С ростом неинвазивной визуализации мозга, такой как функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ), исследователям был предоставлен беспрецедентный доступ к внутренней работе мозга.
Теперь относительно просто поместить экспериментальных субъектов в аппарат МРТ и измерить «капли» активности в мозге. Этот подход, несомненно, произвел революцию в когнитивной нейробиологии и вырисовывается очень широко в представлении людей о современной науке о мозге.
Но у МРТ есть свои ограничения. Как должен знать каждый студент в бизнесе, МРТ имеет плохое временное разрешение. Оно похоже на фотографию с очень большой выдержкой: "снимок активности фактически отражает среднее значение за многие секунды".
И все же ум работает в масштабе миллисекунд. Это очевидно проблема. Нейронная динамика просто размыта с помощью МРТ. Однако, более важным является теоретический предел.
Электричество - это язык мозга, МРТ измеряет только те изменения в кровотоке, которые связаны с этими электрическими сигналами. Эта связь сложная, поэтому МРТ может обеспечить только относительно косвенную меру нейронной активности.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) - классический метод измерения фактической электрической активности. Он существует уже более 100 лет, но, опять же, как должен знать каждый студент: "ЭЭГ имеет плохое пространственное разрешение".
Трудно точно знать, откуда происходит эта деятельность.
Магнитоэнцефалография (МЭГ) является близким родственником ЭЭГ. Разработанный совсем недавно, лучше локализует источник мозговой активности. Но фундаментальные законы физики означают, что любая мера электромагнитной активности вне головы всегда будет пространственно неоднозначной (обратная проблема).
Лучшее решение - это запись прямо с поверхности мозга. Здесь мы обсуждаем уникальные возможности, которые возникают в клинике для измерения электрической активности непосредственно из мозга человека с помощью электрокортикографии ( ЭКоГ).
Эпилепсия может быть серьезно изнурительным неврологическим состоянием. Хотя симптомы часто можно устранить с помощью лекарств, у некоторых пациентов по-прежнему наблюдаются серьезные судороги, несмотря на коктейль противоэпилептических препаратов.
Так называемая неразрешимая эпилепсия затрагивает все аспекты жизни и даже может быть опасной для нее. Иногда единственным вариантом является нейрохирургия: "тщательное удаление определенной области мозга, ответственной за судороги, может значительно улучшить качество жизни".
Студенты-психологи должны быть знакомы с делом Генри Молизона (он же HM).
Самый известный пациент с нейропсихологией в истории, HM страдал неразрешимой эпилепсией, пока нейрохирург Уильям Сковилл не удалил две большие области ткани в средней височной доле, включая левый и правый гиппокамп.
Эта новаторская операция успешно вылечила его эпилепсию.
К сожалению, лечение также оставило HM глубоко амнезирующим. Оказывается, что удаление обеих сторон медиальной височной доли эффективно удаляет схемы мозга для формирования новых воспоминаний.
Этот урок функциональной нейроанатомии сделал случай НМ столь важным, но был также важный урок для нейрохирургии - будьте осторожны, какие части мозга вы удаляете!
Лучший способ спланировать нейрохирургическую резекцию эпилептической ткани - это точно определить, откуда начинается припадок.
Лучший способ составить план пораженной области - записать активность непосредственно с поверхности мозга. Обычно это включает нейрохирургическую имплантацию записывающих электродов непосредственно в мозг, чтобы быть абсолютно уверенным в точном местонахождении эпилептического припадка.
Затем активность можно отслеживать в течение нескольких дней или даже недель на предмет нарушений, связанных с судорогами. Эта инвазивная процедура позволяет нейрохирургам отслеживать активность в определенных областях, которые могут быть источником эпилептических припадков, но также предоставляет уникальную возможность для нейро научных исследований.
В течение периода клинического наблюдения пациенты, как правило, застряли в больничной палате с электродами, имплантированными в их мозг, буквально ожидая приступа, чтобы эпилептическая активность мозга могла быть «зафиксирована на камеру». Этот период наблюдения предоставляет уникальную возможность также изучить здоровую функцию мозга.
Если пациенты заинтересованы, они могут выполнить несколько простых экспериментов, используя компьютерные задачи, чтобы определить, как разные части мозга выполняют разные функции.
Текущие эксперименты продолжаются в этой традиции, чтобы исследовать менее хорошо очерченные области мозга, вовлеченные в мысли высокого уровня.
Например, в исследовании проведенном в Беркли, использовали новые алгоритмы декодирования мозга, чтобы преобразовать активность мозга, связанную с внутренней речью, в реальные слова .
Это исследование помогает нам понять фундаментальный нейронный код для внутреннего диалога, который лежит в основе большей части сознательного мышления, но также может помочь разработать новые инструменты для обеспечения общения тем, кто иначе не способен к общепринятой естественной речи.
