Бодибилдинг для мозга

Нейроучёный Илья Захаров о работе мозга, нейрофитнесе, трендах и проблемах современной нейроиндустрии.


norm

«Что может, а что не может дать обществу нейронаука?» — так началось выступление Ильи Захарова на конференции TEDxSadovoeRing в Москве. «x» в названии закрепляет соответствие формату международных лекций TED, «SadovoeRing» — среду обитания. В мире таких организаций более 3 000, в России — 32, участвует почти полтора десятка городов. VODA Magazine попросил Илью помочь разобраться, чем именно сейчас занимаются в нейронауке и как она может изменить наше будущее.

— С чего началась нейронаука в России?

В России нейронаука стартовала с очень хороших позиций. Одни из первых нейроучёных у нас — это Сеченов, Павлов, Бехтерев. Каждый из них был фигурой мировой величины. Для того, чтобы понять насколько революционными были их взгляды, нужно хорошо понимать, что мы знаем сейчас и что мы знали тогда. Я, честно говоря, осознал это совсем не сразу. Сначала мне казались очень тривиальными идеи, которые Сеченов, например, предложил. Про Павлова даже говорить не буду, но Павлов, естественно, велик и внёс невероятный вклад в нейронауку как в ту область, в которой мы пытаемся естественно-научными методами понять, как устроены наш мозг, наша психика, наше поведение и так далее. К вопросу о приоритете Павлова, сейчас вышла биография, полная, прекрасная и очень хорошо написанная американцами. Там до сих пор это имя, может быть, в некотором смысле даже более уважаемое, чем у нас. В нашей истории нейронауки было много взлётов и падений, много некрасивых историй, близких к тому, что происходило в генетике с Лысенко. В общем, сложно было развиваться нейронауке в советское время, но старт в 19 веке был на мировом уровне.

— Какие задачи сейчас ставятся нейронаукой во главу угла?

Есть 2 глобальных вопроса, они очень связанны между собой. Это психофизическая и психофизиологическая проблемы по-русски или hard и easy mind-body problem по-английски.

Первая, hard mind-body problem, психофизическая проблема,— это попытка ответить на вопрос, как так получается, что физические преобразования приводят к рождению субъективного образа, а верят в это все нейроучёные. То есть, условно говоря, для того, чтобы прямо сейчас объяснить моё поведение вам или ваше поведение мне, совершенно не нужно предполагать, что у вас есть какой-то субъективный мир внутри. То есть, возможно, вы сложно запрограммированный робот из будущего, которого прислали, чтобы он задавал вопросы, и никаких переживаний у вас нет. Такое теоретически возможно, но так ли это, я не могу и не смогу узнать. Это и есть сложная психофизическая проблема, и её никто не может решить в принципе. Есть философские варианты, но, на самом деле, все просто устали об этом говорить.

Вторая, более простая проблема,— психофизиологическая. В этом случае мы пытаемся сопоставить какие-то поведенческие, субъективные вещи с тем, что происходит в этот момент в мозге. На уровне причины и следствия мы не знаем, почему то, что происходит в определённый момент в мозге, приводит к изменениям в поведении, но мы знаем, что они настолько точно совпадают во времени, что это можно считать психофизиологическим коррелятом. Собственно, нейронаука глобально пытается ответить на вопрос, как наше поведение связано с тем, что происходит у нас в мозге.

Нейронаука пытается ответить на вопрос, как наше поведение связано с тем, что происходит у нас в мозге.

Если быть ещё точнее, то в настоящий момент мы уже понимаем, что изменения в теле не менее важны. Есть огромное количество теорий, которые говорят, что мы долго разбирались с тем, что происходит в мозге, и это было важно для того, чтобы двинуться дальше, но сейчас потихонечку, очень медленно, акцент смещается на то, что происходит у нас в желудке, например, состав бактерий которого влияет на наше поведение. То, как работают наши внутренние органы, влияет на наше поведение. Всё это завязано на мозге, но, на самом деле, его нельзя отделять от всего остального тела. Это тренд. Я не уверен, что все нейроучёные со мной согласятся, но мне кажется, что будущее исключительно за этим. За тем, чтобы мы поняли, что наш мозг не существует в отрыве от всего остального тела.

— Чем сейчас занимается ваша исследовательская команда Neuro-Future?

У нас есть несколько основных целей, но я говорю не только от лица этой компании: часть дел, которыми я занимаюсь, это чисто наука. Сейчас пытаемся понять, насколько вклад генов или вклад воспитания, среды и т.д. влияют на индивидуальные особенности в тех или иных нейрофизиологических показателях, конкретно связанных с тревожностью, например.

