Вилаянур Субраманьян Рамачандран (родился 10 августа 1951 года) — индийско-американский нейробиолог . Он известен своими широкомасштабными экспериментами и теориями в области поведенческой неврологии, включая изобретение зеркального ящика . Рамачандран — выдающийся профессор кафедры психологии Калифорнийского университета в Сан-Диего , где он является директором Центра мозга и познания.
Получив медицинскую степень в Индии, Рамачандран изучал экспериментальную нейронауку в Кембридже , получив там докторскую степень в 1978 году . [1] Большая часть его исследований была посвящена поведенческой неврологии и визуальной психофизике . После ранних работ по человеческому зрению Рамачандран обратился к работе над более широкими аспектами неврологии, включая фантомные конечности и фантомную боль . Рамачандран также провел первые в мире операции по «ампутации фантомных конечностей», изобретя зеркальную терапию , которая в настоящее время широко используется для уменьшения фантомных болей (и полного устранения фантомных ощущений в долгосрочной перспективе), а также для восстановления двигательного контроля у жертв инсульта с ослабленными конечностями.
Популярные книги Рамачандрана «Фантомы в мозге» (1998), «Мозг-обличитель» (2010) и другие описывают неврологические и клинические исследования людей с синестезией , синдромом Капгра и широким спектром других необычных состояний. Рамачандра также описывал свою работу во многих публичных лекциях, включая лекции для BBC и два официальных выступления на TED . Как его научные исследования, так и его популяризация науки были отмечены многочисленными наградами.
Рамачандран родился в 1951 году в Тамил Наду , Индия . [2] [3] Его мать имела степень по математике. Его дедом был Аллади Кришнасвами Айер , один из создателей конституции Индии. [3]
Отец Рамачандрана, В. М. Субраманян, был инженером, работавшим в Организации ООН по промышленному развитию и служившим дипломатом в Бангкоке , Таиланд . [4] [3] Рамачандраном посещал школы в Мадрасе и британские школы в Бангкоке . [5]
Рамачандран, чей отец хотел, чтобы он стал врачом, а не исследователем, получил степень бакалавра медицины и хирургии в Медицинском колледже Стэнли в Ченнаи , Индия. [6]
В 1978 году Рамачандран получил степень доктора философии в Тринити-колледже Кембриджского университета . Позже он переехал в США, где провел два года в Калифорнийском технологическом институте в качестве научного сотрудника, работая с Джеком Петтигрю, прежде чем был назначен доцентом кафедры психологии в Калифорнийском университете в Сан-Диего в 1983 году. Он стал там полным профессором в 1988 году. В настоящее время он имеет звание заслуженного профессора на факультете психологии Калифорнийского университета в Сан-Диего [7] и является директором его Центра мозга и познания [8] [9] , где он работает с аспирантами и исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего и других мест над новыми теориями в области нейронауки. [3] По состоянию на июль 2019 года Рамачандран также является профессором программы нейронаук Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего [10] и внештатным профессором Института биологических исследований Солка [11 ]
В 1987 году Рамачандран женился на коллеге-ученом, которая стала его частым соавтором как Дайан Роджерс-Рамачандран. У них двое сыновей, Чандрамани и Джая. [3]
Научную работу Рамачандрана можно разделить на два этапа. С начала 1970-х до конца 1980-х годов работа Рамачандрана была сосредоточена почти исключительно на обработке зрительных образов человеком, особенно на стереопсисе . Рамачандра начал публиковать исследования в этой области с 1972 года, написав статью в Nature , будучи еще студентом Медицинского колледжа Стэнли. [12] [3]
В 1991 году Рамачандран был вдохновлен исследованиями Тима Понса по пластичности коры головного мозга. Понс продемонстрировал реорганизацию коры головного мозга у обезьян после ампутации пальца. Рамачандран был одним из первых исследователей, осознавших потенциал технологии нейровизуализации для демонстрации пластических изменений, которые происходят в коре головного мозга человека после ампутации. [13] Затем Рамачандран начал исследования фантомных конечностей , но позже перешел к изучению более широкого спектра неврологических загадок, включая расстройство идентичности целостности тела и синдром Капгра .
Рамачандран столкнулся со скептицизмом по поводу некоторых своих теорий. [14] [15] [16] Рамачандран ответил: «Я — к лучшему или к худшему — исследовал весь ландшафт зрительного восприятия, стереопсиса, фантомных конечностей, отрицания паралича, синдрома Капгра, синестезии и многого другого». [17]
Рамачандран работал консультантом в таких областях, как судебная психология и неврология снижения веса. В 2007 году Рамачандран был экспертом-свидетелем по псевдоциезису (ложной беременности) на суде над Лизой Мари Монтгомери . [18] Рамачандран работал консультантом в компании Modius, которая разрабатывает технологию снижения веса, основанную на электрической стимуляции частей мозга, контролирующих снижение веса. [19]
В своей научной работе Рамачандран часто использует простое оборудование, такое как зеркала или старомодные стереоскопы , а не сложные технологии визуализации мозга, такие как фМРТ. Рамачандран открыто говорил о своем подходе к изучению мозга, основанном на интуиции. В интервью журналу Frontline [20] Рамачандран заявил:
Интуиция — это то, что заставляет вас начать; затем вам нужны эмпирические исследования... технология визуализации мозга часто убаюкивает вас ложным чувством понимания того, что происходит. Поэтому иногда, не имея технологии — это мой собственный подход и подход некоторых моих коллег, мы используем ее только тогда, когда это абсолютно необходимо, как в медицинской диагностике. Мы больше полагаемся на интуицию при проведении простых экспериментов, потому что если вы полагаетесь на причудливую медицинскую визуализацию, вы становитесь менее креативными.
При ампутации руки или ноги пациенты часто продолжают отчетливо ощущать присутствие отсутствующей конечности как «фантомную конечность» (в среднем 80%). Опираясь на более ранние работы Рональда Мелзака (Университет Макгилла) и Тимоти Понса (NIMH), Рамачандран предположил, что существует связь между явлением фантомных конечностей и нейронной пластичностью в мозге взрослого человека . Чтобы проверить эту теорию, Рамачандран набрал людей с ампутированными конечностями, чтобы узнать больше о том, могут ли фантомные конечности «чувствовать» стимул для других частей тела. [21]
В 1992 году в сотрудничестве с Т. Т. Янгом, С. Галленом и другими сотрудниками Научно-исследовательского института Скриппса, проводившими исследования МЭГ , [22] Рамачандран инициировал проект, призванный продемонстрировать, что в соматосенсорной коре пациента, перенесшего ампутацию руки, произошли измеримые изменения. [23] [24]
Рамачандран предположил, что существует связь между корковой реорганизацией, очевидной на снимке МЭГ, и неболевыми отраженными ощущениями, которые он наблюдал у других испытуемых. [25] [26]
Более поздние исследователи обнаружили, что безболезненные фантомные конечности меньше коррелируют с двигательной или соматосенсорной пластичностью, чем болезненные фантомные конечности. [27] Недавние исследования также показали, что периферическая нервная система участвует в явлениях болезненных фантомных конечностей. [28]
Продолжаются исследования более точных механизмов и объяснений. [29]
В 2009 году Джон Колапинто (автор очерка о Рамачандране [3] в The New Yorker ) написал, что терапия с использованием зеркального ящика для людей с ампутированными конечностями была самым заметным достижением Рамачандрана. [30]
Рамачандран считал, что фантомная боль может быть вызвана несоответствием между различными частями нервной системы ампутанта: зрительная система говорит, что конечность отсутствует, но соматосенсорная система (обрабатывающая телесные ощущения, такие как прикосновение и положение конечности) говорит, что конечность все еще там. Так называемый зеркальный ящик был простым аппаратом, который использовал зеркало, отражающее здоровую руку ампутанта, так что она казалась продолжением отсутствующей:
Они просунули свою уцелевшую руку через отверстие в боковой стороне коробки с зеркалом внутри, так что, глядя через открытый верх, они могли видеть свою руку и ее зеркальное отражение, как будто у них было две руки. Затем Рамачандран попросил их подвигать как своей неповрежденной рукой, так и, в их сознании, своей фантомной рукой — представить, что они, скажем, дирижируют оркестром. У пациентов было ощущение, что у них снова две руки. [31]
Рамачандран обнаружил, что в некоторых случаях восстановление движения парализованной фантомной конечности уменьшало испытываемую боль. [32] В 1999 году Рамачандран и Эрик Альтшулер расширили применение зеркальной техники с ампутантов на улучшение мышечного контроля у пациентов с инсультом и ослабленными конечностями. [33] Как утверждают Деконик и др. в обзоре 2014 года, механизм улучшенного двигательного контроля может отличаться от механизма облегчения боли. [34]
Несмотря на введение зеркальной терапии в конце 1990-х годов, до 2009 года было опубликовано мало исследований по ней, и многие исследования с тех пор были спорного качества. [35] Из 115 публикаций между 2012 и 2017 годами об использовании зеркальной терапии для лечения фантомной боли конечностей, обзор 2018 года обнаружил только 15 исследований, научные результаты которых следует учитывать. Из этих 15 исследований рецензенты пришли к выводу, что «МТ, по-видимому, эффективна для облегчения ПЛП, уменьшая интенсивность и продолжительность ежедневных эпизодов боли. Это допустимое, простое и недорогое лечение ПЛП». [36] Аналогичным образом, обзор 2017 года, в котором изучался более широкий спектр применения зеркальной терапии, пришел к выводу: «Зеркальная терапия использовалась для лечения фантомной боли конечностей, комплексного регионального болевого синдрома, невропатии и боли в пояснице. Механизм действия зеркальной терапии остается неопределенным, и доказательства клинической эффективности зеркальной терапии обнадеживают, но еще не окончательны». [37]
Зеркальные нейроны были впервые описаны в статье, опубликованной в 1992 году группой исследователей под руководством Джакомо Риццолатти из Университета Пармы . [38] По словам Риццолати, «зеркальные нейроны — это особый тип зрительно-моторных нейронов, которые активизируются как при выполнении обезьяной двигательного акта, так и при наблюдении за аналогичным двигательным актом, выполняемым другой особью». [39]
В 2000 году Рамачандран высказал то, что он назвал «чисто спекулятивными предположениями» о том, что «зеркальные нейроны [у людей] сделают для психологии то же, что ДНК сделала для биологии: они предоставят объединяющую структуру и помогут объяснить множество умственных способностей, которые до сих пор оставались загадочными и недоступными для экспериментов». [40]
Рамачандран предположил, что исследование роли зеркальных нейронов может помочь объяснить множество умственных способностей человека, таких как эмпатия, имитационное обучение и эволюция языка. В эссе 2001 года для Edge Рамачандран предположил, что
Я предположил, что в дополнение к предоставлению нейронного субстрата для выяснения намерений другого человека... возникновение и последующее усложнение зеркальных нейронов у гоминидов, возможно, сыграло решающую роль во многих типично человеческих способностях, таких как эмпатия, обучение посредством подражания (а не проб и ошибок) и быстрая передача того, что мы называем «культурой». (И «большой скачок вперед» — быстрая ламарковская передача «случайных») уникальных изобретений. [41]
Предположения Рамчандрана о связи зеркальных нейронов с эмпатией были оспорены некоторыми авторами и поддержаны другими. [42] [43] [44] [45]
В 1999 году Рамачандран в сотрудничестве с тогдашним постдокторантом Эриком Альтшулером и коллегой Хайме Пинедой выдвинул гипотезу о том, что дисфункция активности зеркальных нейронов может быть ответственна за некоторые симптомы и признаки расстройств аутистического спектра. [46] В период с 2000 по 2006 год Рамачандран и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Диего опубликовали ряд статей в поддержку этой теории, которая стала известна как теория аутизма «разбитых зеркал». [47] [48] [49] Рамачандран и его коллеги не измеряли активность зеркальных нейронов напрямую; вместо этого они продемонстрировали, что дети с РАС демонстрируют аномальные реакции ЭЭГ (известные как подавление мю-волн ), когда они наблюдают за действиями других людей. В работе The Tell-Tale Brain (2010) Рамачандран утверждает, что доказательства дисфункции зеркальных нейронов при аутизме «убедительны, но не окончательны». [42]
Утверждение о том, что зеркальные нейроны играют роль в аутизме, широко обсуждалось и исследовалось. [50] [51] [52] [53] [54]
Рамачандран был одним из первых ученых, выдвинувших теорию о том, что графемно-цветовая синестезия возникает из-за перекрестной активации между областями мозга. [55] [56] Рамачандран и его аспирант Эд Хаббард провели исследование с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии , которое обнаружило повышенную активность в областях распознавания цвета мозга у синестетов по сравнению с несинестетами. [56] [57] Рамачандран предположил, что концептуальные метафоры также могут иметь неврологическую основу в кортикальной перекрестной активации. По состоянию на 2015 год неврологическая основа синестезии не была установлена. [58]
В 2008 году Рамачандран вместе с Дэвидом Брэнгом и Полом МакГохом опубликовали первую статью, в которой выдвинули теорию о том, что апотемнофилия — это неврологическое расстройство, вызванное повреждением правой теменной доли мозга. [59] Это редкое расстройство, при котором человек желает ампутации конечности, было впервые выявлено Джоном Мани в 1977 году. Основываясь на медицинских исследованиях случаев, которые связывали повреждение мозга с такими синдромами, как соматопарафрения (отсутствие владения конечностью), авторы предположили, что желание ампутации может быть связано с изменениями в правой теменной доле. В 2011 году МакГох, Брэнг и Рамачандран сообщили о функциональном эксперименте с визуализацией, в котором участвовали четыре субъекта, желавшие ампутации нижних конечностей. Сканирование МЭГ показало, что их правые верхние теменные дольки были значительно менее активны в ответ на тактильную стимуляцию конечности, которую субъекты хотели ампутировать, по сравнению с контрольной группой того же возраста и пола. [60] Для описания этого синдрома авторы ввели слово «ксеномелия» , которое происходит от греческих слов «чужой» и «конечность».
В 2008 году Рамачандран вместе с МакГеохом опубликовали первую статью, в которой выдвинули теорию о том, что гендерная дисфория вызвана «несоответствием между жестко запрограммированным в мозге гендерно-специфическим образом тела и внешним соматическим полом». [61] Авторы опросили группу трансгендерных женщин об их опыте фантомных ощущений полового члена после операции по подтверждению пола , а также группу трансгендерных мужчин . Ответы показали, что трансгендерные женщины испытывали фантомные ощущения полового члена значительно реже, чем цис-мужчины , перенесшие пенэктомию . И наоборот, трансгендерные мужчины испытывали фантомные ощущения полового члена с той же частотой, что и цис-мужчины. В 2017 году Лора Кейс, Брэнг, Рамачандран и некоторые другие авторы обнаружили, что трансгендерные мужчины испытывают измененную мозговую активность в областях, связанных с ксеномелией, когда прикасаются к их груди. Они также обнаружили изменения белого вещества в этих областях мозга. [62]
Рамачандран является автором нескольких популярных книг по неврологии, таких как «Фантомы в мозге» (1998) и «Мозг-обличитель» (2010). «Фантомы в мозге» стали основой для специального выпуска PBS Nova 2001 года . [63] [64]
В 2003 году BBC выбрала Рамачандрана для проведения Reith Lectures — серии радиолекций того года. [65] Пять радиовыступлений Рамачандрана на тему «Развивающийся разум» были впоследствии опубликованы в виде книги с тем же названием. [66] [67]
Рамачандран также выступил с множеством лекций, включая выступления на конференции TED в 2007 и 2010 годах. [68]
В 1997 году Newsweek включил его в список ста «личностей, чья креативность, талант, ум или лидерские качества будут иметь значение в грядущие годы». [69] В 2008 году Foreign Policy включил Рамачандрана в список «100 лучших публичных интеллектуалов мира». [70] Аналогичным образом, в 2011 году Time включил Рамачандрана в список «100 самых влиятельных людей в мире» в «списке Time 100». [71] Выборы как Time , так и Prospect были сделаны путем общественного голосования по более длинному списку имен, предложенных организацией.
Рамачандран получил множество академических и других наград. Например, из его биографии на Edge.org: [72]
В 2005 году он был награжден медалью Генри Дейла [73] и избран почетным пожизненным членом Королевского института Великобритании [73] , где он также выступал с пятничной вечерней речью (вступая в ряды Майкла Фарадея, Томаса Хаксли, Хэмфри Дэви и других). Среди его других почестей и наград — стипендии от колледжа All Souls , Оксфорд, [73] и Стэнфордского университета (приглашенный профессор Хилгарда); президентская премия за лекции от Американской академии неврологии [74] [75] две почетные докторские степени [76] , ежегодная премия Рамона и Кахаля от Международного общества нейропсихиатрии [77] и медаль Ариенса Капперса от Королевской академии наук Нидерландов [78] .
В 2007 году президент Индии присвоил ему третью по значимости гражданскую награду и почетный титул в Индии — Падма Бхушан . [79]
В 2014 году Фонд ARCS (Награды за достижения для ученых колледжей) назвал Рамачандрана «Ученым года». [80]
людей с ампутированными конечностями 90% страдают от фантомных болей в конечностях, которые часто могут вызывать мучительный дискомфорт.
В 1991 году он заинтересовался работой Тима Понса, нейробиолога из Национального института психического здоровья, который исследовал способность нейронов сенсорной коры адаптироваться к изменениям.
Он впервые увидел свежий человеческий мозг, будучи студентом Медицинского колледжа Стэнли в Ченнаи в 1970-х годах.
Хотя
TellTale Brain
действительно содержит много попсового на поверхности, общее содержание очень похоже на Popper
Рамачандран подтвердил эти результаты в исследовании с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ).
поняли, что исследования МЭГ также могут быть полезны для определения того, будут ли эффекты перераспределения, подобные тем, о которых сообщалось у обезьян, наблюдаться у пациентов-людей после ампутации.
Мы приходим к выводу, что в мозге взрослого человека могут возникать новые модели точно организованных и функционально эффективных связей.
настоящее время наиболее распространенной теорией ЦНС является теория коркового перераспределения (CRT), в которой считается, что мозг реагирует на потерю конечностей путем реорганизации соматосенсорных карт (16)... До сих пор ведутся споры о причине и факторах поддержания как фантомных конечностей, так и связанной с ними боли.
, что при ампутации такая сложная магистраль передачи информации на периферию и с нее может иметь потенциал для проблемных неврологических разработок... Хотя ощущение фантомной конечности уже было описано и предложено французским военным хирургом Амбруазом Паре 500 лет назад, до сих пор нет подробного объяснения его механизмов.
В детстве он был одержим фокусами и иллюзиями. Поэтому я думаю, что неслучайно, что его работа по использованию зеркал для облегчения фантомной боли в конечностях, мучительной, непрекращающейся боли, которую испытывают многие ампутанты в своих отсутствующих конечностях, стала прозрением, которое сделало его имя в науке.
Зеркальное лечение, напротив, нацелено на саму нарушенную сенсорную систему. По сути, оно берет неисправный датчик — систему оповещения, функционирующую под иллюзией, что в мире, который она отслеживает, что-то ужасно неправильно, — и подает ему альтернативный набор сигналов, которые его успокаивают. Новые сигналы могут даже сбросить датчик.
зеркала также может помочь задействовать премоторную кору для помощи в двигательной реабилитации... На ряде неврологических и психологических уровней зеркальная терапия может помочь обратить вспять элементы выученного неиспользования пораженной конечности.
По состоянию на 26 ноября 2015 г. в базах данных Medline, Cochrane и Embase было найдено 85 статей с использованием ключевых слов фантомная конечность и зеркальная терапия. Было отмечено, что с 2009 г. количество статей заметно возросло (рис. 1), что свидетельствует о возросшем интересе к МТ после ампутации.
Это допустимый, простой и недорогой метод лечения ПЛП. Методологическое качество большинства публикаций в этой области весьма ограничено, что подчеркивает необходимость дополнительных высококачественных исследований для разработки клинических протоколов, которые могли бы максимально использовать преимущества МТ для пациентов с ПЛП.
Таким образом, я рассматриваю открытие Риццолати — и мои чисто умозрительные предположения об их ключевой роли в нашей эволюции — как самую важную неопубликованную историю последнего десятилетия.
Поскольку эти нейроны, по-видимому, участвуют в таких способностях, как эмпатия и восприятие намерений другого человека, казалось логичным предположить, что дисфункция системы зеркальных нейронов может привести к некоторым симптомам аутизма.
На основе текущих исследований мы предлагаем многослойную модель нейронной сети, включающую MNS на первом уровне и преобразующую эту информацию в сеть более высокого уровня, отвечающую за рассуждение
BBC каждый год приглашает ведущую фигуру прочитать серию лекций по радио. Цель состоит в том, чтобы способствовать общественному пониманию и обсуждению важных вопросов, представляющих современный интерес.
Наша цель состояла в том, чтобы сделать снимок будущего, выделив некоторые личности, чья креативность, талант, ум или лидерские качества будут иметь значение в грядущие годы.
В 2003 году он прочитал ежегодные лекции BBC Reith и был первым врачом/психологом, который прочитал эти лекции с момента их начала в 1949 году.
В годы, когда не проводятся выборы в AAN, эта премьерная лекция присуждается неврологу, выбранному президентом AAN. В годы выборов лекцию читает уходящий президент.
Он получил множество наград и премий, включая стипендию колледжа All souls в Оксфорде, почетную докторскую степень колледжа Коннектикута, почетную докторскую степень ИИТ в Мадрасе...
Учрежденная в 1954 году президентом Индии, награда Padma Bhushan присуждается за выдающиеся заслуги перед страной в любой области.