Картина здоровья (мозга): мощные сканы мозга и оценочные батареи, которые мы используем, чтобы понять наш самый сложный орган

Человеческий мозг — невероятно сложное творение природы. Способны создавать сложные социальные структуры, языки, культуру, искусство и науку. Наш мозг позволяет нам исследовать и понимать вселенную лучше, чем любое другое животное на планете. Но даже обладая всеми этими знаниями, мы только начинаем понимать человеческий мозг себя.

Ученые, биологи и медицинские работники находятся в постоянном поиске информации о мозге, и благодаря инновационным технологии сканирования мозга, мы ближе, чем когда-либо, к разгадке тайн того, как работает мозг.

Но почему так сложно понять, как функционирует наш мозг?

Анатомия мозга

Человеческий мозг состоит из миллиардов нейронов, или мозговых клеток, каждая из которых связана паутиной синапсов, настолько плотной, что в одном человеческом мозгу больше связей, чем звезд в наблюдаемой Вселенной.

Если мы немного уменьшим масштаб и возьмем целостный взгляд на мозг, мы видим, что нейроны сгруппированы в три основные части: ствол мозга, мозжечок и большой мозг. Каждая из этих частей играет уникальную роль в том, как функционирует наш мозг, как мы думаем, действуем и воспринимаем мир.

Человеческий мозг в трех частях:

  • мозговой ствол – Ствол головного мозга расположен в нижней части головного мозга и соединяет головной и спинной мозг. Многие из автоматических задач, которые выполняет наше тело, такие как дыхание, частота сердечных сокращений, пищеварение, рвота и многое другое, контролируются стволом головного мозга.
  • Мозжечок - мозжечок расположен в нижней части мозга также позади ствола головного мозга. Эта область мозга отвечает за координацию сенсорной информации — например, того, что мы слышим, видим и обоняем — с движениями наших мышц, чтобы мы могли понимать свое местоположение в окружающей среде и сохранять равновесие и осанку.
  • головной мозг – Головной мозг – это самая большая часть мозга, покрытая сероватыми морщинами и складками, и это то, о чем мы обычно думаем, когда думаем о «мозге». Головной мозг, которому поручено множество функций нашего мозга более высокого уровня, отвечает за интерпретацию того, что мы видим, слышим и собираем с помощью различных органов чувств, а также за обучение, рассуждения, речь и эмоции. Многие из наших движений мелкой моторики, например движения, необходимые для игры на музыкальном инструменте, также контролируются этой областью мозга.

Основные зоны головного мозга:

Каждое из полушарий головного мозга далее разделено на четыре отдельные зоны, называемые долями.

  • Лобная доля – Лобная доля находится в верхней, самой передней части мозга. Многие наши исполнительные функции, такие как планирование, организация и решение проблем, связаны с этим регионом. Лобная доля также играет роль в кратковременной памяти, творчестве и критическое мышление.
  • Теменная доля – Теменная доля, расположенная в верхней части мозга позади лобной доли, помогает нам интерпретировать сенсорную информацию, такую ​​как вкус, осязание и температура.
  • Затылочная доля – Затылочная доля, расположенная в задней части мозга, помогает нам интерпретировать визуальную информацию от наших глаз и объединять эту информацию с прошлыми воспоминаниями и опытом.
  • Височная доля – Височная доля, которую можно найти на стороне мозга под лобной и теменной долями, помогает нам обрабатывать запахи, вкусы и звуковую информацию. Эта часть мозга также участвует в хранилище воспоминаний.

Какие инструменты мы используем, чтобы понять человеческий мозг?

Хотя нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы раскрыть все секреты человеческого мозга, новые технологии, методы и инструменты, такие как сканирование мозга позволяют нам узнать больше о человеческом мозге, чем когда-либо прежде.

Сканирование мозга и инструменты визуализации:

