Факты про головной мозг

>
10 удивительных фактов о мозге

Эту статью можно не только прочитать, но и послушать. Если вам так удобнее — включайте подкаст.

Содержание

1. Мозг не чувствует боль

Tatiana Ayazo / rd.com

Вы когда-нибудь задумывались, как нейрохирурги проводят операции на мозге без наркоза? Просто в мозге нет болевых рецепторов. Зато они есть в мозговых оболочках и кровеносных сосудах. Поэтому, когда мы испытываем головную боль, болит вовсе не сам мозг, а окружающие его ткани.

2. Мозг работает активнее, когда мы спим

Tatiana Ayazo / rd.com

Работая, мозг создаёт электрические поля, которые можно измерить на поверхности кожи головы с помощью метода электроэнцефалографии (ЭЭГ). Нам кажется, что во время сна мозг выключен, но на самом деле он работает даже активнее, чем днём. В период бодрствования он производит альфа- и бета-волны, а во время сна, особенно на его начальных стадиях, тета-волны. Их амплитуда больше, чем у других волн.

3. Клетки мозга — это не только нейроны

Tatiana Ayazo / rd.com

На один нейрон приходится около десяти глиальных клеток. Они обеспечивают нейронам доступ питательных веществ и кислорода, отделяют нейроны друг от друга, участвуют в метаболических процессах и передаче нервных импульсов.

4. Влюблённость можно увидеть на фМРТ-снимках

Tatiana Ayazo / rd.com

Кто-то считает, что влюблённость — это просто концепция, но фМРТ-снимки мозга доказывают обратное. У людей в этом состоянии активны области мозга, связанные с удовольствием. На снимках видно, как «загораются» места, в которых присутствует дофамин — нейромедиатор, вызывающий приятные ощущения.

5. Мозг производит достаточно электричества, чтобы загорелась небольшая лампочка

Tatiana Ayazo / rd.com

По данным учёных из Стэнфордского университета, роботу с процессором, сравнимым по интеллекту с человеческим мозгом, для полноценной работы понадобятся по меньшей мере 10 мегаватт электричества. А наши нейроны в течение дня сами вырабатывают достаточно энергии, чтобы зажечь электрическую лампочку. Кроме того, мозг работает гораздо быстрее самых умных компьютеров.

6. Мозг на 60% состоит из жиров

Tatiana Ayazo / rd.com

Мозг — орган, в котором содержится больше всего жиров. Поэтому для его здоровья так необходима диета, богатая полезными жирами (омега-3 и омега-6). Они укрепляют стенки мозговых клеток, а также переносят и хранят жирорастворимые витамины. Кроме того, жиры снижают воспаление и помогают правильно работать иммунной системе.

7. Нервным клеткам для выживания необходимы кислород и глюкоза

Tatiana Ayazo / rd.com

Эти два вещества необходимы для функционирования и выживания человеческого мозга. Если он в течение 3–5 минут не получает достаточно кислорода или глюкозы, в нём происходят необратимые нарушения. Любопытно, что смерть практически никогда не бывает мгновенной. Даже если человека обезглавили, мозг не погибает ещё в течение нескольких минут, пока в его клетках есть кислород и глюкоза.

8. Объём памяти мозга практически не ограничен

Tatiana Ayazo / rd.com

Невозможно знать слишком много или получить столько новой информации, что её больше некуда размещать (хотя именно так и кажется после долгих совещаний). В нашем мозге, в отличие от компьютеров и телефонов, место никогда не заканчивается. Хотя, например, недосып может негативно сказаться на способности запоминать данные.

9. На мозг, как и на мышцы, распространяется правило «Используй или потеряешь»

Tatiana Ayazo / rd.com

Мы можем расширить свой когнитивный резерв, или врождённую способность мозга восстанавливаться, с помощью разных видов обучения и новых впечатлений. Было доказано, что люди с более развитым когнитивным резервом лучше справляются с неожиданностями. Но если мозг не использовать, этот резерв будет сокращаться.

10. Кратковременной памяти хватает на 20–30 секунд

8 поразительных
фактов про мозг,
которые вы не знали

Все знают фразу про то, что человек задействует только 10% своего мозга. Правда это или нет, но очевидно, что мозг таит в себе множество секретов, о которых мы даже не подозреваем. Увеличивается ли мозг, как работают полушария и как на нас действует адреналин? Нейрофизиолог Джон Арден раскрывает любопытные факты о нашем мозге, которые учёные узнали не так давно благодаря последним открытиям.

Рассылка «Мела» Мы отправляем нашу интересную и очень полезную рассылку два раза в неделю: во вторник и пятницуКнига Джона Ардена «Укрощение амигдалы»

1. Обниматься полезно

Когда мы прикасаемся к близкому человеку, вырабатывается гормон окситоцин. Именно из-за него возникают привязанность и любовь. А также выделяются «гормоны счастья» — эндорфины. Из-за этого объятия полезны. Оказывается, что они даже повышают иммунитет: доказано, что массаж (который, само собой, состоит из сплошных прикосновений) усиливает защитные функции у онкобольных. Ещё один эффект «обнимашек» — успокоение, снижение раздражительности.

2. Мозг увеличивается, когда мы учимся

Когда мы что-то заучиваем, мозг увеличивается в размерах. Если быть совсем точными, увеличивается размер участка, который отвечает за новый навык. Для него мозг «освобождает» больше пространства. Например, у слепых людей, умеющих читать по системе Брайля, зона мозга, отвечающая за пальцы, которыми они «считывают» рельефный шрифт, намного больше, чем у зрячих. А у музыкантов-правшей больше размер участка мозга, отвечающий за игру на инструменте правой рукой.

3. Миф о полушариях

Неправда, что включается то левое, то правое полушарие. На самом деле оба полушария работают всегда вместе. И это не зависит от того, что вы делаете, левша вы или правша, творческий человек или любитель цифр. Все мысли, эмоции и ощущения человека обрабатываются сразу в двух полушариях мозга.

4. Эффект адреналина

В стрессовых ситуациях организм выделяет адреналин. Каждый чувствовал на себе, как ускоренно начинает биться сердце и учащается дыхание. Но есть и другие эффекты. Сужаются кровеносные сосуды — тело готовится к возможной кровопотере при ранении. Прекращается переваривание пищи — это требует энергии, которая нужна сейчас. Также адреналин повышает давление покоя, чтобы в случае чего мышцы могли мгновенно начать работу. Таким образом, в случае опасности вы готовы на все 100% благодаря адреналину.

5. Мозг — это Вселенная

Мозг человека состоит из миллиардов нервных клеток, называющихся нейронами, а также из ещё большего числа вспомогательных клеток. Это сопоставимо с числом звёзд в нашей галактике. Сравните, как выглядят нейроны мозга человека и космос. Вы увидите много общего. Учёные сделали фотографии, которые это подтверждают.

6. Умнее кошки

Лобные доли мозга человека выполняют важные функции. Они отвечают за личность человека, за его речь и движения, за принятие решений и поведение в целом. Некоторые учёные даже считают, что лобные доли — самая главная часть мозга. Интересно вот что: лобные доли у кошки занимают 3,5% мозга, а у человека — целых 20%, да ещё и 50% веса мозга приходится именно на них. Это преимущество дано человеку эволюцией.

7. Почему некоторые спортсмены глупые

Спорт запускает образование новых нервных клеток. Но только в одиночку ему не справиться. Чтобы мозг создавал много новых нейронов, ему нужны и умственные упражнения. Вероятно, поэтому некоторые профессиональные спортсмены отличаются интеллектом, а некоторые им не блещут: потому что кто-то читает книги, а кто-то нет.

8. Солнечный свет лечит депрессию

Многие люди в состоянии депрессии предпочитают не выходить из дома, задёргивать шторы и наслаждаться слезливыми фильмами в кромешной темноте. Это крайне неудачное решение. Такие люди не видят естественного дневного света, который запускает важные биохимические процессы в мозге. Чем меньше солнца, тем сильнее депрессия. То же самое относится и к настроению. Если вдруг вам грустно, идите на улице — и вам сразу станет лучше.

Ещё больше удивительных фактов о мозге — в книге «Укрощение амигдалы».

Что происходит в мозге любопытного ребёнка

4 совета для тех, кто не может заставить себя читать книги

Почему лучше читать книги на бумаге

Головной мозг человека

Головной мозг взрослого человека в разрезе

Головно́й мозг челове́ка (лат. encephalon ) является органом центральной нервной системы, состоящей из множества взаимосвязанных между собой нервных клеток и их отростков.

Головной мозг человека занимает почти всю полость мозгового отдела черепа, кости которого защищают головной мозг от внешних механических повреждений. B процессе роста и развития головной мозг принимает форму черепа.

В литературе приводятся различные оценки количества нейронов, содержащихся в головном мозге человека. По одним оценкам головной мозг взрослого мужчины содержит в среднем 86,1 +/- 8,1 млрд нейронов и 84,6 +/- 9,8 млрд не нейронных клеток. При этом кора головного мозга содержит 19% нейронов. По другим оценкам головной мозг человека содержит 90—95 миллиардов нейронов.

Головной мозг потребляет для питания 50 % глюкозы, вырабатываемой печенью и поступающей в кровь.

