Головна · Хвороби шлунка · Функціональна магнітно-резонансна томографія міжпівкульної асиметрії. Функціональне МРТ дослідження головного мозку (ФМРТ): принципи, що показує. Лінійне доповнення від багаторазової активації

Функціональна магнітно-резонансна томографія міжпівкульної асиметрії. Функціональне МРТ дослідження головного мозку (ФМРТ): принципи, що показує. Лінійне доповнення від багаторазової активації

Функціональна магнітно-резонансна томографія(ФМРТ) - методика МРТ, яка вимірює гемодинамічний відповідь (зміна кровотоку), пов'язаний з активністю нейронів. фМРТ не дозволяє побачити електричну активність нейронів безпосередньо, а робить це опосередковано завдяки феномену нейроваскулярної взаємодії. Даний феномен є регіональною зміною кровотоку у відповідь на активацію прилеглих нейронів, оскільки при посиленні їх активності вони потребують більшої кількості кисню і поживних речовин, що приносяться зі струмом крові.

Основні засади фМРТ. фМРТ є методикою нейровізуалізації, що використовує окси-гемоглобін та дезокси-гемоглобін у кровоносних судинах як ендогенний контрастний агент. При цьому використовується принцип BOLD-контрастності (blood oxygenation leveldependent contrast – контрастність, яка залежить від ступеня насичення крові киснем), відкритий Seiji Ogawa у 1990 році. BOLD-контраст – це відмінність МР-сигналу на зображеннях з використанням градієнтних послідовностей залежно від відсоткового вмісту дезоксигемоглобіну. Методика BOLD-фМРТ полягає в наступному: підвищення нейрональної активності викликає місцеве збільшення споживання кисню. Це веде до підвищення рівня парамагнетика дезоксигемоголобину, який знижує рівень сигналу фМРТ. Але через кілька секунд нейрональна активність викликає також збільшення церебрального кровотоку та об'єму крові, що веде до збільшення притоку артеріальної крові та, отже, до збільшення оксигемоглобіну, що підвищує рівень сигналу фМРТ. З невідомих поки що причин кількість оксигенованої крові, яка надходить у відповідь на активність нейронів, сильно перевищує метаболітичне споживання кисню. Ця, свого роду, надкомпенсація оксигемоглобіну веде до зміни у співвідношенні оксигемоглобіну та дезоксигемоглобіну, що вимірюється та є основою для BOLD-фМРТ сигналу.

Існують два основні методи проведення фМРТ: [ 1 ] з виміром функціональної активності кори головного мозку при виконанні певного завдання порівняно з його активністю у спокої/з контрольним завданням (так звана task-fMRI); [ 2 ] з виміром функціональної активності кори головного мозку у спокої (так звана resting state fMRI - RS-fMRI).

При проведенні фМРТ-дослідження з виконанням певної парадигми завдання, які виконує випробовуваний, можуть бути різними: руховими, зоровими, когнітивними, мовними і т.д. Після проведення фМРТ отримані функціональні дані піддаються статистичного аналізу. Результатом є інформація про зони активації у вигляді кольорових карт, накладених на анатомічні дані, і ті ж дані можуть бути представлені в цифровому форматі із зазначенням статистичної значущості зони активації, її об'єму та координат її центру в стереотаксичному просторі. Однак останні 10 років все більший інтерес дослідників приваблює методика фМРТ спокою (фМРТп). Принцип її дії залишається таким самим, як і при класичній фМРТ (task-fMRI). Єдиною відмінністю є відсутність при фМРТп будь-яких парадигм (тобто активних завдань або впливів, які пред'являються пацієнту). Під час проведення фМРТп обстежуваний суб'єкт перебуває у МР-томографе може спокою, йому даються інструкції максимально розслабитися і думати про щось конкретному. У різних роботах зустрічаються різні погляди щодо того, чи потрібно обстежуваному суб'єкту заплющувати очі чи ні. Прихильники залишення очей відкритими аргументують свою позицію тим, що це запобігає засипанню суб'єкта.

У яких випадках проводять фМРТ?

По-перше, у суто наукових цілях: це дослідження роботи нормального мозку та його функціональної асиметрії. Дана методика відродила інтерес дослідників до картування функцій головного мозку: не вдаючись до інвазивних втручань можна побачити, які зони головного мозку відповідають за той чи інший процес. Мабуть, найбільший прорив було зроблено у розумінні вищих когнітивних процесів, включаючи увагу, пам'ять та виконавчі функції. Подібні дослідження дозволили застосовувати фМРТ у практичних цілях, далеких від медицини та нейронаук (як детектор брехні, при маркетингових дослідженнях та ін.).

По-друге, фМРТ починає активно застосовуватися в практичній медицині, зокрема, для передопераційного картування основних функцій (рухових, мовленнєвих) перед нейрохірургічними втручаннями щодо об'ємних утворень головного мозку або некурабельної епілепсії. Як правило, оцінюють моторні зони для рук і ніг, язика, а також мовні зони – Брока та Верніке: їх наявність, розташування щодо вогнища ураження, наявність гомологів у здоровій півкулі, компенсаторне посилення активації у протилежній півкулі великого мозку чи вторинних зонах. Ця інформація допомагає нейрохірургам оцінити ризик післяопераційного неврологічного дефіциту, вибрати найбільш зручний та найменш травматичний доступ, припустити обсяг резекції.

По-третє, дослідники також намагаються впровадити фМРТ у рутинну клінічну практику при різних неврологічних та психічних захворюваннях. Основною метою численних робіт у цій галузі є оцінка зміни функціонування мозку у відповідь на пошкодження тієї чи іншої його ділянки - випадання та (або) перемикання зон, їх зміщення тощо, а також динамічне спостереження перебудови зон активації у відповідь на медикаментозну. терапію та (або) реабілітаційні заходи. Зрештою, фМРТ-дослідження, що проводяться на хворих різних категорій, можуть допомогти визначити прогностичне значення різних варіантів функціональної перебудови кори для відновлення порушених функцій та виробити оптимальні алгоритми лікування.

Додаткова інформація на тему фМРТ:

стаття «Передові технології нейровізуалізації» М.А. Пірадов, М.М. Танашян, М.В. Кротенкова, В.В. Брюхов, Є.І. Кремньова, Р.М. Коновалов; ФДБНУ «Науковий центр неврології» (журнал «Аннали клінічної та експериментальної неврології» №4, 2015) [читати ];

стаття «Функціональна магнітно-резонансна томографія» О.І. Кремньова, Р.М. Коновалов, М.В. Кротенкова; Науковий центр неврології РАМН, Москва (журнал «Аннали клінічної та експериментальної неврології» №1, 2011) [читати ];

стаття «Застосування функціональної магнітно-резонансної томографії у клініці» Бєляєв А., Пек Кюнг К., Бреннан Н., Холодний А.; Онкологічний центр «Меморіал Слоан-Кеттерінг», лабораторія функціональної МРТ, відділення радіо-логії, м. Нью-Йорк, США.

