Трансцендентальный Блог

Н.Н. Любимов и история отечественной нейрокибернетики (к 80-летию ученого)

Авторы: БАЗИЯН Б.Х., ОРЛОВА Т.В.

2009 г. исполняется 80 лет со дня рождения профессора Николая Николаевича Любимова. Уже более 10 лет нет с нами этого выдающегося ученого-новатора в области нейрофизиологии и экспериментальной неврологии.

Н.Н.Любимов родился в Иркутске, там же окончил медицинский институт. Вся его яркая научная творческая жизнь связана с Институтом мозга РАМН (Москва), где он прошел путь от младшего научного сотрудника до руководителя лаборатории нейрокибернетики, которую возглавил в 1964 г.

В  стенах  этого  старинного  здания в переулке Обуха в центре Москвы, рождались научные проекты и открытия профессора Н.Н. Любимова.

Н.Н. Любимов был блистательным экспериментальным нейрохирургом, который проводил уникальные по своей сложности операции на мозге животных (обезьян, собак, кошек). Его нейрохирургические модели с комбинированными перерезками зрительного тракта, мозолистого тела, половины покрышки среднего мозга, различных комиссур головного мозга, к сожалению, повторить сегодня некому. А ведь животные с комбинированными секциями жили после операций до 5 лет, что позволяло проводить поразительные по длительности хронические эксперименты.

В 50-х гг. прошлого века Н. Винером была провозглашена новая наука кибернетика – наука об управлении. Позднее она была определена С.В. Яблонским так: «Кибернетика — это наука об общих закономерностях строения управляющих систем и течения процессов управления». Основными компонентами управляющей системы являются схема (структура), информация, реализуемая функция. Применительно к мозгу компонентами управляющей системы являются структурно-функциональная организация и информация (сенсорная, висцеральная и т.д.), признаками которых являются дискретность, сложность системы и многозначность представления; саму науку при этом назвали нейрокибернетикой.

Лаборатория нейрокибернетики была создана благодаря научной прозорливости директора института академика С.А. Саркисова в 1962 г., в разгар разъяснительной компании, проводимой учеными во главе с «отцом» отечественной кибернетики А.А. Ляпуновым перед людьми разного научного и служебного ранга, о неверности официального суждения о кибернетике как о «буржуазной науке».

Как раз в 1950-x гг. Н.Н. Любимовым были разработаны новые методические приемы для изучения электрических процессов в глубинных структурах головного мозга. Эти приемы заключались в нейрохирургическом обнажении различных труднодоступных образований мозгового ствола у обезьян, собак, кошек и последующим вживлением в них электродов. Методика Любимова дала возможность регистрировать электрические процессы от десятка подкорковых структур одновременно без  травмы больших полушарий головного мозга у животных в условиях длительных хронических экспериментов.

Особенностью всех работ профессора Любимова был комплексный подход с применением поведенческих, нейрохирургических, электрофизиологических и морфологических приемов. На основании исследований электрических процессов в различных структурах головного мозга в процессе выработки условных и пищевых и оборонительных рефлексов Н.Н. Любимовым были изучены центральные механизмы этих рефлекторных актов и сформулированы новые принципы их структурно-функциональной организации. Одновременное исследование электрической активности множественных подкорковых структур во время безусловно-условно рефлекторной деятельности животного, которое было организовано Н.Н. Любимовым в Институте мозга, стало пионерской работой такого рода в Советском Союзе.

Н.Н. Любимовым одним из первых в нашей стране была начата разработка электрофизиологии ретикулярной формации мозгового ствола и ее взаимодействия со специфическими структурами. Это позволило Институту мозга АМН СССР в 1958 г. сформулировать оригинальную концепцию о роли ретикулярной формации и ее месте в системах анализаторов. В 1964 г. тогда еще кандидат наук Н.Н. Любимов получил приглашение из Калифорнийского Института мозга от профессора Мэгуна (который считается создателем учения о ретикулярной формации мозга) для проведения совместных исследований. Работа в США совместно с такими корифеями нейрофизиологии, как Мэгун, Сперри и Бухвалд, – значимая страница в жизни Н.Н. Любимова.