Головной мозг человека в сагиттальном разрезе, с русскими наименованиями крупных мозговых структурГоловной мозг человека, вид снизу, с русскими наименованиями крупных мозговых структур

Масса мозга

Масса человеческого мозга колеблется от 1000 до более чем 2000 граммов, что в среднем составляет приблизительно 2 % массы тела. Мозг мужчин имеет массу в среднем на 100—150 граммов больше, чем мозг женщин, однако статистической разницы между соотношением размера тела и мозга у взрослых мужчин и женщин не обнаружено. Распространено мнение, что от массы мозга зависят умственные способности человека: чем больше масса мозга, тем одарённее человек. Однако очевидно, что это далеко не всегда так. Например, мозг И. С. Тургенева весил 2012 г, а мозг Анатоля Франса — 1017 г. Самый тяжёлый мозг — 2850 г — был обнаружен у индивида, который страдал эпилепсией и идиотией. Мозг его в функциональном отношении был неполноценным. Поэтому прямой зависимости между массой мозга и умственными способностями отдельного индивида нет.

Однако на больших выборках в многочисленных исследованиях обнаруживается положительная корреляция между массой мозга и умственными способностями, а также между массой определённых отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей. Ряд учёных, однако, предостерегает от использования этих исследований для обоснования вывода о низких умственных способностях некоторых этнических групп (таких как австралийские аборигены), у которых средний размер мозга меньше. Ряд исследований указывает, что размер мозга, почти полностью зависящий от генетических факторов, не может объяснить бо́льшую часть различий в коэффициенте интеллекта. В качестве аргумента, исследователи из Университета Амстердама указывают на существенную разницу в культурном уровне между цивилизациями Месопотамии и Древнего Египта и их сегодняшними потомками на территории Ирака и современного Египта.

Степень развития мозга может быть оценена, в частности, по соотношению массы спинного мозга к головному. Так, у кошек оно — 1:1, у собак — 1:3, у низших обезьян — 1:16, у человека — 1:50. У людей верхнего палеолита мозг был заметно (на 10—12 %) крупнее мозга современного человека — 1:55—1:56.

Строение головного мозга

Строение головного мозга человека

Объём мозга большинства людей находится в пределах 1250—1600 кубических сантиметров и составляет 91—95 % ёмкости черепа. В головном мозге различают пять отделов: продолговатый мозг, задний, включающий в себя мост и мозжечок, эпифиз, средний, промежуточный и передний мозг, представленный большими полушариями. Наряду с приведённым выше делением на отделы, весь мозг разделяют на три большие части:

  • полушария большого мозга;
  • мозжечок;
  • ствол мозга.

Кора большого мозга покрывает два полушария головного мозга: правое и левое.

Оболочки головного мозга

Головной мозг, как и спинной, покрыт тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой.

Мягкая, или сосудистая, оболочка головного мозга (лат. pia mater encephali) непосредственно прилегает к веществу мозга, заходит во все борозды, покрывает все извилины. Состоит она из рыхлой соединительной ткани, в которой разветвляются многочисленные сосуды, питающие мозг. От сосудистой оболочки отходят тоненькие отростки соединительной ткани, которые углубляются в массу мозга.

Паутинная оболочка головного мозга (лат. arachnoidea encephali) — тоненькая, полупрозрачная, не имеет сосудов. Она плотно прилегает к извилинам мозга, но не заходит в борозды, вследствие чего между сосудистой и паутинной оболочками образуются подпаутинные цистерны, наполненные спинномозговой жидкостью, за счет которой и происходит питание паутинной оболочки. Самая большая, мозжечково-продолговатая цистерна, размещена сзади четвёртого желудочка, в неё открывается срединное отверстие четвёртого желудочка; цистерна боковой ямки лежит в боковой борозде большого мозга; межножковая — между ножками мозга; цистерна перекресток — в месте зрительной хиазмы (перекресток).

Твёрдая оболочка головного мозга (лат. dura mater encephali) — это надкостницы для внутренней мозговой поверхности костей черепа. В этой оболочке наблюдается наивысшая концентрация болевых рецепторов в организме человека, в то время как в самом мозге болевые рецепторы отсутствуют (см. Головная боль).

Твердая мозговая оболочка построена из плотной соединительной ткани, выстланной изнутри плоскими увлажненными клетками, плотно срастается с костями черепа в области его внутренней основы. Между твердой и паутинной оболочками находится субдуральное пространство, заполненное серозной жидкостью.

Структурные части мозга

Компьютерная томограмма головного мозга

Продолговатый мозг

Основная статья: Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (лат. medulla oblongata) развивается из пятого мозгового пузырька (дополнительного). Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга с нарушенной сегментальностью. Серое вещество продолговатого мозга состоит из отдельных ядер черепных нервов. Белое вещество — это проводящие пути спинного и головного мозга, которые тянутся вверх в мозговой ствол, а оттуда в спинной мозг.

На передней поверхности продолговатого мозга содержится передняя срединная щель, по бокам которой лежат утолщённые белые волокна, называемые пирамидами. Пирамиды сужаются вниз в связи с тем, что часть их волокон переходит на противоположную сторону, образуя перекресток пирамид, образующих боковой пирамидный путь. Часть белых волокон, которые не перекрещиваются, образуют прямой пирамидный путь.

Мост

Основная статья: Варолиев мост

Мост (лат. pons) лежит выше продолговатого мозга. Это утолщённый валик с поперечно расположенными волокнами. По центру его проходит основная борозда, в которой лежит основная артерия головного мозга. По обе стороны борозды имеются заметные возвышения, образованные пирамидными путями. Мост состоит из большого количества поперечных волокон, которые образуют его белое вещество — нервные волокна. Между волокнами немало скоплений серого вещества, которое образует ядра моста. Продолжаясь до мозжечка, нервные волокна образуют его средние ножки.

Мозжечок

Основная статья: Мозжечок

Мозжечок (лат. cerebellum) лежит на задней поверхности моста и продолговатого мозга в задней черепной ямке. Состоит из двух полушарий и червя, который соединяет полушария между собой. Масса мозжечка 120—150 г.

Мозжечок отделяется от большого мозга горизонтальной щелью, в которой твердая мозговая оболочка образует шатер мозжечка, натянутый над задней ямкой черепа. Каждое полушарие мозжечка состоит из серого и белого вещества.

Серое вещество мозжечка содержится поверх белого в виде коры. Нервные ядра лежат внутри полушарий мозжечка, масса которых в основном представлена белым веществом. Кора полушарий образует параллельно расположенные борозды, между которыми есть извилины такой же формы. Борозды разделяют каждое полушарие мозжечка на несколько частей. Одна из частиц — клочок, прилегающей к средним ножкам мозжечка, выделяется больше других. Она филогенетически древнейшая. Лоскут и узелок червя появляются уже в низших позвоночных и связаны с функционированием вестибулярного аппарата.

Кора полушарий мозжечка состоит из двух слоев нервных клеток: наружного молекулярного и зернистого. Толщина коры 1-2,5 мм.

Серое вещество мозжечка разветвляется в белой (на срединном разрезе мозжечка видно будто веточку вечнозеленой туи), поэтому её называют деревом жизни мозжечка.

Мозжечок тремя парами ножек соединяется со стволом мозга. Ножки представлены пучками волокон. Нижние (хвостовые) ножки мозжечка идут к продолговатому мозгу и называются ещё верёвчатыми телами. В их состав входит задний спинно-мозго-мозжечковый путь.

Средние (мостовые) ножки мозжечка соединяются с мостом, в них проходят поперечные волокна к нейронам коры полушарий. Через средние ножки проходит корково-мостовой путь, благодаря которому кора большого мозга воздействует на мозжечок.

Верхние ножки мозжечка в виде белых волокон идут в направлении среднего мозга, где размещаются вдоль ножек среднего мозга и тесно к ним примыкают. Верхние (черепные) ножки мозжечка состоят в основном из волокон его ядер и служат основными путями, проводящими импульсы к зрительным буграм, подбугровому участку и красным ядрам.

Ножки расположены впереди, а покрышка — сзади. Между покрышкой и ножками пролегает водопровод среднего мозга (Сильвиев водопровод). Он соединяет четвёртый желудочек с третьим.

Главная функция мозжечка — рефлекторная координация движений и распределение мышечного тонуса.

Средний мозг

Основная статья: Средний мозг

Покров среднего мозга (лат. mesencephalon) лежит над его крышкой и прикрывает сверху водопровод среднего мозга. На крышке содержится пластинка покрышки (четверохолмие). Два верхних холмика связаны с функцией зрительного анализатора, выступают центрами ориентировочных рефлексов на зрительные раздражители, а потому называются зрительными. Два нижних бугорка — слуховые, связанные с ориентировочными рефлексами на звуковые раздражители. Верхние холмики связаны с латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга с помощью верхних ручек, нижние холмики — нижними ручками с медиальными коленчатыми телами.

От пластинки покрышки начинается спинномозговой путь, который связывает головной мозг со спинным. По нему проходят эфферентные импульсы в ответ на зрительные и слуховые раздражения.

