Вчені світу про розвиток мозку. Чи можна "перевиховати" нервові клітини? Основні напрямки нейробіології
Безумовно, найзагадковіший і найзрозуміліший орган у всьому нашому тілі – це мозок. Це джерело наших думок, наших емоцій та нашої пам'яті. Він відстежує все, що відбувається всередині нашого тіла, завдяки йому б'ється серце, тече кров і працюють легені без свідомих зусиль із нашого боку. Крім того, він несе відповідальність за всі свідомі зусилля, які ми робимо. Це свого роду оригінальний суперкомп'ютер.
Тоді з цих моделей математично ми експресуються в нейронах, створення мереж і спробувати зрозуміти, як він ставиться до мережі в цілому. У їхньому моделюванні ми, таким чином, намагаємося отримати від активності одного нейрона до нейрона активної групи разом - наприклад, згадавши щось. Коли ви дивитеся на нервові клітини, які реагують на Банани, вони реагують так само, як торт або букет? З погляду експериментатора, який дивиться на активність нейронів, немає жодної різниці в характері електричних потенціалів, чи то концепція банана торт чи квіти.
Коли плоду в утробі матері лише 4 тижні, клітини головного мозку формуються зі швидкістю чверть мільйона на хвилину. Зрештою, мільярди нейронів між собою взаємодіятимуть і створюватимуть трильйони сполук. Без мозку контролювати тіло та життя буде неможливо.
На щастя, людський мозок надає нам чудову здатність та можливість його дослідити. Вивчення мозку дало чудові результати і допомогло нам краще пізнати себе.
Але може активувати різні нейрони – деякі нервові клітини сильно реагує на одну концепцію на іншу та слабше, в іншому нейроні може бути навпаки. Таким чином, результати, що стосуються однієї групи нейронів та їх електричної активностіЧи можуть бути узагальнені на активність всіх нервових клітин у мозку? Вважається, що нейрони у всій корі більш-менш однакові, незалежно від того, чи вони дивляться на кору головного мозку за лівим вухом або на лобі - в першій мірі близькості ці нервові клітини дуже схожі, а активність нейронів дуже схожа.
Комп'ютерна томографія
Зростання передових медичних технологій було великим проривом у питаннях дослідження мозку. Багато методів сканування мозку сягають своїм корінням в 1970-і роки, і саме в це десятиліття була винайдена аксіальна Комп'ютерна томографія.
То ви могли б детальніше описати те, що вже дізналися? Моя лабораторія зробила великий внесок у математичний опис правил синаптичної пластичності, тобто як змінюється зв'язок між двома нейронами під час формування пам'яті. Крім того, ми маємо математичне моделювання, яке сприяло опису окремих нейроніві як дістатися від одного нейрона до їхньої групи.
Наукове позначення людей, хомо сапієнс сапієнс, хомо сапієнс, мудрий. Вони кажуть, що слово мудрого у назві двічі через неодноразову брехню стає правдою. Коли ви почали займатися взаємовідносинами між мозком та поведінкою і чому? Частина вивчення медицини - це ціла низка дисциплін, які стосуються взаємозв'язку між мозком та поведінкою. Від таких дисциплін, як наука до тканин, клітин, нейрофізіології, клінічної психології, психіатрії чи сучасної нейропсихології. До речі, тому що моя дружина невропатолог.
Пацієнти проходять цю процедуру, лежачи на вузькому ліжку, поміщеному в спеціальну трубу, яка обертається навколо тіла людини. В результаті дослідник отримує безліч рентгенівських знімківз різних кутів. Далі ці знімки використовуються для отримання зображення поперечного перерізу кістки та тканини. Тоді як рентгенівський знімок – це одне зображення, наприклад, переламаною кістки, томографія – це багатошарове 3-D зображення.
Якщо ви почнете займатися невропатологією, ви помітите, що у клінічних звітах про перебіг хвороби немає великої інформації. Одна гілка невропатології присвячена вивченню дуже поширеної групи захворювань, яка називається деменцією. Люди, які страждають від цих хвороб, виходять із розуму, душі, серця, поступово всіх людей. Отже, розвиток деменції супроводжує конкретні поведінкові зміни. Мені було цікаво, якою мірою вони реагують на конкретні зміни у поведінці конкретних змін у їхніх мізках.