стаття «Функціональна магнітно-резонансна томографія спокою: нові можливості вивчення фізіології та патології мозку» О.В. Селіверстова, Ю.А. Селіверстов, Р.М. Коновалов, С.М. Іларіошкін ФДБУ «Науковий центр неврології» РАМН, Москва (журнал «Аннали клінічної та експериментальної неврології» №4, 2013) [читати ];

стаття «Функціональна магнітно-резонансна томографія спокою: можливості та майбутнє методу» Ю.А. Селіверстів, Є.В. Селіверстова, Р.М. Коновалов, М.В. Кротенкова, С.М. Іларіошкін, Науковий центр неврології РАМН, Москва (Бюлетень Національного товариства з вивчення хвороби Паркінсона та розладів рухів, №1, 2014) [читати ];

стаття «Функціональна магнітно-резонансна томографія та нейронауки» М.Б. Штарк, А.М. Коростишівська, М.В. Резакова, А.А. Савелов; Інститут молекулярної біології та біофізики СО РАМН, м. Новосибірськ; Інститут «Міжнародний томографічний центр» СО РАН, Новосибірськ; НВФ «Комп'ютерні системи біоуправління», м. Новосибірськ (журнал «Успіхи фізіологічних наук», №1, 2012) [читати ]


© Laesus De Liro


Шановні автори наукових матеріалів, які я використовую у своїх повідомленнях! Якщо Ви вбачаєте у цьому порушення «Закону РФ про авторське право» або бажаєте бачити виклад Вашого матеріалу в іншому вигляді (або в іншому контексті), то в цьому випадку напишіть мені (на поштову адресу: [email protected]) і я негайно усуну всі порушення та неточності. Але оскільки мій блог не має жодної комерційної мети (і основи) [особисто для мене], а несе суто освітню мету (і, як правило, завжди має активне посилання на автора та його наукову працю), тому я був би вдячний Вам за шанс зробити деякі винятки для моїх повідомлень (всупереч наявним правовим нормам). З повагою, Laesus De Liro.

Posts from This Journal by “МРТ” Tag


  • Цитотоксичні ураження мозолистого тіла (CLOCCs)

    Цитотоксичні поразки мозолистого тіла (Cyotoxic lesions of the corpus callosum, CLOCCs) - поняття, що поєднує в собі різнорідну.

  • Церебральні порушення обміну заліза

    Залізо бере участь у багатьох життєво важливих процесах, таких як транспорт кисню, мітохондріальне дихання, синтез ДНК, мієліну,…

  • Феномен фокальної констрикції периферичного нерва

    Дефініція. Феномен «фокальної констрикції периферичного нерва» (ФКПН) – це синдром [етіологія якого часто залишається нез'ясованою] гострою…

  • Синдром помірної енцефалопатії із оборотним ураженням валика мозолистого тіла

    Синдром помірної енцефалопатії з оборотним ураженням валика мозолистого тіла (Mild Encephalopathy with Reversible Splenial lesion – MERS) – це…

Функціональна МРТ головного мозку з 1990-х років минулого століття набула широкого поширення. Впровадження методики сприяло виявленню деяких злоякісних утворень (пухлин), які іншими методами виявити складніше. Особливостями функціональних магнітно-резонансних досліджень мозкової тканини є оцінка змін кровопостачання внаслідок зміни нейронної стимуляції спинного та головного мозку. Можливість отримання якісних результатів при МР-томографії обумовлена ​​посиленням припливу крові до ділянки мозку, яка активно діє.

Фахівці вивчили нормальну активність кори головного мозку, стан тканин при пухлинах, що дозволило провести диференціальну діагностику патології. Відмінності МР-сигналу в нормі та при патологічних станах роблять нейровізуалізацію незамінним діагностичним методом.

Нейровізуалізація почала розроблятися 1990-го року, коли функціональна МРТ стала активно використовуватися для діагностики утворень головного мозку внаслідок високої достовірності, відсутності променевого опромінення пацієнта. Єдиною незручністю методу є необхідність тривалого перебування пацієнта на діагностичному столі.

Морфологічні основи функціональної МРТ головного мозку

Глюкоза не є важливим субстратом для роботи головного мозку, але за її відсутності порушується функціонування нейронних каналів, які забезпечують фізіологічну роботу мозкової тканини.

Глюкоза надходить до клітин судин. Одночасно до мозку потрапляє кисень, пов'язаний молекулою гемоглобіну еритроцитів. Молекули кисню беруть участь у процесах тканинного дихання. Після споживання кисню мозковими клітинами виникає окиснення глюкози. Біохімічні реакції при тканинному диханні сприяють зміні магнетизації тканин. Індукований МРТ-процес реєструється програмним забезпеченням, що дозволяє отримати тривимірне зображення з ретельним промальовуванням кожної окремої деталі.

Зміна магнітних властивостей крові виникає практично за всіх злоякісних утвореннях головного мозку. Надлишковий приплив крові визначається програмним забезпеченням порівняно з нормальними величинами. Фізіологічно простежується різний МР-сигнал від поясної кори, таламус, базальних гангліїв.

Низький потік простежується в парієтальній, латеральній, лобовій частині. Зміна мікроциркуляції даних областей сильно змінює чутливість сигналу.

Функціональна діагностика МРТ залежить від стану та кількості гемоглобіну в досліджуваній ділянці. Молекула речовини може містити кисень або альтернативні замінники. Під впливом сильного магнітного поля відбувається коливання кисню, що спотворює якість сигналу. Намагніченість каналу призводить до швидкого напіврозпаду кисню. Вплив сильного магнітного поля посилює період напіврозпаду речовини.

На основі інформації можна зробити висновок щодо більш високої якості МР-сигналу в галузях мозку, які насичені киснем. Злоякісні мозкові утвори мають густу судинну мережу, тому добре візуалізуються на томограмах. Для якісних результатів інтенсивність магнітного поля має бути вищою за 1,5 Тесла. Послідовність імпульсів призводить до підвищення напіврозпаду.

Активність МР-сигналу, що реєструється від активності нейронів, зветься «гемодинамічна відповідь». Термін визначає швидкість нейронних процесів. Фізіологічне значення параметра – 1-2 секунди. Цей інтервал недостатній для якісної діагностики. Щоб отримати хорошу візуалізацію при об'ємних утвореннях мозку, магнітно-резонансна діагностика проводиться з додатковим стимулюванням глюкозою. Після введення пік активності спостерігається через 5 секунд.

Функціональна діагностика МРТ при раку мозку

Застосування МРТ у нейрорадіології розширюється. Для діагностики пухлин головного та спинного мозку застосовується не лише функціональне дослідження. Останнім часом активне поширення набули сучасні способи:

Перфузійно-зважена;
Дифузійна;
Контрастно-насичене дослідження (BOLD).

Контрастування BOLD після насичення киснем допомагає провести діагностику активності сенсорної, моторної кори, вогнищ мовлення Верніке та Брока.