Большие полушария

Основная статья: Полушарие головного мозга Медиальная поверхность коры больших полушарий мозга человека

Головном мозгу разделён бороздой на два больших полушария (Hemisphaerium cerebri): левое и правое. В большие полушария входят: кора большого мозга (плащ), базальные ганглии, обонятельный мозг и боковые желудочки. Полушария мозга разделены продольной щелью, в углублении которой содержится мозолистое тело, которое их соединяет. На каждом полушарии различают следующие поверхности:

  1. верхнебоковую, выпуклую, обращенную к внутренней поверхности свода черепа;
  2. нижнюю поверхность, расположенную на внутренней поверхности основания черепа;
  3. медиальную поверхность, с помощью которой полушария соединяются между собой.

В каждом полушарии есть части, которые наиболее выступают: впереди, — лобный полюс, сзади — затылочный полюс, сбоку — височный полюс. Кроме того, каждое полушарие большого мозга разделяется на четыре большие доли: лобную, теменную, затылочную и височные. В углублении боковой ямки мозга лежит небольшая доля — островок. Полушарие поделено на доли бороздами. Самая глубокая из них — боковая, или латеральная, ещё она называется сильвиевой бороздой. Боковая борозда отделяет височную долю от лобной и теменной. От верхнего края полушарий опускается вниз центральная борозда, или борозда Роланда. Она отделяет лобную долю мозга от теменной. Затылочная доля отделяется от теменной только со стороны медиальной поверхности полушарий — теменно-затылочной бороздой.

Полушария большого мозга извне покрыты серым веществом, образующим кору большого мозга, или плащ. В коре насчитывается 15 млрд клеток, а если учесть, что каждая из них имеет от 7 до 10 тыс. связей с соседними клетками, то можно сделать вывод о гибкости, устойчивости и надёжности функций коры. Поверхность коры значительно увеличивается за счет борозд и извилин. Кора филогенетическая является самой большой структурой мозга, её площадь примерно 220 тысяч мм2.

Половые различия

Мозг взрослого мужчины в среднем на 11—12% тяжелее и на 10% больше по объёму, чем женский. Статистической разницы между соотношением размеров тела и мозга у мужчин и женщин не обнаружено. Методы томографического сканирования позволили экспериментально зафиксировать различия в строении головного мозга женщин и мужчин. Установлено, что мозг мужчин имеет больше связей между зонами внутри полушарий, а женский — между полушариями. Данные различия в структуре мозга были наиболее выражены при сравнении групп в возрасте от 13,4 до 17 лет. Однако с возрастом в мозгу у женщин количество связей между зонами внутри полушарий возрастало, что минимизирует ранее отчётливые структурные различия между полами.

В то же время, несмотря на существование отличий в анатомо-морфологической структуре мозга женщин и мужчин, не наблюдается каких-либо решающих признаков или их комбинаций, позволяющих говорить о специфически «мужском» или специфически «женском» мозге. Есть особенности мозга, чаще встречающиеся среди женщин, а есть — чаще наблюдающиеся у мужчин, однако и те, и другие могут проявляться и у противоположного пола, и каких-либо устойчивых ансамблей такого рода признаков практически не наблюдается.

Развитие головного мозга

Пренатальное развитие

Развитие, происходящее в период до рождения, внутриутробное развитие плода. В пренатальный период происходит интенсивное физиологическое развитие мозга, его сенсорных и эффекторных систем.

Натальное состояние

Дифференциация систем коры головного мозга происходит постепенно, что приводит к неравномерному созреванию отдельных структур мозга.

При рождении у ребенка практически сформированы подкорковые образования и близки к конечной стадии созревания проекционные области мозга, в которых заканчиваются нервные связи, идущие от рецепторов разных органов чувств (анализаторных систем), и берут начало моторные проводящие пути.

Указанные области выступают конгломератом всех трех блоков мозга. Но среди них наибольшего уровня созревания достигают структуры блока регуляции активности мозга (первого блока мозга). Во втором (блоке приема, переработки и хранения информации) и третьем (блоке программирования, регуляции и контроля деятельности) блоках наиболее зрелыми оказываются только те участки коры, которые относятся к первичным долям, осуществляющим приём приходящей информации (второй блок) и формирующие исходящие двигательные импульсы (3-й блок).

Другие зоны коры головного мозга к моменту рождения ребенка не достигают достаточного уровня зрелости. Об этом свидетельствует небольшой размер входящих в них клеток, малая ширина их верхних слоев, выполняющих ассоциативную функцию, относительно небольшой размер занимаемой ими площади и недостаточная миелинизация их элементов.

Период от 2 до 5 лет

В возрасте от двух до пяти лет происходит созревание вторичных, ассоциативных полей мозга, часть которых (вторичные гностические зоны анализаторных систем) находится во втором и третьем блоке (премоторная область). Эти структуры обеспечивают процессы перцепции и выполнение последовательности действий.

Период от 5 до 7 лет

Следующими созревают третичные (ассоциативные) поля мозга. Сначала развивается заднее ассоциативное поле — теменно-височно-затылочная область, затем, переднее ассоциативное поле — префронтальная область.

Третичные поля занимают наиболее высокое положение в иерархии взаимодействия различных мозговых зон, и здесь осуществляются самые сложные формы переработки информации. Задняя ассоциативная область обеспечивает синтез всей входящей разномодальной информации в надмодальное целостное отражение окружающей субъекта действительности во всей совокупности её связей и взаимоотношений. Передняя ассоциативная область отвечает за произвольную регуляцию сложных форм психической деятельности, включающую выбор необходимой, существенной для этой деятельности информации, формировании на её основе программ деятельности и контроль за правильным их протеканием.

Таким образом, каждый из трёх функциональных блоков мозга достигает полной зрелости в разные сроки и созревание идет в последовательности от первого к третьему блоку. Это путь снизу вверх — от нижележащих образований к вышележащим, от подкорковых структур к первичным полям, от первичных полей к ассоциативным. Повреждение при формировании какого-либо из этих уровней может приводить к отклонениям в созревании следующего в силу отсутствия стимулирующих воздействий от нижележащего поврежденного уровня.

Мозг с точки зрения кибернетики

С точки зрения кибернетики, мозг представляет собой гигантскую обучающуюся статистическую аналоговую машину из живых ионных элементов без жесткой структуры связей между элементами, с потребляемой мощностью около 25 {\displaystyle 25} Ватт. Оценки объема памяти мозга у различных авторов колеблются от 10 6 {\displaystyle 10^{6}} до 10 16 {\displaystyle 10^{16}} бит. Высшая нервная деятельность заключается в работе с образами внешнего мира многоступенчатым иерархическим методом параллельной обработки информации. Память мозга устроена по особому принципу — запоминаемая информация одновременно является адресом запоминания в коре головного мозга, причем запоминается не только информация, но и частота её повторения. Соединения нейронов мозга образуют многоуровневую сетевую структуру.

Предпринимаются первые попытки создания математических моделей мозга на основе теории автоматов, нейронных сетей, математической логики, кибернетики

Американские учёные попытались сравнить человеческий мозг с жестким диском компьютера и подсчитали, что человеческая память способна содержать в себе около 1 миллиона гигабайт (или 1 петабайт) (например, поисковая система Google обрабатывает ежедневно около 24 петабайт данных). Если учесть, что для обработки такого большого массива информации мозг человека тратит только 20 ватт энергии, его можно назвать самым эффективным вычислительным устройством на Земле.

Моделирование

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 22 августа 2019 года.

Об этом мало кто догадывается, но одним из важнейших свойств мозга является его способность к построению моделей, как при попытках описания происходящих в природе процессов, так и для описания выдуманных абстрактных явлений, как осознанно, так и неосознанно. Поведение подавляющего большинства (если не всех) людей определяется именно созданными ими моделями (а в первую очередь предсказаниями, которые они дают) в процессе жизнедеятельности: как для социального взаимодействия, так и для профессиональной деятельности в какой-либо области. Интересно, что человек может поступать иррационально только по той причине, что он когда-то создал искажённую модель (которая даёт искажённые выводы) для какого-либо явления.

> Примечания

Литература

Доклад Головной мозг 2, 3, 8 класс сообщение

Головной мозг это можно сказать один из самых важнейших органов в организме. Головной мозг всегда работает в паре со спинным мозгом, а передача информации осуществляется при помощи коротких электрических импульсов. С виду он похож на грецкий орех, но это далеко не так. Головной мозг прочно защищен скелетом человека, а точнее говоря черепной коробкой. А состоит он из миллионов нейронов, которые формируют надежную нервно проводящею ткань. Все нервы называются серым веществом, а все волокна этих нервов называются белым веществом. На поверхности мозга можно увидит множество глубоких бороздок, это так называемые извилины. Мозг взрослого мужчины, примерно, равен 1.5 килограмма, а мозг взрослой женщины обычно на 100 граммов меньше, то есть 1.4 килограмма.

Мозг всегда интересовал ученых, но до сих пор мозг является мало изученным органом. Сейчас в современное время актуален слух, что человеческий мозг работает только на 10% своей мощности. Но этот факт всегда пытаются опровергнуть, но находятся люди, которые снова доказывают обратное. Также существует давно доказанный факт, что головной мозг потребляем одну пятую части кислорода в организме. Мало кто знает, что мозг растет всего до шести лет. Именно поэтому в раннем возрасте необходимо много уделять времени ребенку, чтобы его мозг развивался. Мозг считается производителем эмоций и настроения. А также мозг это место, где храниться разум и рассудок человека.

Весь мозг разделен на три основные части, передний мозг, средний мозг, ромбовидный мозг. Передний мозг это место где рождаются мысли эмоции, и место где храниться разум. Средний мозг это центр чувств человека, то есть зрение, обоняние, слух и так далее. Ромбовидный мозг это место где координируются все движения человека. Именно эта часть управляет всеми мышцами, что позволяет нам двигаться.

Доклад №2

Объем головного мозга занимает около 80% объема черепной коробки человека. На сегодняшний день этот орган окончательно не изучен. В состав органа входит три оболочки защиты, расстояние между которыми заполнены жидкостью. От головного мозга отходят 12 пар нервов, которые далее расходятся по всему организму человека.

Головной мозг занимает 2% от всей массы тела, а вот энергию он использует 25% всего организма. Размер органа, никак не влияет на умственное развитие человека.

Строение мозга.

Орган включает в себя 5 разных отделов.

  1. Продолговаты мозг. Этот отдел очень схож со структурой и функциями спинного мозга, поскольку является его продолжением. В продолговатом мозге сосредоточены пищеварительный и дыхательный центры. Основная функция этого отдела – проводниковая, которая обеспечивает выполнение рефлексов, связанных с пищеварением и дыханием, к примеру, глотание, чихание.
  2. Мост, контролирует выполнение проводниковой функции
  3. Средний мозг. Отвечает за обработку информации как зрительной, так и слуховой. Одной из важных ролей этого отдела является скрытое зрение, когда человек не замечает предмет на видном месте. В органе сосредоточен центр ориентировочного рефлекса (реакция на неизвестный шум)
  4. Промежуточный мозг имеет две составляющие:
  • Гипоталамус – формирование пищевого и питьевого поведения. Полноценно реагирует на состояние бодрствования и отдыха, в связи, с чем выполняет функцию поддержания внутренней среды организма человека.
  • Таламус.
  • Мозжечок, состоит из двух полушарий, которые покрыты серым веществом. Основная функция, которого обеспечение работы опорно-двигательного аппарата. Если нарушена работа органа, к примеру, алкоголем, то человек теряет координацию движений.
  • Большие полушария. Самая большая часть головного мозга, которая составляет 80%. Отвечают за самые развитые функции в организме. Полушария образованы путем скопления белого вещества в сером, и покрыты корой больших полушарий (КБП).

КБП разделяется на три зоны с помощью борозды, которые отвечают за определенные зоны восприятия.

  • Затылочная зона: отвечает за зрительный анализатор, а наружная сторона височной зоны: слуховой анализатор.
  • Внутренняя височная зона: отвечает за вкусовой анализатор
  • · Лобная зона: отвечает за память и логическое мышление.

Также необходимо знать, что левое полушарие отвечает за постепенно поступающую информацию, во время разговора. А правое полушарие отвечает за создание образов, которые в нем и хранятся.

Кровообращение в организме, влияет на функционирование работы головного мозга в целом. Поэтому наличие вредных привычек (курение, алкоголь) или не рациональное питание негативно влияют на кровообращение в организме, что может привести к серьезным заболеваниям.

2, 3, 8 класс, окружающий мир

>Головной мозг

Популярные доклады

  • Доклад Созвездие Рака для детей 1, 2, 5 класс

    Ночь очень удивительное время суток. Только в это время можно оглянуться вокруг, поднять голову вверх и увидеть звездное небо. Звезды, словно огоньки украшают ночной небосвод. Каждая звезда входит в свое определенное скопление звезд,

  • Культура древнего Китая доклад-сообщение 5 класс

    Значимое место среди древних культур занимает китайская культура. Как и многие другие культуры, она неповторима и самобытна. Китайцы были слишком рациональными людьми, поэтому свою культуру они направили на обращение к реальной жизни и ее ценностей.

  • Доклад Исследование космоса 2, 4, 5 класс сообщение

    Марс, занимающий соседнюю с Землей позицию в планетном ряду Солнечной системы, издавна волновал воображение древних людей как о возможном прибежище разумных существ. И именно этой загадочной планете,

Когнитивная нейробиология

Когнитивная нейробиология — наука, изучающая связь активности головного мозга и других сторон нервной системы с познавательными процессами и поведением. Особое внимание когнитивная нейробиология уделяет изучению нейронной основы мыслительных процессов. Когнитивная нейробиология является разделом как психологии, так и нейробиологии, пересекаясь с когнитивной психологией и нейропсихологией.

В когнитивной нейробиологии используются экспериментальные методы психофизики, когнитивной психологии, функциональной нейровизуализации, электрофизиологии, психогенетики. Важным направлением когнитивной нейробиологии является изучение людей, имеющих нарушения психической деятельности вследствие повреждений головного мозга.

Связь строения нейронов с когнитивными способностями подтверждается такими фактами, как увеличение количества и размеров синапсов в мозге крыс в результате их обучения, уменьшение эффективности передачи нервного импульса по синапсам, наблюдаемое у людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

Одним из первых мыслителей, утверждавших, что мышление осуществляется в головном мозге, был Гиппократ. В девятнадцатом веке такие учёные, как Иоганн Петер Мюллер предпринимают попытки изучить функциональную структуру головного мозга в аспекте локализации мыслительных и поведенческих функций в отделах головного мозга.

Приемы и методы

Томография

Структура мозга изучается при помощи компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, ангиографии. Компьютерная томография и ангиография имеют меньшее разрешение при отображении мозга, чем магнитно-резонансная томография.

Исследование активности зон мозга на основе анализа метаболизма позволяет осуществить позитронно-эмиссионная томография и функциональная магнитно-резонансная томография.

  • Позитронно-эмиссионная томография сканирует повышенное потребление глюкозы в активных участках мозга. Интенсивность потребления вводимой радиоактивной формы глюкозы рассматривается как параметр более высокой активности клеток данного участка мозга.
  • Функциональная магнитно-резонансная томография сканирует интенсивность потребления кислорода. Кислород фиксируется в результате приведения частиц атома кислорода в сильном магнитном поле в нестабильное состояние. Преимуществом данного вида томографии является большая временна́я точность по сравнению с позитронно-эмиссионной томографией — возможность фиксировать изменения длительность которых не превышает нескольких секунд.

Электроэнцефалограмма

Электроэнцефалограмма позволяет изучать процессы, происходящие в головном мозге у живого носителя, таким образом анализировать активность мозга как реакцию на те или иные стимулы в режиме реального времени. Преимуществом этого метода является возможность исследовать активность мозга заданную точным временем. Недостатком этого метода исследования мозговой активности является невозможность добиться точности пространственного разрешения — невозможность определить то, какие именно нейроны или группы нейронов или даже отделы мозга реагируют на данный стимул. Чтобы добиться точности пространственного разрешения электроэнцефелограмму сочетают с позитронно-эмиссионной томографией.

Отделы головного мозга и психическая деятельность

Передний мозг

  • Кора больших полушарий играет важнейшую роль в психической деятельности. Кора головного мозга выполняет функцию обработки информации, полученной через органы чувств, осуществление мышления, другие когнитивные функции. Кора головного мозга функционально состоит из трех зон: сенсорная, моторная и ассоциативная зоны. Функция ассоциативной зоны — связывать между собой активность сенсорных и моторных зон. Ассоциативная зона, предполагается, получает и перерабатывает информацию из сенсорной зоны и инициирует целенаправленное осмысленное поведение. Центр Брока и область Вернике расположены в ассоциативных зонах коры. Ассоциативная зона лобных долей коры головного мозга, предполагается, ответственна за логическое мышление, суждения и умозаключения осуществляемые человеком.
  • Лобная доля коры больших полушарий — планирование, контроль и выполнение движений (двигательная (моторная) область коры больших полушарий — прецентральная извилина), речь, абстрактное мышление, суждение.

Искусственное стимулирование моторной области коры больших полушарий обуславливает движение соответствующей части тела. Контроль движения части тела осуществляется контралатерально соответствующей зоны моторной области коры больших полушарий, ответственной за движение этой части тела. Верхние части тела контролируются нижележащими частями моторной области коры больших полушарий.