Первой нашей целью было рассказать о том, чем вообще занимается нейронаука. Мы чувствовали, что наш мир очень сильно отличается от мира, в котором живут люди, далекие от нейронауки. Это характерно для нейронауки во всём мире, но всё-таки на Западе разрыв меньше. Там наука гораздо сильнее освещается в медиа. Нам хотелось создать сообщество, для которого мы бы рассказывали о том, чем занимается нейронаука, о каких-то вещах, которые нам кажутся прорывными.

Начав делать это, мы поняли, что есть довольно большое количество простых проектов, которые можно реализовывать у нас. Они связаны с созданием игрушек, завязанных каким-то образом на мозг. Например, мы сделали экспонат для детского музея: гоночные машинки, которыми дети могут управлять на основе того, как работает их мозг. Делали презентацию, в которой мы управляли роботом на основе сигналов от мозга. Показывали, что можно сигнал от мозга закодировать в сигналы, которые будет принимать робот. Это не промышленные вещи, а скорее просто демонстрация того, что мы можем. Переход от того, что мы знаем в теории к практике, не всегда такой гладкий.


НейроТрасса (NeuroRace) — совместный проект NeuroFuture и Интерактивного музея «Живые Системы».
Источник: n-future.org

Скажу вещь, наверное, для коллег неприятную. Огромное количество нейроучёных хочет рассказать о том, как здорово всё то, что мы умеем делать, но это не так. У нас количество нерешенных маленьких вопросов такое, что все те проекты, которые сейчас стартуют, могут буксовать в неожиданных местах. Нужно прямо говорить о том, в чем мы можем буксовать, чтобы более прямым путём двигаться вперёд, потому что иначе мы рождаем неоправданные ожидания, которые закончатся тем, что нам перестанут верить.

Что ещё мы делаем? У нас есть проекты, связанные с попытками изменить то, как работает наша нервная система. Среди методов — нейрофидбек, который завязан на пластичность нашего мозга, его способность изменяться. Мы пытаемся двигаться в сторону целенаправленного изменения мозга относительно тех задач, которые есть у людей: учить людей справляться со стрессом, помогать детям справляться с контролем внимания, когда есть такие проблемы на физиологическом уровне.

Есть проекты, в которых мы пытаемся применить те же принципы биологической обратной связи, чтобы дать организму больше информации о том, что с ним происходит. Например, людей с ДЦП можно научить тренировать определённые мышцы, чтобы было проще управлять своим телом. В общем, есть довольно большой спектр проектов. Они все слишком широки сейчас, но, я надеюсь, будут выстреливать в ближайшие несколько лет. А выросло всё это просто из того, что нам было интересно рассказывать людям о том, что происходит.

— А что значит «пластичность мозга»?

Мозг… Ну, во первых, нервные клетки восстанавливаются, мозг — это не набор каких-то областей, как любят представлять в заголовках. Мозг — это 100 млрд. нервных клеток, каждая из которых связана между собой, и связи между ними могут меняться. Одна нервная клетка связана с тысячью других, и места связи, которые называются синапсы, они на самом деле пластичны, они могут лучше или хуже проводить сигнал. И вот всё наше поведение, это как раз проведение сигнала по этим синапсам, это взаимосвязь одних клеток с другими. И вот эта взаимосвязь — она довольно гибкая, то есть чем больше мы задействует какой-то путь, тем эффективнее он работает, тем больший вклад он вносит в наше поведение.

Демонстрация антропоморфного нейроуправления роботом Brain Robot ABB

Есть даже, возможно, безумная, но как мне кажется, очень интересная теория. Называется она «Нейродарвинизм», и говорит о том, что вся наша сложная психика родилась случайно, что вообще-то мы — это миллиарды клеток, каждая из которых просто хочет выжить, добыть себе какое-то пропитание. И вот клетки добывают себе пропитание наиболее эффективно тогда, когда начинают взаимодействовать между собой. Они друг другу помогают выживать, и возникают такие сложные вещи как психика.

Основная идея в том, что важно то, как нервные клетки связаны между собой, а связи между ними могут меняться. Меняется и то, насколько эффективно проходит нервный импульс. Он может пойти в одном направлении, дойти до нервного окончания клетки, но не передать свою активность, а передать её в другом месте. И то, где активность есть и где её нет, определяет, кем мы являемся.

— Нейрофитнес, нейрофидбек, нейроэкономика. В чём разница?

О, их на самом деле гораздо больше. Приставка «нейро» действительно превращается в приставку «нано». Добавить «нейро» можно к чему угодно.

Нейроэкономика — это более модное название для области, которая существует уже довольно давно, называется она теория принятия решений. Нейроэкономисты вышли из нейробиологов. Для них интересно, как принятие решений происходит на уровне мозга.