Спосіб базується на реєстрації сигналу після специфічної стимуляції. Функціональна діагностика МРТ при порівнянні з іншими способами (ПЕТ, емісійна КТ, електроенцефалографія). Функціональна МРТ допомагає отримати картинку з просторовим дозволом.

Для поняття суті графічної картини мозку під час магнітно-резонансної томографії проводимо зображення мозкової тканини після МРТ після читання «сирих» зображень (а), поєднання кількох томограм (б).

Двигуна активність мозкової кори після використання способу кореляційних коефіцієнтів дозволяє отримати просторове зображення результатів із візуалізацією зон підвищеної магнітної активності. Область Брока за функціональної МРТ визначається після обробки «сирих» томограм. Стимуляція кореляційних коефіцієнтів допомагає генерувати графік співвідношення інтенсивності сигналу певному часовому проміжку.

На наступних томограмах простежується картина у пацієнта при апластичній епендимомі – пухлиною з підвищеним усуненням збудливості в зоні, яка відповідає за активність функціональної кори мозку.

Графік показує активні області, де локалізується злоякісне новоутворення. Після отримання даних томограм для висічення патологічної області було проведено субтотальну резекцію.

На наступних МР-томограм зображена гліобластома. Функціональна діагностика дозволяє якісно візуалізувати цю освіту. У цій галузі має зона, відповідальна за активність пальців правої руки. На зображеннях візуалізується посилення активності в областях після стимуляції глюкозою. Функціональна магнітно-резонансна діагностика при глиобластоме у разі дозволила точно візуалізувати локалізацію, розміри освіти. Розташування раку в моторній корі призведе до відмови рухів пальців правої руки у разі виникнення атипових клітин корі мозку.

При деяких утвореннях функціональна МРТ мозку показує кілька десятків різних зображень, що виникають внаслідок динамічної зміни МР-сигналу з спотворенням до 5%. За такого розмаїття складно встановити правильність розташування патологічного освіти. Для виключення суб'єктивності зорової оцінки потрібна програмна обробка «сирих» знімків, отримана з використанням статистичних методів.

Для отримання якісних результатів при функціональній діагностиці МРТ, порівняно з традиційним аналогом, потрібна допомога пацієнта. При ретельній підготовці підвищується метаболізм глюкози та кисню, що знижує кількість хибнопозитивних результатів, артефактів.

Високе технічне оснащення магнітно-резонансних томографів дозволяє покращити картинку.

Найчастіший варіант застосування функціональної магнітно-резонансної томографії – це візуалізація основних зон активності кори головного мозку – зорової, мовної, моторної.

Функціональне МРТ дослідження головного мозку – клінічні експерименти

Зорова стимуляція кіркових зон за допомогою функціонального МРТ за методом J. Belliveau передбачає зорову стимуляцію з використанням болісного контрастування препаратом гадолінієм. Підхід дозволяє реєструвати падіння ехо-сигналу внаслідок різної чутливості між контрастом, що проходить по судинах і навколишніх тканинах.

Клінічні дослідження встановили, що зорова стимуляція кіркових зон на світлі та у темряві супроводжується різницею активності приблизно на 30%. Такі дані отримані під час обстеження на тваринах.

Експерименти були засновані на методику визначення сигналу, отриманого від дезоксигемоглобіну, що має парамагнітні здібності. Упродовж перших 5 хвилин після стимулювання мозкової активності глюкозою активується процес анаеробного гліколізу.

Стимуляція призводить до підвищення перфузійної активності нейронів, оскільки мікроциркуляція після надходження глюкози суттєво посилюється за рахунок падіння концентрації дезоксигемоглобіну – речовини, яка переносить вуглекислий газ.

На Т2-зважених томограмах простежується збільшення активності сигналу – методика отримала назву BOLD-контрастування.

Така методика функціонального контрастування не є досконалою. При плануванні нейрохірургічних операцій на пухлинах потрібне проведення звичайного та функціонального дослідження.

Складнощі функціональної магнітно-резонансної томографії полягають у необхідності пацієнта виконувати активуючі дії. Для цього через переговорний пристрій оператор передає завдання, яке людина має зробити з особливою ретельністю.

Тренування пацієнта слід проводити до функціонального МРТ дослідження. Наперед потрібно розумовий спокій, підготовка рухової активності.

Статистична обробка результатів при правильному виконанні дозволяє ретельно обстежити «сирі» томограми, складати їх основі тривимірне зображення. Для грамотної оцінки значень необхідно проводити як структурну, а й функціональну оцінку стану кори мозку. Результати обстеження оцінюються одночасно нейрохірургом та неврологом.

Впровадженню МРТ із функціональними пробами у масову медичну практику не дозволяють обмеження:

1. Високі вимоги до томографа;
2. Відсутність стандартизованих розробок щодо завдань;
3. Поява хибних результатів, артефактів;
4. Виконання людиною мимовільних рухів;
5. Наявністю у тілі металевих предметів;
6. Потреба у додаткових звукових та візуальних стимуляторах;
7. Висока чутливість металів до ехо-планарних послідовностей.

Перелічені протипоказання обмежують поширення дослідження, але можна усунути шляхом ретельної розробки рекомендацій до МРТ.

Основні цілі проведення функціональної магнітно-резонансної томографії:

Аналіз локалізації патологічного вогнища для прогнозування перебігу хірургічного втручання під час пухлини, оцінки функціональної активності;
Планування краніотомії в областях на віддаленні від зон основної активності мозку (зорова, мовна, моторна, чутлива);
Вибір групи людей для інвазивного картування.

Функціональні дослідження суттєво корелюють із прямою стимуляцією кіркової активності мозкової тканини спеціальними електродами.

Максимальний інтерес представляє функціональна МРТ для російських лікарів, оскільки картування нашій країні лише починає розвиватися. Для планування оперативної активності магнітно-резонансне дослідження з функціональними пробами становить великий інтерес.

Отже, функціональні дослідження МРТ нашій країні перебувають у рівні практичних проб. Часте використання процедури спостерігається при супратенторіальних пухлинах, коли дослідження МРТ є необхідним доповненням передопераційного етапу.

На закінчення виділимо сучасні аспекти розвитку технології «мозок-комп'ютер». На основі цієї технології розробляється «комп'ютерний симбіоз». Поєднання електроенцефалографії та МРТ дозволяє створити повноцінну картинку функціонування головного мозку. За допомогою накладення одного дослідження на інше виходить якісна картинка, що вказує на співвідношення анатомічних та функціональних особливостей роботи нейронів.

Як побачити думки. Неортодоксальні додатки магнітно-резонансної томографії

Магнітно-резонансна томографія (МРТ) сьогодні використовується як для діагностики, а й картування функціонального стану нейронних мереж, дозволяючи у сенсі побачити роботу мозку масштабі реального часу. З нею з'явилася можливість створення технології ігрового біоуправління, що базується на природних механізмах саморегуляції функцій людського організму.

