Нейро-Новости

1 сентября 2008

Новая опасность: цифровые наркотики

Все мы знаем, что музыка может оказывать влияние на настроение: от грустных песен может хотеться рыдать, а весeлые дают слушателю заряд энергии. Но может ли музыка производить такой же эффект, как наркотики?

Этот вопрос может показаться нелепым. Однако существуют веб-сайты, на которых выкладываются специальные аудиофайлы, и единственное, что нужно вашему ребeнку для того, чтобы получить доступ к "цифровым наркотикам", - это компьютер с доступом в Интернет и наушники.

Существует несколько слэнговых терминов для обозначения этих звуков. Применяются, например, слова "idozers" и "idosers". Эти звуки вызывают схожие с наркотическим эффекты за счeт так называемых бинауральных ритмов. Называть бинауральные ритмы "музыкой" - неправильно. Это эмбиентные звуки, произведeнные таким образом, что оказывают влияние на работу мозга.

Для восприятия бинауральных ритмов необходимо пользоваться наушниками. В каждом ухе должны раздаваться разные звуки. Они складываются в нужную комбинацию в мозгу, в результате чего образовывается нужная частота. Эта частота соответствует частотам мозговых волн. Существуют разные частоты мозговых волн. Они соответствуют разным состояним человека - таким как умиротворение, или наоборот встревоженность.

Предположительно, цифровые наркотики синхронизируют волны вашего мозга со звуком. Вследствие этого они оказывают влияние на психическое состояние. Бинауральные ритмы создают некоторый пульсирующий звук, и в него могут включаться другие шумы. На некоторых сайтах бинауральные ритмы оказывают на пользователей безвредный эффект, например помогая ему развить "экстрасенсорные возможности". А на других посредством этой возможности осуществляется своего рода терапевтическое воздействие, например - помощь в медитации, а также в релаксации. Существуют и такие ритмы, которые содействуют избавлению от вредных привычек и даже помогающие сбросить вес, или остановить поседение.

Однако основная доля интернет-сайтов, предлагающих своей аудитории ознакомиться с бинауральными ритмами, состоит из ресурсов, поставляющих пользователям аудиофайлы, эффект от прослушивания которых сродни алкогольному и наркотическому угару. Наиболее распространены файлы, которые приводят слушателя в состояние, близкое к эффекту от курения марихуанны. Однако ценителю не составит труда найти и такие звуки, которые производят эффект употребления ЛСД, крэка и даже героина!

Многие скептически смотрят на действие "айдозеров". Бинауральным ритмам было посвещено не слишком большое количество научных исследований. Однако некоторые из их результатов преполагают, что это явление может оказывать влияние на моторные функции и настроение человека.

Известный в своей области нейрохирург доктор Николас Теодор считает, что нет реальных свидетельств тому, что это влияние обсуловлено имеенно айдозерами. Однако, по его мнению, употребление айдозеров является индикатором готовности человека на более опасные эксперименты с веществами. Помимо прочего, Теодор заявил, что на этом фоне айдозеры являются одной из многочисленных причин, по которым родители должны контролировать пользование детей Интернетом.

В Сети можно прочитать множество пользовательских отзывов с описанием эффектов от употребления цифровых наркотиков. Они говорят о том, что айдозеры всe же оказывают на человека некоторое влияние. Для того, чтобы принять решение о том, насколько эти файлы могут быть вредны, достаточно зайти на YouTube - подростки часто размещают на этом портале ролики, в которых показывают свои эксперименты с айдозерами.

Компании, которые торгуют цифровыми наркотиками, используют аргументы обоих сторон. Они говорят, что айдозеры оказывают сильное воздействие. Некоторые виды этих наркотиков предлагается применять только "продвинутым пользователям". Они также признают, что некоторые пользователи могут обладать иммунитетом к бинауральным ритмам, и что эффект достигается только в правильной ситуации.

Одновременно продавцы цифровых наркотиков уверяют, что их товар совершенно безвреден, и он не может оказать разрушительного воздействия на психику. Давайте рассмотрим это противоречие детальнее. Веб-сайты айдозеров говорят, что бинауральные ритмы производят эффект, сравнимый с действием обычных наркотиков: они могут вызывать нарушения координации и даже галлюцинации, могут становиться причиной таких инцидентов, как автокатастрофы. Если бинауральные ритмы действительно обладают приписываемыми им свойствами, то очевидно, они представляют опасность.

