Психология сознания полностью

ПЭТ-устройство – это кольцо датчиков гамма-лучей, которое надевают на голову испытуемого. Оно обнаруживает гамма-лучи, исходящие из мозга, и на их основании вычисляет, в каких областях мозга находились молекулы с радиоактивными элементами в момент распада. В зависимости от того, какие молекулы используются (воды, глюкозы, производные дофамина и т. д.), их распределение в мозге отражает определенный аспект метаболизма или активности мозга (например, кровотока, метаболизма глюкозы или взаимодействия нейромедиаторов). В большинстве НКС-экспериментов с использованием ПЭТ маркером для кровотока была радиоактивная вода.

При этом отражаются те же аспекты активности мозга, что и при фМРТ: кровь приливает к тем областям, где нейроны электрически и метаболически более активны. ПЭТ еще медленнее, чем фМРТ, и в лучшем случае отдельное изображение может показать лишь общий рисунок изменений, которые произошли в течение 30–60 секунд. Пространственное разрешение, в лучшем случае, составляет несколько миллиметров, обычно это немного ниже, чем при фМРТ.

Электромагнитное исследование мозга с помощью ЭЭГ и МЭГ

Электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ) – методы электромагнитного исследования мозга. Они регистрируют сигналы, возникающие при электрической активности нейронов. Нейрональные импульсы создают диполярную электрическую циркуляцию в мозге. Диполь – это источник электричества с двумя полюсами, отрицательным и положительным. Внутри нейрона электрический ток идет от дендритов к телу клетки (это называется постсинаптическим потенциалом) и дальше, от тела, вдоль аксона (это называется потенциалом действия). Такие внутриклеточные потоки невозможно обнаружить за пределами мозга, но, к счастью, извне в клетку идет обратный, или объемный, ток, который завершает электрическую цепь. Обратный ток течет вне нейронов, назад, к противоположному электрическому полюсу. Обратные токи свободно текут в мозге и непредсказуемо распространяются по его тканям, потому что идут по нерегулярным путям, определяемым наименьшим электрическим сопротивлением внутри мозга .

Иногда обратные токи достигают черепа и проходят сквозь него в скальп.

Присоединив к скальпу электроды ЭЭГ, можно обнаружить эти слабые электрические токи в виде волн электрической активности мозга. Изменения в электрическом потенциале волн можно очень точно измерить во временном отношении, до миллисекунд (временно е разрешение ЭЭГ – одна тысячная секунды). К сожалению, чрезвычайно сложно точно определить, в какой области мозга находятся нейроны, активность которых создала зарегистрированные волны, ведь прежде чем дойти до электродов на скальпе, токи, как правило, проходят в мозге длинный и непредсказуемый путь, и в этом путешествии токи, исходящие из множества разных источников и областей, взаимодействуют, сливаются друг с другом, ослабляют друг друга или настолько сплетаются, что источник сигнала расшифровать уже не удается.

Точное предположение можно сделать только с помощью исходной модели локализации , вычислив наиболее вероятные области возникновения источников, которые создали зафиксированный паттерн ЭЭГ на скальпе. С точки зрения нейроанатомической локализации пространственное разрешение ЭЭГ измеряется в квадратных сантиметрах, а не в миллиметрах, – у ЭЭГ очень низкое пространственное разрешение по сравнению с фМРТ или ПЭТ.

В отличие от ЭЭГ МЭГ измеряет магнитные поля , создаваемые электрической активностью нейронов. Нейромагнитное поле генерируется той же самой электрической активностью, что и нейроэлектрическое поле, определяемое с помощью ЭЭГ, но нейромагнитное поле ведет себя совершенно иначе. С одной стороны, измерить его легче, а с другой – труднее, чем ЭЭГ. Легче, потому что нейромагнитное поле распространяется непосредственно из источника своего возникновения, оно не подавляется, не искажается мозгом или черепом. Соответственно точное место его происхождения можно обнаружить намного легче, чем при ЭЭГ. Но при этом нейромагнитные сигналы вначале настолько слабы, что лишь некоторые из них выходят за пределы мозга.

Таким образом, все обнаруженные сигналы МЭГ отражают активность только тех областей коры головного мозга, которые расположены близко к поверхности мозга и черепа. Кроме того, нейромагнитное поле направлено только в одну сторону, перпендикулярно к электрически активным нейронам. Только тем нейронам, которые ориентированы так, что их нейромагнитное поле направлено в сторону черепа, удается создать магнитное поле, которое можно измерить на поверхности черепа. Остальные нейромагнитные поля датчики МЭГ обнаружить не могут. Следовательно, метод МЭГ «слеп» к тем видам нейрональной активности, которые может регистрировать ЭЭГ. Но для кортикальных сигналов, которые МЭГ может регистрировать, его временное разрешение не меньше, чем при ЭЭГ (миллисекунды), а пространственное разрешение – несколько миллиметров.