Компенсаторные способности мозга

Oliver Burston, 2005, Wellcome ImagesУченым из Carnegie Mellon University’s Center for Cognitive Brain Imaging впервые удалось показать, как мозг адаптируется к повреждениям.  Исследование (Mason, Prat, & Just, 2013) показало, как в случае снижения функциональности одного региона, мозг немедленно подключает резервные регионы, выполняя работу не только выведенных из строя, но и поддерживающих их структур.

Ученые применяли транскраниальную магнитную стимуляцию (repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS)) для временного выключения зоны Вернике (региона, ответственного за понимание языка) у участников эксперимента, используя функциональный магнитный томограф (fMRI). Людей просили выполнять задачи по пониманию смысла предложений до, во время воздействия и после воздействия rTMS.

Воздействие транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике и связанные с ней зоны

Снижение функций и перекрывающее восстановление в ответ на стимуляцию rTMS. Применение транскраниальной магнитной стимуляции на зону Вернике (семантическая обработка, показана синим кружком) приводит к снижению функциональности в регионах, обрабатывающих речь (например, left temporal, left inferior frontal, left inferior parietal), в также правополушарных регионах (right inferior frontal), и главных визуальных регионах (bilateral occipital).

Воздействие rTMS, как и предполагалось, существенно угнетало работу зоны, но сканирование показало, что другие зоны мозга мгновенно начали подключаться к выполнению этой, не свойственной им, функции. Причем выполняли это так успешно, что не приводило к значимому ухудшению понимания предложений.

Компенсирующую роль на себя принимали следующие зоны:

  • Контралатеральные, зеркально расположенные в другом полушарии;
  • Соседние зоны в непосредственном окружении поврежденной;
  • Фронтальный исполнительный регион.

Предположительно, именно фронтальный регион принимает на себя главную управляющую и вычислительную роль в распределении задач по выполнению функций вышедшего из сторя региона.

Выведение из строя одного региона приводит к нарушению других функций, поскольку для мышления и понимания мы используем сеть регионов, и, соответственно, это нарушает весь процесс. Если бы не компенсация от других зон, мы видели бы катастрофические последствия даже самых банальных сотрясений мозга. После окончания воздействия TMS, активность зоны Вернике вернулась в исходное, но некоторое время запасные регионы продолжали работать. Это приводило даже к улучшению работы мозга по выполнению задач – ведь он использовал больше регионов для того, с чем обычно справлялся ранее.

Эта автономная (независимая от нашего сознания) способность мозга самоорганизовываться в ответ на изменяющиеся обстоятельства, является, по-видимому, основой для гибкого интеллекта.

Исследование дает более глубокое понимание нейропластичности мозга и уверенность в том, что когнитивные тренировки мозга могут сыграть неоценимую роль в случае травмы головы или инсульта. Секрет заключается в развитии альтернативных методов мышления. Предыдущие исследования (Prat & Just, 2011) показали большую адаптивность у людей с хорошими навыками чтения и высокой емкостью рабочей памяти. В условиях снижения работоспособности региона мозга, их мозг способен лучше адаптироваться к изменениям, рекрутируя компенсирующие регионы, в сравнении с людьми с низкоемкой рабочей памятью.  На мой взгляд, еще один повод начать заниматься брейнфитнесом.

Mason, R. A., Prat, C. S., & Just, M. A. (2013). Neurocognitive brain response to transient impairment of Wernicke’s area. Cerebral Cortex. DOI: 10.1093/cercor/bhs423.

Prat, C. S., & Just, M. A. (2011). Exploring the neural dynamics underpinning individual differences in sentence comprehension. Cerebral Cortex. 21:1747–1760.

Изображение в начале статьи: Oliver Burston, 2005, Wellcome Images.


Мороз-красный нос

Олень из арктического региона НорвегииСтатья, опубликованная накануне Рождества (Ince et al., 2012), вполне могла бы претендовать на Шнобелевскую премию (Ignoble Prize), если бы не вышла в специальном новогоднем выпуске авторитетного журнала British Medical Journal. Норвежские и голландские ученые задались вопросом, почему у Рудольфа, одного из оленей Санта Клауса, красный нос. На фотографии слева видно, что это, в самом деле, так.

Исследователи обнаружили сходство в системе микроциркуляции крови носа как у оленя, так и у человека. Носовая микроциркуляция очень Инфракрасная термография оленя важна для обогрева, фильтрации и увлажнения вдыхаемого воздуха, контролируя воспалительные процессы, транспортируя мукус и доставляя кислород в региональные клетки.
У оленя сосудистая плотность в этом регионе выше, чем у человека на 25%. Это предохраняет его нос от замерзания, позволяя выполнять свои функции даже в условиях арктического холода.