В унікальних комп'ютерних іграх, розроблених новосибірськими фахівцями, користувач навчається «керувати» віртуальним ігровим сюжетом через вольові зміни своїх фізіологічних характеристик (пульсу, температури, електричної активності мозку тощо). Ігри можна використовувати для вирішення широкого класу лікувальних та реабілітаційних завдань, у тому числі для оцінки актуального психофізіологічного стану людини. Подібна ігрова діяльність сама по собі має виражений антистресовий ефект, але, головне, за допомогою цієї технології можна розкрити потенційні ресурси організму, якими ми в нашому звичайному житті не вміємо користуватися

Донедавна фундаментальні відомості про роботу мозку вдавалося отримувати лише з непрямих джерел. Йдеться про прямі експерименти на тваринах; спостереження за хворими людьми, у яких поразка тієї чи іншої ділянки мозку проявляється у вигляді паралічів, порушень мови або пам'яті; нейропсихологічне тестування; операціях на відкритому мозку, що дозволяють нейрохірургу бачити реакцію на конкретні подразники; нарешті, реєстрації електричної активності мозку. Однак на основі результатів, отриманих за допомогою цих підходів, не можна описати, як працює мозок при вирішенні того чи іншого конкретного завдання. Можливість безпосередньо спостерігати динаміку пізнавальної (когнітивної) діяльності мозку, іншими словами, "бачити думки" з'явилася лише з впровадженням у дослідницьку практику технології функціональної магнітно-резонансної томографії.

Гіпотеза про зв'язок інтенсивності кровопостачання мозку з його активністю набула поширення ще наприкінці XIX ст. з легкої руки видатного британського фізіолога Ч. Шеррінгтона. Через багато років наявність цього зв'язку було доведено радіографічними методами, що підтвердили пряму залежність між обмінними процесами у певних діючих ділянках мозку та швидкістю доставки до них кисню.

А трохи більше двох десятиліть тому співробітники американської дослідницької організації AT&T Bell laboratories описали принцип візуалізації активності зон головного мозку в режимі реального часу з використанням магнітно-резонансної томографії (МРТ), при якій контрастність зображення визначається ступенем насичення крові киснем (Ogawa та ін., 1990). Саме цей принцип ліг в основу технології функціональної магнітно-резонансної томографії(ФМРТ) - динамічного дослідження активних зон мозкових структур у момент їх діяльності, вперше випробуваного на людині через два роки після першої публікації.

Маркер – кисень

Активація ділянки мозку завжди пов'язана зі споживанням енергії, тому вона тягне за собою прискорення обміну глюкози та трансформацію молекул гемоглобіну – постачальника кисню в нашому організмі, – за якої оксигемоглобін, оборотно з'єднаний з киснем, перетворюється на дезоксигемоглобін («відновлений» гемоглобін).

МРТ (магнітно-резонансна томографія) – це діагностична процедура, основу якої лежить ефект ядерно-магнітного резонансу. Суть його в тому, що під дією магнітного поля протони (позитивно заряджені ядра водню) в живих тканинах здатні переходити на високий енергетичний рівень, а потім повертатися у вихідний стан. Остання супроводжується виділенням енергії, яку можна виміряти.
Потім отриманий сигнал перетворюють на так зване Т1-зважене зображення (Т1 - час, за який дві третини протонів повертаються у вихідний стан). Отримуване на виході зображення буде по-різному для різних тканин, наприклад, здорових і хворих.
Сучасні методики МРТ дозволяють як візуалізувати з високою якістю різні внутрішні органи, а й досліджувати їх функцію. Завдяки відсутності іонізуючого опромінення цей метод можна використовувати без обмежень і проводити повторні дослідження.

Ключовим чинником для магнітно-резонансної томографії є ​​відмінності магнітних властивостей різних форм гемоглобіну. Так, оксигемоглобін є діамагнетикомт. е. речовиною, що намагнічується проти напряму зовнішнього магнітного поля. Дезоксигемоглобін («відновлений» гемоглобін), навпаки, має властивості парамагнетика, намагнічуючись у напрямку зовнішнього магнітного поля. Величина сигналу МРТ залежить від кількості дезоксигемоглобіну в тканині: чим вище концентрація, тим нижче сигнал. Показник, який визначається співвідношенням двох форм гемоглобіну та залежить від рівня кисню в крові, називають BOLD (від анг. blood oxygenation level dependent).

Чим активніше працює ділянка мозку, тим більше кисню він споживає. При формуванні нейронного ансамблю, що діє, збільшення локального споживання енергії вже в перші секунди призводить до зростання концентрації парамагнітного дезоксигемоглобіну; потім слідує реакція судинної системи, що полягає у збільшенні місцевого кровопостачання та кровонаповнення тканин мозку через зростання об'єму та швидкості кровотоку.

Звідси випливає, що відносна величина сигналу МРТ може бути мірою активності зон мозку. Більш того, результати, отримані під контролем електроенцефалографії на зоровій корі відкритого мозку приматів, дають підстави стверджувати, що сигнал МРТ є лінійним відгуком на електричну активність, яку генерує нейронний ансамбль (Logothetis). та ін., 2002).

Таким чином, функціональна МРТ, орієнтована на детектування BOLD ефекту, є сьогодні оптимальним інструментом картування нейрональної активності, точніше, функціонального стану нейронних мереж – основи візуалізації наших думок та ідей. Іншими словами, саме за допомогою фМРТ можна в прямому значенні побачити, як наш мозок вирішує завдання у масштабі реального часу.

Сила думки

З технологією фМРТ тісно пов'язана нейробіологічна технологія "інтерфейсу мозок-комп'ютер", свого роду "комп'ютерний симбіоз" (Каплан, 2005, 2012; Чернікова та ін, 2010). Йдеться про можливість за допомогою електроенцефалограми отримати відображення стійкого «малюнку» біоелектричної активності мозку, прив'язавши цей малюнок до функції мозкових структур та утворення нових стійких нейронних ансамблів. При цьому електроенцефалограма є не тільки джерелом інформації про внутрішньомозкові події: ці дані можна використовувати як сигнал зворотного зв'язку для контуру довільної саморегуляції функцій організму.

Хоча нейробіологія є самостійною науковою областю, виникла вона як «соціальний продукт» для глибоких інвалідів, завдяки якому у людей, прикутих до коляски та позбавлених самостійних рухових навичок, з'являється можливість керування штучними кінцівками, такими як механічна рука (Hochberg та ін., 2012).

Ще наприкінці ХІХ ст. французький нейрохірург П. Брока (1861) описав порушення промови, викликані ураженням певної зони лівої півкулі. Його робота започаткувала численні дослідження, присвячені розвитку клінічного аналізу мовної організації мозку та її порушенням. І визначення траєкторії мовного розвитку – локалізації «центру мови» на просторі відповідних зон мозку – стало однією з найбільших областей застосування фМРТ.
Відомості про локалізації в мозку мовних (літерних, семантичних та синтаксичних) зон сьогодні конструктивно використовуються у нейрохірургічній практиці. Йдеться про передопераційне визначення тих ділянок кори у пацієнтів із різними ураженнями мозку, куди не повинен вторгатися ніж хірурга. На сьогодні фМРТ є практично єдиною технологією, яка дозволяє визначити таку прикордонну зону.