Созданный им коллектив сотрудников состоял из медиков и биологов, с одной стороны, и инженеров и математиков – с другой. С известной долей условности можно сказать, что первые учились у вторых жесткому логическому мышлению, а вторые у первых – мягкому адаптивному.

Методиками Н.Н. Любимова и его сотрудников в процессе изучения структурно-функциональной организации мозга являлись также альтернативные кибернетические подходы – системный подход и метод упрощения, применяемые в случае исследования сложных и сложнейших систем, к последним из которых относится сам мозг животных и человека. Проблемы, рассматриваемые нейрокибернетикой, можно разбить на два класса; первый возникает при макроподходе к исследованию управляющих систем, второй — при микроподходе. К макроподходу отнесено, например, выявление функций управляющей системы, к микроподходу — анализ, синтез, преобразования, изучение надежности. Н.Н. Любимов сочетал оба подхода – от отдельных нейронов через их ансамбли к большим системам.

Применительно к исследованию мозга животных эти подходы проявились в нейрохирургических перерезках каналов анализаторов (рис. 1 и 2), благодаря которым в лаборатории родился ряд новых научных гипотез и концепций. Среди них – концепция многоканальной структурно-функциональной организации мозга (рис. 3). Было показано, что специфическая сигнализация от рецепторного звена анализатора достигает соответствующей корковой проекционной зоны не только по классическим, но и по дополнительным транскомиссуральным афферентным каналам связи. Была показана роль этих неклассических афферентных каналов для процессов перцепции и межанализаторной интеграции поведенческих актов, а также в компенсаторно-восстановительных процессах. Были исследованы сосуществующие механизмы разного уровня мозга, реорганизация его структурно-функциональных связей в условиях нормы и патологии, скрытые резервы мозга и их функциональная мобилизация.

С помощью управляемого эксперимента с применением ЭВМ были исследованы нейропсихофизиологические механизмы феномена подавления зрения при движениях глаз у животных и человека. Была выдвинута концепция важной роли подавления зрения в зрительном восприятии, при котором собственно зрительная функция во время движений глаз восстанавливает свою функцию.

рис. 1: Один из вариантов перерезок афферентных путей зрительного и кожно-двигательного анализаторов, приводящих к обеднению условно рефлекторных связей между анализаторами и затруднению выработки условного оборонно-двигательного рефлекса с участием левой конечности. В данном случае осуществлена перерезка левого зрительного тракта, мозолистого тела, гиппокамповой комиссуры, свода, прозрачной перегородки, передней мозговой комиссуры, межталамической комиссуры, хабенулярной комиссуры, задней мозговой комиссуры и комиссуры переднего и заднего двухолмий мозга кошки

рис. 2: Схема всех вариантов перерезок афферентных путей зрительного и кожно-двигательного анализаторов, приводящих к обеднению условно рефлекторных связей между анализаторами и затруднению выработки условного оборонно-двигательного рефлекса с участием одной из конечностей (упрощение перерезок – справа налево)

рис. 3: Схема условно рефлекторных взаимодействий каждого афферентного канала зрительного анализатора с каждым из афферентных каналов кожно-двигательного канала (при трехканальном составе анализаторов)  в различных комбинациях

Изучение мозга от нейрона до больших систем с помощью нейрофизиологии и нейроморфологии, а также применение методов математического и физического моделирования привело к представлениям о структурно-функциональных единицах (СФЕ) нервных центров, предсказанных в структурном плане еще Рамоном и Кахалом. Впоследствии были выявлены параметры прямых (от искусственной сетчатки) и обратных сигналов мозга для макета искусственной бактериородопсиновой сетчатки. С высокой степенью вероятности было показано наличие у животных (кошка) фосфенных ощущений, которые могут имитировать паттерн зрительного стимула, что было положено в основу создания системы искусственного зрения для слепых, успешно разрабатываемой в наши дни в лаборатории.