Приставка «нейро» превращается в приставку «нано». Добавить «нейро» можно к чему угодно.

Нейрофидбек — это широкая область, которая предполагает, что наш мозг пластичен, умеет изменяться. Если дать мозгу обратную связь, то можно поставить его в такие условия, когда эта обратная связь целенаправленно заставит его меняться в определённую сторону. Например, можно сделать хоть какой-то показатель работы мозга понятным для человека, переведя индекс альфа ритма или соотношение тета и бета ритмов или там ещё какого-то показателя в понятную для человека форму. Например, привязав к изменению громкости музыки: чем громче музыка, тем больше альфа ритм. Затем дать человеку эту информацию и попросить постараться как-то изменить показатель: в этом случае сделать музыку тише или громче. И человек, оказывается, может как-то потихонечку научиться это делать. Единственное, чего не хватает,– обратной связи, то есть информации мозгу о том, что на самом деле происходит.

И здесь есть подводные камни, связанные с тем, что мы не всегда на 100 % понимаем, с чем связан тот или иной показатель. У нас нет доступа в мозг. Мы не можем поставить эксперимент, в котором мы совершим ошибку и поймём, что мы сделали что-то не так. Нет средств, нет путей обратной связи. Нейрофидбек — это подход, который основан на том, что мы пытаемся дать эту обратную связь, надеясь на то, что мозг научится перестраиваться для достижения максимального результата.

— Значит, если мозг понимает, что с ним происходит, то получает новые навыки?

Он получает возможность получить новые навыки. Вообще, понятие нейрофидбека сильно связано с теорией, которая появилась в начале XX века, с оперантным научением. Исследователь, который придумал эту идею, — Беррес Скиннер. Кстати говоря, его очень любят создатели «Симпсонов». Фамилия директора Скиннера не случайная, это действительно учёный, психолог, который в некоторое время в Америке был популярней, чем Фрейд.

Оперантное научение говорит о том, что у нас есть какая-то изначальная активность одного организма, она поисковая, пробная. Если это случайное действие приводит к нужному для нас результату, мы продолжаем совершать это действие. Оно закрепляется. Если оно приводит к ненужному нам результату, мы никогда больше его не совершаем. Мы выстраиваем своё поведение на основе постоянного тестирования, и выбора того, что даёт нам положительный результат.

Это противопоставлено как раз Павлову, который говорил о том, что есть условный рефлекс, и когда два события часто совпадают во времени, то одно событие начинает вызывать другое событие. В своих исследованиях Скиннер просто показывал, в чём состоит роль обратной связи. Мог, например, научить голубя суевериям каким-то. У него был потрясающий эксперимент, в котором он показывал, что если давать эту обратную связь случайно, не привязывая к поведению, то голубь выстраивает такую последовательность каких-то собственных действий, которая укладывается в то время, через которое случайно даётся какая-то обратная связь, и голубь, условно говоря, начинает верить в то, что именно такая сложная последовательность действий ему даёт воду, вознаграждение.

Беррес Скиннер и его голуби

У нас с вами суеверия формируются таким же образом. Мы устроены ненамного сложнее, чем голуби. Если мы убедили себя в том, что что-то очень страшно, то даже избавление от этого страха для нас — положительная обратная связь, то есть положительное подкрепление. Поэтому, если мы верим, что чёрная кошка, перешедшая нам дорогу, приведёт к плохим последствиям, то переходим дорогу в другом месте, и ничего плохого с нами не происходит, что довольно логично, потому что, конечно, чёрная кошка никак с нами не связана. На уровне мозга, когда мы избегаем опасности, даже придуманной нами, мы воспринимаем это как положительное подкрепление, запоминаем это, и суеверие формируется. В этом смысле суеверия есть у любого человека, любого читателя, у вас, у меня.

— Тогда что такое нейрофитнес?

Нейрофитнес — это комплекс процедур, которые как раз поддерживают мозг в адекватном состоянии, в том числе с помощью нейрофидбека Они призваны держать наш мозг, условно говоря, здоровым. Нагружать его так, чтобы он реализовывал наш потенциал. Сразу скажу, что конечно же наш мозг всегда работает на 100 %. То, что наш мозг работает на 10% — самый нелюбимый у нейроисследователей миф. Но мы всегда можем достичь большего именно из-за того, что он пластичен. Собственно, нейрофитнес — это разговор о том, что мы можем с помощью нейрофидбека улучшать работу нашего мозга: заниматься специальными тренировками, задачками. Банально даже читая умные книжки, мы отчасти занимаемся нейрофитнесом. Если мы заставляем мозг работать, мы помогаем ему долго работать хорошо.

То, что наш мозг работает на 10% — самый нелюбимый у нейроисследователей миф.