  • Теменная доля коры головного мозга — соматосенсорные функции. В постцентральной извилине заканчиваются афферентные пути поверхностной и глубокой чувствительности. Развитие моторных и чувствительных функций коры головного мозга определило большую площадь тех зон, которые соответствуют частям тела, наиболее значимым в поведении и получении информации из внешнего мира. Электростимулирование постцентральной извилины обуславливает чувство прикосновения в соответствующей части тела.
  • Затылочная доля коры головного мозга — зрительная функция. Волокна, по которым поступает зрительная информация в кору головного мозга, направлены как контралатерально так и ипсилатерально.(Зрительный перекрест Optic Chiasm)
  • Височная доля коры головного мозга — слуховая функция.
  • Таламус направляет сигналы от органов чувств, за исключением обоняния, к определенным участкам коры головного мозга. Четыре основных ядра таламуса, соответствующие четырём видам получаемых органами чувств информации (зрительная, слуховая, тактильная, чувство равновесия и баланса), направляют информацию к определенным для её переработки участкам коры головного мозга.
  • Гипоталамус, взаимодействуя с лимбической системой, регулирует базовые навыки поведения индивида, связанные с выживаемостью вида: борьба, питание, спасение бегством, поиск брачного партнера.
  • Лимбическая система связана с памятью, обонянием, эмоциями и мотивацией. Неразвитость лимбической системы, например у животных, говорит о преобладающем инстинктивном регулировании поведения. Миндалевидное тело лимбической системы связано с реакциями агрессии и страха. Удаление или повреждение миндалевидного тела, как показывают опыты, приводит к неадаптивному отсутствию страха. Повреждение миндалевидного тела приводит к повышенному сексуальному влечению. Перегородка головного мозга связана с эмоциями страха и гнева.
  • Гиппокамп играет важнейшую роль в процессах запоминания новой информации. Нарушение гиппокампа обуславливает невозможность запоминания новой информации, хотя информация, которая была усвоена прежде, остается в памяти, и человек может оперировать ей. Синдром Корсакова, связанный с нарушением функционирования памяти, предполагается, обусловлен дисфункцией гиппокампа. Ещё одной функцией гиппокампа является определение пространственного расположения вещей, определение их расположения друг относительно друга. Согласно одной из гипотез, гиппокамп формирует сенсорную карту для ориентации в окружающей среде.
  • Базальные ядра выполняют моторные функции.

Средний мозг осуществляет важные функции контроля движения глаз, координации.

  • Ретикулярная активирующая система (ретикулярная формация), простирающаяся и на конечный мозг, — это система нейронов, играющая важную роль в процессах сознания. Ретикулярная формация ответственна за процессы пробуждения/засыпания, фильтрацию второстепенных стимулов, поступающих в головной мозг. Вместе с таламусом ретикулярная формация обеспечивает осознание индивидом собственного существования, отделенного от внешних стимулов.
  • Центральное серое вещество мозга (периакведуктальное серое вещество в мозге), расположенное в стволе головного мозга и окружающее Сильвиев водопровод среднего мозга, связано с адаптивным поведением индивида.

Задний мозг

В продолговатом мозге нервы правой стороны организма соединяются с левым полушарием, а нервы левой стороны организма соединяются с правым полушарием. Некоторая часть информации передаваемая нервами является ипсилатеральной.

Нейромедиаторы и психическая деятельность

Нейромедиаторы ответственны за взаимодействие нейронов в нервной системе.

  • Ацетилхолин — предполагается, что этот нейромедиатор участвует в процессах памяти, поскольку его высокие концентрации обнаружены в гиппокампе.
  • Дофамин — связан с регулированием движения, внимания и обучения.
  • Адреналин — влияет на чувство настороженности.
  • Серотонин — связан с регулированием пробуждения, засыпания, настроения.
  • ГАМК — влияет на механизмы обучения и запоминания.

Познавательные способности

Внимание

Теория интеграции признаков, объясняющая ранние процессы зрительного восприятия, связанного с вниманием, нашла нейробиологическую базу в исследованиях Дэвида Хубела (David Hubel) и Торстена Визела (Torsten Wiesel). Ученые обнаружили нейронную основу механизма поиска признаков. Нейроны коры головного мозга различным образом реагировали на зрительные стимулы, связанные с определенной пространственной ориентацией (вертикальной, горизонтальной, наклоненной под углом). Дальнейшие исследования, проведенные рядом ученых, показали, что различные этапы зрительного восприятия связаны с различной активностью нейронов коры головного мозга. Одна активность соответствует ранним этапам обработки зрительного стимула и стимульного признака, другая активность соответствует поздним этапам восприятия, характеризующимся фокальным вниманием, синтезом и интеграцией признаков.

> Примечания

Словари и энциклопедии

Нормативный контроль

GND: 7666103-9

Чуть больше килограмма тканей и нервных клеток формируют уникальный орган, самый загадочный для учёных – человеческий мозг. Нейробиологи не перестают удивляться его разнообразным возможностям и функциям, тем более, что открыты и изучены ещё далеко не все из них.

Редакция научного портала Live Science выделила десятку самых значимых исследований в области нейробиологии в 2018 году.

«Нейроны шиповника»

Американо-венгерская команда учёных обнаружила новый тип клеток мозга, которые встречаются исключительно у человека и, возможно, у других приматов. Эти клетки первооткрыватели назвали «нейронами шиповника» из-за их внешнего вида. Вокруг тела каждой такой клетки аксоны (отростки, через которые проходят нервные импульсы) образуют плотный пучок, и этот клубок напоминает розу с опавшими лепестками.

Оказалось, что «нейроны шиповника» относятся к классу ингибирующих нейронов, которые тормозят активность других клеток в головном мозге. Они составляют около 10-15% от общего числа «тормозящих нейронов».

Конкретная функция этого типа клеток пока не до конца понятна, но есть предположение, что они могут специфическим образом контролировать сигналы, передающиеся от других клеток, а именно, пирамидальных нейронов.

Примечательно, что у мышей и других модельных животных, которые используются в лабораторных исследованиях, подобных клеток специалисты не нашли. Это может объяснить, почему многие методы лечения заболеваний и нарушений работы мозга оказываются не столь эффективными, когда дело доходит до клинических испытаний.

Цифровая реконструкция нейрона шиповника.

Можно ли удалить часть мозга без последствий?

Американские нейробиологи описали необычный случай из своей практики. Четыре года назад семилетнему мальчику, которого специалисты назвали U.D., удалили треть правого полушария мозга, чтобы облегчить эпилептические припадки. Пациент среди прочего лишился правой части затылочной доли и большей части правой височной доли. Первая отвечает за восприятие зрительной информации, вторая обрабатывает слуховую информацию и способствует пониманию языка.

Спустя четыре года исследователи обнаружили, что мозг юного пациента почти полностью восстановил свои функции. Левое полушарие взяло на себя визуальные задачи (такие как распознавание лиц и объектов), которые должны были выполняться недостающими частями правого полушария. Кроме того, интеллект и когнитивные способности U.D. после операции развиваются на уровнях выше среднего (как и до вмешательства), а языковые и зрительные навыки соответствуют возрасту.

Единственное важное изменение заключается в том, что у пациента сузилась поле обзора: слева появилось «слепое пятно», и ему приходится поворачивать голову, чтобы увидеть объекты по левую сторону от себя.

По словам нейробиологов, этот случай – яркий пример нейропластичности мозга. Пока не до конца понятно, каким образом мозг мальчика сумел «перестроить» свою работу, однако учёные связывают такую «гибкость» с юным возрастом пациента.

Человеческий мозг кишит бактериями

Долгое время считалось, что здоровый мозг не содержит микроорганизмов, а стало быть, их присутствие сигнализирует о каком-либо заболевании. Но теперь специалисты установили, что человеческий мозг имеет собственную микробиоту, а бактерии в её составе, вероятно, безвредны.

Изучая ткани мозга скончавшихся пациентов (здоровых и страдавших от шизофрении), исследователи заметили странные структуры в форме палочек. Оказалось, что это микроорганизмы.

Секвенирование РНК показало, что большинство найденных бактерий относится к трём типам, причём все они также входят в состав кишечной микробиоты людей.

Любопытно, что в одних участках мозга (гиппокампе, префронтальной коре и чёрном веществе) этих бактерий было больше, чем в других. Кроме того, микроорганизмы были обнаружены в астроцитах – клетках мозга, которые располагаются вблизи гемато-энцефалического барьера. Это «пограничная зона» между кровеносной системой и центральной нервной системой.

Возможно, бактерии попадают в мозг по кровеносным сосудам, перемещаются по нервам из кишечника или же проникают в мозг через носовую полость.

Поскольку в изученных здоровых тканях отсутствовали признаки воспаления, учёные предположили, что микроорганизмы не причиняют вреда мозгу. Подтвердить или опровергнуть это помогут дальнейшие исследования.

Изображение срезов человеческого мозга. Слева от кровеносного сосуда можно заметить бактерии, вероятно, входящие в состав микробиоты мозга.

«Магнитный» мозг

Человеческий мозг содержит частицы, которые могут намагничиваться. Об этом известно с 1990-х годов, но до сих пор исследователи не могли установить происхождение таких частиц.

В ходе новой работы нейробиологи из Германии, изучавшие ткани мозга семи скончавшихся пациентов, получили новые данные о загадочных частицах. Выяснилось, что во всех случаях они распределяются по мозгу одинаково, скапливаясь в одних и тех же участках, а именно, в мозжечке и стволе мозга. Это наиболее «эволюционно древние» области.

Также было показано, что в большинстве других частей мозга присутствуют те же частицы, но в меньших количествах.

Исследователи полагают, что магнитные частицы не являются следами загрязнения окружающей среды, поскольку тогда у разных людей их количество и распределение должны были бы отличаться. Более вероятно, что эти частицы нужны организму для каких-то «биологических целей», заявили исследователи.

Отмечается, что у многих животных в мозге также присутствуют магнитные частицы, и, вероятно, они связаны с навигацией. Более того, известно, что некоторые бактерии способны к магнитотаксису – движению, связанному с реакцией клетки на магнитное поле. Такие бактерии мигрируют вдоль линий магнитного поля Земли.