Кроме того, они попросту могут обладать эффектом "плацебо" - это, опять же, небезопасно.

Источник: Webplanet

* * * * *

Миндалина поможет стать смелым за несколько дней

Страх – важнейший инструмент естественного отбора, а умение в нужный момент убежать – залог успешной выживаемости. Некоторые возразят, что, мол, необходимо тренировать силу воли. Но учёные выяснили: многие боязни и фобии "прошиты" в нас на генетическом уровне. Не беда! С этим можно будет бороться, воздействуя на головной мозг с помощью точечной терапии.

По одной из традиционных версий, в основе страха лежит осознание конечности своего существования. А также его туманности. Просто-таки гамлетовская ситуация: "когда бы страх чего-то после смерти, – безвестный край, откуда нет возврата земным скитальцам, волю не смущал".

Однако успехи молекулярной биологии постепенно приоткрывают эту мистическую завесу. Современное ощущение риска и опасности – цепочка химических реакций в различных отделах мозга.

Размер миндалевидного тела предположительно связан с агрессивным поведением – то есть с "отвязанностью". Кстати, у мужчин после кастрации оно сжимается более чем на 30% (иллюстрация с сайта howstuffworks.com).

Начинается эта цепочка с появления внешнего раздражителя, а на конце её – производство необходимых для повышенной концентрации химических соединений: сердце начинает биться чаще, лёгкие работают в более продвинутом режиме, мышечные массы напрягаются, ну и так далее.

В нейрофизиологии эта реакция обычно называется бей-или-беги (fight-or-flight). Организм таким образом даёт возможность либо быстро убежать, либо резко и более внушительно намекнуть противнику в правый глаз.

Раньше это, конечно, было более актуально, но и теперь чувство страха не потеряло своего значения. Не просто так возникают фобии.

Если одна вредная дверная ручка постоянно бьётся током, вы волей-неволей будете находиться в состоянии повышенного напряжения, берясь за неё.

В страхе нет ничего противоестественного. Наоборот, это обусловленная длительным эволюционным путём мгновенная активизация ресурсов организма. Он предупреждает о возможной опасности и позволяет сосредоточить внимание на её источнике (иллюстрация с сайта howstuffworks.com).

Есть и более сложный уровень: боязнь высоты или самолётов, например, формируется априори - находиться на краю пропасти действительно рискованно, а об авиапроисшествиях регулярно и со всеми ужасающими подробностями сообщают в новостях.

Учёные уже давно начали собирать воедино головоломку панических ощущений, нацелившись на детальное описание биохимических процессов, лежащих в их основе.

А они достаточно сложны и запутанны. Настолько, что зачастую, переступив тонкую грань физиологической необходимости, страх превращается в фобию или в навязчивое состояние.

Тем не менее все "дороги страха", по мнению большинства учёных, ведут в гипоталамус. А важнейшую роль в формировании реакции этого координатора гормонального обмена играет миндалевидное тело (corpus amygdaloideum).

Развитие страха определяется двумя нейронными путями. Первый отвечает за развитие основных эмоций, реагирует быстро, но сопровождается большим количеством ошибок. Второй реагирует медленнее, но более точно (иллюстрация с сайтов pspsps.tv, howstuffworks.com).

Ранее исследования уже показывали, что эта подкорковая мозговая структура играет важную роль в процессе, известном как подавление страха. Но сам механизм оставался как бы чёрным ящиком: было непонятно, какие именно кластеры клеток ответственны за реакцию возбуждения.

Новые методы исследований помогли приблизиться к разгадке: катализаторами являются, скорее всего, так называемые вставочные нейроны (или вставочные клеточные массы амигдалярного комплекса – intercalated neurons), которые и ответственны за преодоление страха.

Американские учёные обнаружили в мозге подопытных крыс особые клетки, которые позволяют им побороть страх и тревогу.

"Полученные нами данные свидетельствуют о том, что мы не можем забыть наш страхи, но зато есть шанс научиться не бояться вызывающего страх раздражителя", — говорит руководитель исследования Дэнис Паре Denis Paré из университета Рутгерса (Rutgers University).

