Стэнфордские ученые разглядели в мозжечке творчество

Стэнфордские ученые разглядели в мозжечке творчество
А спецы из Имперского колледжа Лондона - сохранившиеся молекулы белков в случайно выбранных костях разных динозавров из разных местонахождений
По результатам исследований, в которых были задействованы три десятка добровольцев, объяснявшие друг другу значение слов с помощью рисунков, группа ученых из Стэнфорда смогла доказать, что мозжечок не только отвечает за координацию движений, но и участвует в творческом процессе. В результате анализа сделанных добровольцами «объясняющих» те или иные слова рисунки специалистам стала понятна роль мозжечка в когнитивном процессе и его отличие, скажем, от коры головного мозга. По главным выводам исследователей, кора занимается осознанием все время возникающих новых задач, так сказать, в общем виде, а мозжечок – «генерирует разные новые типы поведения, подходящие к новым условиям».

«С этой теорией вполне согласуется новая работа, вышедшая недавно в Scientific Reports, в которой группа исследователей из Стэнфорда говорит о творческих способностях нашего «маленького мозга». В своих экспериментах Алле Райс (Allan Reiss) и его коллеги использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), которая позволяет увидеть активность мозга, соответствующую выполнению той или иной задачи. Однако тут сразу же возникает вопрос – как авторы работы определяли, что имеют дело именно с творческой активностью мозга?
Здесь им помогла игра, в которой игроки объясняют друг другу какое-нибудь слово с помощью рисунка. Например, слово «левитация» можно изобразить в виде человечка, парящего над землёй в условной «позе лотоса», можно нарисовать фокусника, который заставляет парить своего помощника, можно заставить левитировать предметы и т. д.
Три десятка мужчин и женщин, находясь в аппарате для фМРТ, рисовали таким образом несколько картинок; на каждое слово давалось по 30 секунд – достаточно, чтобы поймать изображение мозга в «приступе креатива» и чтобы не дать человеку заскучать. Чтобы было с чем сравнивать творческую активность, участников эксперимента просили абсолютно нетворчески изобразить обычную зигзагообразную линию.
«Креативность» рисунков оценивали отдельно, причём по нескольким параметрам: насколько картинка соответствует предложенному слову, насколько она проработана, насколько оригинальна, много ли элементов в неё входит и т. д. У самих участников эксперимента потом спрашивали, какое слово вызвало у них наибольшее затруднение. Оказалось, что трудные слова стимулировали активность левой области префронтальной коры, про которую известно, что она выполняет функции когнитивного контроля, и влияет, среди прочего, на внимание и умение оценивать сложность задачи. Однако уровень творчества, если можно так сказать, в картинках оказывался тем выше, чем слабее работала контролирующая левая префронтальная кора. И одновременно «творческость» рисунков соответствовала активности мозжечка: чем активней он работал, тем оригинальнее, проработаннее и т. д. становились рисунки. Конечно, повышенную творческую активность удалось поймать и в других участках мозга, но в случае с мозжечком это было удивительнее всего.
Авторы работы полагают, что структуры коры занимаются тем, что делают самый первый анализ новой задачи; то есть, грубо говоря, от них зависит осознание задачи в общем виде. Затем в дело вступает мозжечок, который генерирует разные новые типы поведения, подходящие к новым условиям. Спихнув творческий процесс на мозжечок, кора тем временем может заняться анализом очередной порции данных – мир-то вокруг непрестанно меняется.
Впрочем, такая схема, очевидно, слишком сильно огрубляет и упрощает ситуацию. Как-никак, мы говорим об одной из самых важных, самых загадочных и самых сложных процедур, которые выполняет наш мозг – о творчестве. Тем не менее, будущие нейробиологические модели творческой активности всё-таки должны будут учитывать и роль в ней мозжечка,- говорится в пересказе «Науки и жизни» опубликованных в Scientific Reports результатов исследований ученых.