Одним із практичних додатків нейробіології є нейробіоуправління, нелікарська технологія, заснована на принципах вищезгаданого адаптивного зворотного зв'язку – феномен, що забезпечує механізм саморегуляції. В основі цієї технології лежить ідея про те, що людину можна навчити вольовому управлінню неусвідомлюваними фізіологічними характеристиками, такими як частота пульсу та параметри ритмів електричної активності мозку.

Здатність людини цілеспрямовано змінювати параметри електроенцефалограми була вперше описана американським ученим Дж. Камія ще 1958 р. (цю здатність вивчали з метою управління функціональним станом мозку пацієнта та зміни тенденції розвитку психіки). Подальші дослідження довели дивовижні здібності нашого мозку до внутрішніх перебудов, не передбачених природою. Виявилося, що за допомогою нейробіоуправління можна сформувати в людини навички саморегуляції, які раніше були відсутні, утворити нові і «пробудити» дрімлі мозкові утворення. При цьому фМРТ дає можливість візуалізувати реальну часову та просторову динаміку роботи мозку.

Гра – активність індивіда, спрямовану моделювання тій чи іншій реальної діяльності. Вона дозволяє людині формувати та вдосконалювати функції управління власною поведінкою та довільною активністю загалом.
При використанні ігрового біоуправління гравець стає активним суб'єктом лікувального (корекційного) процесу або процесу набуття нових навичок.

З практичної точки зору особливий інтерес представляє технологія так званого ігрового біоуправління, коли людина навчається «керувати» віртуальним ігровим сюжетом через вольові зміни своїх фізіологічних характеристик, таких як кардіограма, пульс, температура шкіри та електрична активність мозку.

Обіграти себе

У контексті нейробіології гра– це психологічна реальність із великою кількістю нестандартних ситуацій, у яких неможлива стереотипна поведінка. Комп'ютерний гравець звикає переміщатися з одного віртуального світу до іншого, швидко адаптуючись до нових віртуальних реалій на основі особистісних уподобань.

Під час гри мозок веде активну діяльність, визначаючи варіант дій, який зараз є найбільш виграшним. У разі використання біоуправління гравець, опанувавши навички саморегуляції, може керувати цим процесом, оскільки адаптивний зворотний зв'язок дозволяє не тільки побачити і «програти» різні стратегії поведінки, але й оцінити рівень їх ефективності. У цьому сенсі ця технологія є потужним механізмом навчання людини новим поведінковим стереотипам.

На базі Міжнародного томографічного центру СО РАН спільно з НДІ молекулярної біології та біофізики СО РАМН (Новосибірськ) проведено експеримент з нейровізуалізації "вольового" управління віртуальним ігровим сюжетом на групі молодих чоловіків.

Досліджуваним пропонувався ігровий сюжет «Віра!», присвячений пошуку підводних скарбів. Кожен випробуваний, перебуваючи в кільцевому магніті томографа, керував одним із аквалангістів, що опускалися на дно. Швидкість гравця безпосередньо визначалася частотою серцевих скорочень: що повільніше пульс, то вища швидкість. Протягом гри інформація про частоту пульсу передавалася як візуального ряду на екран монітора, доступний випробуваному. Щоб перемогти у грі, потрібно навчитися подумки керувати частотою пульсу, тобто розвинути навички уповільнення серцевого ритму.

За результатами ігор у випробовуваних було виявлено шість різних варіантів поведінки, і для кожного з них було визначено провідну стратегію саморегуляції.

Наприклад, при стратегії «проби та помилки з виходом на результат» випробуваний спочатку робив кілька неуспішних спроб, але зрештою досягав поставленої мети. Піддослідні з такою тактикою основну увагу приділяли не регуляції власних фізіологічних показників (тобто пульсу), а контролю за безпосереднім ігровим процесом. Стратегія «маятникова динаміка» характеризувалася чергуванням успішних та неуспішних спроб, а «послідовне навчання» – покращенням результату від спроби до спроби.

Аналіз результатів експерименту свідчить про певну послідовність виникнення та розвитку зон активності в головному мозку випробуваних. «Пік» змагального сюжету припадав на четверту – шосту спроби, коли послідовно в боротьбу за виграш залучалося дедалі більше нових нейронних ансамблів.

Цікаво, що нові зони цієї активності локалізувалися, у тому числі й у мозочку. Аналіз динаміки їх утворення дає підставу припустити, що мозок виконує в нашому головному мозку роль не тільки регулятора рухових функцій, а й модифікатора когнітивних (пізнавальних) функцій, регулюючи швидкість, силу, ритм та точність мислення. При цьому відбувається послідовне розгортання програми когнітивних операцій у режимі, організованому адаптивним зворотним зв'язком.

Саме так у грі «Віра!» формувалася «дорожня карта» когнітивного управління ігровим сюжетом, згідно з стратегією «проб і помилок», найпоширенішим варіантом саморегуляції.

Брехня відрізняється від правди

Віртуальна реальність, представлена ​​як ігрового змагального сюжету, керованого через вольову регуляцію фізіологічної характеристики, дає людині унікальну можливість проявити зазвичай блоковані особливості поведінки. І в цьому сенсі не лише віртуальна гра, а й взагалі будь-який ігровий тренінг дозволяють нам виявити приховані здібності, які ми зможемо успішно використати у реальному житті.

У цьому контексті цікавий аналіз даних ігрового експерименту, проведеного в МТЦ СО РАН, в якому крім «реального» біоуправління використовувалося так зване «імітаційне» (хибне) біоуправління. Інакше кажучи, коли розвиток ігрового сюжету було випадковим і залежало від дій випробуваного. При цьому самі випробувані не знали, що в одній із серій віртуальних тренінгів реальний зворотний зв'язок відсутній.

За оцінкою ефективності результату, досягнутого у цій грі, піддослідних можна поділити на дві групи. Перша з них демонструвала ефективніші стратегії саморегуляції за наявності реального зворотного зв'язку, ніж у разі «хибного» біоуправління. При цьому навіть у останньому випадку випробуваним вдавалося після кількох невдалих спроб домогтися уповільнення ритму серцевих скорочень.

Друга група продемонструвала менш ефективну стратегію саморегуляції: навіть на «реальному» етапі цим випробуваним вдалося лише частково досягти поставленої мети. За відсутності зворотного зв'язку спостерігався інтенсивний і «хаотичний» пошук рішення, що виражалося у збільшенні розкиду значень пульсового інтервалу.

Проте обидві ці групи піддослідних показали більш високу ефективність саморегуляції при реальному біоуправлінні, ніж при імітаційному: мозок досить успішно відрізняв «правду» від «брехні».