Сейчас учёные пытаются установить, каковы функции частиц, найденных в мозге человека, и к какому конкретному типу они относятся. Есть предположение, что они представляют собой соединение под названием магнетит (Fe3O4).

Ген древнего вируса одарил людей «мышлением высшего порядка»

От 40 до 80% человеческого генома состоит из генов, оставленных нам в наследство вирусами после множественных «вторжений». И, как недавно выяснилось, один из таких вирусов наградил людей особым геном под названием Arc.

Было установлено, что фрагменты древней вирусной ДНК играют важнейшую роль в коммуникации между клетками, которая необходима для «мышления высшего порядка», присущего людям.

В частности, вирусный ген Arc обеспечивает «упаковку» генетической информации и её передачу от одного нейрона другому. Также этот ген помогает клеткам перестраиваться с течением времени. А вот сбои в его работе чреваты неврологическими нарушениями и аутизмом.

Фрагменты древней вирусной ДНК играют важнейшую роль в передаче данных между нейронами.

Молодые клетки старого мозга

Человеческий организм постоянно производит новые клетки и избавляется от старых. Однако ранее считалось, что такой «клеткооборот» не происходит в стареющем мозге.

В 2018 году учёные опровергли эту версию, представив убедительные доказательства того, что «пожилой» мозг на самом деле способен создавать новые клетки.

Изучив ткани мозга 28 пациентов, скончавшихся в возрасте от 14 до 79 лет, исследователи обнаружили в тканях «старых» и «молодых» образцов примерно одинаковое количество новых, ещё не полностью созревших клеток. В частности, такие клетки были найдены в гиппокампе – участке, отвечающем за обучение, память и формирование эмоций.

Также специалисты заметили, что в «пожилом» мозге присутствует меньше новых кровеносных сосудов и связей между клетками, что объясняет возрастные изменения.

Кстати, эта работа опровергла выводы другой, опубликованной буквально на месяц раньше. В ней учёные сообщали, что в зрелом возрасте гиппокамп не создаёт новых клеток. Такое расхождение данных может объясняться тем, что в более ранней работе рассматривались образцы тканей, собранные у людей с различными заболеваниями, включая эпилепсию. Кроме того, на результаты подобных исследований могут влиять способы консервации и хранения тканей.

Мозг «съёживается» во время стресса

Плохая новость для людей, которые постоянно испытывают стресс: из-за такого состояния может уменьшаться объём мозга.

Сравнивая данные более двух тысяч здоровых людей среднего возраста, исследователи из США обнаружили, что у пациентов с более высоким уровнем «гормона стресса» кортизола объём мозга, как правило, чуть меньше, чем у людей с нормальным количеством этого гормона. Более того, тесты показали, что у людей в состоянии стресса ухудшается память.

Авторы работы уточняют, что на данном этапе лишь отследили взаимосвязь, о причинах и последствиях говорить пока рано.

Впрочем, все эти открытия – ещё одна причина оградить себя от стресса. Для этого эксперты советуют наладить режим сна, отомстить кукле вуду своего босса или удалиться из социальных сетей.

Высокий уровень гормона стресса кортизола связали с уменьшением объёма мозга и ухудшением памяти.

«Шумовой фильтр» мозга

Если бы каждый наш шаг отдавался в голове, люди, вероятно, давно сошли бы с ума от бесконечного «топ-топ-топ». Но, к счастью, наш мозг обладает «настройками шумоизоляции».

Открытие было сделано в ходе изучения мозга мышей. Оказалось, орган создаёт своего рода шумовой фильтр, привыкая к определённым звукам вроде шагов. Происходит это благодаря особым «сцеплениям» клеток моторной коры и слуховой коры мозга. Первая отвечает за планирование и выполнение движений, вторая – за восприятие звуков.

Клетки моторной коры передают клеткам слуховой коры команду блокировать собственные сигналы. Таким образом в отдельных случаях восприятие звука как бы приглушается.

Учёные полагают, что такой «шумовой фильтр» необходим животным для защиты: не отвлекаясь на звук собственных движений, они могут услышать приближение хищника.

Авторы работы уверены, что мозг людей также способен создавать подобную «шумоизоляцию». Аналогичные механизмы, к слову, уже были описаны ранее. К примеру, мозг спортсменов «отключает» защитные рефлексы, которые в противном случае не позволили бы телу выполнить опасные движения (вроде головокружительных вращений фигуристов).

Нейробиологи не исключают, что нарушения работы «шумового фильтра» могут быть связаны с различными симптомами психических заболеваний, например, слуховыми галлюцинациями при шизофрении.

Психоактивные вещества могут менять структуру нейронов

Исследуя клетки мозга, выращенные в лабораторных условиях, а также образцы тканей мозга животных, учёные установили, что психоделики могут изменять структуру нейронов. Если аналогичные процессы происходят у людей, это может означать, что такие вещества потенциально могут помочь в лечении пациентов с определёнными нарушениями.

Дело в том, что у людей с депрессией, тревожным расстройством и схожими недугами нейроны префронтальной коры, которая связана с контролем эмоций, уменьшаются (как бы съёживаются). Снижается и количество нейронных отростков – дендритов, а также синапсов – контактов между нейронами.

Когда исследователи добавляли в чашки Петри, содержащие клетки мозга, психоактивные вещества (в том числе ЛСД и МДМА), они увидели, что количество дендритов и синапсов между ними увеличивалось. Также возрастало число дендритных шипиков – отростков, которые образуют синаптические соединения.

Такие результаты, конечно, не говорят о том, что при любых признаках депрессии нужно принимать психоделики. Однако принцип их действия может стать основой для создания новых терапевтических стратегий.

«Второй мозг» в кишечнике

Исследователи впервые описали действие нейронов так называемого второго мозга млекопитающих, который расположен… в кишечнике. Речь идёт об энтеральной нервной системе (ЭНС), которая состоит из сети нейронов и регулирует работу гладких мышц внутренних органов, обладающих сократительной активностью.

Примечательно, что это происходит без каких-либо инструкций со стороны «фактического» мозга. Хотя нейроны кишечника связаны с нейронами центральной нервной системы, ЭНС всё-таки действует автономно. И это единственный внутренний орган, который имеет такие способности.

Исследования «второго мозга» мышей показали, что он довольно «умён». По словам учёных, они зафиксировали всплески активности нейронов ЭНС, которые имеют чёткую ритмику. Популяция «кишечных» нейронов запускает работу миллионов клеток гладких мышц, причём их сокращение имеет ту же самую частоту, что и всплески нейронной активности.

Отметим, что до этого не было известно, как нейроны ЭНС обеспечивают ритмичные сокращения кишечника. Поэтому авторы работы полагают, что новые данные можно будет использовать как контрольный шаблон, чтобы выявлять дисфункции кишечника и изучать их модели.

Новый участок мозга

Редакция проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) предлагает вспомнить ещё об одном важном открытии в области нейробиологии, а именно, об обнаружении нового участка человеческого мозга.

Эндорестиформное ядро – так австралийские исследователи назвали недавно открытую крошечную область. Она располагается в нижней мозжечковой ножке, которая объединяет сенсорную и моторную информацию, контролируя нашу осанку, равновесие и мелкую моторику. Специалисты предполагают, что эндорестиформное ядро может быть вовлечено в контроль мелкой моторики.

Примечательно, что другие млекопитающие, в том числе нечеловекообразные приматы, лишены этого участка мозга. В ближайшее время специалисты намерены подробнее изучить мозг шимпанзе, чтобы узнать, имеют ли гоминиды эндорестиформное ядро. Хотя нейробиологи признаются, что сомневаются в этом и считают открытый участок мозга уникальным для людей.

Ожидается, что дальнейшее изучение нового участка мозга – его функций и их нарушений – поможет создать новые стратегии лечения и препараты от множества заболеваний, включая болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (болезнь моторных нейронов).

Учёные разглядели эндорестиформное ядро благодаря окрашиванию тканей ферментом под названием ацетилхолинэстераза.

Напомним, что ранее мы рассказывали о самых важных научных достижениях 2018 года по версии журнала Science. Также авторы проекта «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) писали про выбор редакции журнала Nature, которая представила имена десяти учёных, больше всего удививших научный мир в уходящем году.