Между тем, и лондонские спецы кое-что обнаружили, но в несколько иной сфере: они нашли в костях динозавров сохранившиеся молекулы белков. В ученом мире считают данное открытие важным из-за общего идеологического подхода: из него, возможно, можно предположить, что «практически в любой окаменелости (или, по крайней мере, во многих) можно найти остатки древних органических тканей». Что примечательно: при таком порядке вещей получается, что «для сохранения органического материала не требуется никакое сверхредкое сочетание условий и не нужен сверхудачливый натуралист, который найдет это местонахождение, а уж найдя, осчастливит этим материалом аналитика».

dinozavrova kost uchenyh«Лондонские специалисты взяли для анализа обычные окаменевшие фрагменты костей динозавров из разных местонахождений. Обычные в том смысле, что по их внешнему виду никак нельзя было заподозрить присутствие органического материала, как это свойственно для kosti dinozavrov1некоторых образцов из лагерштеттов (Lagerstätte). Затем изготовили из этих костей специальные препараты. И далее в этих образцах обнаружили органические фрагменты. Нужно отметить, что методика препарирования исключала возможность занесения современных загрязнений, именно поэтому ученые смогли решительно отстаивать свои в целом возмутительные выводы. Для изготовления образцов использовался фокусируемый ионный пучок. С его помощью можно вырезать из образца тончайшую и совершенно ровную пластину, а весь процесс происходит в аналитической камере аппарата. Поэтому образец, во-первых, не соприкасается со всеми окружающими источниками загрязнений и, во-вторых, получается идеально ровным. Неровный рельеф поверхности, как хорошо известно пользователям обычного сканирующего микроскопа, создает серьезные проблемы при количественном анализе химических элементов. Так что в этом случае присутствие древних органических фрагментов документировалось надежнейшим способом.
Из восьми исследованных костей в шести нашлись фрагменты органических тканей. Что это за ткани? В одном случае это были органические округлые тельца, напоминающие эритроциты. Правда, по размеру они были в разы меньше, чем эритроциты современных животных и птиц. В другом случае общий вид органических структур был похож на коллагеновые фибриллы в костях современных животных. На этот факт ученые обратили особенное внимание.
kosti dinozavrov2Понятно, что со временем белки (и любые биомолекулы) видоизменяются, разрушаются, теряют свою структуру, как пространственную, так и линейную. А в динозавровых образцах, пролежавших в земле около 75 миллионов лет, пространственная структура коллагена осталась узнаваемой.
kosti dinozavrov3С помощью масс-спектрометрии в органических образцах определили несколько аминокислот, доказав, что это действительно белки. Метод масс-спектрометрии не слишком чувствителен для решения более конкретных задач: что это за аминокислоты, сколько их, какова их последовательность. Теперь усилия ученых должны переместиться в область детальных биохимических определений. Вполне возможно, что с современной аппаратурой ответы не заставят себя долго ждать.
В действительности, эта работа важна не столько частным открытием коллагена в окаменелых костях, сколько общим идеологическим подходом. Мы слишком мало знаем о том, почему и как сохраняются мягкие ткани в ископаемой летописи, так что никаких заключений о вероятности подобных находок делать сейчас нельзя. Но пока получается, что практически в любой окаменелости (или, по крайней мере, во многих) можно найти остатки древних органических тканей. Для сохранения органического материала не требуется никакое сверхредкое сочетание условий и не нужен сверхудачливый натуралист, который найдет это местонахождение, а уж найдя, осчастливит этим материалом аналитика. Напротив, аналитик может взять любую кость и, тщательно ее изучив, осчастливить публику самыми неожиданными заключениями.
Мы знаем примеры такого переворота: от единичных находок к массовым исследованиям. Так было, например, с изучением древней ДНК. В конце 90-х годов выделение неандертальской ДНК казалось чудесной случайностью. Теперь, спустя всего 15 лет, выделение древней ДНК стало почти рутиной. Просто нужно отработать методику подобных исследований. Вероятно, с ископаемыми белками так произойдет в самое ближайшее время,- говорится в материале на сайте «Элементов».