• новые неврологические доказательства существования нескольких видов интеллекта;
• новые представления о том, как происходит в мозгу творческий процесс;
• новые методы манипулирования мозгом и нервной системой;
• новое понимание того, как может быть использован в учебном процессе искусственный интеллект и виртуальная реальность;
Новые технологии и статистические данные
Достижения в медицинской науке и технике ныне позволяют исследователям проникать внутрь мозга и тела человека. Современные технологии позволяют визуализировать мозговую активность. Компьютерная томография (КТ) сканирует мозг наподобие рентгенографии и дает возможность наблюдать различные участки мозга. Магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет следить за движением крови в мозгу и выявлять активизацию тех или иных структур или областей мозга. Наконец, есть еще позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), которая позволяет создавать детальные цветные и даже трехмерные изображения внутренних тканей. Все эти томографы представляют собой достаточно большие аппараты, рассчитанные на размещение человека внутри, в своего рода трубе, а значит, они не подходят для исследования мозговой активности при групповом взаимодействии, а также в движении.
Есть и другие новые инструменты, более компактные и транспортабельные, позволяющие ученым изучать мозговую деятельность людей, занятых обычными делами в повседневной обстановке. К числу этих технологий относится электроэнцефалография (ЭЭГ), позволяющая отслеживать электрическую активность в мозгу и изображать ее в форме волн. Кроме того, есть еще магнитоэнцефалография (МЭГ), где в одном устройстве сочетаются МРТ и ЭЭГ и данные сливаются в более сложную картину. Ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС) позволяет исследователям видеть уровни окисления крови и сгорания глюкозы, а транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) активизирует определенные области мозга с помощью неинвазивного электрического тока. Все эти технологии и инструменты дают ученым возможность рассматривать мозг под разными углами и на разных уровнях – от крупных областей до мелких структур и даже отдельных нейронов.
Новые инструменты позволяют изучать мозг на разных уровнях анализа
В дополнение к этим новым технологиям ученые используют огромные объемы статистической информации, позволяющие рассматривать большие группы людей и в то же время углубляться в индивидуальные различия между ними. Одним из важных прорывов за последние пять лет стало то, что ученые могут анализировать большие объемы данных, получаемых благодаря разным методикам, и складывать их в целостную и объективную картину. Это позволило выйти на новый уровень понимания мозга как сложнейшего «сетевого» органа. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско визуализировали часть этой информации в форме видеоролика, получившего название «Стеклянный мозг» (The Glass Brain; вы можете найти его на YouTube и Vimeo). Это невероятное видео показывает, как функционирует наш мозг.
Это напоминает мне фильм «Фантастическое путешествие» (Fantastic Voyage), который я очень любила в детстве. По сюжету фильма кровяной сгусток грозит проникнуть в мозг выдающегося ученого и уменьшенную до микроскопических размеров команду врачей запускают внутрь его мозга, чтобы спасти ситуацию. Они плавают по кровеносным сосудам и с предельной четкостью видят изнутри человеческий организм. Если в 1960-е годы, когда снимался фильм, это казалось абсолютной фантастикой, то в настоящее время ученые рутинно запускают в различные системы организма нанороботов и средствами нейровизуализации постоянно получают новую интересную информацию.
Но все эти сказочные технологии не лишены недостатков. Весьма поучительна в этой связи история с дохлым лососем. Доктор Крейг Беннет, нейрофизиолог из Дартмутского университета, готовился к эксперименту, предполагавшему функциональную магнитно-резонансная томографию (фМРТ) мозга людей в процессе рассматривания ими различных фотографий. Чтобы отрепетировать и отладить эту процедуру, ученый и его помощники решили использовать в качестве испытуемого не человека, а приобретенного на рынке свежего лосося. Поместив лосося в томограф, они приступили к сканированию мозга рыбы. К изумлению ученых, аппарат фМРТ зафиксировал активность в мозгу дохлого лосося, что было совершенно невозможно. Оказалось, что эта аппаратура иногда может выдавать ложноположительные результаты, что заставило ученых задуматься о необходимости не только статистической калибровки результатов для нейтрализации подобных ошибок, но и перепроверки всех ранее полученных результатов. Описанный случай, имевший место в 2009 году, вызвал немало шума в научном сообществе, потому что к тому времени неоткорректированные должным образом данные использовали в своей работе от 25 до 40 процентов исследователей. Группа доктора Беннета за данное открытие была удостоена Шнобелевской премии, и ей была посвящена большая статья в журнале Scientific American, автор которой писал: «К тому моменту, как на прошлой неделе эта группа была удостоена Шнобелевской премии, доля ученых, использующих потенциально недостоверные данные, сократилась до 10 процентов. Кто знает, быть может, отчасти благодарить за это надо дохлую рыбу».