Щодо дослідження мозку та поведінки деменції, ви написали кілька робіт. Наприклад, хвороба Альцгеймера, що є моделлю деменції. Ви виявили, що деменція може діяти деструктивно. Ви розумієте, що люди, які явно бачили органічні зміни в деяких частинах мозку, але також і люди, які не мають таких змін, поводяться деструктивно.
То як це працює в мозку? Дослідники вводять пацієнтові речовину на основі йоду, яка блокує одержання рентгенівських зображень. Потім воно слідує своїм шляхом через мозок, долаючи різні перешкоди. Варто зазначити, що за допомогою такого роду томографії навіть вдається виявити психічні розладиу людей, у тому числі і шизофренію.
Цікаво, чому ці люди мають спільну точку зору. Це було лише питання часу, коли ми говорили, і ми матимемо справу з питанням про зв'язок між мозком і поведінковими змінами з двох, на той час дуже віддалених точок зору. Психіатр зацікавлений у поведінкових змінах, невропатологічній зміні структури та функції мозку – де спільний знаменник? Тим часом наука про мозок розвинулася в останнє десятиліття так швидко, що ніхто не може уявити її в контексті розвитку молекулярної біології, молекулярної генетики, нейрофізіології та нейропсихології.
Незважаючи на те, що томографія є корисною для вивчення структури мозку, дослідники розробили інший процес, який використовує в роботі магнітне поле, що забезпечує експертів ще більш детальними знімками людського мозку.
Магнітно-резонансна томографія
У той час, як рентгенівські технології, ультразвукова і комп'ютерна томографія допомагають нам зазирнути всередину тіла, фактично не пошкоджуючи його цілісності, жоден із цих способів було запропонувати настільки докладний аналіз, як це змогла зробити магнітно-резонансна томографія (МРТ). Використовуючи радіочастотні імпульси та сильне магнітне поле, цей спосіб відкрив нові горизонти для дослідження мозку.
Зокрема, функціональні методи візуалізації дозволяють спричинити зміну поведінки як здорового, і хворого мозку, безпосередньо бачачи, що відбувається у мозку людини під час вправи. Ми починаємо мати більш точне уявлення про те, як мозок бачить, згадуючи, як він вирішує проблеми того, що відбувається, коли це сумно.
Таким чином, ми починаємо краще розуміти, чому люди поводяться певним чином, яке успадкування ролі та яке навчання вони грають. Наші важливі психологи, Йозеф Лангмайєр і Зденек Матейчек, торкнулися проблеми ранньої депривації, тобто психологічної депривації. Ваш кут зору був іншим, вам подобалися абсолютно нові концепції: поневіряння та поневіряння. Чи не могли б ви пояснити їх більш детально?
Цікаво, що здатність мозку виконувати різні завдання не висічена з каменю. Дослідження з використанням МРТ-технології вивчало студентів із дислексією до та після спеціалізованої річної програми навчання. Після проходження програми у студентів спостерігалася підвищена активність у галузі мозку, відповідальної за читання. Це означало, що виконання певної задачі може насправді покращити мозкову діяльність тієї галузі, яка задіяна у вирішенні задачі.
Ми дуже захоплюємося новаторською роботою двох призначених психологів. Їхня робота - одна з небагатьох наукових праць чеського походження зі світовим рівнем. Вони чітко спостерігали та описували вплив соціального середовища на психологічний розвиток у ранньому дитинстві. Ми відчуваємо, що проблема ширша. На основі клінічного досвіду та щоденних спостережень ми розглянемо ще одну точку зору, а саме клінічну та біологічну. Ми намагаємося вгадати, які гени та які навчання можуть бути, чи досвід – як під час внутрішньоутробного розвитку, і перед народженням, у дитинстві та інших етапах розвитку.
МРТ також корисна та інших дослідженнях. Наприклад, МРТ однояйцевих і різнояйцевих близнюків допомогла фахівцям виявити зв'язок між інтелектом та кількістю сірої речовини у лобовій частині мозку. Інше дослідження, проведене вченими з університету Монреаля, використовувало МРТ вивчення ефекту впливу медитації на біль. Експерти виявили, що люди, які медитують, знають про біль, проте, частини їхнього мозку, які обробляють та інтерпретують їхній біль, менш активні, ніж у людей, які не медитують.