Инфракрасная термография оленя показала, что у оленей действительно красный нос!
Авторы благодарят Санта Клауса за содействие в исследовании.

Ince, C., Kuijen, A.-M. v., Milstein, D. M. J., Yürük, K., Folkow, L. P., Fokkens, W. J., & Blix, A. S. (2012). Why Rudolph’s nose is red: observational study. BMJ, 345. Полный текст статьи.


Нейромаркетинг: Кодирование эмоций в рекламных проектах

Счастливый человек

Пример обработки фотографии человека. Этот человек эмоционально вовлечен и безусловно счастлив в момент съемки, и то, что происходит вокруг него, ему очень нравится.

16 января 2013 года компания Millward Brown анонсировала расширение использования технологии Link and Facial Coding кодирования эмоций, отражающихся на лице, и заявила, что ее крупнейшие клиенты, Unilever и The Coca-Cola Company будут использовать это метод для тестирования в 2013 году. Unilever, владелец таких известных брендов как Axe, Lipton, Domestos, будет применять кодирование эмоций для всех количественных и пилотных проектов по всему миру, а Кока-Кола – для анимационной рекламы. Другие клиенты также будут пользоваться технологией, и исследователи надеются провести тысячи исследований только в этом году.

Технология кодирования эмоций Affdex Facial Coding разработана компанией Affectiva, отпочковавшейся от MIT Media Lab. Этот метод был уже использован в более 40 странах и в 400 рекламных проектах, и ее по праву можно назвать самой используемой системой исследования, не основанной на вербальном отчете респондентов. Еще полгода назад цифры были в несколько раз меньше.

Кодирование эмоций Affdex Facial Coding Кодирование эмоций Affdex Facial Coding.

Исследование выглядит довольно просто: эмоции респондента, во время просмотра видеоролика тестируемой рекламы или статичных изображений, обрабатываются программным обеспечением, выдающим данные о вовлеченности в каждый момент просмотра. Плюсом можно назвать снижение стоимости: для такого анализа достаточно самой обычной веб-камеры и хорошего освещения, что позволяет тестировать рекламные продукты онлайн.

В 2012 году эта технология начала применяться в Азии, где культурные нормы порой не позволяют выражать словами те чувства, которые возникают от истории, рассказываемой рекламным роликом. Так, например, при тестировании ролика в Индии, эпизод, в котором рука мужа касается талии жены, большинство респондентов-женщин давали нейтральную, безэмоциональную оценку такого взаимодействия. Однако результаты кодирования показали, что именно это момент вызывал у них эмоциональное вовлечение, и при редактировании этот эпизод вошел в окончательную версию ролика.

Технологии кодирования эмоций сейчас совсем не редкость, и благодаря бурному развитию, цены на них падают, а спрос растет. Я писал ранее о своем опыте работы с аналогичной программой FаceReader от компании Noldus, и участии в онлайн исследовании-предсказании президентских выборов в США. Такое кодирование выдает хорошие результаты при большом количестве респондентов, потому что индивидуальные характеристики иногда могут быть весьма своеобразны: часто встречается, что программа понимает нейтральное выражение человека как сердитое ил печальное. С другой стороны, если «скормить» программе сотню фотографий человека и откалибровать ее именно на его лицо, то она будет изумительно точна. Кроме этого, они способны оценивать эмоции сразу нескольких людей в обзоре камеры и выдавать результаты в реальном времени.

Широкое применение программного обеспечения, сопряженного с камерами наблюдения и автоматическими триггерами на какие-то особые эмоции возможно уже сегодня. Камера автоматически подаст сигнал тревоги оператору, если эмоции злости или обеспокоенности у проходящего народа в каком-то месте превысит определенный порог. Аналогично, можно оценивать какое-то событие, автоматически кодируя эмоции зрителей кинотеатра, посетителей магазина или делегатов съезда партии.


Обмен бактериями

Clostridium difficileЛюди обмениваются бактериями постоянно – здороваясь за руку, обнимаясь, целуясь, занимаясь сексом. И это хорошо, в большинстве случаев.
Статья в престижном The New England Journal of Medicine описывает еще один метод обмена, который может показаться несколько нетрадиционным: ученые произвели трансплантацию фекальных масс от одного человека другому. Не шутки ради, а фактически для спасения жизни (van Nood et al., 2013).

При лечении антибиотиками, как вы знаете, большая масса бактерий, живущих у нас в кишечнике, может погибнуть. Иногда это приводит к тому, что одна из бактерий, Clostridium difficile, причиняющая серьезную диарею, начинает усиленно размножаться. В обычной здоровой среде она не высовывают свою голову настолько, чтобы причинять вред. Цель трансплантации заключается как раз в восстановлении кишечной среды, когда другие бактерии сами «поставят на место» C. difficile.