Разрушение миндалины приводит к изменениям внутригрупповых отношений у горилл. Самцы, ранее занимавшие высокое положение в группе, переходят в подчинённое – дикие хозяева джунглей превращаются в ручных животных (фото с сайтов primatediaries.blogspot.com, nationalzoo.si.edu, mongabay.org, pulitzercenter.org).

Паре и его коллеги продемонстрировали важность вставочных нейронов, проводя тренировки грызунов по Павлову: когда их бил слабый электрический ток, это сопровождалось определённым сигналом.

Возникали условные рефлексы, которые учили крыс бояться этого звука, и, услышав его, они на несколько секунд в ужасе замирали на месте.

Во втором раунде исследователи тоже использовали контрольный сигнал, но уже, как водится, без электросудорожной терапии.

А на следующий день после окончания "тренировок" группа использовала лекарства-мишени для нейтрализации вставочных нейронов у половины подопытных крыс.

По словам Грегори Куирка (Gregory Quirk) из медицинской школы университета Пуэрто-Рико (University of Puerto Rico School of Medicine), полученные группой Паре данные могут помочь фармацевтам разработать новые препараты для лечения фобий и навязчивых состояний, вызванных страхом (thinkcreatedesign.wordpress.com).

Неделю спустя животные с неповреждёнными нейронами привыкли к тому, что воспроизведение контрольного звука больше не связано с раздражителем и стали жить как ни в чём не бывало. А вот те особи, клетки которых были поражены, продолжали бояться и в ужасе застывали, каждый раз ожидая удара током.

Результаты эксперимента подтвердили предварительные догадки о том, что локализованные кластеры миндалины играют важную роль в формировании механизма нейтрализации (угашения) воспоминаний (extinction memories).

Механизм этот состоит в том, что с течением времени при отсутствии раздражителя реакция на него становится селективной.

Андреас Люти (Andreas Lüthi) из института биомедицинских исследований Фридриха Мишера (Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research) считает, что это "важное и элегантное" исследование наглядно демонстрирует роль вставочных нейронов в торможении страха (fear inhibition).

Такая детализация биохимического комплекса, в свою очередь, делает возможной разработку точечных препаратов для регуляции работы отдельных клеток головного мозга.

Авторы работы считают, что человека с неврозом можно будет привести в нормальное состояние буквально за несколько дней – именно столько занимает нейтрализация воспоминаний посредством миндалевидного тела в естественных условиях.

Лобноглазничная кора (orbitofrontal cortex) помогает нам принимать решения и следить за навязчивым влечением – например, за склонностью к риску в азартных играх. Сэмюел Чемберлен (Samuel Chamberlain) из Кембриджа (University of Cambridge) считает, что физиологически основания панических состояний стоит искать именно там (иллюстрация с сайта sciencemag.org/Paul Wicks).

Но, с другой стороны, остаются неясными побочные эффекты такого "сфокусированного" воздействия. Да и в том, что за панические неврозы отвечает лишь corpus amygdaloideum, тоже уверенности нет.

Например, ещё в одном исследовании, опубликованном в журнале Science, панические состояния связывают с другой областью мозга. Соответственно, и "лечить" их надо будет по-другому.

В общем, простор для открытий остаётся немаленький, но к решению многих задач, ранее казавшихся фантастическими, наука уже приблизилась вплотную.

 Источник membrana.ru

* * * * *

Виртуальный мозг убил себя об стену ради науки

Что происходит внутри мозга человека, когда голова ударяется о препятствие? Казалось бы, тут давно всё ясно. Однако это не так. Американские исследователи решили подробнее изучить события, протекающие в мозге за первую миллисекунду после удара о ветровое стекло автомобиля.

Как можно узнать, какие повреждения получает головной мозг при ударе? Ответ очевиден - изучая несчастных, попавших в больницу (или морг) с повреждениями черепа, или ставя опыты на животных.

Оба метода имеют свои недостатки. И оба позволяют заметить результаты воздействия, но не дают возможности увидеть - что именно происходит в сам момент удара. А ведь рассмотреть этот процесс в динамике - значит гораздо лучше понять природу повреждений.