Модель человеческого мозга
Фото Робины Вермейер
  • ПЭТ-сканирование – Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) используется для того, чтобы показать, какие участки мозга активны в данный момент. Вводя индикаторное вещество в мозг и обнаруживая радиоактивные изотопы в индикаторе, мы можем увидеть, какие части мозга активно используют глюкозу, что является признаком мозговой активности. Когда конкретная область мозга становится активной, она наполняется кровью, которая доставляет кислород и глюкозу, обеспечивая топливо для этой области. Эти области становятся видимыми на ПЭТ-сканировании благодаря трассирующему веществу и позволяют нам создавать изображения того, какие области мозга активны во время данной деятельности. Сканирование ПЭТ может определить только общие области мозга, а не конкретные кластеры нейронов. Кроме того, сканирование ПЭТ считается инвазивным и дорогостоящим.
  • Компьютерная томография – Компьютерная томография (КТ) используется для создания изображений головного мозга путем регистрации уровней поглощения рентгеновских лучей. Испытуемые лежали на плоском столе, который был соединен с большим цилиндрическим трубчатым аппаратом. Внутри трубки находится кольцо, удерживающее рентгеновский излучатель. Когда излучатель рентгеновского излучения движется вдоль трубки, датчики на противоположной стороне кольца определяют количество проходящего рентгеновского излучения. Поскольку разные материалы, такие как кожа, кости, вода или воздух, поглощают рентгеновские лучи с разной скоростью, компьютерная томография может создать приблизительную карту особенностей мозга.
  • Сканирование МРТ – Магнитно-резонансная томография (МРТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) являются инструментами визуализации, широко используемыми в области психологии. Используя сильное магнитное поле, МРТ создают выравнивание ядер атомов в тканях тела и мозга. Измеряя изменения по мере того, как ядра возвращаются в исходное состояние, МРТ может создать картину структура мозга. Являясь неинвазивной процедурой с небольшим риском для здоровья, МРТ можно проводить широкому кругу субъектов, в том числе младенцам, пожилым людям или беременным матерям. Благодаря этому их также можно использовать несколько раз. раз на одного человека, чтобы отобразить изменения со временем. Основное различие между МРТ и фМРТ заключается в том, что в то время как базовые МРТ-сканы используются для визуализации структуры мозга, фМРТ используется для картирования нашей активности в структурах мозга.
  • ЭЭГ сканирование – Электроэнцефалография (ЭЭГ) позволяет нам измерять активность мозга, помещая электроды на кожу головы субъекта, которые ощущают электрическую активность. Сканирование ЭЭГ неинвазивно и позволяет исследователям записывать изменения в активности мозга с точностью до миллисекунды, что делает его одним из лучших вариантов для понимания изменений в мозге по мере их возникновения.
  • МЭГ сканирование – Магнитоэнцефалография (МЭГ) – это метод визуализации электрической активности в мозга с помощью магнитных полей. Чрезвычайно чувствительные устройства, известные как СКВИДы, улавливают активность мозга, позволяя исследователям, врачам или другим специалистам понять, какие области мозга отвечают за различные функции мозга, или определить локализацию патологии.
  • NIRS-сканирование – Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне – это метод визуализации мозга, в котором используется инфракрасный свет для измерения уровня кислорода в мозге. Пропуская инфракрасный свет через череп и измеряя свет с другой стороны, сканирование NIRS может обнаруживать активность мозга неинвазивным, хотя и косвенным способом.

Другие инструменты и методы:

Хотя у нас есть новые инструменты и технологии, помогающие нам понять человеческий мозг, это не означает, что сканирование мозга — единственные инструменты, которыми мы располагаем. Некоторые из лучших методов изучения нашего мозга вообще не требуют медицинского оборудования.

Психолог проводит оценку
Фото Коттонбро
  • Интервью – Когда у пациента поврежден мозг, врачи и психологи часто проводят с ним интервью, чтобы понять, как повреждение мозга влияет на поведение, память, чувства или другие аспекты наших умственных способностей. Поскольку мы уже знаем, какие области мозга поражаются при повреждении головного мозга, любые изменения умственных способностей, личности или других функций мозга могут быть хорошими областями для проведения дополнительных исследований.
  • Оценки - Один из лучших способы изучения мозга развитие или функционирование заключается в том, чтобы субъекты завершили тесты или оценки. Существует множество методов оценки различных функций мозга. Некоторыми из наиболее значительных преимуществ этих типов оценок являются их низкая стоимость, тот факт, что их можно проводить практически в любых условиях (поэтому вам не нужно идти в исследовательскую лабораторию или больницу) и их можно проводить несколько раз. без негативных последствий для здоровья участников. Из-за этого многие исследователи используют оценки для записи изменений в функции мозга за годы обучения.

Заключение

По мере того, как мы продолжаем открывать новые тайны мозга и создавать все больше и больше мощные инструменты для изучения человеческого разума, мы продолжим расширять наши возможности в лечении пациентов и улучшении жизни людей во всем мире. Сканирование мозга позволяет нам заглянуть в одну из самых сложных систем, которые мы когда-либо видели. Тем не менее, важно помнить, что именно инструмент дает нам ответы, а исследователи и медицинские работники интерпретируют результаты.

CogniFit ("КогниФит") предлагает глобальное решение для когнитивной оценки, тренировки мозга и цифровой терапии, которое может помочь при неврологических проблемах.