Головной мозг

Головной мозг состоит из серого вещества (кора и подкорковые ядра, тела клеток) и белого (клеточные отростки, «провода» нервных импульсов). Принято считать, что все основные процессы, среди которых сознание, мышление, движения, рефлексы и многое другое, происходят в сером веществе. В массе белого вещества в глубине мозга находятся серые ядра. Их работа связана с «подкорковыми» бессознательными процессами: от тревоги и радости до регуляции дыхания и работы сердца. Масса головного мозга — 1,1-2 кг, причем интеллект от массы не зависит.

У младенцев мозг весит около 300 г, но доля серого вещества в нем гораздо больше, чем у взрослых людей, а потенциальных связей между нейронами на 300 % больше. Со временем часть нервных клеток погибает, и мозг становится таким, как у нас с вами.

У птиц, амфибий и рыб извилин нет — у них не так уж много серого вещества. А у млекопитающих есть: извилины — это складки коры мозга, и чем больше нервных клеток в коре, тем большая поверхность требуется, чтобы они все поместились. Поэтому у человека извилины несколько глубже, чем, скажем, у землеройки. Мозг не обладает способностью двигаться, и шевелиться, конечно, извилины не могут, как ни напрягайся.

Академик Наталья Петровна Бехтерева, создательница Института мозга при РАМН, за свои работы получила несколько международных наград и всемирное признание в научной среде. Она провела множество экспериментов, лечила пациентов с нарушениями нервной системы и накопила колоссальный опыт по физиологии и патологии мозга. но основополагающие законы, которые позволяют человеку быть личностью, думать, предчувствовать и анализировать, она разгадать не сумела. Может быть, именно поэтому в своих поздних работах она уделяла внимание не только объективным методам исследования, но даже и мистике.

Сколько же времени потребуется человеку, чтобы создать полноценный искусственный аналог мозга?

Искусственный аналог мозга

Говорят, нервная ткань не восстанавливается. Это означает, что нейроны обладают очень низкой способностью к делению. Поэтому вырастить в пробирке нервную ткань сложно, хотя культуры некоторых других клеток уже удается получить искусственным путем (эпителий, соединительная и мышечная ткани, клетки печени и селезенки). Однако довольно молодая наука о стволовых клетках (низкодифференцированные клетки, как у эмбриона, способные превращаться почти в любые ткани организма) уже смогла произвести мировую сенсацию: японским ученым из города Кобе удалось в в 2008 году вырастить культуру нервных клеток, напоминающую ткань головного мозга, причем приборы даже зафиксировали некую электрическую активность. Сегодня исследования в самом разгаре. Предполагается, что искусственно полученные нервные клетки помогут вылечить миллионы больных с поражениями гиппокампа.

Гиппокамп (греч. hippocampos — «морской конек») — одно из самых структурированных и упорядоченных образований человеческого мозга. С его помощью мы чувствуем запахи, испытываем эмоции и обладаем кратковременной памятью на текущие события. Гиппокамп — парная структура, расположена в височных долях. Нейробиологи из университета Южной Калифорнии (Лос-Анджелес) взялись изготовить протез этой части мозга. Сложность состояла только в том, что механизм кодирования мозгом информации пока неизвестен. Разработчики пошли экспериментальным путем. В течение десяти лет они провели более миллиона экспериментов, стимулируя гиппокамп крысы разными по силе электрическими импульсами. Специальные приборы фиксировали исходящие сигналы. Была создана математическая модель, на основе которой изготовлена микросхема.

Модель вышла усредненная, но ее появления весь научный мир ожидал с нетерпением. Чип крепится к голове снаружи, а в мозг имплантируются две контактные матрицы, через которые идет электрический сигнал. Матрицы ограничивают поврежденный участок гиппокампа, между ними ткань удаляют — теперь вместо нее работает прибор. В настоящее время проходят испытания устройства на грызунах и обезьянах. Если все пройдет гладко, чип будет немного доработан, и его начнут устанавливать людям с болезнью Альцгеймера и синдромом Корсакова. Кто в нем нуждается больше, чем больные, которые с точностью помнят все, что было 40 лет назад, но не могут вспомнить, что произошло недавно? Есть шанс, что проект будет доведен до логического конца: среди его спонсоров военные организации США.

Заглядывая в будущее, можно предположить, что прибор, заменяющий гиппокамп, — первая ласточка в создании полноценного искусственного разума. Однако наивно полагать, что излюбленный фантастами искусственный интеллект появится в ближайшие годы. Ведь даже на разработку самой простой части мозга ушло 10 лет. Неизвестно, сколько времени потратила природа на создание этого сложнейшего по структуре органа. Если эволюция происходит от микро к макро, то развитие техники наоборот. Может быть, люди уже находятся на самом пороге открытия, а может быть, чтобы сотворить подобную структуру, науке понадобится еще не одно столетие.