Почему после сходных на вид (не смертельных) травм головного мозга разные пациенты показывают совершенно разные результаты в тестах на внимание, память, координацию движений? Почему люди, попавшие в не слишком серьёзные аварии, побывавшие в травмпункте и благополучно отпущенные домой, при возвращении к работе испытывают трудности?

Этими вопросами задались двое исследователей - Пол Тейлор (Paul Taylor) из американской национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) и Кори Форд (Corey Ford) из университета Нью-Мексико (University of New Mexico).

Первое мгновение удара о лобовое стекло (чёрная линия справа). Шкала показывает давление. Синий цвет - 1 атмосфера, красный - 30 атмосфер (иллюстрация Sandia National Laboratories).

Как сказано в пресс-релизе лаборатории, исследователи решили смоделировать картину удара головы о препятствие на суперкомпьютере.

Эксперимент должен был показать, что происходит в мозге человека, который врезается на автомобиле в стационарный барьер. Скорость столкновения - 54,7 километра в час. Ремни безопасности не застёгнуты.

Для решения этой задачи авторы работы отсканировали голову женщины на томографе и составили её компьютерную модель с тремя разными типами тканей: череп, мозговая ткань и церебральная жидкость. Они ввели в компьютер физические характеристики этих тканей, а также создали математическую модель удара.

Другой кадр из богатой на события первой миллисекунды. На этот раз - срез мозга в горизонтальной плоскости. Значения шкалы - те же, что и на предыдущем рисунке (иллюстрация Sandia National Laboratories).

Оказалось, что всего за миллисекунду после столкновения головы с лобовым стеклом в мозге могут произойти серьёзные повреждения, хотя, казалось бы, перемещения головы и мозга в этот момент невелики, да и ускорение не запредельное.

Причина - в ударных волнах, которые идут от точки удара внутри мозга, отражаются от стенок черепа и вновь прокатываются внутри головы. Вот видео - раз и два (MPEG-файлы, каждый по 5,7 мегабайта).

В момент прохождения этих волн в определённых точках мозга давление может достигать 30 атмосфер, а, кроме того, в некоторых местах возникают высокие напряжения сдвига. И то, и другое приводит к повреждению клеток мозга.

Ещё два сечения. Слева: напряжения сдвига (вид сбоку). Шкала в атмосферах (синий - 1, красный - 27). Справа: волны растяжения (красный цвет - 8 атмосфер) и сжатия (синий - 1 атмосфера). Вид на голову сверху (иллюстрации Sandia National Laboratories).

В ходе данной работы авторы получили картину изменения напряжений с высоким разрешением как в пространстве (смотрите иллюстрации), так и во времени. Ведь одну миллисекунду удара компьютер разложил на огромное число кадров.

Тем не менее, двое исследователей намерены ещё больше повысить разрешение своей модели, чтобы доскональнее понять механизм повреждений в различных отделах мозга.

Эта информация пригодится как медикам, лечащим травмированных пациентов, так и разработчикам средств защиты (шлемов, касок).

Ну а для всех прочих вывод простой: всегда пристёгивайтесь за рулём.

Источник membrana.ru

* * * * * *

Теннис в коме вызвал дебаты о состоянии овоща

Женщина в коме играет в теннис! Раскрыты мысли женщины в "бодрствующей коме"! Сенсационное сообщение британских учёных стало причиной возобновления научных дискуссий о пациентах, которых принято называть "растительными людьми" или "овощами". Неужели они могут ответить на устные команды? Они могут выборочно думать о выполнении определённых действий?

"Мы использовали функциональную магнитно-резонансную визуализацию, чтобы продемонстрировать сохранившееся сознательное понимание у пациента, отвечающего всем критериям диагноза вегетативное состояние. Когда пациента просили вообразить игру в теннис или мысленно переместиться по его дому, пациент активизировал те же поля коры головного мозга и точно таким же образом, как это делали здоровые добровольцы", - сообщили в своей статье в журнале Science доктор Эдриан Оуэн (Adrian M. Owen) и пятеро его коллег из Великобритании и Бельгии.

Если так можно выразиться, предметом исследования группы Оуэна стала 23-летняя женщина, пострадавшая в автомобильной катастрофе в июле 2005 года и, по меньшей мере, в течение пяти месяцев не демонстрировавшая никаких признаков сознательного понимания.