Ми спробували описати нейробіологічну ідею того, що, ймовірно, відбувається і відбувається в мозку людей, яку називаємо колективним терміном «позбавлення». Ми спробували описати, наскільки важливим є вплив суспільства, соціальний тиск, наприклад, насильство в суспільстві чи матеріальні страждання. Коротко, людський мозок, особливо його кора, є не лише найскладнішою системою у відомому всесвіті, а й найпластичнішою. Під впливом внутрішніх та зовнішніх стимулів він будується протягом усього життя, з'являється та відновлюється.
ПЕТ-сканування
Позитронно-емісійна томографія дозволяє побачити метаболічне функціонування мозку на клітинному рівні. Це робиться шляхом запровадження спеціального препарату, що містить безпечну дозу радіоактивного матеріалу. Люди, які проходять цю процедуру, під час будь-якої діяльності (наприклад, читання вголос чи спроба згадати будь-яку інформацію) залучають більше крові до мозку, а водночас і радіоактивного матеріалу. Сканер, підключений до комп'ютера, виявляє, що почалося виділення енергії радіоактивної речовини, далі обробляє отриману інформацію в 3-D. Ці зображення дають відомості про потоки крові, глюкози та кисню через тканини, що дозволяє лікарям та дослідникам виявити тканини та органи, у роботі яких відбуваються збої.
Той факт, що ми тут говоримо, ставить сотні мільйонів нових сполук у ваші мізки – нові нейронні карти метафорично. Ми вважаємо, що ці «нейронні карти» - сотні мільярдів зв'язків між нервовими клітинами - повністю відрізняються від умів коханої дитини, ніж в умах дитини, яку не люблять чи зловживають. Якщо ці карти збережені, вони живуть своїм життям. Їхній носій поводиться якось на основі своєї діяльності. Звичайно, успадкування також відноситься до інших дуже складних впливів.
Як би ви описали поневіряння? Депривація - це людина, яка з біологічних, психологічних чи соціально-культурних причин не досягла або не втратила нормального людського життя. Він більш виражений в емоційному, ніж інтелектуальному плані. Щодо нормальності люди різною мірою «безкарні» чи «скалічені», а не хворі.
Аналізуючи кількість глюкози, що обробляється у кожному регіоні мозку, дослідники зазначили, що вони можуть використовувати ПЕТ-сканування для прогнозування з високим ступенем точності ймовірності розвитку деяких проблем із пам'яттю у майбутньому.
За допомогою даної методики також можна виявити метаболічний дисбаланс у мозку, який відповідальний за розвиток епілепсії та інших проблем нервової системи. Дане сканування також допомагає лікарям виявити інсульт та транзиторні ішемічні атаки.
Ці люди, особливо їхні наступальні типи, схильні докладати всіх зусиль до завоювання влади та власності та маніпулювання іншими людьми. Це альтернативна програма людства, яка не має достатньої відповідальності, альтруїзму та творчості. Особи, які мають схильність асоціюватися з коаліціями. Він руйнує вищі, більш диференційовані емоційні та моральні цінності. Руйнування іноді є їхньою основною життєвою програмою.
Ви живете під час повстання поневірянь? Ми вважаємо, що, наприклад, величезні хвилі злочинності, які дали спокій у певні часи, були певною мірою більш позбавленням, ніж в інші часи. В даний час ми відчуваємо, що їхня частка зростає, а також ефективність їхньої діяльності. Ми розглянули це питання докладніше у новій, двочастинній книзі під назвою «Життя з деприватами». За останні п'ять років дослідження досягли величезного прогресу. Друга частина книги була названа «Основи ступидології», тому що ми вважаємо, що ірраціональність, абсурдність, образлива пропаганда та контроль свідомості дедалі частіше займають обладнання позбавлення.
Крім іншого, цей спосіб може допомогти лікарям виявити різницю між доброякісними та злоякісними пухлинами головного мозку і здатний точно визначити в якій саме частині мозку стався збій, що призвів до нападу.
Хоча всі вищезазначені способи є неінвазивними, іноді дослідникам необхідно вдатися до інвазивних процедур, які буквально шокують.
Як можливо, деякі люди не знають, що таке страх? Хіба не працюють частиною мозку, де формуються емоції? Екстремальні соціопатичні постаті, такі як холоднокровні вбивці, схоже, не насолоджуються ним взагалі. Ці люди практично біо-психо-соціально різні. Вважається, що їхня нездатність випробувати страх і докори совісті пов'язана з структурою, що відхиляється, і функцією лобних частокта інших частин мозку.
