вимогу і 10 разів у вільному режимі.

Таким чином, виконання цього експерименту, крім акуратного підбору учасників і психологічно продуманого дизайну (скільки секунд триває демонстрація завдання, в який момент випробовуваний закриває і розплющує очі), вимагало рішення складніших технічних задач. По-перше, яку частину мозку сканувати? Не можна ж обстежувати відразу весь об’єм (принаймні на сучасному етапі розвитку технологій). По-друге, як здійснювати обраховування отриманих об’ємних зображень? Сучасна апаратура не досягає тієї роздільної здатності, яка дозволила б відстежити роботу кожного нейрона навіть в обмеженій області мозку. Який масштаб усереднювання допустимий для цифрової обробки томограмм?

Всі ці завдання група Елеонор Магьюр вирішувала не менше чотирьох-п’яти років. За цей час ученим вдалося довести локалізацію просторової пам’яті в області гіппокампу. Вони провели чудове дослідження за участю справжніх експертів в області просторового орієнтування  лондонських таксисті. Ця професія вимагає запам’ятовування взаєморозташування не меншого 20 000 вулиць Лондона. З’ясувалося, що у лондонських таксистів збільшені об’єм і маса сірої речовини в задній частині гіппокампу.

На базі експериментів з віртуальним простором учені підтвердили, що рішення про просторову локалізацію і зберігання відповідної інформації приймає головним чином гіппокамп. У  експерименті з віртуальним простором також передбачалося сканування мозку і обробка зображень. Об’ємне зображення ділили на осередки із стороною 1,5 мм. Кожен осередок складав інформацію про стан близько 10 тис. нейронів. Але, як з’ясувалося, навіть таке грубе усереднювання дає непоганий результат. Обробка зображень припускала порівняння осередків за принципом «кожен з кожним», тобто осередок з конкретними координатами для одного досвіду порівнюється з осередками з тими ж координатами в інших дослідах. Благо, сучасні потужності дозволяють обробляти такий колосальний об’єм інформації.

Всі ці «напрацювання» а насправді, чудові дослідження увійшли складовими частинами в експеримент по вгадуванню думок. Усереднені томограми для кожного з трьох кліпів дозволили визначати, який із спогадів вибрав той або інший учасник. Точність визначення склала 45%, а це істотно вище, ніж 33%, які б вийшли при випадковому попаданні.

У кожного з учасників картина збудження в гіппокампі була індивідуальною. Проте сама область, що складає працюючі нейрони, виявилася більш менш схожою: це передні бічні і задня права зони гіпокампу. У останній з названих зон міститься інформація про просторову локалізацію події, дві інші служать свого роду картою, який направляє спогади до потрібних відділів кори. Подібний картотечний спосіб зберігання автобіографічної або епізодичної па­м’яті (в протилежність знанням, отриманим з книг або на уроках) виявився схожим у всіх випробовуваних, так що цей спосіб автори дослідження вважають універсальним. Також вони вважають, що в цілому існує уніфікована функціональна топографія гіпокампу, тобто конкретні області відповідають за зберігання і маніпулювання конкретною інформацією.

Вірні чи ні уявлення лондонської групи про структуру і організацію гіппокампу і зберігання інформації, покажуть тільки подальші експерименти. Отже, розшифровка думок нині в руках нейрофізіологів!