Пациентка спала с широко раскрытыми глазами, но не сосредотачивала взгляд ни на чём определённом, не издавала ни звука, не шевелилась и так далее. Не было никаких сомнений - вегетативное состояние налицо.

У доктора Оуэна и его команды три главных направления исследований: лобная доля большого мозга человека, дисфункции мозга при болезни Паркинсона и когнитивная функция у людей в вегетативном состоянии (фото Adrian Owen).

Включив магниторезонансный сканер для просмотра головы пациентки, учёные задавали женщине вопросы типа "Добавить ли вам в кофе молоко и сахар?" и следили за реакцией мозга. После того, как результаты этих опытов были задокументированы, исследователи усложнили эксперимент, предложив пациентке "проиграть в голове" различные сценарии.

Среди поставленных задач были воображаемая игра в теннис и просьба представить посещение всех комнат в доме женщины, начиная от входной двери. Зафиксировав и эти данные, учёные пригласили 12 здоровых добровольцев, которые должны были делать под "присмотром" магнитно-резонансной визуализации всё то же самое: кофе с молоком, теннис, прогулка по дому.

В итоге оказалось, что деятельность мозга растительной пациентки и добровольцев – идентична.

"Пациентка сохранила способность понимать голосовые команды и отвечать на них посредством мозговой активности, а не через речь или движения", — сообщили исследователи. "Вне всяких сомнений подтвердилось, что она осознавала себя и свою среду", - пишут они, правда, с оговоркой: "Маловероятно, что это верно для всех вегетативных пациентов".

Здесь показана мозговая активность трёх здоровых добровольцев, которых попросили мысленно поиграть в теннис. Деятельность мозга растительной пациентки доктора Оуэна была идентична (иллюстрация Adrian Owen с сайта nature.com).

"Она только редкая птица? Или мы будем видеть подобное как распространённое явление?" — спрашивает доктор Росс Зафонт (Ross Zafonte) из медицинской школы университета Питсбурга (University of Pittsburgh School of Medicine). Он назвал магнитно-резонансную визуализацию "уникальным способом оценить функции мозга" и сказал, что работа группы Оуэна "поднимают массу вопросов относительно сознания и того, как мы используем этот термин".

Другие эксперты, между тем, пока не убеждены, что результаты действительно показывают реакции пациентки на устные команды, полагая, что это может быть "инстинктивный ответ". "Исследование не демонстрирует сознание", — скептически отзываются они.

"Вы же не знаете, воображал ли пациент игру в теннис или просто отвечал на слово "теннис". Ответ на стимулы, даже сложные лингвистические стимулы, не даёт нам доказательства "решения" ответить. Отзыв на неожиданный болезненный укол булавки тоже не представляет такое "решение", - комментирует работу группы Оуэна невролог Имперского колледжа в Лондоне (Imperial College London) Пол Мэттьюс (Paul Matthews). — Есть много интересного в данном исследовании, но я думаю, что его результаты излишне смело интерпретируются".

"Наши результаты нельзя объяснить непроизвольной реакцией, - защищается Оуэн. - Мы показали, что слово "теннис" вызывает скоротечный ответ, длящийся лишь нескольких секунд, тогда как пациентка играла в теннис приблизительно 30 секунд и остановилась только тогда, когда мы сказали ей остановиться и отдохнуть".

Если же мозг растительных пациентов, пусть лишь некоторых, действительно реагирует на происходящее вокруг них, то, как пишет журнал Nature, метод команды Оуэна открывает захватывающую перспективу общения "овощей" с внешним миром. Одна лишь возможность получить ответ "да" или "нет" чего стоит! А если пациенты смогут ответить и на другие вопросы, к примеру, о собственных чувствах, каких-либо фактах, скажем, назвать своё имя...

"Очевидно, это следующий шаг, который мы попробуем сделать, но пока слишком рано говорить, сработает ли это, — признаётся Оуэн. - Мы ещё не знаем точно, на что способна наша подопечная". Он надеется обследовать больше пациентов, чтобы попытаться получить аналогичные результаты.

Верхняя пара изображений - мозг здорового волонтёра, слушающего речь. Две пары ниже - образцы растительных пациентов (иллюстрация Adrian Owen).

