Даже один стандартный бокал вина или кружка пива способны радикально изменить ландшафт коммуникаций мозга. Ученые выяснили, что под воздействием этанола мозг переходит из состояния гибкой глобальной интеграции к сегментированной структуре. Вместо того чтобы работать как единый слаженный механизм, нейронные центры начинают замыкаться сами на себе.
Алкогольная интоксикация разбивает единую сеть мозга на фрагменты
Исследователи из университетов Миннесоты и Флориды при помощи МРТ изучили влияние острой алкогольной интоксикации на архитектуру нейронных связей. Ученые показали, что даже умеренная доза спиртного перестраивает работу мозга, превращая единую сеть обмена данными в набор изолированных локальных «островков».
Фрагментирование коммуникаций мозга вызывается даже бокалом вина. Unsplash
Трудный момент в понимании работы мозга — это переход от изучения отдельных нейронов к анализу всей системы. Теория графов упрощает задачу, представляя мозг как совокупность узлов и ребер. Узлы — это области мозга, а ребра — пути передачи сигналов. В норме наш мозг обладает свойством «тесного мира»: в нем много местных связей, но достаточно и длинных «экспресс-путей». Алкоголь временно уничтожает эти длинные пути, превращая систему в жесткую решетку, где сигналу нужно пройти через десятки посредников, чтобы попасть из пункта А в пункт Б. Это и вызывает замедление реакции.
Традиционно считалось, что алкоголь просто подавляет активность отдельных зон, отвечающих за координацию или самоконтроль. Но использование теории графов позволило увидеть иную картину: мозг уподобляется карте страны, где скоростные магистрали между городами перекрыты, и движение сохраняется лишь на узких сельских дорогах внутри регионов. Информация застревает в локальных тупиках, не имея возможности быстро достичь отдаленных центров обработки. Работа опубликована в журнале Drug and Alcohol Dependence.
Коннектом мозга.
Особенно сильно страдает затылочная доля, ответственная за зрение. Снижение глобальной эффективности связей в этой области объясняет, почему у нетрезвого человека падает способность быстро обрабатывать визуальные стимулы.
Исследование показало, что чем сильнее разрушается связность между крупными узлами и чем больше мозг «дробится» на мелкие кластеры, тем сильнее добровольцы ощущали воздействие напитка. Это объясняет, почему люди с одинаковым уровнем спирта в крови могут чувствовать себя по-разному: все дело в индивидуальной устойчивости нейронной сети к фрагментации.
Иллюзия связи и реальный распад
Проект исследования коннектома человека.
Важную роль в процессе играет островковая доля — зона, отвечающая за восприятие внутреннего состояния тела. Под влиянием алкоголя она начинает усиленно общаться с ближайшими соседями, создавая своего рода информационный шум. Как отмечает соавтор работы Джефф Буассоно: «Эти изменения в сетевой архитектуре, по-видимому, отражают то, как именно человек ощущает состояние опьянения».
Получается, что чувство «кайфа» — это физическое ощущение потери мозгом его глобальной целостности. Когда дальние связи обрываются, мозг тратит меньше энергии на поддержание системы, но при этом он теряет способность к быстрому синтезу сложной информации. Это превращает мыслящий орган в упрощенную схему, где данные циркулируют по кругу в закрытых сообществах, не превращаясь в осознанные и четкие решения.