Статья описывает первое стандартное, рандомизированное клиническое исследование, это не открытие – в течение последних 50 лет такая практика применялась в разных клиниках по миру. Более 500 случаев лечения подобным образом уже опубликованы, не хватало только хорошего исследования в рамках клинических стандартов.

Понятно, что такой вид лечения едва ли станет обычной практикой: есть много проблем различного характера (инфицирование опасными бактериями, гигиенические и моральные соображения, отсутствие стандартов и проч.), чтобы позволить заниматься этим в обычной поликлинике.  Другая группа ученых создала и тестирует искусственные фекалии – смесь бактерий, обычно живущих в кишечнике человека. Как сказал научный журналист Эд Янг, «думайте об этом как об анальном йогурте».

Первые результаты говорят об успехе: так, у одной пожилой женщины, которую C.difficile мучила полтора года, в течение 10 дней после трансплантации искусственных фекалий, восстановилась нормальная работа кишечника.  Но необходимо больше исследований.

Йогурты не помогают в таких случаях – есть много исследований,  показывающих эффект меньше мизерного. Даже получая из йогуртов несколько миллиардов бактерий, мы не в состоянии изменить микрофлору, состоящую из десятков триллионов кишечных бактерий.

van Nood, E., Vrieze, A., Nieuwdorp, M., Fuentes, S., Zoetendal, E. G., de Vos, W. M., Visser, C. E., Kuijper, E. J., Bartelsman, J. F. W. M., Tijssen, J. G. P., Speelman, P., Dijkgraaf, M. G. W., & Keller, J. J. (2013). Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. New England Journal of Medicine, January 16, 2013DOI: 10.1056/NEJMoa1205037.

Фото Clostridium difficile из Википедии.


Ожирение и поведенческая экономика

Джордж Джоликер (George Jolicoeur)— Это кто? – спросил худой калифорниец из глубины комнаты.
— Это Джо, надежный чувак. Хочет в дело. Нам же нужен еще один чел, так ведь?
— Этот жиртреск?! Пока он доковыляет от банка до машины и будет в неё усаживаться, вся полиция будет на месте! Ты – идиот. Гони его в шею! А ты, толстяк, забудь, что даже был здесь.

Джо грустно опустил голову на пузо, и, медленно, с одышкой, побрел до ближайшего Макдональдса. Стало ясно, что его мечте о карьере профессионального грабителя банков сбыться не суждено.

Используя данные Национального долговременного опроса молодежи 1997 года, ученые обнаружили (Kalist & Siahaan, 2013), что молодой человек с ожирением имеет всего 2/3 шансов быть арестованным, в сравнении с человеком с нормальным весом. Ученые объясняют это тем, что излишний вес не способствует криминальной деятельности, в особенности, для преступлений, где необходимо быстро что-то спереть и убежать.

А я всегда думал, что дело обстоит как раз наоборот: толстяков арестовывают чаще, именно потому, что они не успевают скрыться с места преступления, или собака увереннее берет след по запаху гамбургера ;)

В конце каждого исследования полагается описать научную и/или социальную значимость полученных результатов, и авторы говорят следующее: социальные и экономические издержки ожирения населения могут быть преувеличены, ведь оно приводит и к позитивным результатам — снижению криминальной активности. Почему бы не пойти дальше и предложить ход в духе поведенческой экономики: сделать питание в тюрьмах по принципу «все включено» — не ограничивать еду ни по времени, ни по потреблению, и использовать типичный джанк-фуд. Таким образом, из тюрьмы выкатывались бы отсидевшие свой срок колобки и рецидивизм начал бы драматически снижаться. Кроме того, ожирение способствует сокращению срока пребывания на этой земле, что тоже как бы часть наказания за содеянное. Это может казаться не совсем политкорректным, но только на первый взгляд: ограничивать право американца на неограниченное питание в любом месте в любое время суток кажется мне просто кощунством, и тюрьма — не оправдание для такого безобразия.

Но в целом, с авторами, я, пожалуй, не соглашусь. Ведь криминальная активность, требующая интенсивной физической активности – это для низшей касты преступников. Толстяки, если у них есть тяга к криминальному обогащению, могли бы заниматься чем-то, что не требует физической нагрузки, например, финансовыми преступлениями. Такая деятельность наносит куда более существенный ущерб обществу, в чем мы убедились на примере т.н. финансовых кризисов.