Ви згадали, що розумієте людину як біопсихосоціальний континуум. Люди мають біологічний, психологічний і соціальний «шар». Другий шар - це прояв трильйонної функції таких сполук, наприклад, тих, які називаються психікою. Третій рівень - культура, соціальне та історичне середовище. Всі три шари у кожному з нас постійно підтримують постійну взаємодію зворотного зв'язку.
Внутрішньочерепна електрофізіологія
Дослідження людської поведінки, процесів навчання та функцій мозку вже багато років йдуть пліч-о-пліч з проведенням подібних процедур на мишах і приматах. Це з явним генетичним подібністю між видами. Проте, деякі функції властиві лише людині, наприклад, здатність розмовляти.
Що б не відбувалося у соціальному середовищі, це може вплинути на психіку, яка, у свою чергу, вплине на будівництво та діяльність мільярдних нервових клітин мозку – і назад. З методів візуалізації ми знаємо, що єдиний культурний вплив змінить діяльність мозку протягом усього життя. Наприклад, у Португалії бідні діти ще змогли відправити всіх дітей до школи. Звичай полягав у тому, що старша дочка не ходила до школи, але молодша робила. Декілька років тому португальський нейропсихолог зауважив, що сестри, які не відвідували школу, зіткнулися з проблемою в одному мовному нейропсихологічному тесті.
Як це часто буває в процесі дослідження мозку, вивчення однієї його частини часто може дати несподівані дані про функціонування іншої. Одним із таких досліджень була імплантація електродів у мозок хворих на епілепсію людей. Метою дослідження було виявити, які частини мозку можуть бути вилучені з метою лікування епілепсії, при цьому не порушуючи роботу всіх інших і без будь-якої шкоди для здоров'я пацієнта. Ця процедура відома як внутрішньочерепна електрофізіологія. Щойно лікарі імплантували електроди, пацієнтам було доручено мовчки прозондувати низку слів, які вони бачили на екрані. Лікарі тим часом фіксували шлях і тривалість електричних імпульсів у мозку, поки пацієнти виконували поставлене завдання.
Він об'єднався зі шведським інститутом, де мають позитронно-емісійний томограф, завдяки якому ви можете бачити, що відбувається в мозку. Вони брали сестер, читали і читали, і ставили це завдання, додаючи більше. Було виявлено, що сестри читання вирішують те саме завдання з іншими частинами мозку по-іншому і набагато ефективніше, ніж непрочитані медсестри. Висновок: читання та лист на все життя змінює конструкцію та функцію людського мозку. Він створює нові нейронні карти.
Наше судження щодо личників просте, і це так: якщо таким чином людський мозок є «позитивним» впливом, на нього також впливають «негативні» впливи. 
Соціальний контекст може включати, серед іншого, вплив телебачення та засобів масової інформації, де немає потреби у великій інформації або для агресії та насильства.
Використовуючи внутрішньочерепну електрофізіологію, дослідники епілепсії виявили, що для ідентифікації слова людському мозку потрібно близько 200 мілісекунд. Далі вони зазначили, що на вимову слова про себе йде 320 мілісекунд, а для збору інформації, необхідної для підбору мозком звуків, щоб вимовити слово, йде ще 450 мілісекунд.
Існує більше, що нагадує інформація, тобто фактоїди. Обговорювати сучасну сучасну пропаганду в тому, що є реальною інформацією, і те, що так само складно, складно. Мозковий масаж у засобах масової інформації – це руйнівне насильство, таке як руйнівне використання сексуальності, відокремлене від емоційних стосунків. Якщо глядач, такий як дитина або підліток, є гармонійною особистістю, яка живе в гармонійному середовищі, яка пояснює ситуацію, то малоймовірно, що ці типи поведінки будуть скопійовані пізніше.
Дослідження інтелекту
Психологи, педагоги, філософи та нейробіологи вже давно сперечаються про те, що таке інтелект. Чи існує єдиний, кількісний, загальний інтелектякий може бути виміряний за допомогою IQ тестів? Чи є кілька форм і типів інтелекту? Які частини мозку за нього відповідають?
В даний час технології дозволяють нам відповісти на деякі з цих питань, що широко обговорюються. За допомогою використання різних методів візуалізації, дослідники в 2007 році розташували "станції" на шляху, якими інформація надходить у мозок. Вони вважають, що інтелект пов'язаний саме з тим, як добре та швидко інформація проходить через мільярди мереж, створених клітинами мозку. У результаті експерти з'ясували, що найважливіші "станції", пов'язані з обробкою інформації, - це увага, пам'ять та мова.