Потрібно сказати, що і реальне біоуправління, і його імітація супроводжувалися виразною динамічною картиною роботи певних мозкових утворень, що виражається у зміні об'єму активації та перерозподілі зон активності. У процес фактично залучалася вся поверхня кори головного мозку, причому переважна більшість кіркових зон, задіяних при імітаційному та реальному тренінгу, перетиналися та в обох випадках характеризувались максимальними значеннями активації. І все ж треба зазначити, що в режимі імітаційного біоуправління ряд мозкових структур активізувався значно сильніше, ніж при реальному біоуправлінні: нові нейронні ансамблі з'являлися в мозочку, веретеноподібної звивині та інших відділах мозку.

БЕЗПРОГРАШНІ ІГРИ Фахівці Інституту молекулярної біології та біофізики СО РАМН (Новосибірськ) та новосибірської Науково-виробничої компанії «Комп'ютерні системи біоуправління» створюють унікальний продукт – комп'ютерні ігри, змагальний сюжет яких керується фізіологічними характеристиками людського організму (температурою, пульсом, м'язом) .


Технологія «комп'ютерного ігрового біоуправління» виходить з природних механізмах саморегуляції функцій людського організму. При цьому завдяки характеру змагання усувається монотонність процедури навчання: захоплюючий сюжет мотивує випробуваного, викликаючи у нього емоційний інтерес до результату і таким чином сприяючи більш ефективному навчанню навичок саморегуляції.
Оскільки досягнення виграшу вимагає від випробуваного прийняття нетривіальних рішень, подібну гру можна кваліфікувати як творчу навчальну діяльність, привабливість якої полягає у непередбачуваності кінцевого результату. Оскільки кожна наступна ігрова спроба виходить з попередньої, ігрове біоуправління стає запорукою самовдосконалення випробуваного, імпульсом до пошуку нових ефективних стратегій саморегуляції. А оскільки гравець мотивований бажанням виграти, він змушений триматися в межах, що передбачаються грою, і зберігати спокій.
Ігри, створені на основі технології біоуправління, можна використовувати для вирішення широкого класу лікувальних та реабілітаційних завдань. З їхньою допомогою можна оцінити актуальний психофізіологічний стан людини, до того ж подібна ігрова діяльність сама по собі має виражений антистресовий ефект. Але головне, за допомогою цієї технології можна розкрити потенційні ресурси організму, якими ми в нашому звичайному житті не вміємо користуватися

Якщо ж спробувати описати найбільш загальний «маршрут» активації мозкових структур під час гри, то можна сказати, що після старту в роботу спочатку залучаються широкі кіркові поля мозку, а закінчується такий «когнітивний маршрут» у мозочку. Послідовне залучення мозкових структур в організацію нових нейронних мереж під час віртуального тренінгу забезпечує виникнення нової навички та її подальше закріплення у мозку. І в цьому сенсі подібні роботи лежать у руслі нового тренду у розвитку сучасного соціуму, який отримав назву «ігрофікація».

Ефективно чи справедливо?

Психологія – одна з найперспективніших сфер використання технології нейровізуалізації засобами фМРТ, тому що ця наукова галузь практично позбавлена ​​уявлень про локалізацію (в анатомічному сенсі) когнітивних функцій. Адже основні відомості про їхню «територіальну прив'язку» психологи зазвичай черпають із спілкування з пацієнтами, у яких інструментально виявляється локальне ураження мозку, або яким на тривалий час вживлені внутрішньомозкові електроди.

В одній із робіт американських дослідників була зроблена спроба відповісти на питання про локалізацію мозкових структур, покликаних класифікувати такі когнітивні категорії, як рівність та ефективність (Hsu Ming) та ін., 2008). Інакше кажучи, структур, покликаних вирішити споконвічну дилему: як слід діяти – ефективно чи справедливо?

В ігровому експерименті піддослідних «сідали» за кермо вантажівки, яка везла продукти харчування в «голодний» район Південної Африки. Умови були такі: якщо піддослідний неухильно дотримуватиметься інструкцій і роздаватиме продукти порівну кожному голодуючому, частина вантажу обов'язково зіпсується в дорозі. Якщо ж знехтувати половиною нужденних, то втрата продуктів зменшиться в рази, але, природно, дістанеться меншій кількості людей. Як же вчинити? Пожертвувати втратою продуктів чи, керуючись «розумним» вибором, залишити половину нужденних без надії на допомогу?

Виявилося, що емоційна оцінка «ефективності», «справедливості» та «загальної користі» прийнятого рішення здійснюється трьома різними мозковими структурами. Відділ мозку, званий "шкаралупа" (лат. putamen), відповідає за ефективність, кора "острівка" (лат. insula) захищає інтереси справедливості, сукупну міру ефективності і нерівності, т. е. корисність, оцінює септальний орган (лат. septum).

Ці результати узгоджуються з вже наявними даними, що саме перераховані вище мозкові структури є інтеграторами різних психічних «змінних» у винесенні остаточних «соціально-орієнтованих» вироків та оцінок. Можна припустити, що остаточне рішення поставленої етичної проблеми приймається шляхом порівняння сигналів з різних джерел і звірення їх з ретроспективним досвідом, при цьому когнітивний процес залучаються й інші області мозку.

Число публікацій, присвячених різним фундаментальним та прикладним аспектам функціональної магнітно-резонансної томографії та проблемам «інтерфейсу мозок–комп'ютер», за останні роки неухильно зростає (головним чином за кордоном, вітчизняних робіт у цьому списку практично немає). Розвиток відповідних технологій відкриває відразу кілька перспективних прикладних напрямів. Наприклад, з'явилася можливість спостерігати за особливостями циркуляції крові в мозковому сегменті, що знаходиться в активованому стані, – це можна використовувати для моніторингу певних структур мозку у разі порушення мозкового кровообігу (інсульту) або при доборі судинних препаратів.

Великі перспективи відкриває та розвиток когнітології – напрямки нейронаук, що займається дослідженням базових механізмів роботи мозку: «ментальними стратегіями», їхньою локалізацією, динамікою, способами використання та вдосконалення у повсякденному житті. Так звана «інтерактивна стимуляція» дає змогу організувати навчальний (лікувальний) зворотний зв'язок безпосередньо через «зацікавлену» мозкову структуру. Візуалізуючи, наприклад, поясну звивину чи гіпокамп, ви отримуєте шанс «прямої розмови» з мозком.

Функціональна магнітно-резонансна томографія – потужний інструмент, що дозволяє досягти якісно нового розуміння організації головного мозку та особливостей вищої нервової діяльності людини та тварин. Впровадження технологій фМРТ у різні сфери людської діяльності – нейромаркетинг, професійний кастинг, оцінку ефективності освітніх програм, «детекцію» брехні і т. п., вплине на подальший розвиток не тільки самих нейронаук, але і всього суспільства в цілому.

Література

Каплан А. Я. Нейрокомп'ютерний симбіоз: рух силою думки // НАУКА із перших рук. 2012. №6 (48).

