La découverte de nouvelles possibilités du cerveau humain se produit de plus en plus souvent. Dans le même temps, les scientifiques ne peuvent pas comprendre pleinement comment il travaille encore. Svyatoslav Medvedev, docteur en sciences biologiques, membre correspondant de l'Académie russe des sciences, directeur de l'Institut du cerveau humain, a déclaré à Rosbalt dans une interview avec Rosbalt dans le cadre du projet Better Half of Life sur les secrets et les mystères du cerveau qui restent non résolus.
Docteur en sciences biologiques, membre correspondant de l'Académie russe des sciences, directeur de l'Institut du cerveau humain Svyatoslav Medvedev.
Svyatoslav Vsevolodovich, les gens étudient le cerveau depuis des centaines d'années. Quels progrès avez-vous réalisés pendant cette période?
- Pas même des centaines d'années, mais des milliers. La première craniotomie - la craniotomie - a été réalisée vers 5000 av. Même Hippocrate a fait valoir que l'intelligence est située quelque part dans le ventricule antérieur, c'est-à-dire qu'il a correctement deviné le rôle principal du cortex frontal. Et l'étudiant de l'ancien anatomiste Hérophile est devenu célèbre pour le fait qu'en ouvrant des cadavres, il est arrivé à la conclusion: le cerveau, d'une part, est le centre de tout le système nerveux, et d'autre part, l'organe de la pensée.
Les gens ont toujours été intéressés par leur propre appareil. Mais le cerveau humain est resté un mystère. Parce qu'il est situé sous un crâne assez solide, et qu'il est difficile d'y accéder. Même si cette boîte est ouverte, le cerveau donne l'impression, dirons-nous, de gelée. Cela ne semble rien de spécial. Mais lorsque cette «gelée» a commencé à être étudiée, des choses étonnantes sont apparues.
Il s'est avéré que le cerveau d'un adulte ordinaire pèse 1 à 2 kg et que le plus gros cerveau est chez les crétins. Autrement dit, on ne peut pas dire que plus le cerveau est gros, plus la personne est intelligente. Le cerveau consomme un quart de toute l'énergie dont le corps a besoin - 20% d'oxygène et 25% de glucose. Le cortex cérébral du rat mesure 5 m2. cm, chimpanzés - 500 m2 cm, et une personne - autant que 2300 pieds carrés. voir Dans le cortex, il y a environ 10 milliards de neurones, et le nombre de connexions entre eux est supérieur au nombre de particules de l'Univers. Dans le même temps, les capacités de réflexion des animaux, par exemple, des chiens et des humains, sont radicalement différentes, malgré le fait que les chiens sont très intelligents. Qu'est-ce qui fait la différence? Qu'est-ce qui fait du cerveau humain l'objet le plus parfait connu? Comment pense une personne? La controverse des chercheurs autour de ces questions se poursuit aujourd'hui.
Quelles découvertes scientifiques éclairent les mystères du cerveau?
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- La découverte de l'électroencéphalogramme au XXe siècle a permis d'observer l'activité électrique du cerveau depuis la surface du cuir chevelu. Et la prochaine percée dans la recherche a été l'enregistrement de l'activité d'électrodes implantées à des fins thérapeutiques chez des patients dans des zones spécifiques du cerveau. Avec leur aide, la neurophysiologiste Natalya Petrovna Bekhtereva a fait une découverte étonnante: le célèbre détecteur d'erreur. En 1968, elle découvre que le cerveau possède un mécanisme qui stabilise à la fois son travail et son comportement humain. Il vérifie continuellement si tout va bien.
Le fait est que pour la grande majorité de nos activités, il existe une norme pour leur mise en œuvre. Il permet de ne pas être distrait par la routine, maintient un état stable dans un corps sain, ainsi que la bonne exécution des activités quotidiennes, répondant à un écart entre la situation réelle et le modèle stocké dans la matrice mémoire.
Quand une personne fait une erreur - disons, dit que deux fois deux fait cinq, ou fait une inexactitude dans un poème qu'il connaissait, une lumière de secours s'allume dans la matrice. Un détecteur d'erreur vérifie chacune de vos actions. Vous quittez la maison et pensez: "Quelque chose ne va pas!" À votre retour, c’est ainsi: vous avez oublié votre portefeuille, vous n’avez pas éteint la lumière, un fer à repasser ou une cuisinière dans la cuisine. Si cet "appareil" cérébral fonctionne correctement, vous pouvez tranquillement vaquer à vos activités quotidiennes, qui se font généralement automatiquement.
Des dysfonctionnements de ce détecteur se produisent-ils?