Исследования Н.Н. Любимова и его сотрудников имели важное значение не только для теоретической нейрофизиологии, но и клинической неврологии и медицины в целом.

С помощью аппаратно-программного комплекса, созданного в лаборатории, изучалось формирование нормальной и нарушенной координации движений центральной нервной системы. Были исследованы механизмы нарушений координации движений при болезни Паркинсона и других экстрапирамидных заболеваниях (болезнях движения). Полученные данные используются для проверки принципа суммации погрешностей работы мозга при осуществлении и координации движений, который, возможно, лежит в основе раннего (доклинического) выявления различных расстройств движения. Разработанные в лаборатории новые кибернетические аппаратно-программные комплексы успешно используются в целях практического здравоохранения – кинестетический механостимулятор (авторское свидетельство № 1579501, 1990 г.) для обследования кинестетического анализатора при пассивном сгибании руки в лучезапястном суставе у здоровых испытуемых и пациентов, а также комплекс для обследования координации движений глаз, головы и рук, который применяется для обследования здоровых испытуемых, пациентов с болезнью Паркинсона и детей с задержкой развития (патент № 2146494, 2000 г.).

Николай Николаевич Любимов был не только талантливым ученым, но и прекрасным организатором. Благодаря его энергии и инициативе проводились международные научные конференции «Байкальские встречи». Любимов был организатором межинститутского научного сотрудничества между Институтом мозга АМН СССР и нейрофизиологической и нейрокибернетической лабораториями Белградского института и Белградского университета, которое продолжалось 25 лет. За это он был избран Почетным профессором Мультидисциплинарного центра Белградского университета и награжден медалью и Почетным дипломом Приштинского университета.

Н.Н. Любимов был активным членом Всесоюзного общества физиологов им. И.П. Павлова, членом Правления Московского физиологического общества, членом Ученого Совета Мультидисциплинарного центра Белградского университета, членом специализированного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Института нормальной физиологии им. П.К. Анохина, членом экспертного совета ВАК по медико-биологическим наукам, председателем секции по использованию математических методов и ЭВМ в медико-биологических исследованиях научно-технического Совета при Президиуме АМН СССР, членом ряда комиссий при Министерстве здравоохранения СССР, членом международной организации по исследованию мозга (IBRO).

В последние годы Николай Николаевич активно занимался изучением возможностей мобилизации резервов мозга человека в условиях нормы и при различных повреждениях центральной нервной системы. Его приглашали во многие страны мира, он выступал с циклом лекций о проблемах резервов мозга и их функциональной мобилизации в университетах Голландии, Германии, США, Канады, Англии, Индии, Японии, Китая, Тайваня, Австралии.

Исследования Любимова отражены в более чем 220 печатных работах и 10 монографиях. Под его руководством было выполнено 48 диссертаций, из них 18 докторских и 30 кандидатских. Его ученики работают во многих странах бывшего СССР и в дальнем зарубежье.

Николай Николаевич занимал активную жизненную позицию, являлся генератором научных идей и последовательно их отстаивал. Его всегда отличали высокая духовная культура, необычайный оптимизм и огромная жизненная сила, живой интерес ко всем сторонам жизни и личное обаяние, которые навсегда останутся в памяти всех, кто общался с этим замечательным человеком.

ЖУРНАЛ «АННАЛЫ КЛИНИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ НЕВРОЛОГИИ»
Том: 3. Номер: 2. Год: 2009. Страницы: 49-51
Издательство: ЗАО «РКИ Соверо пресс» (Москва)
ISSN: 2075-5473  eISSN: 2409-2533

enjoytm

Всё начинается с сердца!

Мы в соцсетях

Следите за нашими новостями, смело задавайте вопросы. Мы любим общаться с интересными людьми и находить новых друзей!

Самое популярное