Штарк М. Б., Коростишевська А. М., Резакова М. В., Савелов А. А. Функціональна магнітно-резонансна томографія та нейронауки // Успіхи фізіологічних наук, 2012. Т. 43 №1. З. 3-29.

У публікації використані фото М. А.Покровського

Що таке затримка мовного розвитку в дітей віком і як вона виявляється, повинен представляти кожен з батьків. Чим раніше захворювання буде діагностовано, тим успішніше піде лікування і тим оптимістичнішими будуть прогнози на майбутній розвиток малюка.

ЗРР – складне захворювання, причини якого найчастіше так і залишаються нез'ясованими. Найчастіше воно визначається вже до чотирьох років, є істотним відставанням для даного віку від мовної норми.

Таке серйозне захворювання не виникає: існують причини затримки мовного розвитку, зумовлені різними відхиленнями. Це можуть бути:

  • патології внутрішньоутробного розвитку;
  • родові травми;
  • підвищене;
  • внаслідок генетичної схильності;
  • психічні розлади;
  • фізичні травми;
  • зниження слуху;
  • захворювання головного мозку;
  • недорозвиненість м'язів рота та особи.

Якщо причини затримки мовного розвитку залишаються нез'ясованими, це ускладнює курс лікування, оскільки фактор, що провокує, при цьому продовжує працювати. Тому дитині з ЗРР необхідне комплексне обстеження. Тільки так лікарі можуть встановити чіткий діагноз. Але як виявити захворювання на ранніх етапах?

Симптоми ЗРР

Існують певні симптоми та ознаки затримки мовного розвитку, які можна виявити вже в ранньому віці. Для цього батькам рекомендується ознайомитись із віковими нормативами розвитку мови:

  • 4 місяці: активна реакція на звернення дорослих - посмішка, плач, гукання;
  • 9–12 місяців: спроби вимовити прості літерні поєднання (на-на-на, ба-ба-ба та ін.);
  • 12–18 місяців: реакція на імена рідних та слова, що позначають навколишні предмети;
  • 1,5-2 роки: самостійне складання простих словосполучень та речень (підлягає + присудок), виконання простих прохань («дай м'ячик», «принеси ведмедика» та ін.);
  • 3-4 роки: самостійне побудова міні-пропозицій, точне, без дефектів Вимова слова.

При виявленні відхилень від зазначених вікових норм, це вірна ознака затримки мовного розвитку, з яким потрібно обов'язково звернутися до фахівця – психолога, невролога, логопеда. Тільки вони можуть точно визначити, чи варто турбуватися, і дадуть професійні поради щодо лікування та профілактики захворювання.

Діагностика

Комплексна діагностика затримки мовного розвитку у дітей передбачає різні обстеження:

  • сурдолог оцінює слух та виявляє його проблеми;
  • проводиться вікове тестування: тест виявлення рівня психомоторного розвитку (денверський), за шкалою раннього мовного розвитку, за шкалою Бейлі (оцінка розвитку новонароджених);
  • бесіда з батьками виявляє способи спілкування дитини з ними;
  • визначається моторика м'язів особи, якщо є труднощі при грудному вигодовуванні та спостерігається нездатність малюка повторювати язиком руху;
  • порівняння відтворення та розуміння мови;
  • з'ясовується стимуляція мовного розвитку за допомогою аналізу відомостей про домашнє виховання дитини, її оточення, яке має допомагати йому спілкуватися.

Діагностика ЗРР передбачає з'ясування причин затримки, а цього необхідно пройти таких фахівців, як невропатолог, логопед, психіатр, дитячий психолог. У ряді випадків потрібні аналізи роботи головного мозку - ЕКГ, МРТ, ВІЛ-ЕГ та ін.

При своєчасному виявленні (до двох років) лікування затримки мовного розвитку при спільних зусиллях батьків та лікаря закінчується успішно.

  • Лікарська терапія

При ЗРР часто призначаються медикаментозні препарати різної дії, які допомагають відновити мову. Кортексин, нейромультивіт, актовегін, лецитин виступають у ролі активного харчування для нейронів мозку. Когітум - препарат, що «підхльостує» діяльність мовних зон. Ліки виключають самолікування та призначаються лише неврологом чи психіатром.

  • Лікувальні процедури

Магнітотерапія та електрорефлексотерапія вибірково відновлюють роботу центрів головного мозку, які відповідають за дикцію, мовленнєву активність, словниковий запас, інтелектуальні здібності. Однак електрорефлексотерапія має чимало протипоказань: судомний синдром, епілепсія, психічні розлади.

  • Альтернативне лікування

Індивідуально для кожної дитини можна вибрати або .

  • Педагогічна корекція

Лікарська допомога виявляється нерезультативною за відсутності допоміжної педагогічної дії. Дефектолог коригує (виправляє та послаблює) негативні тенденції розвитку, попереджає виникнення вторинних відхилень та труднощів. Він використовує для цього наочні, технічні, практичні засоби реабілітації, регулярно проводить ігрові заняття з дітьми за індивідуальним планом. Для лікування загальної методики немає: допомогти може лише індивідуальний підхід.

  • Логопедичний масаж

При затримці мовного розвитку в дітей віком логопедичний масаж - дуже ефективна процедура, коли фахівець впливає певні точки мови, губ, щік, рук, мочок вух. Залежно від індивідуальних показників можуть призначити зондовий масаж Новікової, масаж по Краузі, Дякової, Приходько.

  • Вправи

Дефектолог та батьки будинку повинні виконувати з дитиною ігрові вправи, спрямовані на розвиток м'язів обличчя, рухливості язика, слухового апарату. Пісеньки, звуконаслідування, казкотерапія, скоромовки, гімнастика артикуляції для обличчя, вправи для дрібної моторики рук - розробок дуже багато, ними потрібно користуватися, вибирати за порадою фахівців і регулярно займатися з малюком.

Батьки при цьому не повинні залишатися осторонь і покладати всі сподівання лише на лікарів. З такою дитиною потрібно займатися не тільки щодня, а щогодини, що потребує чимало часу та сил.

Наслідки захворювання

Наслідки затримки мовного розвитку можуть бути такими:

  • відставання від однолітків в інтелектуальному та психічному розвитку;
  • збільшення цієї різниці з роками;
  • Проблеми під час навчання у шкільництві: нерідко постає питання про переведення дитини на корекційну (допоміжну) школу.

Набагато легше попередити захворювання, ніж вилікувати його. Тому батькам потрібно якнайбільше спілкуватися з дитиною вже з внутрішньоутробного розвитку. Розмовляйте з ним, слухайте його, цікавтеся його внутрішнім світом - діти, що ростуть у коханні та турботі, рідко відчувають труднощі з розвитком мови.

ЄРЕВАН, 13 жовтня. Новини-Вірменія.Якщо людям дати можливість спостерігати в реальному часі, що відбувається у них у мозку, вони швидко навчаться знімати біль, покращувати собі настрій та розпоряджатися небаченими розумовими здібностями. Доступ до цього методу може змінити світ.

