Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга

73. Nagel et al. (2005).
 
 
Глава 5
 
1. Fuhr P et al. (1992). Physiological analysis of motor reorganization following lower limb amputation, Electroencephalogr Clin Neurophysiol 85 (1): 53–60; Pascual-Leone A et al. (1996). Reorganization of human cortical motor output maps following traumatic forearm amputation, Neuroreport 7: 2068–2070; Hallett M (1999). Plasticity in the human motor system, Neuroscientist 5: 324–332; Karl A et al. (2001). Reorganization of motor and somatosensory cortex in upper extremity amputees with phantom limb pain, J Neurosci 21: 3609–3618.
2. Vargas CD et al. (2009). Re-emergence of hand-muscle representations in human motor cortex after hand allograft, Proc Natl Acad Sci USA 106 (17): 7197–7202.
3. Гены гомеобокса регулируют развитие крупных телесных структур. Например, одно из первых открытий действия гомеобокса связано с выявлением у мушек дрозофил мутации, когда пара лапок может образоваться на голове, где должны помещаться антенны, а при обратной мутации антенны, наоборот, вырастают на месте лапок. Причина этого явления в том, что некоторые гены работают как включатель, запускающий каскад других генов, — вот почему многие мутации в генах влекут за собой странную форму или отсутствие части тела; поэтому, например, ребенок может родиться с хвостом. См. Mukhopadhyay B et al. (2012). Spectrum of human tails: A report of six cases, J Indian Assoc Pediatr Surg 17 (1): 23–25.
4. Sommerville Q (2006). Three-armed boy “recovering well”, BBC News, July 6, 2006.
5. Bongard J, Zykov V, Lipson H (2006). Resilient machines through continuous self-modeling, Science 314: 1118–1121; Pfeifer R, Lungarella M, Iida F (2007). Self-organization, embodiment, and biologically inspired robotics, Science 318 (5853): 1088–1093.
6. Кстати, принцип, когда робот снабжен моделью самого себя, открывает простор для конструирования себе подобных. Методом проб и ошибок он будет оценивать, далеко ли порожденному им роботу до него самого, и пытаться добиться полной идентичности.
7. Nicolelis M (2011). Beyond Boundaries: The New Neuroscience of Connecting Brains with Machines — and How It Will Change Our Lives (New York: St. Martin’s Griffin).
8. Kennedy PR, Bakay RA (1998). Restoration of neural output from a paralyzed patient by a direct brain connection, Neuroreport 9: 1707–1711.
9. Hochberg LR et al. (2006). Neuronal ensemble control of prosthetic devices by a human with tetraplegia, Nature 442: 164–171.
10. Спиноцеребеллярная атаксия — редкое нейродегенеративное заболевание, которое разрушает коммуникацию между мозгом и мышцами. Анализ медицинского случая Джен см. Collinger JL et al. (2013). High-performance neuroprosthetic control by an individual with tetraplegia, Lancet 381 (9866): 557–564. Обзор методов лечения и их перспектив см. Eagleman DM (2016). The Brain (Edinburgh: Canongate Books), and Khatchadourian R (2018), Degrees of freedom, New Yorker.
11. Upton S (2014). What is it like to control a robotic arm with a brain implant? Scientific American.
12. Самые успешные методики предполагают имплантацию электродов в мозг нейрохирургическим путем, в разработке также находятся менее инвазивные методы (например, размещение электродов снаружи головы).
13. Предполагается вживить по пять имплантатов в каждое полушарие мозга: в дорсальную и вентральную части премоторной коры, первичную моторную кору, первичную соматосенсорную кору и заднюю теменную кору. Обновления о ходе проекта см. на www.WalkAgainProject.org.
14. Bouton CE et al. (2016). Restoring cortical control of functional movement in a human with quadriplegia, Nature 533 (7602): 247. В исследовании участвовал доброволец с травмой шейного отдела спинного мозга. Исследователи использовали алгоритм машинного обучения для наиболее точной интерпретации взрыва нейронной активности, а суммарные сигналы затем направлялись высокотехнологичной системе электрической стимуляции мышц.
15. Iriki A, Tanaka M, Iwamura Y (1996). Attention-induced neuronal activity in the monkey somatosensory cortex revealed by pupillometrics, Neurosci Res 25 (2): 173–181; Maravita A, Iriki A (2004). Tools for the body (schema), Trends Cogn Sci 8: 79–86.
16. Velliste M et al. (2008). Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding, Nature 453: 1098–1101. Кстати, зря мы привыкли представлять роборуку в виде металлической конструкции. Роботы в металлическом веке надолго не задержатся. «Пластичных», или мягкотелых, роботов делают из эластичных каучуков и гибких пластиков. В современных исследованиях для создания искусственных пальцев, щупалец, трубок и прочих органов применяются материалы, максимально приближенные к живым тканям. Изделия изменяют форму за счет коррекции давления воздуха или использования электрических или химических сигналов.
17. Fitzsimmons N et al. (2009). Extracting kinematic parameters for monkey bipedal walking from cortical neuronal ensemble activity, Front Integr Neurosci 3: 3; Nicolelis M (2011). Limbs that move by thought control, New Scientist 210 (2813): 26–27. См. также Nicolelis’s 2012 TEDMED talk: “A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really”.
18. Nicolelis M. Beyond Boundaries: the new neuroscience of connecting brains with machines — and how it will change our lives.
19. Во всяком случае, Мать-природа никогда напрямую не занималась этой задачей. Можно утверждать, что проблему с Bluetooth она решила, предоставив человеку возможность эволюционировать из «первичного бульона», с тем чтобы люди сами расстарались для нее с этим самым Bluetooth.
20. Ощущение, что часть тела чужеродна или представляет собой нечто дикое и странное, обычно классифицируется как соматоагнозия, тогда как отрицание пациентом факта, что конечность принадлежит ему, относится к подмножеству расстройств, называемых соматопарафренией. См. Feinberg T et al. (2010). The neuroanatomy of asomatognosia and somatoparaphrenia, J Neurol Neurosurg Psychiatry 81: 276–281. См. также Dieguez S, Annoni J-M (2013). Asomatognosia, in The Behavioral and Cognitive Neurology of Stroke, ed. O Goderfroy and J Bogousslavsky (Cambridge, U.K.: Cambridge University Press), 170. См. также Feinberg TE (2001). Altered Egos: How the Brain Creates the Self (New York: Oxford University Press) и Arzy S et al. (2006). Neural mechanisms of embodiment: Asomatognosia due to premotor cortex damage, Arch Neurol 63: 1022–1025. Обратите внимание, что авторы еще не приняли окончательного решения, считать ли все формы соматоагнозии разновидностями одного и того же расстройства или это, наоборот, фундаментально различные расстройства, объединенные зонтичным названием.
21. Pearce J (2007). Misoplegia, Eur Neurol 57: 62–64.
22. Sacks OW (1984). A Leg to Stand On (New York: Harper & Row); Sacks OW (1982). The leg, London Review of Books, June 17, 1982. См. также Stone J, Perthen J, Carson AJ (2012). “A Leg to Stand On” by Oliver Sacks: A unique autobiographical account of functional paralysis, J Neurol Neurosurg Psychiatry 83 (9): 864–867.