- Bien sûr, et deviennent souvent la cause de la maladie mentale. Le détecteur, en tant que mécanisme de base du cerveau, est très résistant. Mais s'il se décompose, il se transforme, pour ainsi dire, en un déterminant d'erreur - et stabilise l'état pathologique. Disons que vous avez eu une maladie en phase terminale mais que vous avez survécu. Et puis le détecteur d'erreur préfère ne pas expérimenter, ne rien changer pour le meilleur ou pour le pire. Par exemple, le bras droit était cassé, la personne a commencé à tout faire avec la gauche. Le plâtre a été enlevé, et il continue de travailler avec sa main gauche … Auparavant, ils ont même attaché la main blessée au corps pour que la personne développe à nouveau une main saine.
Il en va de même pour les états obsessionnels tels que la toxicomanie. Une personne comprend que ce n'est pas nécessaire, mais elle ne peut pas résister à la rupture du mécanisme principal du cerveau. Dans certains cas, cela désorganise complètement sa vie.
C'est le prix à payer pour la grande stabilité du cerveau, qui est fournie par le détecteur non seulement dans la «norme», mais aussi en pathologie. Physiologiquement, cela est compréhensible: la survie de l'organisme est au moins assurée, et tout changement est lourd de déstabilisation et de détérioration - après tout, les détecteurs d'erreurs ne savent pas ce qui est bon et ce qui est mauvais.
Et si une personne fait une erreur délibérément? Par exemple, à des fins de manipulation - c'est-à-dire de mensonge?
- Même avec un mensonge délibéré et profitable, le détecteur signale toujours un "désordre". Cela est nécessaire pour qu'une personne ne croie pas en ses propres mensonges. Par exemple, si vous dites à quelqu'un: «Allez, la glace est assez forte», sachant qu'en réalité ce n'est pas le cas, alors vous-même ne suivrez pas.
Il est impossible de bloquer délibérément le détecteur d'erreur. Par conséquent, toute coercition dans ce domaine - par exemple, des tentatives de mettre des policiers sur des toxicomanes - est insensée.
Quelles méthodes de recherche sur le cerveau sont utilisées aujourd'hui?
- Tomographie par émission de positrons, imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, magnétoencéphalographie, électroencéphalographie et autres. Par exemple, l'EEG cartographie très précisément l'activité électrique du cortex. Vous pouvez voir comment les centres d'excitation du cerveau se déplacent au cours de son activité (le soi-disant «point lumineux de la conscience», tel que formulé par le physiologiste Ivan Pavlov). Dans le même temps, tous les moyens techniques existants et en développement constant d'enregistrement de l'activité cérébrale sont nettement en avance sur les approches informatiques acceptées pour l'analyse des données. Il existe également des limites physiologiques - par exemple, vous pouvez augmenter la résolution spatiale du PET, mais cela entraînera automatiquement une augmentation de l'exposition aux rayonnements, ce qui est inacceptable pour la santé humaine.
Les progrès technologiques ont permis d'obtenir une énorme quantité de nouvelles informations sur le cerveau au cours des dernières décennies. Certains forums scientifiques annuels rassemblent plus de 3 000 participants - ce sont des kilomètres d'affiches avec un nombre incroyable d'informations. Presque toutes les zones du cerveau et les réserves cérébrales de presque toutes les fonctions corporelles imaginables ont été étudiées. Cependant, les données que reçoivent les chercheurs sont souvent mal interprétées. Nous avons accumulé une énorme quantité de données factuelles sur la cartographie cérébrale. Mais la connaissance des lois du cerveau est assez modeste.
Mais qu'avez-vous compris? Quel est le cerveau pour vous?
- Le cerveau est une interface, un intermédiaire, un lien entre la matière et l'idéal. C'est un organe qui relie le monde de la psyché humaine, le monde des idées et le monde de la réalité. Un outil avec lequel nos pensées se transforment en actes. Autrement dit, le cerveau transforme ce qui existe dans notre imagination en réalité. Et, comme l'a dit le physiologiste Ivan Sechenov, Garibaldi sourit quand il est réprimandé pour un amour excessif pour sa patrie, la fille tremble-t-elle avant le premier rendez-vous - les deux se transforment finalement en mouvement.
De plus, le cerveau est un système. Ses fonctions supérieures ne sont pas assurées par le travail de zones individuelles, mais par leur interaction. En conséquence, quelque chose de plus est généré que leur spécialisation initiale, par exemple: la parole, la créativité, etc., c'est-à-dire ce qu'une personne développe dans le processus de la vie.
Vous avez dit que le cerveau est très résistant aux dommages. Combien?
- Beaucoup. Il y a des cas étonnants. Par exemple, au 19ème siècle, un Anglais a été frappé à la tête avec un pied de biche, à tel point qu'une tige de fer a traversé l'orbite de l'œil et est sortie de l'autre côté du crâne. Mais cet homme a survécu, a conservé une parfaite santé mentale et a vécu longtemps. Il est devenu très querelleur et grincheux, et tout le reste est resté inchangé. L'histoire connaît également un cas où un certain capitaine de l'armée a reçu une blessure par balle à l'œil: une balle de mousquet a probablement brisé les sections frontales du lobe frontal - le trou de sortie était dans la tempe. Néanmoins, plus tard, ce capitaine du nom de Koutouzov devint maréchal de champ …
Le cerveau peut-il "survivre" sans crâne du tout?