Як це працює

Завантажується новина..."Ліво"

Як повідомляє ВВС, у кожного з нас свій спосіб справлятися з негативними почуттями та емоціями. Хтось фокусується на диханні, щоб заспокоїти нерви. Хтось застосовує медитацію, щоб позбавитися зубного болю. Хтось, щоб відігнати поганий настрій, намагається подумки перенестися в ті місця, де колись почував себе особливо добре.

Всі ці способи так чи інакше працюють - щоправда, з різним ступенем успіху. А тепер уявіть, що ви бачите все, що відбувається у вас у голові, у мозку, коли ви відчуваєте біль, тривогу, тугу, страх чи задоволення. І ви можете спостерігати за цим у реальному часі! Ви вчитеся керувати своїм розумом – приблизно так само, як бодібілдер тренує окремі групи м'язів

Раптом вам стає зрозумілим, що ваші емоції - ніяка не таємниця. Ви здатні стежити за тим, як працюють ті маленькі психологічні хитрощі, за допомогою яких ви розганяєте тугу, можете вибирати найефективніші прийоми та контролювати їхню роботу в режимі реального часу.

ФМРТ у реальному часі

Напевно, ви вже зрозуміли, яка головна ідея лежить за новою технікою, яку назвали "ФМРТ у реальному часі" (ФМРТ – функціональна магнітно-резонансна томографія).

Ми вчимося контролювати емоції, почуття та бажання, отримуючи на екрані візуальний відгук на наші дії, на те, як саме ми застосовуємо психологічні техніки та прийоми. В результаті це стає майже таким же простим, як зменшити гучність у стереосистемі.

Це відкриває нам шлях у майбутнє, де за допомогою "ФМРТ у реальному часі" ми зможемо натренувати свої розумові здібності до небаченого ступеня.
Зосередившись на контролі над віртуальним полум'ям, люди здатні зменшити біль, який відчувають.

Вперше цей метод був продемонстрований у 2005 році під час дослідження, в ході якого люди навчали контролю над больовими відчуттями.

Вісім добровольців поміщали в МРТ-сканер і створювали у них на шкірі відчуття, як від опіку. У цей час їм показували на моніторі язичок полум'я, що уособлює процес у районі головного мозку, що відповідає за болючі реакції.

За допомогою різних когнітивних прийомів учасники експерименту швидко вчилися керувати розміром полум'я, що допомагало їм регулювати рівень електричного подразнення больової зони у себе на шкірі.

Дивно, але лише за 13 хвилин експерименту його учасники досягали вміння легко змінювати розмір полум'я і, відповідно, були здатні більш ніж на 50% зменшувати біль.

Здібності, набуті під час навчання, зберігаються і через 11 місяців, що підтверджує довготривалий ефект тренінгу.

З того часу кількість подібних досліджень із застосуванням ФМРТ у реальному часі зростала лавиноподібно. Про нові і нові методи клінічного та експериментального застосування повідомляється чи не кожен місяць.

Наука не стоїть на місці

Завантажується новина..."Право"

Досліджуваним тепер пропонується можливість оцінити те, що відбувається у себе в мозку не лише за допомогою зображення, а й звуків, і навіть температури (через окуляри віртуальної реальності). Метод вже отримав ще одну назву – нейрофідбек.

У дослідженні 2017 р., результати якого опубліковані у журналі Appetite, продемонстровано, як за допомогою ФМРТ у реальному часі можна боротися з ожирінням.

Протягом чотирьох днів чоловіки із зайвою вагою вчилися контролювати ті райони головного мозку, які відповідають за відчуття виконання та винагороди, привчаючи свій мозок робити вибір на користь здоровішої їжі та меншої її кількості.

В іншому дослідженні цього року виявлено, що якщо навчитися контролювати певну частину префронтальної кори головного мозку (той район, з яким пов'язують поведінку пацієнтів із СДВГ, синдромом дефіциту уваги з гіперактивністю), то підлітки, що пройшли курс навчання, можуть самостійно зменшити симптоми СДВГ і розвинути навичку зосереджуватися .

Причому здібності, набуті під час навчання, зберігаються і через 11 місяців, що підтверджує довготривалий ефект тренінгу і змін у мозку, що відбулися у зв'язку з ним.

У дослідженні 2016 р. було виявлено, що люди похилого віку можуть використовувати цю техніку для покращення своїх пізнавальних здібностей, притуплених віком. Так само і молоді люди можуть стимулювати роботу свого мозку.

Дослідження 2015 р., в якому брали участь здорові дорослі люди, показало: навчання за допомогою так званого нейрофідбека допомагає покращити здатність зосереджуватися та менше відволікатися.

В інших недавніх дослідженнях було знайдено застосування цієї методики у лікуванні депресії, тривожних станів, посттравматичного стресового розладу у ветеранів воєнних дій і навіть пристрасті до куріння.

Дослідження Джеймса Салзера з Техаського університету міста Остін показало, що люди здатні навчитися регулювати рівень нейромедіаторного допаміну, що може бути використане для лікування хвороби Паркінсона.

Величезний світ нових можливостей

Наскільки великий потенціал навчання за допомогою нейрофідбека, якщо кожен з нас зможе повністю контролювати свій мозок?

Загалом дослідження чітко демонструють, що ця технологія може знайти застосування в мільйонах випадків. Але наскільки тривалим буде її ефект і наскільки вона практична? Точно сказати поки що не можна.

Для ФМРТ у реальному часі потрібне дороге та громіздке обладнання, яке зараз застосовується насамперед у термінових та важких випадках. Проте, як знаємо, технології не стоять дома. Цілком можливо, дуже скоро з'являться дешевші і мініатюрніші сканери ФМРТ.

Якщо навіть кілька 10-хвилинних занять приносять статистично значущий результат, то що буде після 10 тисяч годин тренування?

І тоді перед людством відкриється величезний світ нових можливостей.
Уявіть собі атлета, який проводить тренування, не бачачи власного тіла і не маючи уявлення про вагу штанги.

Приблизно в такому ж становищі ми зараз, не бачачи, що відбувається в нашому мозку, коли нам боляче, коли нам холодно, коли у нас поганий настрій, коли ми в розпачі, коли ми плачемо чи радіємо...

Наскільки великий потенціал навчання за допомогою ФМРТ в реальному часі? Чого ми досягнемо, якщо кожен із нас зможе щодня приділяти час тренуванням свідомості – і так місяці та роки?

Метод "ФМРТ в реальному часі" може виявитися коротким шляхом до досягнення, наприклад, того, на що витрачають роки наполегливої ​​роботи зі своїм розумом ченці Тибету, що висушують жаром свого тіла мокрий рушник на крижаному вітрі, або індійські йоги, що вміють повністю блокувати відчуття болю в тіло.

Звичайно, поки що нічого не можна стверджувати напевно, але, цілком можливо, йдеться і про досягнення розумових надздібностей. -0-