Топ 10: Самые распространенные мифы о нашем мозге

Мозг — один из самых удивительных органов в человеческом теле. Он контролирует нашу центральную нервную систему, помогает нам ходить, разговаривать, дышать и думать. К тому же это невероятно сложная система, состоящая из 100 миллиардов нейронов. В мозге происходит так много всего, что сразу несколько областей медицины и науки посвящены его изучению и лечению, включая неврологию, психологию и психиатрию. Хотя люди изучали мозг с еще древних времен, многие аспекты мозга остаются до сих пор загадкой. Неудивительно, что мы склонны упрощать информацию о том, как работает мозг, чтобы лучше его понять. Это привело к появлению множества заблуждений о нашем мозге.
1. Цвет мозга: наш мозг серый
Вы когда-нибудь задумывались о цвете собственного мозга? Скорее всего – нет, если вы не работаете в медицинской сфере. Если у вас была возможность видеть мозг, сохраненный в банке, то он, как правило, имел белый или серый с желтоватым оттенок. Однако живой пульсирующий мозг в нашем черепе не такой тусклый на вид. В нем присутствует белый, черный и красный компонент. Хотя большая часть мозга серая, так называемое серое вещество, которое представляет собой разные типы клеток, он содержит и белое вещество, содержащее нервные волокна, присоединенные к серому веществу.
В мозге также есть черная субстанция (Substantia nigra), которая имеет черный цвет благодаря нейромеланину – особому виду пигмента, который окрашивает кожу и волосы и является частью базальных ганглиев.
И наконец, красный цвет появляется благодаря множеству кровеносных сосудов в мозге. Так почему же мозг имеет такой тусклый цвет? Это все благодаря формальдегиду, который сохраняет мозг в банке.
2. Эффект Моцарта: прослушивание классической музыки делает нас умнее
Многие родители покупают DVD, видео и другую продукцию классической музыки, искусства и поэзии для малышей, считая, что это полезно для умственного развития ребенка. Есть даже сборники классической музыки, разработанные для еще неродившихся детей в животе в матери. Эта идея стала настолько популярной, что ее назвали «эффектом Моцарта».
Откуда же появился этот миф? В 1950-х годах врач-отоларинголог Альберт Томатис (Albert Tomatis) заявил, что прослушивание музыки Моцарта помогло людям с речевыми и слуховыми нарушениями.
В 1960-х годах 36 студентов участвовали в исследовании Калифорнийского университета, прослушивая по 10 минут из сонаты Моцарта перед тем, как пройти тест IQ. Согласно психологу д-ру Гордону Шоу (Gordon Shaw), баллы студентов по IQ увеличились в среднем на 8 баллов и так родился «эффект Моцарта». Однако, как оказалось, исследователь, проводивший этот эксперимент, никогда не утверждал, что музыка может сделать кого-то умнее, а лишь показал, что она улучшает выполнение некоторых пространственно-временных задач. Другим исследователям не удалось повторить результаты, и сейчас нет данных о том, что прослушивание музыки Моцарта или другой классической музыки может сделать вас умнее.
Единственное, что известно, так этот то, что изучение игры на музыкальных инструментах улучшает концентрацию, уверенность в себе и координацию.
3. Извилины мозга: у нас появляются новые складки в мозге, когда мы учим что-то новое
Когда мы представляем себе, как выглядит мозг, мы рисуем себе картину закругленной серой массы из двух долей с множеством «морщин» или борозд.
По мере нашего развития, мозг стал больше, чтобы вместить все высшие функции, которые отличают нас от других животных. Но, чтобы мозг мог умещаться в череп, он должен находится в определенной пропорции к остальной части тела, и мозг начал морщиться. Если бы можно было разгладить все извилины и борозды, мозг стал бы размером с подушку. Существуют различные виды извилин и борозд со своим названием, и они отличаются у разных людей.
Однако такой «морщинистый» вид появляется не сразу. У плода на раннем этапе развития очень гладкий небольшой мозг. По мере роста плода, растут нейроны, которые передвигаются к различным областям мозга, создавая впадины и борозды. Через 40 недель его мозг становится таким же складчатым (но меньше по размеру), как и мозг взрослого человека. Таким образом новые складки не появляются по мере, того как мы учимся, и все складки, с которыми мы рождаемся остаются на всю жизнь, если конечно мы здоровы.
Во время обучения наш мозг действительно меняется, но не в плане извилин и борозд. Изучая мозг животных, ученые выяснили, что синапсы — связи между нейронами и кровяные клетки, которые поддерживают нейроны, растут и их количество увеличивается. Это явление называется нейропластичностью.
4. 25-й кадр: Мы можем учиться, влияя на подсознание
25-й кадр – это сообщение, заключенное в картинку или звук, которое было сделано с целью внедрить его в подсознание и повлиять на поведение человека.
Первым человеком, кто ввел этот термин, стал Джеймс Вайкери (James Vicary), который заявил, что внедрил сообщения во время показа фильма в Нью-Джерси. Сообщение вспыхивало на экране на 1/3000 секунды, внушая зрителям «выпить Кока-колу» или «Съесть попкорн». Согласно Вайкери, продажи колы в кинотеатре выросли на 18 процентов, а попкорна на 57 процентов, что подтверждало эффективность 25-го кадра. Результаты этого эксперимента стали использовать в телевизионной рекламе, чтобы убедить покупателей приобретать определенные продукты.
Но на самом ли деле 25-й кадр действовал? Как оказалось, Вайкери сфабриковал результаты исследования. Последующие исследования, как например, сообщение «Звони прямо сейчас», которое показывали на канадском телевидении, не оказало никакого действия на телезрителей. Однако многие люди до сих пор считают, что музыка и реклама содержит скрытые посылы.
И хотя прослушивание специальных записей для самовнушения, возможно, не повредит, вряд ли это поможет вам бросить курить.

5. Размер мозга: у человека самый большой мозг
Многие животные используют свой мозг, чтобы выполнять те же действия, что и люди, например, чтобы найти решение задачи, используя инструменты, и демонстрируя сопереживание. И хотя ученые не пришли к согласию относительно того, что делает человека умным, большинство все же согласны, что человек является самым умным существом на Земле. Возможно по этой причине, многие приходят к выводу, что у нас самый крупный мозг среди животных.
Но это не совсем так. Средний вес человеческого мозга составляет 1361 грамм. У дельфинов – очень умных животных, мозг имеет в среднем такой же вес. Тогда как у кашалота, который считается не таким умным, как дельфин, мозг весит около 7 800 грамм. С другой стороны мозг гончих собак весит около 72 грамм, а мозг орангутана 370 грамм. И собаки и орангутаны считаются умными животными, но у них маленький мозг. А у птиц, как например, голубя, вес мозга составляет всего 1 грамм.
При этом, вес тела дельфина составляет в среднем 158, 8 кг, а кашалота 13 тонн. Обычно чем больше животное, тем крупнее его череп и соответственно мозг. Гончие относительно небольшие собаки, весом до 11,3 кг, и потому их мозг меньше. Другими словами важен не размер мозга, а соотношение веса мозга по отношению к общему весу тела. У людей такое соотношение составляет 1 к 50, и на мозг приходится больше веса, чем у других животных. Для большинства млекопитающих, соотношение составляет 1 к 220. Интеллект также связан с разными составляющими мозга. У млекопитающих более развита кора больших полушарий, отвечающая за высшие функции, такие как память, общение и мышление, в отличие от птиц, рыб и рептилий. У человека самая большая мозговая кора по отношению к размеру мозга.
6. Мозг остается активным после обезглавливания
Когда-то, обезглавливание считалось одним из самых распространенных методов экзекуции, отчасти благодаря гильотине. Хотя многие страны отказались от этого метода казни, его все еще применяют среди террористов и других групп. При этом гильотина была выбрана в качестве быстрой и относительно гуманной смерти. Но насколько быстро она происходит?
Идея того, что после отсечения головы, вы какое-то время находитесь в сознании, появилась во времена Французской революции, когда была создана гильотина. В 1793 году француженка Шарлотта Корде была казнена при помощи гильотины за убийство радикального журналиста, политика и революционера Жана Поля Марата. После отсечения головы женщины, один из помощников поднял ее голову и ударил по щеке. Согласно свидетелям, глаза Корде посмотрели на помощника, и на ее лице было выражение негодования. После этого инцидента, людей, которых обезглавливали, просили после казни моргнуть, и некоторые свидетели утверждали, что глаза продолжали моргать еще в течение 30 секунд.
Другим примером стал случай, описанный французским врачом д-ром Габриелем Бюри (Gabriel Beaurieux), который наблюдал за обезглавливанием мужчины по имени Лонгиль. Врач утверждал, что видел, как веки и губы ритмически сжимались в течение 5-6 секунд, а когда он назвал его по имени, веки жертвы медленно приподнялись, а его зрачки сфокусировались.
Все эти случаи могут заставить нас поверить в то, что после обезглавливания человек может оставаться в сознании даже на несколько секунд. Однако большинство современных врачей считают, что такая реакция является не чем иным, как рефлекторными подергиваниями мышц. Мозг, отрезанный от сердца, сразу впадает в кому и начинает умирать, а сознание теряется в течение 2-3 секунд, из-за быстрого уменьшения внутричерепного кровотока. Что же касается безболезненности гильотины, то разделение головного и спинного мозга после рассечения окружающих тканей вызывает резкую и очень сильную боль. По этой причине, обезглавливание во многих странах не применяется.
7. Травма мозга необратима
Наш мозг очень хрупкий орган, который восприимчив к множеству травм. Повреждение мозга может вызвать что угодно, начиная от инфекций до автомобильной катастрофы, и часто ведет к смерти клеток мозга. У многих людей травма мозга ассоциируется с образами людей в вегетативном состоянии или с постоянными физическими или умственными нарушениями.
Но это не всегда так. Существует разные виды травм мозга, и то, как она повлияет на человека, зависит от места и тяжести повреждения. При легкой травме мозга, как например сотрясении, мозг отскакивает внутри черепа, что может привести к кровотечению и разрывам, но мозг при этом может хорошо восстановиться. При тяжелой травме мозга, иногда требуется операция, чтобы убрать скопление крови или уменьшить давление. В этом случае последствия, как правило, необратимые.
Однако некоторые люди с травмой мозга, могут частично восстановиться после повреждения. Если нейроны были повреждены или потеряны, они не могут снова вырасти, но синапсы — связи между ними, могут. Часто мозг создает новые связи, и некоторые области мозга берут на себя новые функции и учатся заново делать какие-то вещи. Так пациенты, пережившие инсульт, восстанавливают речь или моторные навыки.
8. Действие наркотиков: при употреблении наркотиков в мозге образуются дыры
То, как наркотики влияют на мозг, до сих пор является предметом споров. Некоторые считают, что только при злоупотреблении наркотических веществ могут появиться долговременные последствия, другие – что эти последствия появляются сразу после первого употребления.
В одном исследовании выяснили, что потребление марихуаны приводит только к небольшой потере памяти, а в другом, что долгое и частое использование может сморщить части мозга. Некоторые люди даже считают, что использование таких наркотиков, как кокаин и экстези может привести к появлению дыр в мозге. На самом деле, единственное, что может продырявить ваш мозг – это физическая травма.
Тем не менее, наркотические вещества действительно вызывают кратковременные и долговременные последствия в мозге. Они могут уменьшить воздействие нейромедиаторов – передатчиков нервных импульсов, таких как допамин. Это объясняет, почему наркоманам нужно потреблять все больше наркотиков, чтобы добиться тех же ощущений. Также это может привести к проблемам в функции нейронов.
В 2008 году исследование показало, что длительное потребление некоторых наркотиков может вызвать рост определенных структур мозга. По этой причине наркоманам бывает так сложно изменить свое поведение.