То, что и другие пациенты могут иметь "богатую и сложную внутреннюю жизнь", полагает и невролог Нарендер Рамнани (Narender Ramnani) из университета Лондона (Royal Holloway, University of London): "С учётом того, что такие пациенты могут быть сознательны и способны к принятию своих собственных решений, действительно ли можно считать приемлемой практикой для других людей заканчивать жизни этих пациентов без их согласия?" - спрашивает учёный.

И такие вопросы задаются всё чаще и чаще. На фоне развернувшихся дебатов многие вспомнили американку Терри Шиаво (Terri Schiavo), вегетативную пациентку, умершую в конце марта 2005 года в результате отключения систем жизнеобеспечения. Однако Оуэн говорит, что по сравнению с его пациенткой у Шиаво был более тяжёлый случай: она находилась в коме в течение 15 лет, почему её и признали фактически безнадёжной.

А вот для пациентки Оуэна, которая находится в коме всего пять месяцев, есть, по словам её доктора, "20-процентный шанс на восстановление".

В этом и состоит одна из главных проблем - тот факт, что растительное состояние может быть вызвано самыми разными травмами головного мозга и иметь неодинаковые последствия.

Так, люди, пострадавшие в меньшей степени и находящиеся в состоянии минимального сознания, вполне могут прийти в себя. К примеру, не так давно стало известно, что пациент в коме сам восстановил свой повреждённый мозг. Сообщалось также, что некоторых пациентов в вегетативном состоянии может пробудить сонный порошок.

Всё вместе это означает, что почти каждый пациент отличается от других. И женщина в коме, играющая в теннис – несомненно, тоже. 

Источник membrana.ru

* * * * *

Учёные построят электронный мозг

Учёные из Манчестерского университета планируют воплотить в жизнь проект стоимостью в один миллион фунтов стерлингов. Цель проекта под названием Brain box - построить такой компьютер, который будет воспроизводить взаимодействия нейронов в головном мозге, сообщает BBC.

Как известно, мозг человека намного более сложен, чем любая из современных вычислительных машин. Кроме того, он устойчив к сбоям, которые возникают при передаче электрических импульсов между нейронами. Непосредственно мозговая деятельность заключается генерировании биоэлектрических потенциалов. Британские учёные снимут электроэнцефалограму активности мозга человека, а затем смоделируют её на новом компьютере.

На основе результатов, полученных в ходе проекта, учёные надеются понять, как действует самый совершенный биологический компьютер. В задачу проекта так же входит попытка определить, как мозг человека обрабатывает визуальную информацию. 

Источник: Компьюлента

* * * * * *

Идентификация личности по биотокам мозга

В наше время террористических угроз очень актуальна тема точной идентификации личности. Лучше всего этого можно добиться, снимая биометрические показатели с человека, так как они уникальны для каждого индивидуума и не могут быть утеряны, забыты или подделаны в отличии от идентифицирующих кодов или паролей. Существует множество устройств для считывания радужной оболочки глаза, папиллярных узоров на пальце, рисунка кровеносных сосудов.

Израильская компания IDesia разработала новую технологию определения биометрических показателей, основанную на считывании динамических электрофизиологических характеристик, которые вырабатывают наш мозг, сердце и лёгкие. Чтобы система идентифицировала индивидуума, человек должен касаться двумя любыми пальцами рук к BDS-сенсорам ("biodynamic signature" sensor) в течение (примерно) восьми секунд (длительность зависит от уровня требуемой точности). Датчики представляют собой две небольшие, металлические пластины. Никакие другие устройства считывания не требуются.

Малый размер, доступность производства, долговечность датчиков и минимум энергии потребляемой системой, создают все предпосылки для использования оных в бытовой электронике, периферийных устройствах, персональных компьютеров, мобильных телефонах, КПК, смарт-картах и даже удостоверениях личности.

Компания рассчитывает продавать чипы BDS производителям биометрической продукции. Первое соглашение было подписано с Aladdin Knowledge Systems (Тель-Авив, Израиль), которая использует датчики BDS в устройстве идентификации личности eToken, подключаемого к порту USB. Компания Aladdin Knowledge Systems также является также инвестором IDesia.

Источник eet.com

* * * * * *

Вернуться назад