Це і доводить той факт, що загальний інтелект не є відмінною особливістюбудь-якої однієї частини мозку. Навпаки, здатність мозку використовувати різні методи обробки інформації та зв'язувати їх разом і визначає, наскільки ми розумні.
Отже, що ми сьогодні знаємо? Фактрумзібрав 25 фактів про чудовий, дивний і неймовірно потужний людський мозок.
1. Мозок живої людини має рожевий відтінок.Сірі клітини, що становлять 40% нашого мозку, стають сірими тільки після відмирання.
2. У мозку знаходиться близько 80-100 мільярдів нейронів (нервових клітин). У лівій півкулі майже на 200 млн нейронів більше, ніж у правому.
3. Нейрони розрізняються за розміром від 4 до 100 мкм завширшки. Щоб отримати уявлення про те, як це мало, подивіться на точку в кінці цієї пропозиції, вона близько 500 мікрон в колі, отже, більше 100 найменших нейронів може поміститися в ній.
4. Статеві відмінності в мозку є спірними, але відповідно до дослідження 2014 року, опублікованого в журналі Neuroscience, сірої речовини більше в мозку жінок.
5. Більший відсоток сірої речовини може становити у людей гуманітарного розуму.
6. Дослідження показують, що регулярні фізичні вправи можуть призвести до збільшення сірої речовини всередині гіпокампу.
7. У чоловіків при меншій кількості сірої речовини, більше білої та спинномозкової рідини.
8. Біла речовина, що становить решту 60% мозку, отримує свій колір від мієліну, який ізолює аксони і збільшує швидкість, з якою переміщуються електричні імпульси.
9. Жир може зашкодити серцю, але він добрий для мозку. Більше половини мозку, зокрема мієліну, складається з жиру.
10. При вазі близько 1,3 кг, мозок становить лише 2% до 3% від маси тіла, але споживає 20% кисню в організмі і від 15% до 20% від її глюкози.
11. Мозок виробляє неймовірну кількість енергії. Енергія сплячого мозку могла б запалити 25-ватну лампочку.
12. Розмір мозку впливає розумові здібності людини. Так, наприклад, мозок Альберта Ейнштейна важив 1,2 кг, що трохи менше від середнього розміру людського мозку.
13. Аксони (нейрити, яким нервові імпульси йдуть від тіла клітини до иннервируемым органам) у мозку кожної людини може бути близько 161 000 км, і можуть огорнути Землю 4 разу.
14. У мозку немає больових рецепторів. Тому нейрохірурги можуть різати мозок людини у свідомості.
15. Не вірте дурному міфу про 10%. Ми використовуємо 100% нашого мозку.
16. Зморшки нашого мозку, так звані звивини, збільшують площу поверхні мозку, дозволяючи містити більшу кількість нейронів, які відповідають за пам'ять та думки.
17. Бажаєте більше звивин? Спробуйте медитацію. Процес пізнання свого внутрішнього світу тісно пов'язаний зі збільшенням кількості звивин в області мозку, що відповідає за концентрацію, самоаналіз та емоційний контроль.
19. Але навіть змучений мозок може бути продуктивним. Деякі експерти стверджують, що на день у людини проскакує 70 000 думок.
20. Інформація в мозку проходить через різні типи нейронів на різних швидкостях, починаючи від 1,5 км на годину до 440 км на годину (порівняно зі швидкістю найшвидшого автомобіля у світі).
21. Наш мозок може сканувати та обробляти складні зображення (наприклад, платформа метро в годину пік) протягом лише 13 мілісекунд. Це досить швидко, враховуючи, що миготіння ока займає кілька сотень мілісекунд.
22. Ще 15 років тому вчені вважали, що мозок формується протягом перших років життя людини. Але нещодавні дослідження показали, що у підлітків відбувається критичні зміни в мозку, особливо в префронтальній корі та лімбічній системі, які відповідають за прийняття соціальних рішень, імпульсний контроль та емоційну обробку.
23. Коли справа стосується головного мозку, затримка у його розвитку є абсолютно нормальним явищем.Звичайно, юридично ви стаєте дорослим вже у 18 років, але, як стверджують нейробіологи, розвиток мозку триває аж до 25 річного віку.