- Pourquoi? Techniquement, cela peut être faisable, mais à quoi sert une telle opération? Si le cerveau ne meurt pas, étant séparé du corps, il sera dans un état «enfermé» - «une personne enfermée». Ce phénomène est observé chez les patients dans le coma. Le cerveau autonome n'a aucune connexion avec les organes des sens, il ne ressentira rien, il ne sera pas possible de communiquer avec lui. Vous ne pourrez même pas comprendre s'il pense ou non. La science n'a pas besoin de cela et n'est pas intéressante.
Est-il réaliste de créer une prothèse artificielle d'une partie du cerveau, une neuropuce, qui remplacera une zone malade et endommagée?
- Je suppose oui. Très probablement, une prothèse auditive ou une prothèse de vision peut être fabriquée. Mais jusqu'ici nous en sommes encore loin.
Ils disent que les scientifiques américains ont trouvé un moyen de débarrasser les gens des mauvais souvenirs, des phobies et de la dépression en utilisant un appareil similaire à la "gomme à mémoire" du film de science-fiction "Men in Black". J'ai appuyé sur le bouton et me suis débarrassé du cauchemar ou du psychotraumatisme … Est-ce possible?
- Même si oui, alors dans un être très développé, cette mémoire est toujours restaurée. Tout dans notre cerveau est extrêmement intimement lié. Vous saisissez un épisode de votre mémoire, la connexion avec lui disparaît, mais le cerveau le trouve toujours et ne demande pas votre permission. Le subconscient est une chose imprévisible.
Et voici une autre nouvelle: des neurophysiologistes israéliens ont développé un appareil qui permet aux aveugles de "voir" avec leurs oreilles. L'image de la caméra est traduite en une onde sonore qui, à son tour, est traitée par le cortex visuel du cerveau. En conséquence, le cerveau donne à une personne une "image" comme celle que les dauphins voient …
- Vous ne pouvez pas voir avec vos oreilles! Ce ne sont pas les zones du cerveau qui travaillent ici qui reçoivent les informations primaires, c'est-à-dire les organes de la vision, mais celles qui les analysent. Lorsqu'une personne ne voit pas, elle commence à comprendre les signaux. C'est comme garer votre voiture: si vous garez votre voiture à l'aide du radar, le système émet un bip. Vous entendez les sons de "pipi-pipi-pipi …" et les utilisez pour estimer la distance à l'obstacle, bien que vous ne puissiez pas le voir. Ce n'est pas une vision, mais la transmission d'informations sur certaines choses spécifiques. Admirer de cette façon, par exemple, une image dans toute sa diversité ne fonctionnera pas.
Et si l'image est bourrée de puces qui vont commencer à publier ce très "pee-peep …" à des fréquences différentes? Et alors?
- Comptons. La résolution dans les œuvres de peinture se situe quelque part dans la région des fractions de millimètre. Cela signifie que sur une toile, disons, un mètre sur deux, il devrait y avoir près d'un milliard de jetons. Il sera tout simplement irréaliste de traiter tous leurs signaux, et une personne aveugle ne pourra pas regarder l'image de cette manière.
Une personne peut-elle taper du texte en utilisant la pensée?
- Facile. Seulement ce sera plus long que d'habitude
Le physicien théoricien anglais Stephen William Hawking, complètement immobilisé suite à une maladie, contrôle l'ordinateur à l'aide d'un capteur fixé contre les muscles faciaux de sa joue. À votre avis, fait-il vraiment un travail scientifique et communique-t-il avec les autres de cette manière?
- En effet - il existe une possibilité d'un tel contrôle.
Mais même la frappe habituelle de cette manière doit être incroyablement lente …
- Et il le fait assez rapidement - il s'y est habitué … Récemment, j'ai vu comment une fille faisait la queue dans un magasin et tapait des SMS à la même vitesse que les dactylographes professionnels. Elle avait un long ongle, et elle l'a rapidement tapoté sur l'écran avec. C'est une question d'habitude.
Vous avez dit que le problème pour les chercheurs sur le cerveau est maintenant de parvenir à analyser l'ensemble du flux d'informations entrantes. Autrement dit, les nouvelles données arrivent plus rapidement que vous ne pouvez les traiter?
- Oui - et comment nous comprenons comment les traiter.
Cela signifie-t-il que la science du cerveau est dans une sorte de crise?
- Au contraire, il se développe de manière intensive. Plus nous ne comprenons pas quelque chose, plus c'est intéressant.
Interviewé par Vladimir Voskresensky