9. Алкоголь убивает клетки мозга
Один лишь взгляд на пьяного человека может убедить нас в том, что алкоголь напрямую воздействует на мозг. Среди последствия неумеренного потребления алкоголя наблюдается спутанность речи, нарушенная моторики и суждения. Также человек часто страдает от головной боли, тошноты и неприятного побочного эффекта – похмелья. Но может ли стаканчик другой убить клетки мозга? А что насчет запоев или постоянного употребления алкоголя?
На самом деле, даже у алкоголиков, потребление алкоголя не приводят к смерти клеток мозга. Однако, он действительно повреждает окончания нейронов, называемые дендридами. Это приводит к тому, что возникают проблемы при передаче сообщений между нейронами, хотя такое повреждение обратимо.
У алкоголиков может развиться неврологическое нарушение называемое синдром Гайе-Вернике, при котором происходит потеря нейронов в определенных частях мозга. Также этот синдром вызывает проблемы с памятью, спутанность сознания, паралич глаз, отсутствие мышечной координации и амнезию. Кроме того, это может привести к смерти.
Само нарушение вызвано не алкоголем, а недостатком тиамина или витамина В1. Дело в том, что алкоголики часто плохо питаются, а злоупотребление алкоголем мешает всасыванию тиамина. И хотя алкоголь не убивает клетки мозга, в больших количествах он все равно повреждает мозг.
10. Сколько процентов мозга использует человек?
Вы наверняка часто слышали о том, что мы используем только 10 процентов нашего мозга. В пример даже приводят цитаты известных людей, таких как Альберт Эйнштейн и Маргарет Мид.
ом этого мифа стал американский психолог Уильям Джеймс, которые как-то сказал, что «средний человек редко достигает только малой доли своего потенциала». Каким-то образом эту фразу превратили в «10 процентов нашего мозга». С первого взгляда это кажется нелогичным. Зачем нам такой большой мозг, если мы его полностью не используем? Появились даже книги, которые обещали научить людей использовать остальные 90 процентов их мозга.
Но, как можно было уже догадаться, такое мнение ошибочно. Кроме 100 миллиардов нейронов, мозг содержит разные типы клеток, которые мы постоянно используем. Человек может стать инвалидом, даже при повреждении небольшой области мозга, в зависимости от того, где она находится, и потому мы не можем существовать только на 10 процентах мозга.
Сканирование мозга показало, что, что бы мы не делали, наш мозг всегда остается активным. Одни области более активны, чем другие, но нет части, которая бы совсем не работала. Так, например, если вы сидите за столом и едите бутерброд, вы не используете свои ноги. Вы сконцентрированы на том, чтобы поднести бутерброд ко рту, прожевать и проглотить его. Но это не значит, что ваши ноги не работают. В них сохраняется активность, как например кровоток, даже если вы ими не двигаете.
Другими словами у нас нет скрытого дополнительного потенциала, который можно было использовать. Но ученые до сих пор продолжают изучать мозг.

Мозг человека — это, пожалуй, самое уникальное творение на нашей планете. Ведь, если отнять у нас развитый мозг, в мире природы мы окажемся абсолютно беспомощными существами. И именно мозг позволил человечеству построить невероятную цивилизацию. Это если говорить о глобальной роли нашего мозга. Но давайте заглянем в себя и детальнее рассмотрим, какие удивительные вещи свойственным такому важному органу.

1. Мозг абсолютно не чувствует боли

Возможно, вы слышали громкие сообщения об операциях, которые проводились на мозге, но при этом пациент находился в сознании. Это отнюдь не фантастика и не новаторские изобретения в области анестезии. В самом мозгу полностью отсутствуют нервные окончания. Более того, человек не испытает боли, если до его мозга дотронуться или даже проведут оперативное вмешательство. Поэтому механизм головной боли в большей степени связан с нервной системой, чем непосредственно с мозгом.

2. Вся сила нашего воображения заключена в правом полушарии мозга

Благодаря правому полушарию мы видим мир объемным, трехмерным. Эта способность помогает запоминать изображения целиком, а не видеть их по фрагментам. Глядя на картину, наше воображение делает ее «живой» и глубокой, а не плоской. Именно сила воображения позволяет воспринимать мир не покадрово, как в кино, а в постоянном движении.

3. В среднем мужской мозг тяжелее женского на 100 г

Но это обстоятельство вовсе не говорит об интеллектуальном превосходстве одного пола над другим. Известно, например, что у гениального ученого Альберта Эйнштейна был мозг меньше среднего. Функциональные возможности мозга не связаны с его размером. Более того, количество серого вещества, отвечающего за успехи в гуманитарных науках, в женском мозге больше, чем в мужском.

4. Мозг может запоминать неограниченное количество информации

После напряженной работы часто кажется, что память в мозге закончилась, как на флешке заканчивается место. Но это совсем не так. Мозг устает и работает медленнее, но он все еще способен запоминать информацию в больших количествах. С этим фактом связан и распространенный миф о том, что человек использует лишь 5 или 10% мозга. На самом деле, мы задействуем 90% возможностей и включаем в работу невообразимое количество клеток мозга.

5. Активная работа мозга может предотвратить его болезни

Это касается в числе прочего и тяжелых возрастных заболеваний, например, болезнь Альцгеймера. Замечено, что люди, занятые умственным трудом, чаще сохраняют трезвость рассудка до конца жизни, чем те, которые не утруждают свой мозг работой. Ученые связывают это обстоятельство с тем, что постоянная тренировка мозга провоцирует активное обновление его тканей.

6. Мозг воспринимает рассказ о планируемом действии как свершившийся факт

Именно поэтому говорят, что делиться своими мечтами и планами не стоит. В процессе рассказа мы даем мозгу своеобразное удовлетворение, и поставленная цель для него становится как бы исполненной. В связи с этим у человека понижается мотивация к ее достижению. Именно это, а вовсе не суеверие о том, что «сглазят», является причиной, почему стоит держать свои идеи до поры до времени при себе.

7. В мозге рождается гораздо больше мыслей, чем нам кажется

За сутки мозг человека генерирует от 60 до 100 тысяч мыслей. Многие из них он даже не замечает, они мимолетны и незначительны. Поэтому на вопрос «о чем ты думаешь» ответить «ни о чем» будет не совсем правильно. Вы можете не думать ни о чем конкретном, не развивать никакую мысль, но в вашей голове каждую секунду будет рождаться новая идея.

8. Мозг способен продуцировать достаточно большой объем энергии

Это непросто и довольно странно представить, но электрическая активность мозга весьма велика. Вообразите, что наш мозг, даже находясь в спящем состоянии (а в процессе сна он продолжает свою работу, но в менее активном режиме) способен спровоцировать горение лампочки мощностью в 25 Вт. Настоящий момент озарения, не правда ли?

9. Мозг реагирует на молитву как на медитативную технику

Исследователи изучали поведение человеческого мозга во время молитвы и выяснили, что в это время выравнивается дыхание и нормализуются волновые мозговые колебания. А эти процессы, в свою очередь, являются в целом очень позитивными и даже исцеляющими. Поэтому вера в Бога в каком-то смысле действительно полезна на объективном физиологическом уровне.

10. Настоящий цвет мозга – розовый

Это опровергает расхожее убеждение о сером и белом веществе. На самом деле, обе текстуры присутствуют в мозге, но серые клетки приобретают действительно серый цвет только в момент гибели мозга. У живого же человека мозг имеет ярко-розовый цвет. Вернее будет сказать, что розовая та его часть, которая представлена серым веществом. А это примерно 40% мозга.