Рис. 1. Так выглядел бы человек, если бы величина частей его тела соответствовала отвечающим за них областям мозга
Однако понаблюдать за мозгом в процессе работы пока еще не было возможности. Впервые это удалось немецкому психиатру Гансу Бергеру, который в 20-е годы ХХ века разработал систему электродов, закрепляемых на черепе. С их помощью удалось выявить ритмичные изменения электрического потенциала, которые назвали волнами мозга. Так возникла электроэнцефалография (ЭЭГ), позволившая, в частности, диагностировать различные опухоли и эпилепсию. Это открытие стало настоящим прорывом и до сих пор занимает важное место в диагностике и лечении. После Второй мировой войны исследования мозга резко ускорились. Сегодня чуть ли не каждый день публикуются новые сенсационные открытия. Мы все ближе подходим к раскрытию тайн мышления, проводим операции на мозге и расшифровали происходящие в нем биохимические процессы. Теперь у нас есть возможность с помощью высокотехнологичных методов посмотреть, как работает мозг. В основе большинства из них лежит тот факт, что мозг не располагает собственными энергетическими ресурсами. При активизации различных областей мозга возрастает его потребность в кислороде и энергии, которые доставляются к месту событий с кровью. Изменения в интенсивности обмена веществ можно наблюдать воочию.
Взгляд внутрь мозга
Для исследований с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в организм внутривенно вводится специальная радиоактивная глюкоза (так как мозг покрывает свои энергетические потребности главным образом за счет глюкозы). В отличие от обычной глюкозы, продукты ее распада не выводятся из организма, а остаются в тех местах, где она была усвоена. Радиоактивные метки в этом случае можно измерить и представить в виде изображения.
Аналогичный принцип применяется и в однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). Введение вещества с радиоактивными метками позволяет получить изображение процессов обмена веществ в мозге. Магнитная энцефалография дает возможность с помощью высокочувствительных приборов измерить активность электромагнитных полей, возникающих в мозге.
Наконец, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) можно наблюдать функции мозга и выявлять зоны, где происходят когнитивные и эмоциональные процессы. Метод основан на измерении различных магнитных свойств крови. В зависимости от того, в какой степени она насыщена кислородом, возникает разное сигнальное эхо. Кровь в данном случае сама выступает в роли контрастного вещества. В результате за несколько секунд можно с точностью до миллиметра определить зоны активности нервных клеток. Количественная электроэнцефалография (КЭЭГ), используемая для картирования мозга, основывается на статистическом и числовом анализе цифровых электроэнцефалограмм. Обычно при ЭЭГ измеряется электрическая активность мозга с помощью 16–32 датчиков, закрепленных на голове. Специальная компьютерная программа осуществляет анализ ЭЭГ и сравнивает полученные результаты со статистикой накопленной базы данных для детей и взрослых с целью выявления возможных отклонений. Результаты выдаются в цифровом виде и в форме топографической диаграммы.
Каждый из этих методов имеет сильные и слабые стороны. Чтобы по максимуму использовать их достоинства и свести к минимуму недостатки, изображения, полученные различными способами, с помощью компьютера накладываются друг на друга и в итоге создают общую картину.