Магнитоэнцефалография (МЭГ) похожа на ЭЭГ тем, что также основана на регистрации сигналов, поступающих от ритмично возбуждающихся нейронов, но отличается тем, что здесь регистрируются не электрические колебания, а связанные с ними слабые магнитные импульсы. Развитие МЭГ по-прежнему затруднено рядом еще не решенных проблем, таких как слабые и легко перекрываемые сигналы, но потенциал этого метода огромен, потому что он работает быстрее других методов сканирования мозга и позволяет картировать изменения активности мозга гораздо точнее, чем ФМРТ или ПЭТ.
Высокоэффективные методы сканирования головного мозга, такие как ФМРТ, делают возможным его исследование способами, о которых несколько десятилетий назад никто и не мечтал. Однако картирование мозга началось задолго до изобретения высокотехнологичных приборов для сканирования.
Две основные речевые зоны, по-прежнему входящие в число важнейших ориентиров на карте коры больших полушарий, были обнаружены Брока и Вернике более ста лет назад. Ученым удалось сделать это, исследуя мозг пациентов, страдающих расстройствами речи. Они заметили, что речевые нарушения определенного рода сопряжены с повреждениями одних и тех же участков мозга. Зону, дающую нам способность к членораздельной речи, Брока открыл, препарируя трупы людей, при жизни (обычно после перенесенного инсульта) не способных внятно произносить слова. Классический случай, исследованный Брока, касался человека по имени Тан.
Называли его так потому, что он произносил это слово, когда его спрашивали, как его зовут. То же самое он говорил, когда у него спрашивали, когда он родился, где живет или что ему приготовить на ужин. Он вообще ничего не говорил, кроме “Тан”, и при этом прекрасно понимал речь других.
Брока пришлось дождаться смерти Тана, чтобы заглянуть в его мозг и узнать, какой участок был травмирован. Современная аппаратура позволяет нейробиологам находить поврежденные участки нервной ткани еще при жизни пациентов, что значительно ускоряет исследование функций, выполняемых соответствующими структурами в здоровом мозге.
Еще один проверенный временем метод основан на непосредственной стимуляции различных участков мозга и отслеживании эффектов такой стимуляции. Именно этот метод использовали нейрохирурги из Калифорнии, отметившие, что оперируемые ими пациенты-эпилептики начинают веселиться при стимуляции определенных участков мозга, и обнаружившие часть модуля, отвечающего за чувство юмора.
Функциональная магнитно-резонансная томография помогла выяснить, какие участки мозга задействованы в каких его функциях.
Одним из первых непосредственную стимуляцию мозга стал применять в 50-х годах XX века канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд, картировавший обширные участки коры больших полушарий, прикладывая электроды к разным точкам мозга сотен больных эпилепсией. В ходе этих опытов Пенфилд показал, что вся поверхность нашего тела представлена (как будто нарисована) на поверхности мозга: участок, связанный с локтем, располагается рядом с участком, связанным с предплечьем, тот, в свою очередь, располагается рядом с участком, связанным с плечом, и так далее. Но еще больше Пенфилд прославился открытием того, что стимуляция определенных участков височных долей может вызывать в сознании нечто похожее на яркие воспоминания из детства или обрывки давно забытых мелодий.
Нервные клетки разных типов выделяют разные нейромедиаторы. Информация распространяется в мозге по проводящим путям — цепочкам нейронов, выделяющими вещества и с их помощью возбуждающими или подавляющими активность друг друга. Любой из нейромедиаторов довольно широко распространен в мозге, но работает лишь в определенных его участках и может оказывать разное действие в зависимости от того, где он выделяется. Нейромедиаторы бывают возбуждающими (способствуют возбуждению нейронов, на которые они действуют) и тормозными (подавляют активность нейронов). Науке известны сотни нейромедиаторов, но самые важные из них следующие.