Нейронаука — это отрасль науки, изучающая мозг и его связь с поведением человека и животных.
Цели нейронауки
Поведение человека обычно подразделяют на две основные категории: нормальное, т.е. соответствующее поведенческому паттерну здоровых индивидов, и аномальное, обусловленное нарушениями психической деятельности. Нормальное поведение изучается главным образом фундаментальными науками, обычно объединенными под названием «нейронаука», в то время как аномальное поведение — предмет исследования медицинских наук. Нейронаука исследует мозг и его связь с психической деятельностью. Изучение мозга человека, помимо удовлетворения чистого любопытства, преследует две основные цели. Первая из них базируется на неврологии, психиатрии, психотерапии и медицинской психологии и направлена: 1) на определение анатомических и физиологических маркеров заболеваний мозга; 2) лечение расстройств психической деятельности. Другая задача нейронауки — имитация работы мозга в различных прикладных целях. Реализация этой цели связана с математическим моделированием нейронных сетей и созданием электронных приборов, называемых нейрокомпьютерами, основанных на принципах обработки информации в мозге. Объем этой книги ограничен первой целью. Мы собираемся представить экспериментальные данные, теоретические сведения и методологические инструменты, которые могут помочь неврологам, психиатрам, психологам, психотерапевтам и работникам здравоохранения в оценке мозговых дисфункций и на основе этой оценки обеспечить оптимальное лечение их пациентов.
Цели психиатрии и неврологии
Одна из главных задач психиатрии и неврологии связана с объективной оценкой дисфункций мозговой деятельности. В настоящее время единственным способом диагностики психических расстройств является использование описания отклонений в поведении с помощью специфической терминологии, данной в таких руководствах, как Diagnostic Statistical Manual в США (DSM —IV) или International Classification of Disorders в Европе (ICD-10).
Изучение нормального поведения — предмет изучения психологии, физиологии, биохимии и молекулярной генетики. Исследование аномального поведения относится к сфере нейрофизиологии, патофизиологии, фармакологии и медицинской генетики. Постановка диагноза осуществляется на основе описания поведения согласно руководствам DSM-IV или ICD-10. В современной медицине четко прослеживается тенденция к поиску так называемых эндофенотипов — объективных диагностических параметров, специфичных для данного заболевания. Лечение проводится в соответствии с четырьмя различными уровнями организации мозга/поведения с помощью психотерапии, психохирургии, нейротерапии и фармакотерапии.
Согласно этим руководствам все мозговые дисфункции разделяются на отдельные категории, называемые заболеваниями. Каждое заболевание имеет свое название (например, болезнь Паркинсона или шизофрения) и определяется входящими в его состав симптомами (основными аномальными поведенческими паттернами) и/или синдромами (группами симптомов). Пример описания симптомов отдельного психического расстройства представлен в перечне поведенческих паттернов при СНВГ (синдром нарушения внимания и гиперактивности).
Фенотип и генотип
Важная роль в функционировании нейронных сетей отводится медиаторам и рецепторам, определяющим динамические свойства синаптических связей в нейронных сетях. Изучение субклеточных процессов и молекулярных механизмов работы синапсов относится к разделу биохимии в сфере фундаментальных наук и фармакологии в сфере медицины.
Синтез нейромедиаторов, работа ионных каналов и рецепторов контролируются генами. Гены определяют генотип индивида. Термин «фенотип» отражает подлинные анатомические и физиологические черты индивида и как следствие этих черт — его поведение. Генотип — важнейший, но не единственный фактор, влияющий на формирование фенотипа. Как нормальные, так и аномальные поведенческие паттерны человека возникают на основе сложного взаимодействия генетических факторов и влияния окружающей среды. Механизмы этого взаимодействия пока недостаточно изучены.
Число исследований в нейронауке экспоненциально увеличивается, и знания, полученные за последние 10—20 лет, значительно изменили наши представления о мозге. Эти изменения определили новый подход к клиническому применению электроэнцефалографии (ЭЭГ). Однако ЭЭГ — не единственный метод, предоставляемый нейронаукой в распоряжение клиницистов. Из других методов наиболее известны магнитоэнцефалография (МЭГ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Все они обычно объединяются под общим названием «нейрокартирование», и каждый занимается исследованием специфических нейроанатомических и нейрофизиологических параметров, открывая, таким образом, маленькие «окна в мозг».