На фото в начале заметки – Джордж Джоликер (George Jolicoeur). Он был известен тем, что приходил в рестораны, где заказывал огромное количество еды и потом отказывался за нее платить. Например, как-то раз он выпил 5 стаканов молочного коктейля, а затем заявил, что нашел волос в последнем стакане и отказался платить. Арестован он был за то, что отказался платить за съеденный кусок вяленой говядины ценой в 50 долларов, утверждая, что в конце ему попался кусочек с плесенью. Адвокат добился его помилования, убедив прокуроров в том, что обслуживание его клиента будет слишком дорого стоить государству. Информация отсюда.

Kalist, D. E., & Siahaan, F. (2013). The association of obesity with the likelihood of arrest for young adults. Economics & Human Biology, 11(1), 8-17.


Скорбь теперь считается болезнью

ProzacВ конце декабря вышла большая статья в Washigton Post (Whoriskey, 2012) о влиянии фармацевтических компаний на многие аспекты жизни. Статья вызвала массу откликов, как среди читателей, так и среди профессионалов. Одна глава статьи говорит о недавнем событии, касающемся определения депрессии: в Американской Психиатрической Ассоциации есть панель экспертов, которая определяет толкование, симптомы и методы лечения психических заболеваний, создавая Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, или DSM. Это руководство – библия для практикующих врачей в Америке, определяющее их практику, страховку, судебные решения, и прочее. Врач-терапевт в 80% случаях выписывает рецепты на антидепрессанты. И только остальную часть выписывают психиатры.

Скорбь о потере близкого человека всегда считалась естественным процессом, который лучше оставить без лечения, потому что он проходит сам по себе. Сегодня это уже не так, согласно DSM: такая скорбь вошла в спектр депрессии, и ее следует лечить антидепрессантами. Вдумайтесь: горечь потери близкого человека теперь, по сути, — симптом депрессии! Зачем вообще переживать о чем-либо, увещевают нас фармацевтические компании, если можно и нужно купить и принять горсть таблеток? Рынок антидепрессантов только в США составляет 10 миллиардов долларов в год, и фармацевтические компании, вероятно, считают каждый доллар в чужом кармане как личное оскорбление.

Горечь утраты близкого лучше лечить лекарством Wellbutrin, компании GlaxoWellcome, потому что так считает главный консультант панели, основываясь на исследовании 2001 года, которое, так уж случилось, сам и провел. Исследование спонсировалось той же компанией, и так случилось, что этот консультант имеет пакет ее акций, и прочие прелести от нее. В вышеуказанной статье – исчерпывающая инфографика, показывающая, что шесть из семи панелистов, определяющих депрессию и методы ее лечения, имеют тесные связи с различными фармацевтическими компаниями.

Ладно, это всё мы давно и прекрасно знаем. Интересно, что когда разговор пошел о возможном конфликте интересов, независимая комиссия уверенно сказала, что нет, такого не произошло. Фактически те психиатры отрицают существование предпочтений, предрассудков и конфликта интересов. Они не могут поверить, как вам пришло в голову, что денежные вознаграждения от фармацевтических компаний могли каким-то образом поменять их поведение. Хочется риторически вопросить, когда же абсурд двойных стандартов, отсутствия логики и отрицания очевидного дойдет до своей полноты, и приведет к смене устройства нашего общества? Но я такой вопрос задавать не буду, а вот другой меня крайне интересует: Если практически любому человеку очевидна ложь и лицемерие таких заявлений и такого поведения, и все равно ничего нельзя поделать с этим, то зачем вообще что-то объяснять? В чем смысл придумывания причин для бомбардировок страны, если можно нагрузить самолеты бомбами и поднять их в воздух? Что меняется от того, если кто-то указывает на надуманность причин такого или откровенную ложь? Подумав и поговорив с людьми, я пришел к выводу, что такие объяснения всё же нужны, хотя бы для минимизации сопротивления. Для экономии бомб, если угодно. Людей, разбирающихся в теме не так и много, и их мнением можно пренебречь, а остальные могут не знать, не интересоваться или им попросту плевать. Не знаю, что и сказать…

Whoriskey, P. (2012). Antidepressants to treat grief? Psychiatry panelists with ties to drug industry say yes. The Washington Post, 27 December 2012. Ссылка.

PS. BBC News 18 января 2013 года опубликовала статью профессора клинической психологии Питера Киндермана (Peter Kinderman), озаглавленную Скорбь и беспокойство — не психические заболевания, в которой он критикует подзод новой редакции DSM.

 


Поток знаний

Дафна Келлер21 января в 20:00 в Digital October в рамках проекта Knowledge Stream пройдет лекция Дафны Келлер, сооснователя портала Coursera, который был признан журналом Time лучшим образовательным сайтом 2012 года. Благодаря Coursera каждый может стать слушателем курсов лучших университетов мира совершенно бесплатно. Инфо и регистрация.