— Есть какие-то процедуры нейрофитнеса, клинические тренировки?

Есть, они как раз применяются чаще в клинической работе, мы знаем что делать с некоторыми расстройствами. Я говорил, что нейрофидбек — это попытка привязаться к какому-то показателю работы мозга, значение которого мы знаем. Чаще это что-то плохое. Если знаем, что у человека посттравматический стрессовый синдром, то у него есть определённые изменения в работе мозга, их мы можем зафиксировать и научить человека их корректировать. Или у человека фобия, и он слишком сильно реагирует на какое-то тревожащее его переживание: на пауков, например. Тогда его организм всегда вспыхивает, как только он видит паука. Нейрофидбеком мы можем научить его меньше реагировать на пауков, и это избавит его от фобии. Это первый вариант процедуры. Сейчас мы нащупываем способ работы не в клинических условиях, а в повседневности. Знаем общие вещи, которые полезны, и в целом не помешают никому, и стараемся двигаться в этом направлении. В принципе, можно смотреть и шире: даже система питания может быть более или менее благоприятной для нашего с вами мозга.

— Есть ли проблемы, которые прежде решались только медикаментозным путём, а сейчас их можно решать нейрофитнесом?

Ну, первое, что мне приходит в голову,— это синдром дефицита внимания и гиперактивности. Это дети, которые на физиологическом уровне не могут контролировать собственное внимание. На западе это чаще всего лечат Риталином, у нас — реже. Это химическое вещество, которое действует на определённые структуры мозга и химические процессы в нём, позволяет детям лучше контролировать своё поведение. Нейрофитнес, нейрофидбек сейчас рассматриваются как вариант замены того же Риталина. Они позволяют переключиться с внешнего воздействия на мозг к попытке задействовать то, что уже есть, и перестроить связи между некоторыми областями, что поможет ребёнку самому выработать механизмы, которые позволят ему лучше контролировать своё поведение.

Нейрофидбек очень хорошо работает, когда мы говорим про расслабление. Я это пробовал на себе. Вместо того, чтобы пить валерьянку, условно говоря, можно научиться приводить себя в нормальное состояние с помощью тренингов.

Пока нейрофидбек слишком трудоёмкая штука, чтобы исследовать её так, как исследуют лекарства с точки зрения двойного слепого исследования, поэтому доказательная база пока недостаточна, чтобы такая консервативная область как медицина приняла это. Но я думаю, что даже несмотря на то, что в чём-то сейчас мы заблуждаемся, через 50 лет за этим будущее.

— А какие опасности кроются в такой работе с мозгом?

Как мне кажется, опасностей с точки зрения побочных эффектов особо нет никаких, я их не встречал. Но, признаюсь честно, мы не всё знаем о том, как работает мозг. Мы можем метить не в те мишени. Это первая проблема, которая действительно существует.

Вторая проблема заключается в том, что те данные, которые у нас есть, чаще всего получены на группах людей, а не на конкретном человеке. То, что работает для 7 человек из 10, не будет работать для остальных 3. Если учёный не уверен на 100%, он не может под этим подписаться.

Есть ряд нейроучёных, которые считают, что мы пока недостаточно знаем, чтобы применять нейротехники. Как мне кажется, мы знаем достаточно, просто нам нужно предупреждать людей о том, что есть вероятность ошибки. И вместе тогда мы начнём понимать, как двигаться дальше. Поэтому нейротехнологии — это уже почти сейчас, но всё-таки с прицелом в будущее. И если мы не будем обманывать людей, будем честно говорить о том, что нас может затормозить, мы все вместе двинемся сторону того, что эта технология станет работать для всех.

— Каким вы видите далёкое будущее?

Я не верю в прогнозы далёкого будущего. Есть люди, которые формулируют концепцию развития нейронауки на ближайшие 20 лет, я принципиально в это не верю. Есть так называемая теория хаоса, которая говорит о том, что если у нас есть какая-то сложная система взаимодействий, и мы хотим предсказать, что с ней произойдёт в будущем, малейшие отклонения на начальном этапе могут привести к тому, что траектории развития невероятно широко разойдутся. 50 лет назад мы верили в то, что у нас в 2000 году будет база на Марсе. 2015 год, а проекты покорения Марса, которые есть, уже сейчас специалистам не внушают доверия. Не надо предсказывать будущее на 20 лет вперёд. Нужно, как мне кажется, ориентироваться на настоящее и вычерпывать максимум из него. Будущее из него органически родится. Нужно думать, куда двигаться, но предсказывать будущее… Ну, как минимум, эта работа не для меня.

By: Николь Морозова

Поделиться:
  •  
  •  
  •  
  •  

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *