Ум это орган или нет: Недопустимое название — Викицитатник

Человеческий ум — Что вам надо знать о вашем уме

Что такое разум?

Разум можно определить как совокупность умственных и интеллектуальных способностей человека. Человеческий разум охватывает группу психических когнитивных процессов, таких, как восприятие, память, рассуждение и т.д. В зависимости от того, как активируются и соединяются между собой нейроны в различных отделах мозга, наши умственные или интеллектуальные способности могут быть более или менее эффективными.

Основными когнитивными способностями являются:

  • Внимание: Внимание необходимо для коммуникации как с внешним, так и с нашим внутренним миром. Эта когнитивная способность позволяет сосредоточиться на окружающих нас стимулах и действовать соответствующим образом.
  • Восприятие: Восприятие — это способность разума, с помощью которой мы можем толковать то, что мы видим, слышим, чувствуем, ощущаем с помощью вкуса и запаха. Благодаря восприятию мы можем трактовать то, что нас окружает, а также воспринимать ощущения собственного тела.
  • Память: Память позволяет нам пополнять, хранить и извлекать информацию о том, что мы пережили или выучили. Это способность запоминать и вспоминать.
  • Рассуждение: Высшие когнитивные функции, такие, как рассуждение, позволяют нам сравнивать полученную информацию с той, которая у нас уже имеется, и, таким образом, рассуждать, выдвигать гипотезы и решать задачи.
  • Координация: Координация — это способность совершать точные и упорядоченные движения. С помощью координации мы можем эффективно взаимодействовать с окружающим миром.

Типы умственных процессов:

По степени осознанности психические процессы можно разделить на две группы:

  • Сознательные процессы: это психические процессы, которые мы осознаём, знаем о них или отдаём себе отчёт в том, что они происходят. Например, вспомнить перед экзаменом пройденную информацию — это сознательный умственный процесс, поскольку в данном случае для его реализации мы добровольно и сознательно вспоминаем сохранённую информацию.
  • Бессознательные процессы: К ним относятся все психические процессы, которые мы совершаем неосознанно. Есть научные исследования, которые доказывают, что с нашим телом происходят физиологические изменения (например, меняется температура) в ответ на очень короткие эмоциональные стимулы (миллисекунды), которые мы даже не замечаем. Поэтому наш разум реагирует на такие стимулы, даже не подозревая об их присутствии. Примером бессознательного психического процесса является, например, наша реакция на рекламу, использующую внушение: мы даже могли не осознать, что видели картинку с изображением сока, однако вдруг начинаем испытывать жажду и желание купить напиток.

Мозг и разум — это одно и то же?

Как связаны между собой разум и тело? В настоящее время на этот вопрос нет ответа, который бы удовлетворил всех. Распространённое ныне определение «разума» ввёл философ, математик и физиолог Рене Декарт. Этот мыслитель трансформировал и развил идею Платона о «тройственности души» и понятие «разума». Кроме того, он обнаружил связь между разумом и телом в определённой конкретной точке мозга — эпифизе или шишковидном теле (хотя сейчас уже известно, что его основной функцией является регулирование сердечных ритмов). Самое важное в теории дуализма Декарта — это то, что разум, несомненно, связан с мозгом. Несмотря на это, до сих пор неизвестно, разум и мозг — это одно и то же или нет. Согласно некоторым теориям, это два различных названия одного и того же, в том время как другие утверждают, что разум является следствием мозговой активности.

Улучшить и укрепить разум

Наши основные когнитивные или познавательные процессы являются основой умственной деятельности. Мы развиваем эти способности на протяжении всей жизни благодаря опыту и генетике. Как можно укрепить свой разум? Пластичность мозга позволяет нашему мозгу адаптироваться к требованиям окружающей среды. Это означает, что в зависимости от индивидуальных особенностей человека, а также от того, как мы стимулируем наши когнитивные способности, они будут развиваться в большей или меньшей степени.

CogniFit («КогниФит») — это простой в использовании научный инструментарий, позволяющий измерить до 23 когнитивных способностей. Эти тесты позволяют с точностью выявить когнитивные нарушения. Тренировать и улучшить когнитивные функции можно с помощью персональных тренировок от CogniFit («КогниФит»). Тесты представляют собой различные игровые задания. Интерактивный формат повышает мотивацию людей, желающих узнать состояние своего разума, поэтому использовать эти тесты могут как дети и взрослые, так и люди пожилого возраста.

Психические расстройства и болезни представляют собой нарушения психического здоровья, негативно влияющие на благополучие как самого больного, так и окружающих его людей. Основные психические расстройства перечислены в DSM (Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам, принятая в США и разрабатываемая Американской Психиатрической Ассоциацией или АПА классификация психических расстройств) и МКБ (Международная Классификация Болезней, опубликованная Всемирной Организацией Здравоохранения или ВОЗ). Несмотря на то, что эти классификации созданы двумя разными организациями, их содержимое совпадает. Далее рассмотрим виды психических расстройств согласно их классификации.

Виды психических расстройств согласно DSM-5

  • Неврологические расстройства: К ним относится большое количество нарушений, которые происходят в процессе развития ребёнка, сопровождаемых расстройствами адаптивного поведения. Сюда входит умственная отсталость, коммуникативные расстройства, расстройства аутистического спектра, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), специфическое расстройство обучения и моторные расстройства.
  • Расстройства шизофренического спектра и другие психотические расстройства: Психотические расстройства, такие, как шизофрения, характеризуются наличием бреда, галлюцинаций, аномальных идей и восприятия, таких, как потеря связи с реальностью. Сюда входят шизотипическое расстройство личности, бредовое расстройство, краткое психотическое расстройство, шизофреноформное расстройство, шизофрения, шизоаффективное расстройство, индуцированное психотическое или бредовое расстройство, спровоцированное лекарствами/веществами, кататония или кататонический синдром и т.д.
  • Биполярное и связанные с ним расстройства: Биполярное расстройство (ранее известное как маниакально-депрессивный психоз) представляет собой нарушение контроля эмоций, следствием которого являются перепады настроения вне зависимости от ситуации. Сюда относятся биполярное расстройство типа I, биполярное расстройство типа II, циклотимическое расстройство и т.д.
  • Депрессивные расстройства: Для этого расстройства характерно плохое настроение (тоска, интенсивная печаль), утрата интереса к удовольствиям (ангедония) и низкая самооценка. К этому виду расстройств также относят разрушительное расстройство регуляции настроения, большое депрессивное расстройство, хроническая депрессия (дистимия), предменструальное дисфорическое расстройство и т.д.
  • Тревожные расстройства: Тревожные расстройства сопровождаются повышенным физиологическим возбуждением, беспокойством, чувством тревоги и паникой. В эту категорию входят: тревожное расстройство в связи с разлукой (сепарационная тревога), селективный мутизм, специфическая фобия, паническое расстройство, агорафобия, генерализованное тревожное расстройство и т.д.
  • Обсессивно-компульсивное расстройство и смежные с ним расстройства: Это тревожное расстройство, для которого характерны обсессии (вызывающие тревожность) и компульсии (снижающие тревожность). Может проявляться по-разному в зависимости от обсессий (навязчивых непроизвольных мыслей) и компульсий (повторяющихся стереотипных действий, навязчивого поведения, которые призваны снизить тревожность, вызванную обсессиями).
  • Расстройства, связанные с травмами и стрессом: Речь идёт о расстройствах, которые появляются в результате травматических или стрессовых событий, провоцирующих повышенную тревожность. К ним относятся реактивное расстройство привязанности, расстройство социального поведения, посттравматическое стрессовое расстройство, острое стрессовое расстройство, расстройство поведения и т.д.
  • Диссоциативные расстройства: Эти расстройства заключаются в ошибках восприятия, памяти, личности или сознания. В эту группу входит диссоциативное расстройство личности, диссоциативная амнезия, деперсонализационное расстройство или синдром деперсонализации/дереализации.
  • Расстройства с соматическими симптомами и смежные: Для этих расстройств характерно наличие физической боли или жалоб на неё, не имеющих под собой органической основы (источник боли непонятен). К этой группе относится расстройство с соматическими симптомами, тревожное расстройство из-за болезни, конверсионное расстройство (или расстройство с функциональными неврологическими симптомами), различные психологические факторы, искусственное или фиктивное расстройство и т.д.
  • Пищевые расстройства и расстройства приёма пищи: Они характеризуются изменениями в поведении, связанными с питанием. К этой группе относятся извращённый аппетит, руминационное расстройство, расстройство избегающего/ограничительного приёма еды, нервная анорексия, нервная булимия, обжорство или неконтролируемое переедание и т.д.
  • Расстройства экскреции: Типичные детские расстройства, связанные с недостаточным контролем одного или нескольких секреторных сфинктеров. Сюда относятся энурез и энкопрез.
  • Расстройства режима сна и бодрствования: Расстройства, при которых нарушается цикл сна и бодрствования. В эту группу входят: бессонница, гиперсомния, нарколепсия, апноэ сна или обструктивное гипопноэ, центральное апноэ сна, гиповентиляция во время сна, нарушения циркадного ритма сна-бодрствования, нарушения сердечного ритма сна-бодрствования, расстройство пробуждения от не-REM-сна, ночные кошмары, расстройства поведения во время REM-сна, синдром беспокойных ног и т.д.
  • Сексуальные дисфункции: Это совокупность нарушений и расстройств, затрудняющих развитие сексуальных отношений. К ним относятся замедленное семяизвержение, эректильная дисфункция, женское оргазмическое расстройство, женское расстройство сексуального возбуждения, тазовая боль при проникновении, гипоактивное расстройство сексуального желания у мужчин, преждевременное семяизвержение у мужчин и т.д.
  • Гендерная дисфория: расстройства, при которых человек не может принять свой пол по рождению.
  • Деструктивные расстройства, расстройства контроля над импульсами и поведением: К этой группе расстройств относят различные нарушения регулирования поведения и эмоций, которые могут поставить под угрозу благополучие окружающих людей. Сюда входят оппозиционно-вызывающее расстройство, расстройство прерывистой вспыльчивости, расстройство поведения, антисоциальное расстройство личности, пиромания, клептомания и т.д.
  • Расстройства, связанные с потреблением психоактивных веществ и аддиктивные расстройства: В эту группу входят расстройства, связанные с потреблением, интоксикацией, абстиненция или синдром отмены каки-либо психоактивных веществ, к которым относятся: алкоголь, кофеин, каннабис или конопля, галлюциногены, ингалянты, опиоиды, седативные вещества, снотворные и успокаивающие, стимуляторы, табак и другие. Кроме того, сюда относятся зависимости, не связанные с потреблением психоактивных веществ, такие, как игромания или лудомания.
  • Нейрокогнитивные расстройства: В эту категорию входят все расстройства, которые могут нарушить корректное функционирование различных когнитивных способностей. Включает такие расстройства, как: делириум, Болезнь Альцгеймера, лобно-височная деменция, деменция с тельцами Леви, сосудистая деменция, нейрокогнитивное расстройство, вызванное травматическим поражением мозга, нейрокогнитивное расстройство, вызванное веществами или медикаментами, ВИЧ-деменция, нейрокогнитивное нарушение из-за прионных болезней, Болезнь Паркинсона, Болезнь Хантингтона или Гентингтона и т.д.
  • Расстройства личности: Представляют собой совокупность стабильных моделей поведения, не являющихся нормой в той среде, в которой находится человек. К ним относится: параноидное расстройство личности, шизоидное расстройство личности,шизотипическое расстройство личности, антисоциальное расстройство личности, пограничное расстройство личности, истерическое расстройство личности, нарциссическое расстройство личности, уклончивое расстройство личности, зависимое расстройство личности, обсессивно-компульсивное расстройство личности и т.д.
  • Парафилические расстройства: Характеризуются атипичным и неадаптивным сексуальным поведением, доставляющим дискомфорт как страдающему таким расстройством человеку, так и его окружению. К подобным расстройствам относятся вуайеризм, эксгибиционизм, фроттеуризм, расстройство сексуального мазохизма, педофилия, фетишизм, трансвестизм и др.
  • Другие психические расстройства: К ним относят неспецифические расстройства, не связанные с состоянием здоровья и другими причинами.
  • Моторные расстройства, вызванные лекарственными средствами и другие побочные эффекты лекарственных препаратов: В эту категорию включены двигательные или моторные нарушения, появившиеся в результате употребления лекарств. Например: нейролептический паркинсонизм, паркинсонизм, вызванный приёмом других лекарственных препаратов, злокачественный нейролептический синдром, острая лекарственная дистония, острая медикаментозная акатизия, поздняя медикаментозная дискинезия, поздняя дистония, поздняя акатизия, постуральный тремор, синдром отмены антидепрессантов и т.д.
  • Другие проблемы, при которых может понадобиться медицинская помощь: Речь идёт о широком спектре менее специфических расстройств, при которых ухудшается качество жизни страдающего ими человека и его окружения. К основным группам таких расстройств относятся: проблемы отношений, жестокого обращения, насилия, пренебрежения, проблемы с учёбой или работой, жилищные и финансовые проблемы, проблемы, связанные с правовой сферой и преступностью, с социальной средой, с медицинским обслуживанием и консультацией, а также другие личные, психосоциальные и экологические проблемы.

Виды психических расстройств по МКБ-10:

  • Психические расстройства вследствие известных физиологических причин: В эту группу включены все психические расстройства, причины которых известны. К ним относятся деменция (дегенеративные, сосудистая, посттравматическая энцефалопатия, инфекционная, токсическая, метаболические, опухолевые, алиментарные, хронические воспалительные заболевания), делирий (не обусловленный наркотическими веществами) и другие психические расстройства вследствие поражения мозга, мозговой дисфункции или соматического заболевания.
  • Расстройства психики и поведения, связанные с употреблением психотропных веществ: Речь идёт об использовании, злоупотреблении и зависимости от таких психоактивных веществ, как алкоголь, табак и другие наркотики, а также интоксикация, передозировка и отравление подобными веществами.
  • Шизофрения: Речь идёт о психическом заболевании, при котором нарушается восприятие, мышление и эмоции. Несмотря на то, что люди с этим расстройством, как правило, сохраняют свои интеллектуальные способности, с течением болезни у таких пациентов наблюдается когнитивный дефицит.
  • Расстройства настроения (аффективные): Охватывают различные нарушения настроения, от депрессии до эйфории. Также включает биполярное расстройство и другие виды депрессии (психотические и непсихотические).
  • Соматоморфные непсихотические психические расстройства и расстройства поведения, связанные с физиологическими нарушениями и физическими факторами: Речь идёт о психологических заболеваниях, вызывающих органические изменения. К этой группе относят соматоморфные расстройства, болезненное расстройство психики, а также расстройства пищевого поведения (такие, как нервная анорексия или булимия).
  • Классификация суицидальных проявлений: Виды самоагрессивного поведения, целью которых является самоубийство, классифицируются как попытка самоубийства, суицидальные наклонности и/или личная история самовредительства.

Изучением разума занимается психология. Хотя с этим понятием также работает психиатрия и философия, исследованием разума занимаются несколько направлений в психологии.

Изначально психоанализ предположил существование динамичного бессознательного, связанного с понятием разума. Однако поскольку психоанализ не имеет под собой научных оснований, он только поддержал непроверенные теории о разуме.

Затем сторонники бихевиоризма утверждали, что разум нельзя изучить с научной точки зрения. Предметом их изучения являлось поведение, а исследование разума отошло на второй план.

И, наконец, когнитивная психология попыталась объяснить работу разума с помощью вычислительных моделей. В отличие от бихевиоризма и психоанализа, когнитивная психология основывается на психических процессах для научного исследования разума.

СЕРДЦЕ — БОЛЬШЕ ЧЕМ ПРОСТО ОРГАН


СЕРДЦЕ — БОЛЬШЕ ЧЕМ ПРОСТО ОРГАН

В настоящее время вряд ли можно найти человека, который воспринимает сердце просто как орган, перекачивающий кровь. Многие знают, а если не знают, то догадываются, что сердце является эмоциональным органом, напрямую связанным с «эмоциональным мозгом». А может ли сердце ещё быть и «интеллектуальным» органом? Связано ли сердце с нашим мозгом напрямую?

По данным исследования, опубликованного в 2001 году в Журнале медицины Марком Ньюманом, память, внимание и концентрация несколько снижаются сразу после операции шунтирования. Аналогичный спад наблюдался и пять лет спустя. Это значит, что шунт может повлиять на приток крови к головному мозгу. Получается, что между сердцем и мозгом есть прямая связь через кровообращение. Исследователи Института Математики Сердца также утверждают, что сердце играет немаловажную роль в функционировании человеческого интеллекта, эмоций и личности.

Согласно существующим представлениям именно сердце ассоциируется с интуицией, любовью, творчеством, мудростью, благодарностью, верой и другими подобными человеческими чувствами. Лучшие человеческие качества связаны именно с сердцем, а не с умом. Откуда мы это всё знаем? Мы знаем это, потому что чувствуем все эти эмоции своим сердцем. А есть ли какие-либо научные объяснения всему этому?

Сердце физически «общается» с мозгом и остальными частями тела, причём эти пути сообщения лежат через часть нашего мозга, отвечающую за эмоции, а также проходят через части мозга, отвечающие за процессы мышления и рассуждения. Сердце имеет сложную нервную систему, способную запоминать и хранить информацию.

Импульс, вырабатываемый сердцем, передаётся с волной кровяного давления. Этот импульс достигает и заряжает энергией каждую клеточку нашего тела и мозга.

Сердце также излучает мощную электромагнитную энергию.

Она проникает в каждую клетку нашего тела, в том числе и в каждую клетку головного мозга. Сила электромагнитного сигнала, поступающего от сердца, настолько большая, что она проходит через кожу, распространяется вокруг на 360 градусов, и приблизительно на 3 метра в пространстве вокруг нас. Ни один другой орган не имеет столь большой электромагнитной силы.

Сердце представляет собой ещё и «гормональный орган.

Вместе с некоторыми иными гормонами сердце производит ещё и так называемый «гормон баланса», который обеспечивает соблюдение баланса между гормонами. Сердце также вырабатывает окситоцин, знаменитый «гормон любви», который появляется, когда человек находится в состоянии влюблённости.

«Гормон любви»

«Гормон любви» играет важную роль в нашем эмоциональном и социальном развитии. Например, окситоцин вырабатывается в тот момент, когда мать кормит и лелеет своего ребенка. Доброта, забота, любовь, признательность, благодарность, прощение и другие виды поведения, которые являются продуктами семьи и общества, могут иметь много общего с тем, насколько хорошо сердце работает на физическом, эмоциональном, ментальном и духовном уровнях.

Так для чего же Вам нужны все эти научные факты о сердце?

Для того, чтобы Вы ещё больше ценили то, что у Вас есть, и для того, чтобы Вы стали ещё более мотивированны следить и ухаживать за этим удивительным «механизмом» под названием сердце, которое было подарено природой.

Интеллект без сердца – вещь опасная. Принятие решений без участия сердца рискованно. В мире есть много действительно умных, но бессердечных людей. Но проку от их коротких или длинных жизней мало. Мозг способен создать ядерную бомбу, но вот создание способов утилизации энергии или переработки мусора на благо людей всё-таки требует вмешательства сердца.

Такие выражения, как «Открой свое сердце», или «Мое сердце с тобой» могут быть более чем символичными. Некоторые люди, которые стали визуализировать своё сердце открывающимся для других, стали чувствовать себя намного спокойнее и увереннее.

Следите за здоровьем своего сердца в одном из лучших кардиодиагностических центров «Кардиан» www.cardianmed.by. Мы бережём Ваше здоровье и ценим Ваше время. Обращайтесь к нам по телефонам 8 (017) 200-33-45, 8 (017) 200-42-61, 8 (029) 670-33-45.

Наш мозг и вся правда о «таблетке для ума»

  • Марек Кон
  • BBC Future

Автор фото, Thinkstock

Правильно ли мы оцениваем действие препаратов, направленных на улучшение мозговой деятельности? Корреспондент BBC Future выяснил, чем они могут быть полезны, а чем нет.

«Слышал, что мы задействуем лишь 20% нашего мозга? — спрашивает у Эдди Морры, писателя-неудачника из американского триллера «Области тьмы» (2011), приятель, предлагая тому роковую таблетку. — С помощью этого ты задействуешь весь свой мозг». Приняв некий препарат NZT-48, Морра просто преображается. Научившись использовать все свои когнитивные способности, он за три дня осваивает фортепиано, за четыре — дописывает книгу и вскоре становится миллионером.

В «Областях тьмы» показано, какие последствия могут ждать человека, убедившего себя в том, что в голове у него находится самый сложный механизм во всей Вселенной и что этот механизм наверняка должен обладать соответствующим колоссальным потенциалом.

За последнее время в США приобрели известность различные средства, повышающие эффективность умственной деятельности, — от стимуляторов, таких как модафинил, до препаратов амфетаминовой группы (в США их часто прописывают под торговым наименованием «Аддерол») и метилфенидата (также известного под маркой «Риталин»). Как часто сообщают в новостях, учащиеся начинают принимать эти препараты для повышения успеваемости в школе и вузе и затем, повзрослев, продолжают использовать их на работе.

Но действительно ли лекарства производят тот эффект, который обещает реклама? Могут ли они сделать всех нас умнее или помочь нам лучше учиться? Или стоит задаться вопросом о том, что эти препараты могут, а чего не могут?

Мыслительный процесс

Познание включает в себя целый ряд психических явлений, таких как память, внимание и исполнительные функции мозга. Для того чтобы по-настоящему улучшить умственную деятельность, препарат должен воздействовать на исполнительные функции, которые отвечают за мыслительные действия высшего порядка: рассуждение, планирование, направление внимания на важную информацию (и отвлечение от раздражителей, которые не являются важными), а также обдумывание действий вместо следования сиюминутному порыву или инстинкту.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Поможет ли таблетка сосчитать до десяти и удержаться от слов, в которых потом можно раскаяться?

Когда мы заставляем себя сосчитать до десяти, вместо того чтобы выпалить слова, в которых потом можно раскаяться, мы задействуем свои исполнительные функции. Именно они позволяют нам действовать нравственно, и именно о них мы вспоминаем, когда размышляем о том, что делает нас людьми.

Однако все эти концепции довольно абстрактны. Между ними и нашим пониманием того, как функционирует мозг с физиологической точки зрения, существует большой разрыв, «белое пятно» — и именно в этом белом пятне должны действовать препараты, улучшающие умственную деятельность.

Эми Арнстен, профессор нейробиологии медицинского факультета Йельского университета (США), изучает, как действует совокупность клеток мозга, обеспечивая высшую познавательную и исполнительную функцию, которую она определяет как «способность думать о том, что не воздействует в данный момент на органы чувств. Это основа абстрактного мышления, она предполагает представление нами своих целей на будущее, даже если это будущее наступит всего через несколько секунд».

Такие представления формируются в префронтальной коре головного мозга — этот процесс и составляет основу работы Арнстен. «Представления возникают в префронтальной коре за счет действия пирамидальных клеток — они на самом деле имеют форму пирамидок. Клетки возбуждают друг друга и благодаря этому постоянно функционируют, даже если извне не поступает никакой информации, которая могла бы стимулировать процесс», — поясняет она.

Отдельные виды химического воздействия могут полностью расстроить эту систему, и клетки больше не смогут возбуждать друг друга. «Это происходит, когда мы устаем или сильно переживаем». Такие вещества, как кофеин и никотин, активизируют нейромедиатор ацетилхолин, который способствует восстановлению системы, поэтому люди пьют чай, кофе и курят сигареты, «чтобы попытаться привести префронтальную кору в оптимальное состояние».

Настоящее усовершенствование

В широком смысле слова — это усовершенствование, но, строго говоря, речь идет об оптимизации. «Мне кажется, люди думают, будто эти препараты — то же, что стероиды для спортсменов, — говорит Арнстен, — но эта аналогия неверна. Стероиды способствуют наращиванию мышц, а препараты, улучшающие умственную деятельность, не совершенствуют мозг, а просто приводят его в оптимальное химическое состояние. Они не могут сделать Эйнштейна из неандертальца».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

«Таблетки для ума» — это не то же самое, что стероиды для спортсменов

Применение подобных препаратов учащимися вызывает споры по поводу того, не является ли «медикаментозный» метод подготовки жульничеством и не вынуждает ли это однокашников тоже принимать препараты, чтобы не отставать.

В то же время некоторые исследователи утверждают, что эти вещества, возможно, не воздействуют напрямую на умственную деятельность, а просто улучшают психическое состояние человека, делая работу более приятной и помогая сосредоточиться.

«Я не вижу никаких признаков того, что они явно улучшают интеллектуальную деятельность», — заявляет Мартин Сартер, профессор Мичиганского университета (США). Он убежден, что эффективность этих препаратов построена на подавлении усталости и скуки. «Большинство таких средств просто помогают сосредоточиться, — полагает Стивен Роуз, почетный профессор социологии Открытого университета (Великобритания). — Для самого процесса обучения они имеют второстепенное значение».

В 2013 году один американский студент в беседе с исследователем Скоттом Вреско так описал свое состояние после приема препарата, стимулирующего мозговую деятельность: «Помню, я прямо зачитался одной книгой, а потом другой, и когда стал делать письменную работу, то начал прослеживать связи между книгами и даже получать удовольствие от этого процесса. Такого со мной раньше не было».

Опасные вещества?

Однако это совершенно не означает, что все препараты, стимулирующие умственную деятельность — и существующие, и будущие, — являются безвредными. Мозг — это сложный орган. Пытаясь его усовершенствовать, мы рискуем нарушить его равновесие.

«Дело не в том, чтобы получить как можно больше, а в том, чтобы получить ровно столько, сколько требуется, а это очень трудно», — рассказывает Арнстен. «То, что полезно для одной системы, может быть вредно для другой, — добавляет Тревор Роббинс, профессор когнитивной неврологии Кембриджского университета (Великобритания). — Из литературы, в которой описаны результаты опытов, следует, что фармацевтические вещества могут влиять на память; задача в том, чтобы это было безопасно».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Фокусирование внимания не проходит бесследно для нашего организма

От таблеток всегда жди беды — что в лаборатории, что в реальной жизни, что в «Областях тьмы». Минусы, по сути, неизбежны: препарат может воздействовать на конкретную когнитивную функцию ценой вреда для других функций. Чтобы улучшить один из элементов познавательной деятельности, надо обеспечить ресурсы, которые в противном случае были бы доступны для других ее элементов.

«Фокусирование внимания не проходит бесследно, — отмечает Сартер. — При этом человек не просто не замечает второстепенных деталей, которые могут оказаться очень важными, но и запускает соответствующий внутренний процесс — при сужении области внимания сужаются также спектр и объем ассоциаций, которые могут участвовать в мыслительной деятельности».

Во многих обстоятельствах это может оказаться неоправданным. Но тем, от кого не требуется размышлять о смысле жизни, например, авиадиспетчерам, техника фокусировки внимания может быть полезна.

Впрочем, если разрабатывать препараты, улучшающие умственную деятельность — все равно что латать тришкин кафтан, то нельзя ожидать от лекарств полномасштабного воздействия на когнитивные способности человека. Но можно ли, направляя дополнительные ресурсы в ту или иную область, превзойти свои собственные достижения и даже достижения любого другого человека?

«Думаю, это можно сделать, и это будет сделано», — считает Сартер. Однако это возможно лишь применительно к очень конкретным задачам. К примеру, один из наиболее известных выводов когнитивной психологии состоит в том, что человек, как правило, может удерживать в рабочей памяти семь единиц информации. Можно ли с помощью медикаментов довести это число до девяти или десяти? «Да. Если больше ничего делать не требуется, то почему нет? Это довольно простая функция».

Прогнозы на будущее

Так есть ли будущее у препаратов, стимулирующих умственную деятельность? Некоторые ученые высказывают оптимистичные суждения. Гэри Линч, профессор медицинского факультета Калифорнийского университета в Ирвайне (США), утверждает, что последние достижения в неврологии открыли дорогу к «интеллектуальной» разработке препаратов, направленных на конкретные биологические функции мозга. По его мнению, «решение проблемы улучшения памяти уже не за горами», хотя перспективы совершенствования других видов умственной деятельности «предсказать очень сложно… Мне кажется, что это неизбежно, но вот когда — это вопрос».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Фармацевтическая промышленность теряет интерес к препаратам, улучшающим умственную деятельность, так что дальше — сами

Говоря о ближайшем будущем, в качестве потенциальных новых стимуляторов умственной деятельности Линч указывает на агенты, направленные на никотиновые рецепторы, — молекулы, воздействующие на рецепторы нейромедиаторов, находящихся под влиянием никотина. Сартер соглашается: класс веществ, называемых агонистами никотиновых рецепторов α4β2*, по-видимому, оказывает воздействие на механизмы, контролирующие внимание. Среди всех известных на данный момент веществ они, по его мнению, лучше всего «соответствуют критериям реального воздействия на когнитивный процесс».

Однако Сартер скептически относится к перспективе создания лекарственного продукта на основе подобных веществ. По его словам, фармацевтическая промышленность теряет интерес к препаратам, улучшающим умственную деятельность, «потому что назначаются эти препараты не так часто, а ведь именно этот сегмент рынка и стимулирует исследования и разработки. Даже рынок средств для лечения дефицита внимания и гиперактивности у взрослых фармкомпании не сочли достаточно большим и привлекательным».

В своей заметке, опубликованной в 2002 году, Роуз пишет, что когда-то в качестве препарата для улучшения умственной деятельности широко рекламировался пирацетам. У пирацетама до сих пор есть свои сторонники, но сегодня это название, скорее, служит напоминанием о том, что потенциально эффективные медикаменты исчезают так же быстро, как и появляются.

«Было проведено множество клинических исследований множества веществ, которые никак не действовали», — отмечает Сартер. Отчаявшись получить результат, фармацевтические компании стали сворачивать свои исследовательские программы в сфере психиатрии. Традиционные методы — к примеру, синтез новых молекул и изучение их воздействия на симптомы — по-видимому, исчерпали себя, и на горизонте замаячила новая стратегия, основанная на генетике и изучении процессов, происходящих в мозге, а не на химических веществах.

Из-за кардинальной смены стратегии ожидать новых чудодейственных препаратов придется еще дольше — пока не будут отлажены все новые системы. При этом гарантии результата никто не дает.

Открытые вопросы

В то же время остается ряд вопросов по поводу тех препаратов, которые люди уже принимают в надежде улучшить свои когнитивные способности. Эффективны ли они, как работают, какое воздействие оказывают на мозг после того, как утрачивают свою новизну, и как могут повлиять на здоровье и самочувствие человека в долгосрочной перспективе?

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Заставлять крыс — или студентов — искать выход из лабиринта в лабораторных условиях — это одно, а применять препарат в реальной жизни — совсем другое

Хотя исследования ведутся уже десятки лет, полного представления о когнитивных последствиях приема классических психостимуляторов и модафинила до сих пор нет. Отчасти проблема состоит в том, что заставлять крыс — или студентов — искать выход из лабиринта в лабораторных условиях — это одно, а применять препарат в реальной жизни — совсем другое. Лекарства оказывают сложное воздействие на отдельных людей, жизнь которых бывает непредсказуемой. Тот факт, что метилфенидат улучшает когнитивные способности крыс путем воздействия на префронтальную кору головного мозга, ничего не говорит о том, как это вещество может влиять на настроение и мотивацию, а следовательно, на умственную деятельность человека.

Возможно, имеет смысл говорить не о том, что некий препарат улучшает когнитивные способности, а о том, на кого он действует. Научные сотрудники Сассекского университета (Великобритания) установили, что под влиянием никотина у молодых людей, имеющих один вариант конкретного гена, улучшаются результаты теста на запоминание, однако на людей с другим вариантом этого гена он не оказывает такого воздействия.

Кроме того, есть признаки, что чем умнее человек, тем меньше на него действуют препараты, стимулирующие мозговую деятельность. Так, в результате одного исследования было выявлено, что прием модафинила способствует улучшению результатов у группы учащихся, чей коэффициент интеллектуального развития составляет в среднем 106, но не у группы со средним коэффициентом 115.

Не настала ли пора задавать умные вопросы о «таблетках для ума»?

Этот материал представляет собой отредактированную версию статьи, изначально опубликованной на британском естественнонаучном сайте Mosaic по лицензии Creative Commons. Более подробную информацию о вопросах, которым посвящена статья, можно узнать на сайте Mosaic. Прочитать оригинал этого материала на английском языке можно на сайте BBC Future.

«Техобслуживание» мозга: шесть практических советов

  • Дэвид Робсон
  • BBC Future

Автор фото, Getty

Как и любой сложный механизм, наш головной мозг нуждается во внимании и заботе, чтобы в вашем зрелом возрасте он продолжал действовать так же активно и быстро, как в юные годы.

Эх, если бы существовало руководство по техническому обслуживанию мозга, где были бы четко прописаны алгоритмы настройки его «микросхем»!

К сожалению, доступные нам на эту тему советы — довольно противоречивы и не вносят полной ясности.

Это обстоятельство и побудило корреспондента BBC Future провести собственное исследование реального положения дел и на основе полученных данных выработать шесть практических советов, как не дать уму с возрастом утратить свою остроту.

1. Не теряйте веры в свои способности

Вам когда-нибудь случалось, войдя в комнату, тут же позабыть, зачем вы, собственно, сюда пришли?

Для человека в возрасте легче всего было бы предположить, что это признак его ослабевающей памяти. Но такое вполне может произойти и с молодым.

Почему же, когда речь заходит о наших способностях, мы с такой готовностью предполагаем худшее? Ведь негативные предположения, не имеющие под собой реальной основы, могут в конце концов и материализоваться…

Чтобы этого не произошло, просто верьте в себя.

Благодаря своим исследованиям последнего десятилетия Дайна Турон из Университета штата Северная Каролина, США, пришла к выводу, что с возрастом мы обычно теряем веру в собственные умственные способности, даже если способности эти сохранились у нас на вполне высоком уровне.

Тогда мы начинаем опираться на разнообразные «костыли» — автонавигатор, записную книжку в мобильном телефоне и прочее.

Однако не подвергая свои способности регулярной проверке, мы тем самым ускоряем личный свой регресс.

Так что если, едва переступив порог комнаты, мы забываем, что нам здесь нужно, необходимо начать тренировку памяти или сделать тренинг более интенсивным, чем прежде.

2. Берегите уши!

Если нарушается связь между интеллектом и органами чувствами, мозг неизбежно страдает.

Частичная утрата слуха увеличивает нагрузку на внимание и сокращает количество поступающих извне полезных стимулов, приводя тем самым к сокращению «серого вещества».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Использование фена даже по 15 минут в день может существенно повредить вашему слуху — и, соответственно, мозгу

Согласно выводам одного исследования, когнитивные способности могут в результате сократиться на 24% в течение шести лет. Вне зависимости от возраста важно избегать ситуаций, которые изнашивают слух.

Прослушивание громкой рок-музыки в течение всего лишь 15 секунд в день достаточно для того, чтобы повредить слуху; и даже использование фена для сушки волос по четверти часа может нанести ущерб тем мельчайшим клеточкам, которые в нашем организме отвечают за прием из окружающего пространства звуков.

Ну а если вы полагаете, что слух у вас уже нарушен, обратитесь к врачу — проблему лучше всегда решать на ранних стадиях.

3. Учите языки, играйте гаммы

Вместо того чтобы тратить время на мозговой тренинг с помощью смартфона или на разгадывание кроссвордов (от таких занятий, по всей видимости, пользы немного), займитесь более серьезной «гимнастикой» — игрой на фортепиано, например, или изучением иностранного языка.

И то, и другое активизирует целый ряд навыков, развивая память, внимание, моторику и сенсорную перцепцию (восприятие) по мере того, как вы разучиваете музыкальные гаммы или осваиваете непривычно звучащие иноязычные слова.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

У музыкантов на 60% ниже вероятность развития деменции

Осваивание иностранного языка или техники игры на музыкальном инструменте придают мозгу гибкость и эластичность, помогая ему не утратить этих свойств с годами.

В результате проведенного в прошлом году исследования выяснилось, что у музыкантов вероятность возникновения старческой деменции на 60% ниже, чем у людей, не играющих на музыкальных инструментах.

Другое исследование установило, что изучение одного иностранного языка отдаляет опасность развития болезни Альцгеймера на пять лет.

Музыкантская или языковая практика как минимум даст вам возможность проявить и по достоинству оценить свои способности.

А если вы полагаете, что у вас слишком сложная работа для того, чтобы в качестве хобби еще и заниматься развитием новых навыков, тогда считайте, что вам чрезвычайно повезло — стимулирующие профессиональные занятия прекрасно помогают поддерживать ум в тонусе.

Однако нет никакой гарантии, что после выхода на пенсию положительный эффект сохранится надолго.

4. Не ешьте вредных жиров

Ожирение пагубно — в том числе и для головного мозга. Накапливаемый в артериях холестерин ограничивает приток крови к мозгу, которому в результате нарушенного кровотока будет не хватать необходимого для нормального функционирования количества пищи и кислорода.

К тому же нейроны крайне чувствительны к гормонам, вырабатываемым желудочно-кишечным трактом (таким как инсулин).

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Постарайтесь не есть нездоровую пищу — ваш мозг скажет вам спасибо

Состоящая преимущественно из сладкой и высококалорийной пищи диета может нарушить инсулиновую сигнализацию, спровоцировав цепную реакцию, которая в итоге приведет к образованию в сосудах мозга атеросклеротических бляшек.

Хорошая новость состоит в том, что определенные вещества — такие, например, как жирные кислоты Омега-3, а также витамины D и B12 — тормозят старение мозга.

Это объясняет, почему у пожилых людей, придерживающихся средиземноморской диеты, когнитивные навыки сохраняются на том же уровне, что и людей на семь с половиной лет моложе.

5. Занимайтесь физкультурой и спортом

В своих представлениях о себе мы часто разделяем мозг и тело. В действительности, однако, поддержание тела в хорошей физической форме есть наилучший способ сохранения здоровым и мозга.

Физкультура тела не только улучшает приток крови к мозгу, но и способствует повышению количества протеинов вроде так называемого «фактора роста нервов», которые стимулируют рост и развитие нейронных сетей мозга.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Поддержание тела в тонусе — один из наиболее надежных способов развития мозга

Положительный эффект от движения имеет место на всем протяжении человеческой жизни: школьники, которые ходят в школу пешком, обычно лучше учатся, а совершающие регулярные прогулки пенсионеры демонстрируют лучшую памятливость и более высокий уровень концентрации внимания.

Полезны для мозговой деятельности самые разнообразные телесные практики, от мягких аэробных (кардио) тренировок до тренировок анаэробных (силовых) и даже бодибилдинга; просто выберите режим, который соответствует вашему нынешнему уровню физической подготовки.

6. Ходите на вечеринки, даже если вам давно уже не 16 лет!

Если все представленные выше рекомендации вы воспринимаете как тяжкий труд, вот вам легкий и приятный способ поддержания мозга в тонусе — общение.

Люди, как известно, — существа социальные и нуждаются в общении с себе подобными. Общение с друзьями и родственниками нас стимулирует, вдохновляет на эксперименты, освобождает от стрессов и депрессии…

Исследование, проводившееся недавно среди семидесятилетних, дало поразительные результаты — у самых активных в социальном отношении людей вероятность снижения когнитивной активности в двенадцатилетней перспективе на 70% меньше, чем у тех, кто мало общается.

Память, внимание, общая скорость обработки данных мозгом — всё это только выигрывает от живого человеческого контакта.

Ученые утверждают, что какого-то универсального средства для поддержания мозговой активности не существует. Так что лучше, если у вас будут и сбалансированное питание, и стимулирующие занятия, и круг любящих друзей…

Рецепт этот, кстати, не только про деятельный ум, но и про жизнь здоровую и счастливую.

А если QR-код для посещения кафе получить не удается?

С 28 июня в заведения общепита столицы и Московской области будут пускать только привитых и переболевших COVID-19 и только по QR-коду. Но даже из указа мэра Москвы следует, что у граждан могут возникнуть проблемы с посещением кафе и ресторанов из-за отсутствия в информационных базах данных о прививках и перенесенной болезни. А еще не все понимают, как столичным гостям получить QR-код. Власти предложили решение

С 28 июня в кафе и рестораны Москвы можно будет войти только по QR-коду, который подтверждает, что человек сделал прививку от COVID-19 или ранее переболел. Посетить заведения общепита можно будет и при наличии «свежих» результатов теста ПЦР. Такие меры были введены в столице Указом мэра Москвы от 22 июня 2021 г. № 35-УМ.

Как теперь будут работать столичные кафе и рестораны?

Кафе и рестораны не станут закрывать на период действия новых ограничительных мер, но только при условии, что у всех посетителей заведения будут QR-коды. Заведения общественного питания столицы, желающие продолжить работу, с 28 июня должны быть оборудованы устройствами, позволяющими считывать QR-коды. Это могут быть смартфоны, планшеты или иные устройства с доступом к Порталу госуслуг и порталу «Госуслуги Москвы», приложениям «Госуслуги. Стопкоронавирус», «Моя Москва» и «Помощник Москвы».

Посетители смогут находиться в помещении без масок и перчаток, как и актеры, артисты и музыканты, там выступающие. А вот сотрудники кафе и ресторанов по-прежнему должны использовать средства защиты.

Указ мэра вызвал неоднозначную реакцию москвичей и гостей столицы, и уже 24 июня появился новый Указ мэра № 37-УМ, который отчасти разъяснил порядок работы заведений общепита. Так, без специального кода смогут посещать кафе и рестораны дети до 18 лет при условии, что их сопровождают родители с QR-кодами. Посещать кафе и рестораны при гостиницах и буфеты-столовые для студентов и сотрудников предприятий также можно будет без кода, но эти заведения не должны пускать посторонних. Не понадобится QR-код и при посещении летних кафе – правда, такое разрешение действует только до 11 июля.

Как получить доступ в кафе?

Вход в заведения общепита для посетителей станет возможен только по QR-коду, полученному через указанные выше порталы и приложения, и по документу, удостоверяющему личность. Код может быть распечатан либо выведен на экран смартфона или иного устройства. Проверять подлинность кода будут сотрудники кафе и ресторанов. Справки и прочие документы о том, что человек переболел или привит, принимать не будут.

QR-код станет доступен всем гражданам, привитым двумя компонентами вакцины против коронавируса или переболевшим коронавирусом не раньше 6 месяцев назад. Если человек не сделал прививку и не болел, то каждый раз до посещения кафе или ресторана ему придется делать тест ПЦР. Причем срок действия теста – 3 дня. Пройти ПЦР-тестирование необходимо в одной из лабораторий Москвы, передающих сведения в систему ЕМИАС.

Туристам из других регионов и иностранцам для посещения заведений общепита тоже нужно будет предоставить отрицательный ПЦР-тест или QR-код. Тестирование также придется пройти в одной из московских лабораторий. QR-код гости столицы смогут получить через портал mos.ru, где нужно будет заполнить специальную форму. Указанные данные будут автоматически сверены с федеральными регистрами вакцинированных и заболевших и с московским единым лабораторным сервисом в части сдачи ПЦР-теста. После проверки внесенных сведений гражданин получает цифровой сертификат, в котором будет QR-код.

Что делать, если QR-код получить не удается?

Проблемы с посещением заведений общепита могут возникнуть даже у привитых и переболевших граждан, что прямо следует из Указа мэра № 35-УМ. Данные о прививках или о том, что человек переболел коронавирусом, могут отсутствовать в информационных базах. А без них получить QR-код не удастся. В таком случае гражданам предлагается направить через личный кабинет на сайте мэра и Правительства Москвы запрос о проведении проверки указанных сведений и ждать ее результата.

Куда еще не пустят без прививки?

С 28 июня не только в Москве, но и в Московской области в рестораны и кафе будут пускать только привитых и переболевших, имеющих QR-код. Получить его можно на Портале госуслуг. Провести время на летних верандах заведений общепита можно будет без кода. Такие правила установлены в Постановлении губернатора Московской области от 23 июня 2021 г. № 199-ПГ.

С 1 июля гостиницы и санатории Краснодарского края не будут принимать туристов без отрицательного ПЦР-теста или прививки от COVID-19, а с 1 августа – без сертификата о вакцинации. Исключение сделали только для отдыхающих с противопоказаниями к прививке. Они должны иметь на руках документ о медицинском отводе и отрицательный ПЦР-тест, сделанный не позднее чем за 72 часа. Кроме того, не будут требовать сертификаты о вакцинации детские лагеря.

Ассоциация туроператоров (АТОР) обратилась с официальными письмами в Правительство РФ, Ростуризм и к губернатору Краснодарского края. В них говорится, что требования отелей окажутся невыполнимыми для туристов. Для получения сертификата о полной вакцинации до 1 августа, с учетом 21 дня между инъекциями, первую прививку необходимо сделать на следующей неделе, что затруднительно из-за очередей во всех регионах. Уже началась массовая аннуляция турпакетов и бронирования гостиниц. Туристы возмущены тем, что зарубежные курорты оставляют выбор – ПЦР-тест или сертификат о вакцинации, а российские – нет. АТОР указала на еще одну проблему: ПЦР-тест для заезда в отели Краснодарского края потребуется сделать всем детям, включая грудных младенцев. Россия – практически единственная страна, которая требует результаты тестов несовершеннолетних независимо от возраста.

Отметим, что на Кубани, как и в Москве и некоторых других регионах, ввели обязательную вакцинацию от коронавируса. Могут ли теперь сделать прививку принудительно – читайте в статье «Стала ли вакцинация в России обязательной?».

нейробиолог Эрик Кандель — об изучении головного мозга — РТ на русском

Мозг — самый сложный орган человеческого тела. Гость программы Larry King Now на RT — лауреат Нобелевской премии нейробиолог Эрик Кандель — занимается изучением этой темы уже более 60 лет. В беседе с ведущим шоу Ларри Кингом он рассказал, что происходит с памятью в старости и какого прогресса достигли медики в борьбе с болезнью Альцгеймера. Кроме того, учёный изложил свой взгляд на современную науку и роль генов в функционировании мозга, а также поделился, что чувствует после того, как его выдвинули на самую престижную научную премию мира.

 Добро пожаловать на «Шоу Ларри Кинга». Сегодня у нас в гостях первопроходец современной нейробиологии — профессор Эрик Кандель, удостоенный Нобелевской премии за изучение механизмов памяти. Недавно вышла его новая книга «Беспорядок в голове: что необычный мозг может рассказать нам о нас самих». Господин Кандель, какой мозг можно назвать необычным?

— Такой, которым, к примеру, обладаете вы. (Мозг. — RT) людей, которые делают что-то выдающееся, либо тех, кто испытывает необычные проблемы. В медицине мы очень многое узнаём благодаря механизму функционирования органов. Я, к примеру, изучаю работу мозга, чтобы понять, какую информацию нам это может дать.

— Почему вы написали эту книгу?

— Чтобы показать, что, как и в случае с остальными органами, нарушения работы мозга могут о многом нам рассказать. Кроме того, я хотел, чтобы больше людей заинтересовались этой темой. Многие считают, что мозг настолько сложен, что понять, как он функционирует, невозможно. Я же и в педагогике, и в жизни в целом придерживаюсь следующего подхода: всё можно объяснить, если уделить этому время. И я с удовольствием посвящаю его данному вопросу. Результатом моих исследований и стала новая книга.

— Какой вывод люди сделают, прочитав вашу книгу?

— Что наука доступна всем. Именно такой философии я придерживаюсь, когда пишу для широкого круга читателей. Что касается поддержки науки, то ключевое значение здесь имеет именно общественность. У людей есть право знать, что именно они поддерживают и что происходит в научной среде и окружающем их мире.

— Существует ли, если можно так выразиться, нормальный мозг?

— Нормальность может трактоваться по-разному: это и отсутствие каких-либо психических отклонений, и способность ясно мыслить или, к примеру, самому перейти улицу. Подобные вещи указывают на хорошо функционирующий мозг.

Однако в то же время у многих могут быть расстройства: кто-то боится перейти через дорогу, у кого-то есть трудности с выполнением простых задач, а кто-то испытывает эйфорию, когда сталкивается со сложностями, пусть даже небольшими. Нарушений работы мозга огромное множество.

— Есть ли разница между мозгом и умом?

— Ум — это набор функций, осуществляемых мозгом. Всё, что мы…

— Мозг посылает сигналы, а ум их выполняет?

— Ум — это функция мозга, которая получила такое название. Вот это — движение (показывает рукой), а это — мышление.

— Как одно влияет на другое?

— Есть рефлекторные движения, над которыми особо не задумываешься. Но, играя в теннис, я должен решать, например, куда направить мяч хорошим ударом слева. Даже в рутинной деятельности задействовано множество мыслительных процессов. Вот я беру кружку. Поднять её просто, но, когда ставишь обратно, нужно убедиться в том, что ставишь именно на стол. Вот тут и запускается мыслительный процесс.

— Вы получили Нобелевскую премию за открытия в области нейробиологии. А о своём мозге задумываетесь?

— Думать о мозге других людей для меня намного интереснее. На свой я особого внимания не обращаю. Но делаю определённые вещи, которые, на мой взгляд, ему помогут. Например, я старею, а людям в моём возрасте стоит беспокоиться о возрастной потере памяти. Да, существует болезнь Альцгеймера, но наиболее распространённым нарушением является всё же возрастная потеря памяти. По мере старения память людей ухудшается. Хотя у меня есть основания полагать, что мы сможем решить эту проблему.

— Как?

— При помощи ходьбы.

Наши кости — это та же эндокринная железа. Они производят гормон остеокальцин. В ходе опытов на животных я обнаружил, что данный гормон способствует преодолению возрастной потери памяти, поэтому сейчас практикую ходьбу на небольшие дистанции.

— Почему события 40-летней давности мне легче вспомнить, чем то, что было на прошлой неделе?

— Ваш мозг, когда в нём отложились эти воспоминания, был более гибким, чувствительным и воспринимал новую информацию с большим энтузиазмом, поскольку для вас всё это было новым. Теперь же многое из того, с чем вы сталкиваетесь, вам уже не в диковинку и не вызывает такого же интереса. В общем, дело здесь в мотивации и в большей способности молодого мозга удерживать информацию.

— А наследственность? Можно ли сказать, что я, например, унаследовал мозг своего отца?

— Нет. По наследству передаются гены, которые играют роль в формировании мозга. Но он будет именно вашим, а не вашего отца или матери. Хотя их гены в нём есть, и есть гены, которых не было ни у одного из ваших родителей. Таким образом, это комбинация генов ваших родителей, их наследия, а также ваших собственных генов. В отличие от всех остальных человеческих органов, на мозг больше всего влияет полученный опыт.

— Могу ли я это преодолеть? В смысле — свою генетику?

— Здесь следует говорить не о преодолении, а о компенсировании. Скажем, вы можете испытывать сложности с усваиванием определённых знаний, но если будете усердно трудиться и искать новые подходы, то сумеете компенсировать свой недостаток. Это очень важно.

Многие чрезвычайно успешные люди (возможно, в том числе и вы) не способны обработать весь массив знаний, который им доступен и в идеале должен быть освоен, но при этом они тем или иным образом компенсируют имеющиеся пробелы.

— А что стало крупнейшим прорывом с тех пор, как вы начали заниматься проблемами памяти?

— Прорывов здесь предостаточно. Когда я начинал свою работу, знаний в этой области было очень мало. Сейчас же нам известны некоторые из участков мозга, отвечающие за разные формы памяти. Мы поняли, что память не унитарна — существуют несколько её типов. Что-то хранится в гиппокампе, что-то — в префронтальной коре, а эмоциональная память вообще кодируется в миндалевидном теле. Таким образом, память распределяется по всему мозгу, но в основном находится в гиппокампе.

— А почему болезнь Альцгеймера представляет собой такую проблему?

— Потому что она возникает у пожилых людей, когда мозг крайне подвержен повреждениям. Это во-первых. Во-вторых, в настоящий момент излечить эту болезнь мы не можем.

— Есть ли прогресс в лечении болезни Альцгеймера?

— Нет. Но значительный прогресс наблюдается в том, как предотвратить возрастную потерю памяти. А это затрагивает ещё больший процент людей, чем сама болезнь. Думаю, прогресса мы добьёмся и здесь.

— Есть ли предел возможностей мозга?

— Разумеется.

Есть предел возможностей любого органа, любой машины. Но достигли ли его мы с вами? Или большинство людей? Пожалуй, нет.

 В 2000 году вы стали лауреатом Нобелевской премии за свои исследования в области нейробиологии. Каково это было?

— Это было утро Йом-Киппура — главного праздника в иудаизме. Телефон лежал на стороне кровати моей жены Дениз. Часов в пять или шесть раздался звонок. Меня попросили в течение нескольких часов никому об этом не говорить, пока не выйдет пресс-релиз. Вот так я и узнал, что стал нобелевским лауреатом наряду с ещё двумя людьми.

— Какое было чувство?

— Потрясающее. Просто невероятное. Я несколько дней был на седьмом небе.

Полную версию интервью смотрите на сайте RTД.

Знания и ум — в чём разница? — Айше Бореситова / ЛІГА.Блоги

Давайте разберёмся, а также подумаем о пользе того, что вы знаете, поскольку грош цена тем знаниям, которые вы не применяете в своей жизни. От того, что вы их складируете у себя в голове, нет никакого толку, даже наоборот — потом у вас будет больше комплексов и барьеров, мешающих продвигаться к цели. К тому же, чем больше вы узнаёте, тем больше вам кажется, что вы ничего не знаете. Как правило, эрудированность человека ассоциируется с его высокими интеллектуальными способностями, но на деле это не всегда так. Например, если вы будете знать столицы всех стран мира или наизусть помнить таблицу Менделеева, то чаще всего эти знания непрактичны, потому что это можно применить только, допустим, разгадывая кроссворды и нигде больше. Но в то же время существует ум, который никак не связан с такими сугубо теоретическими знаниями. И есть люди умные, но не обладающие большим количеством знаний в определённой сфере: математике, биологии, английском, ещё в чём-то; но они умеют жить правильно, они умеют строить отношения с людьми, добиваться целей, развивать себя и свои практические навыки.

Таким образом, ум и знания — это абсолютно разные вещи, никак не связанные друг с другом! И когда вы это наконец осознаете, просто подумайте, задайте себе вопрос: что для вас важнее — складировать у себя в голове знания, которые чаще всего нигде не применяются (кроме, разве что, светской беседы, когда вы можете блеснуть перед кем-то интеллектом, “козырнув” своими знаниями), или настоящий ум, когда вы умеете даже эти знания ПРИМЕНЯТЬ, чтобы изменить качество своей жизни? Когда вы, прочитав книгу по психологии, например, обязательно применяете приобретённые навыки в общении со своими детьми, с коллегами или друзьями. Это очень важно. Когда вы сходили на какой-то курс или тренинг, вы должны полученные знания в чём-то реализовать — только тогда это ум! А если вы просто записываете всё в “архив” своей памяти, то получается просто коллекция знаний и фактов, которые ни на что в вашей жизни не влияют. Конечно, идеально — когда у вас есть и знания, и ум, и способность превращать эти знания в какой-то результат, но началом всему служит именно острота ума, находчивость и смекалка. Да, есть люди, которым действительно интересно читать энциклопедии (на данный момент это Википедия), заниматься какими-то исследованиями или научной деятельностью — это отдельная категория людей, мы сейчас не говорим о них, — это их природа, им просто действительно интересно. Но если вы человек, который обучается, ходит на тренинги, для того чтобы что-то изменить в своей жизни, тогда вы должны понимать, что знания нужно ранжировать, т.е. упорядочивать по степени важности и необходимости для вас, и важны только те знания, которым вы впоследствии сможете найти применение в своей жизни. Например, полезные ли это знания, если вы специалист в сфере IT или топ-менеджер и знаете 200 разновидностей рыб?.. Или 200 разновидностей хвойных деревьев?.. Зачем вам это нужно? Это совершенно лишняя информация, которая хоть и ассоциируется с интеллектом, но практической ценности никакой не имеет. Да, если вы биолог и занимаетесь изучением рыб или деревьев, тогда это важно. Поэтому не складируйте всё подряд в своей голове, как стопки книг. Ум — это нечто другое, это умение пользоваться ситуацией. Таким образом, ум можно считать первичным, а знания — вторичными, т.е. интеллект подразумевает потенциальные знания, но знания сами по себе не подразумевают ничего — это просто набор сведений и фактов, не более того.

Так же и с языками: если вы переводчик, лингвист или полиглот, действительно интересуетесь языками и можете как-то применить их в своей жизни, чтобы сделать её лучше, интересней и разнообразней, тогда всё ОК. А просто изучать язык от нечего делать — это, на мой взгляд, пустая трата времени и сил.

И чтобы показать важность того, что знания нужно не просто накапливать, а обязательно применять на практике, приведу в пример такого известного человека, как Никола Тесла. Он обладал и знаниями, и умом, что, по моему убеждению, является совершенно разными вещами. Так вот, Никола Тесла — это, пожалуй, уникальнейший случай в истории, когда человек, обладая определёнными знаниями, имел возможность и желание их применять, создавая с их помощью великие вещи. Вот именно тогда, когда вы из приобретённых знаний, полученных из книг, энциклопедий, Интернета, посещения курсов, обучения в университете и так далее сможете большую часть не только применить, но и создать что-то, пользуясь этими знаниями, — даже для себя, для своей жизни, — вот тогда это можно смело назвать умом! Потому что само слово “ум” тесно связано со словом “УМеть”/”УМение”, — то есть быть умным — значит УМеть пользоваться своими знаниями, своим талантом и потенциалом!

Поэтому каждый раз, когда вы хотите что-то выучить, помните о том, что это важно потом куда-то применить, важно это как-то воплотить, реализовать в своей жизни, что-то с помощью этого создать, — не как Никола Тесла, конечно, (хотя почему нет?, всё в ваших руках!), а хотя бы просто создать что-то новое и полезное в своей жизни: карьеру, интересную работу или увлечение, жилищные условия или географическое положение, — всё зависит только от вас! Есть отличное изречение Генри Бокля по этому поводу: “Истинное знание состоит не в знакомстве с фактами, которое делает человека лишь педантом, а в использовании фактов, которое делает его философом”.

Есть ли связь между разумом и телом, или наш мозг работает в одиночку?

Идея о том, что наш мозг похож на гигантский суперкомпьютер, который управляет и определяет все, что мы делаем, в последние годы приобрела популярность. Также есть идеи, которые еще недавно считались научной фантастикой, например, загрузка Интернета прямо в наш мозг или создание нового типа человека, обладающего улучшенными когнитивными способностями.

В своей новой книге The Biological Mind Алан Джасанофф, профессор биологической инженерии Массачусетского технологического института, объясняет, почему эта «церебральная мистика» создает ложную дихотомию между мозгом и телом и игнорирует телесные влияния химических веществ на нашу психологию. в крови к бактериям в кишечнике.

Выступая из своего офиса в Массачусетском технологическом институте, он объяснил, почему легенда Red Sox Тед Уильямс заморозил свое тело; почему изменения температуры влияют на то, насколько голландская полиция стреляет из ружья; и почему идея загрузки Интернета прямо в наш мозг неуместна.

Фотография предоставлена ​​Hachette Book Goup

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Одна из основных концепций вашей книги — это то, что вы называете «церебральной мистикой».«Можете ли вы объяснить, что это значит и почему такой взгляд на мозг искажает нашу истинную природу?

Эта книга в основном посвящена двум противоположным идеям: биологическому разуму, сосредоточенному на мозгу, в котором влияние со стороны остального тела и за пределами тела формирует то, что мы думаем и делаем, и церебральная мистика, комплекс стереотипов и идеалов. о мозге, которые склонны рассматривать его как изолированную и всемогущую сущность, почти как современную версию души.

Проблема дуалистического взгляда на мозг и его отношения с физическим телом и физическим миром заключается в том, что он заставляет нас видеть себя неестественно самодостаточными, как разумом, так и автономными агентами.Другими словами, мы рассматриваем себя как объекты, которые работают с внутри , поэтому мы менее чувствительны к вещам, которые влияют на нас на за пределами . Идея о том, что мозг — это машина, абстрактная сущность, такая как гигантский суперкомпьютер, существует некоторое время, в основном со времен компьютеров. Другие люди использовали квантовую аналогию для мозга. Но представление о мозге как о компьютере является наиболее распространенным в наши дни.

Новое исследование показывает, что наши эмоции, как и наш мозг, играют ключевую роль в том, как мы воспринимаем мир и взаимодействуем с ним.Расскажите об исследовании

Лаури Нумменмаа .

Да! Люди в разное время в истории были чувствительны к тому, как тело и мозг координируют эмоции. Несколько лет назад было опубликовано увлекательное исследование, в котором участникам предлагалось нанести на карту свое собственное тело, где они испытывают различные эмоции. Исследователи изучили что-то вроде 15 разнообразных эмоций и нашли разные телесные карты для каждой из этих вещей. Первая группа участников была финской.Чтобы проверить культурные предубеждения, они посмотрели на вторую группу, я думаю, японцев, и нашли аналогичные ответы.

Вероятно, самым известным человеком, отстаивающим точку зрения о том, что эмоции являются ключом к обучению или поведению, является Дэниел Канеман. Его исследования показали, что существует очевидный быстрый, иррациональный способ принятия решений, который важен с точки зрения поведенческой стороны экономики. В нашей области нейробиологии Антонио Дамасио много лет утверждал, что между телом и мозгом существует петля.Это включает в себя телесные сигнатуры, которые привязаны к различным контекстам в нашей среде и направляют нас к различным поведенческим результатам. Это один из способов когнитивного участия тела в наших действиях, в который многие люди не поверили бы, столкнувшись с более мистическими представлениями о мозге как о замкнутой машине.

Новая область нейробиологии, известная как «коннектомика», стремится дать своего рода объединяющую теорию мозга. Объясните, что это означает и что делает

Human Connectome Project .

Коннектомика означает в нашем сообществе две разные вещи. То, с чем я лично взаимодействую, больше связано с картированием структур человека, в основном клеток мозга. Проект Human Connectome немного отличается, потому что он смотрит с примерно на три порядка меньшим разрешением на супермагистрали, которые соединяют различные области мозга, и пытается связать их с аспектами активности мозга и генетикой. У обоих этих взглядов есть общее то, что они пытаются описать ключевые аспекты функции мозга с точки зрения его внутренней структуры.

Это замечательная вещь, поскольку эти данные очень важны. Но мистический конец этого исследования заключается в том, что, если бы мы знали, где соединена каждая клетка, то мы могли бы смоделировать работу мозга и, в самой экстремальной форме, смоделировать всю нашу жизнь на компьютере.

Вероятно, нет преподавателей ведущих университетов, которые согласились бы с этой точкой зрения. Но это такая тема, как движение за замораживание мозгов после смерти. Самый известный пример здесь, в Бостоне, — это Тед Уильямс, наш великий бейсболист Red Sox, тело которого заморозили после смерти.Эта идея о том, что вы можете взять замороженную ткань и реконструировать разум и, в некотором смысле, жизнь человека, мотивируется раздробленным взглядом на мозг: все важное находится в мозгу.

Мозг составляет лишь около 2 процентов человеческого тела, но он отвечает за все функции организма. Узнайте о частях человеческого мозга, а также о его уникальных защитных механизмах, таких как гематоэнцефалический барьер.

Фрэнсис Крик , один из первооткрывателей ДНК, однажды сказал: «Вы… не более чем поведение огромного скопления нервных клеток и связанных с ними молекул.«Почему вы считаете, что он в корне неправ?

Ответ зависит от того, что делает вас и . Есть некоторые аспекты того, что делает вас вами, которые, вероятно, полностью встроены в мозг, например, эпизодические воспоминания о происходящих событиях, которые вы можете представить себе мысленным взором. Но когда вы думаете о том, что делает человека личностью, в этом есть много вещей. Одно из главных — это личность. Как мы ведем себя, когда сталкиваемся с определенными типами проблем; каков наш характер? Эти вещи тесно связаны с эмоциями и возвращают нас к фундаментальной роли тела в эмоциональных реакциях.

Я бы хотел, чтобы у нас был хороший эксперимент по извлечению трупа и доказательство этой точки зрения. Но снять чье-то тело и проверить, как он себя ведет, довольно сложно. Самое близкое, что я упоминаю в книге, — это пересадка разных частей тела. Очевидно, что трансплантации влияют на мировоззрение и эмоциональное состояние людей. Возможно, самым популярным и передовым в наши дни является пересадка бактерий, живущих в кишечнике. Исследования как на животных, так и на людях показали, что если вы замените вредные бактерии в кишечнике хорошими бактериями, вы можете значительно изменить настроение и эмоциональные функции.

Книга

Изменение сердца раскрыла кое-что необычное: когда человеку делают пересадку сердца, он также может чувствовать, что унаследовал некоторые черты личности донора. Вы думаете, что это возможно?

Как научный скептик, я не верю, что это возможно, и не имею правдоподобного объяснения этому. Однако очевидно, что автор книги Клэр Сильвия пережила колоссальный эмоциональный переворот.Получила ли она воспоминания донора, вызывает большие сомнения. Но то, что трансплантация вызвала эмоциональный переворот, я не оспариваю. Я цитирую исследование большой популяции реципиентов трансплантата сердца, где около 20 процентов сообщили об изменениях личности.

Если вы посмотрите на других пациентов, перенесших трансплантацию, они также сообщают о значительных изменениях настроения, некоторые из которых объясняются вполне определенными физиологическими причинами. Один из примеров — трансплантация печени. Печень участвует в детоксикации крови, а токсины в крови влияют на мозг.Итак, если вы исправите чью-то неисправную печень, вы также измените его когнитивный ландшафт.

Одна из моих любимых строк в вашей книге: «Люди подобны растениям, цветущим или увядающим с погодой». Есть даже связь между температурой и насилием, не так ли?

Само собой разумеется, что то, что находится вне тела, также влияет на разум. Окружающая среда наводняет мозг примерно 10 мегабайтами информации в секунду. Большая часть этого ввода остается на подсознательном уровне.Один из примеров — температура. Мы можем чувствовать, когда становится слишком жарко, но относительно незначительные перепады температур часто для нас незаметны.

Исследование, проведенное Соломаном Сяном из Принстона, показало, как небольшая разница в температуре может существенно повлиять на случаи насилия и агрессии. Несколько исследований, которые он процитировал, касались обучения полиции в Нидерландах с применением огнестрельного оружия. Изменение температуры в помещении, в котором они выполняли упражнения, заставляло их более или менее стрелять из ружья.

Значит, в Алабаме должно быть больше насилия, чем в Аляске?

Прав. При прочих равных, ключ к хорошему научному исследованию — это хороший контроль. Но сравнение Алабамы и Аляски может быть неубедительным, поскольку есть много различий. В течение большей части года люди на Аляске, вероятно, видят меньше света, чем, например, люди в Алабаме. А наличие цветов и уровней освещенности в нашей окружающей среде также может иметь значительное влияние как на эмоциональные аспекты личности, так и на когнитивные функции.

Многие из нас знают, что недостаток дневного света может вызвать сезонное аффективное расстройство или САР. Менее знакомо влияние цветов. Даже крошечные цветовые обозначения в вашем окружении могут повлиять на ваше поведение. Было обнаружено, например, что цвета сине-зелено-желтого типа имеют тенденцию быть особенно возбуждающими. Красный, судя по его репутации, склонен к агрессии и избеганию. В одном исследовании исследователи поместили маленькие красные или синие подсказки в верхнюю часть ложного экзамена и обнаружили, что люди, у которых были красные подсказки на экзамене, показали худшие результаты.

Новое движение, известное как трансгуманизм

, стремится изменить нас путем реинжиниринга нашего мозга. Объясните их философию и идею Интернет разума , и почему вы считаете, что это опасная и ошибочная идея.

Трансгуманизм с его фокусом на мозг — это создание людей, которые каким-то образом выходят за рамки нормального. Интернет разума — это идея прямого подключения разума к Интернету через имплантаты мозга без необходимости говорить или печатать на клавиатуре или раздражать вещи, на которые мы тратим так много времени.Это не так уж и важно, я считаю, что это темный и опасный поступок. Лично мне это не нравится. Но я думаю, что очарование такого футуристического направления, продвигаемого такими людьми, как Илон Маск, в некоторой степени подпитывается этой церебральной мистикой: идеей о том, что для того, чтобы быть футуристическим в отношении разума, мы должны коснуться мозга. Я утверждаю, что умственную работоспособность можно улучшить, не затрагивая мозг .

Один из примеров, который мне нравится, — это делать людей лучше водителями.Один из главных подходов автомобильной промышленности — полностью исключить людей из поля зрения. Но зачем нам связывать машину с мозгом? Просто тренируйте машину, чтобы она стала лучше. На мой взгляд, нам очень мало нужно бояться мозговых технологий, аналогов которым у нас нет в обществе. Это не революция. Тем не менее, общественное восхищение мозгом заставляет людей размышлять обо всех этих ужасных вещах.

Вы завершаете книгу словами: «Мозг — это биотический орган, включенный в континуум естественных причин и связей, которые вместе вносят вклад в наш биологический разум.«Принеси это нам домой, Алан; Объясните, почему так важно понимать, что мы не

, а наши мозги.

Моя общая тема против узкого мышления. Если мы хотим решить наши проблемы, мы не должны сводить их к проблемам мозга. Нам нужно иметь широкий взгляд, который распознает, как мозг связан как с телом , так и с с окружающей средой; и ищите решения везде, где они лгут. Объяснение человеческого поведения только с точки зрения функции мозга проистекает из своего рода мистического взгляда на мозг и не дает нам развиваться в том направлении, которое наука может нас поощрять.

Это интервью было отредактировано для большей ясности.

Саймон Уорролл курирует Book Talk . Следуйте за ним на Twitter или на simonworrallauthor.com .

Мозг как орган разума

БЕЗ предисловия или других предложений, кроме тех, которые предполагаются в названии его книги, доктор Бастиан приступает к рассмотрению своего предмета, исследуя использование, происхождение и структуру Нервная система.Его мотив, как изложено ниже, в том, чтобы дать себе такой широкий простор в своем методе изложения, состоял в том, чтобы выяснить, не несет ли общее сходство в структуре нервной системы низших животных и человека общее сходство нервной системы с определенными последствиями. общее сходство в образе действий ». Для всех тех, кто, подобно д-ру Бастиану, смотрит на ментальные феномены с точки зрения эволюции, стремясь свести психологию к более или менее трансцендентной ветви физиологии, это, если не необходимое, кажется, по крайней мере, любимым. план; Те читатели, которым требуется посвящение в самые ранние тайны зоологии и физиологии, должны найти этот метод полезным, поскольку подчиняясь руководству опытного и заслуживающего доверия гида, такого как доктор Др.Бастиан, они с легкостью и интересом проводят через поле привлекательной информации к рассмотрению основной проблемы, которую автор постоянно держит в поле зрения. Однако для самого автора этот метод не лишен недостатков. Это приводит его, например, в самом начале его задачи в наиболее гипотетическую область эволюционизма, а именно; то, что связано с началом расхождений от однородного к неоднородному по структуре и функциям; и тем самым дает скептикам и даже тем, кто может иметь более сильную предрасположенность принять его взгляды, возможность приписать его аргументам слабость, присущую не самому аргументу, а нынешнему состоянию быстро развивающейся отрасли науки. , эскиз которой он представил своим читателям.Когда доктор Бастиан, например, обсуждает метод образования мышечной ткани путем повторяющихся сокращений, его язык неизбежно настолько гипотетичен, что его читатели могут склоняться к мысли, что работа, которая начинается в такой туманной форме, вряд ли может закончиться неудачей. удовлетворительное изложение новой философии. Жалко, что ложные выводы следует делать предложениями, не имеющими прямого или существенного отношения к аргументации автора.

Анатомия мозга, Анатомия человеческого мозга

Обзор

Мозг — удивительный трехфунтовый орган, который контролирует все функции тела, интерпретирует информацию из внешнего мира и воплощает сущность разума и души.Интеллект, креативность, эмоции и память — вот лишь некоторые из многих вещей, которыми управляет мозг. Защищенный черепом, мозг состоит из головного мозга, мозжечка и ствола мозга.

Мозг получает информацию через наши пять органов чувств: зрение, обоняние, осязание, вкус и слух — часто многими одновременно. Он собирает сообщения таким образом, который имеет для нас значение, и может хранить эту информацию в нашей памяти. Мозг контролирует наши мысли, память и речь, движения рук и ног, а также функции многих органов нашего тела.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система (ПНС) состоит из спинномозговых нервов, ответвляющихся от спинного мозга, и черепных нервов, ответвляющихся от головного мозга.

Мозг

Мозг состоит из головного мозга, мозжечка и ствола мозга (рис. 1).

Рисунок 1. Мозг состоит из трех основных частей: большого мозга, мозжечка и ствола мозга.

Головной мозг: — самая большая часть мозга, состоящая из правого и левого полушарий.Он выполняет более высокие функции, такие как интерпретация осязаний, зрения и слуха, а также речи, рассуждений, эмоций, обучения и точного контроля движений.

Мозжечок: расположен под головным мозгом. Его функция — координировать движения мышц, поддерживать осанку и баланс.

Ствол мозга: действует как ретрансляционный центр, соединяющий головной мозг и мозжечок со спинным мозгом. Он выполняет множество автоматических функций, таких как дыхание, частота сердечных сокращений, температура тела, циклы бодрствования и сна, пищеварение, чихание, кашель, рвота и глотание.

Правое полушарие — левое полушарие

Головной мозг разделен на две половины: правое и левое полушария (рис. 2). Они соединены пучком волокон, называемым мозолистым телом, который передает сообщения от одной стороны к другой. Каждое полушарие контролирует противоположную сторону тела. Если инсульт произошел в правом полушарии мозга, ваша левая рука или нога может быть слабой или парализованной.

Не все функции полушарий являются общими.В целом левое полушарие контролирует речь, понимание, арифметику и письмо. Правое полушарие контролирует творческие способности, пространственные способности, артистические и музыкальные навыки. Левое полушарие является доминирующим в использовании рук и языком примерно у 92% людей.

Рисунок 2. Головной мозг разделен на левое и правое полушария. Две стороны соединены нервными волокнами мозолистого тела.

Доли головного мозга

Полушария головного мозга имеют отчетливые трещины, которые разделяют мозг на доли.В каждом полушарии по 4 доли: лобная, височная, теменная и затылочная (рис. 3). Каждую долю можно снова разделить на области, которые выполняют очень определенные функции. Важно понимать, что каждая доля мозга не работает в одиночку. Между долями мозга и между правым и левым полушариями существуют очень сложные отношения.

Рисунок 3. Головной мозг разделен на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную.

Лобная доля

  • Личность, поведение, эмоции
  • Суждение, планирование, решение проблем
  • Речь: устная и письменная речь (область Брока)
  • Движение тела (моторная полоса)
  • Интеллект, концентрация, самосознание

Теменная доля

  • Переводит язык, слова
  • Чувство прикосновения, боли, температуры (сенсорная полоска)
  • Интерпретирует сигналы от зрения, слуха, моторики, органов чувств и памяти
  • Пространственно-зрительное восприятие

Затылочная доля

  • Интерпретирует зрение (цвет, свет, движение)

Височная доля

  • Понимание языка (зона Вернике)
  • Память
  • Слух
  • Секвенирование и организация

Язык

В общем, левое полушарие мозга отвечает за язык и речь и называется «доминантным» полушарием.Правое полушарие играет большую роль в интерпретации визуальной информации и пространственной обработке. Примерно у одной трети левшей речевая функция может быть расположена в правом полушарии мозга. Людям-левшам может потребоваться специальное обследование, чтобы определить, находится ли их речевой центр с левой или с правой стороны, перед какой-либо операцией в этой области.

Афазия — это нарушение языка, влияющее на выработку речи, понимание, чтение или письмо, из-за травмы головного мозга — чаще всего в результате инсульта или травмы.Тип афазии зависит от пораженного участка головного мозга.

Область Брока: находится в левой лобной доле (рис. 3). Если эта область повреждена, у человека могут возникнуть трудности с движением языка или лицевых мышц для воспроизведения звуков речи. Человек все еще может читать и понимать разговорный язык, но испытывает трудности с речью и письмом (т. Е. Формирует буквы и слова, не пишет внутри строк) — это называется афазией Брока.

Зона Вернике: находится в левой височной доле (рис. 3).Повреждение этой области вызывает афазию Вернике. Человек может говорить длинными предложениями, не имеющими смысла, добавлять ненужные слова и даже создавать новые слова. Они могут издавать звуки речи, однако им трудно понимать речь, и поэтому они не осознают своих ошибок.

Cortex

Поверхность головного мозга называется корой. Он имеет складчатый вид с холмами и долинами. Кора головного мозга содержит 16 миллиардов нейронов (в мозжечке их 70 миллиардов = 86 миллиардов всего), которые расположены в определенных слоях.Тела нервных клеток окрашивают кору в серо-коричневый цвет, отсюда и название — серое вещество (рис. 4). Под корой находятся длинные нервные волокна (аксоны), которые соединяют области мозга друг с другом — это белое вещество.

Рисунок 4. Кора головного мозга содержит нейроны (серое вещество), которые связаны с другими областями мозга аксонами (белое вещество). Кора имеет складчатый вид. Складка называется извилиной, а впадина между ней — бороздой.

Сворачивание коры увеличивает площадь поверхности мозга, позволяя большему количеству нейронов поместиться внутри черепа и обеспечивая высшие функции.Каждая складка называется извилиной, а каждая бороздка между складками — бороздой. Есть названия складок и бороздок, которые помогают обозначить определенные области мозга.

Глубокие конструкции

Пути, называемые трактами белого вещества, соединяют области коры друг с другом. Сообщения могут перемещаться от одной извилины к другой, от одной доли к другой, от одной части мозга к другой и к структурам глубоко в мозгу (рис. 5).

Рис. 5. Корональный разрез базальных ганглиев.

Гипоталамус: расположен в дне третьего желудочка и является главным регулятором вегетативной системы. Он играет роль в управлении таким поведением, как голод, жажда, сон и сексуальная реакция. Он также регулирует температуру тела, артериальное давление, эмоции и секрецию гормонов.

Гипофиз: находится в небольшом костном кармане у основания черепа, который называется турецким седлом. Гипофиз соединен с гипоталамусом головного мозга ножкой гипофиза.Известная как «главная железа», она контролирует другие эндокринные железы в организме. Он выделяет гормоны, которые контролируют половое развитие, способствуют росту костей и мышц и реагируют на стресс.

Шишковидная железа : расположен за третьим желудочком. Он помогает регулировать внутренние часы организма и циркадные ритмы, выделяя мелатонин. Он играет определенную роль в половом развитии.

Таламус : служит ретрансляционной станцией для почти всей информации, которая приходит и уходит в кору.Он играет роль в болевых ощущениях, внимании, настороженности и памяти.

Базальные ганглии: включают хвостатый, скорлупу и бледный шар. Эти ядра работают с мозжечком, чтобы координировать мелкие движения, такие как движения кончиков пальцев.

Лимбическая система: — это центр наших эмоций, обучения и памяти. В эту систему входят поясная извилина, гипоталамус, миндалевидное тело (эмоциональные реакции) и гиппокамп (память).

Память

Память — это сложный процесс, который включает три фазы: кодирование (определение важной информации), хранение и вызов.Различные области мозга задействованы в разных типах памяти (рис. 6). Ваш мозг должен уделять внимание и репетировать, чтобы событие перешло из кратковременной памяти в долговременную — это называется кодированием.

Рисунок 6. Структуры лимбической системы, участвующие в формировании памяти. Префронтальная кора головного мозга кратковременно хранит недавние события в кратковременной памяти. Гиппокамп отвечает за кодирование долговременной памяти.

  • Кратковременная память , также называемая рабочей памятью, возникает в префронтальной коре.Он хранит информацию около одной минуты, а его емкость ограничена примерно 7 элементами. Например, он позволяет набрать номер телефона, который вам только что сказал. Он также вмешивается во время чтения, чтобы запомнить только что прочитанное предложение, чтобы следующее имело смысл.
  • Долговременная память обрабатывается в гиппокампе височной доли и активируется, когда вы хотите что-то запомнить на более длительное время. Эта память имеет неограниченное количество содержимого и продолжительности.Он содержит личные воспоминания, а также факты и цифры.
  • Память навыков обрабатывается в мозжечке, который передает информацию в базальные ганглии. Он сохраняет автоматически выученные воспоминания, такие как завязывание обуви, игра на музыкальном инструменте или езда на велосипеде.

Желудочки и спинномозговая жидкость

В головном мозге есть полые полости, заполненные жидкостью, называемые желудочками (рис. 7). Внутри желудочков находится ленточная структура, называемая сосудистым сплетением, которая дает прозрачную бесцветную спинномозговую жидкость (CSF).ЦСЖ течет внутри и вокруг головного и спинного мозга, чтобы защитить его от травм. Эта циркулирующая жидкость постоянно всасывается и пополняется.

Рис. 7. ЦСЖ вырабатывается внутри желудочков глубоко в головном мозге. Жидкость спинномозговой жидкости циркулирует внутри головного и спинного мозга, а затем выходит за пределы субарахноидального пространства. Типичные места обструкции: 1) отверстие Монро, 2) акведук Сильвия и 3) обекс.

Есть два желудочка в глубине полушарий головного мозга, которые называются боковыми желудочками.Оба они соединяются с третьим желудочком через отдельное отверстие, называемое отверстием Монро. Третий желудочек соединяется с четвертым желудочком через длинную узкую трубку, называемую акведуком Сильвия. Из четвертого желудочка спинномозговая жидкость течет в субарахноидальное пространство, где омывает и смягчает мозг. ЦСЖ перерабатывается (или абсорбируется) специальными структурами в верхнем сагиттальном синусе, называемыми паутинными ворсинками.

Поддерживается баланс между количеством абсорбированного и производимого CSF.Нарушение или закупорка системы может вызвать накопление спинномозговой жидкости, что может вызвать увеличение желудочков (гидроцефалия) или скопление жидкости в спинном мозге (сирингомиелия).

Череп

Костный череп предназначен для защиты мозга от травм. Череп состоит из 8 костей, которые срастаются по линиям швов. Эти кости включают лобную, теменную (2), височную (2), клиновидную, затылочную и решетчатую кости (рис. 8). Лицо состоит из 14 парных костей, включая верхнюю, скуловую, носовую, небную, слезную, нижние носовые раковины, нижнюю челюсть и сошник.

Рисунок 8. Мозг защищен внутри черепа. Череп образован из восьми костей.

Внутри черепа есть три отдельные области: передняя ямка, средняя ямка и задняя ямка (рис. 9). Врачи иногда используют эти термины для определения локализации опухоли, например, менингиома средней ямки.

Рисунок 9. Вид черепных нервов у основания черепа с удаленным мозгом. Черепные нервы исходят из ствола мозга, выходят из черепа через отверстия, называемые отверстиями, и проходят к иннервируемым частям тела.Ствол мозга выходит из черепа через большое затылочное отверстие. Основание черепа разделено на 3 области: переднюю, среднюю и заднюю ямки.

Подобно кабелям, выходящим из задней части компьютера, все артерии, вены и нервы выходят из основания черепа через отверстия, называемые отверстиями. Большое отверстие в середине (foramen magnum) — это место, где выходит спинной мозг.

Черепные нервы

Мозг сообщается с телом через спинной мозг и двенадцать пар черепных нервов (рис.9). Десять из двенадцати пар черепных нервов, которые контролируют слух, движение глаз, лицевые ощущения, вкус, глотание и движение мышц лица, шеи, плеч и языка, берут начало в стволе мозга. Черепные нервы обоняния и зрения берут начало в головном мозге.

Римская цифра, название и основная функция двенадцати черепных нервов:

.

Номер
Имя
Функция

I

обонятельный

запах

II

оптика

прицел

III

окуломотор

двигает глаз, зрачок

IV

трохлеарный

перемещает проушину

В

тройничный

ощущение лица

VI

похищает

перемещает проушину

VII

лицевая

движется лицом, слюноотделение

VIII

вестибулокохлеарный

слух, баланс

IX

языкоглоточный

вкус, глотать

X

вагус

пульс, пищеварение

XI

аксессуар

перемещает головку

XII

подъязычный

перемещает язычок

Менинги

Головной и спинной мозг покрыт и защищен тремя слоями ткани, называемыми мозговыми оболочками.С самого внешнего слоя внутрь они представляют собой твердую мозговую оболочку, паутинную оболочку и мягкую мозговую оболочку.

Dura mater: представляет собой прочную толстую мембрану, которая плотно прилегает к внутренней части черепа; его два слоя, надкостница и твердая мозговая оболочка, сливаются и разделяются только для образования венозных синусов. Твердая мозговая оболочка образует небольшие складки или отсеки. Есть две особые дюралюминиевые складки — фалкс и тенториум. Соколов разделяет правое и левое полушария головного мозга, а тенториум отделяет головной мозг от мозжечка.

Арахноидальная ткань: представляет собой тонкую перепончатую мембрану, покрывающую весь мозг. Паутинная оболочка состоит из эластичной ткани. Пространство между твердой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой называется субдуральным пространством.

Pia mater: охватывает поверхность мозга, следуя его складкам и бороздкам. Мягкая мозговая оболочка имеет множество кровеносных сосудов, которые проникают глубоко в мозг. Пространство между паутинной оболочкой и мягкой мозговой оболочкой называется субарахноидальным пространством. Именно здесь спинномозговая жидкость омывает мозг и смягчает его.

Кровоснабжение

Кровь поступает в мозг по двум парным артериям, внутренним сонным артериям и позвоночным артериям (рис. 10). Внутренние сонные артерии снабжают большую часть головного мозга.

Рисунок 10. Общая сонная артерия проходит вверх по шее и делится на внутреннюю и внешнюю сонные артерии. Переднее кровообращение головного мозга питается внутренними сонными артериями (ВСА), а заднее кровообращение — позвоночными артериями (ВА).Две системы соединяются в Уиллисском круге (зеленый кружок).

Позвоночные артерии снабжают мозжечок, ствол мозга и нижнюю часть головного мозга. Пройдя через череп, правая и левая позвоночные артерии соединяются вместе, образуя базилярную артерию. Базилярная артерия и внутренние сонные артерии «сообщаются» друг с другом в основании мозга, которое называется Виллизиевым кругом (рис. 11). Связь между внутренней сонной и вертебрально-базилярной системами является важным элементом безопасности мозга.Если один из главных сосудов блокируется, возможно, что побочный кровоток пересечет Вилилисовский круг и предотвратит повреждение мозга.

Рис. 11. Вид сверху на Уиллисовский круг. К внутренней сонной и позвоночно-базилярной системам присоединяются передняя коммуникативная (Acom) и задняя коммуникативная (Pcom) артерии.

Венозное кровообращение головного мозга сильно отличается от кровообращения в остальном теле. Обычно артерии и вены сливаются, поскольку они снабжают и дренируют определенные области тела.Можно подумать, что это пара позвоночных вен и внутренние сонные вены. Однако в мозгу это не так. Коллекторы основных вен интегрированы в твердую мозговую оболочку и образуют венозные синусы — не путать с воздушными синусами на лице и в области носа. Венозные синусы собирают кровь из головного мозга и передают ее во внутренние яремные вены. Верхние и нижние сагиттальные пазухи дренируют головной мозг, кавернозные пазухи дренируют переднее основание черепа. Все пазухи в конечном итоге стекают в сигмовидные пазухи, которые выходят из черепа и образуют яремные вены.Эти две яремные вены, по сути, единственный дренаж мозга.

Клетки головного мозга

Мозг состоит из двух типов клеток: нервных клеток (нейронов) и глиальных клеток.

Нервные клетки

Нейроны бывают разных размеров и форм, но все они состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейрон передает информацию посредством электрических и химических сигналов. Попробуйте представить себе электропроводку в вашем доме. Электрическая цепь состоит из множества проводов, соединенных таким образом, что при включении выключателя зажигается лампочка.Возбужденный нейрон будет передавать свою энергию находящимся поблизости нейронам.

Нейроны передают свою энергию или «разговаривают» друг с другом через крошечный промежуток, называемый синапсом (рис. 12). У нейрона есть много плеч, называемых дендритами, которые действуют как антенны, улавливающие сообщения от других нервных клеток. Эти сообщения передаются в тело ячейки, которое определяет, следует ли передать сообщение. Важные сообщения передаются в конец аксона, где мешочки, содержащие нейротрансмиттеры, открываются в синапс.Молекулы нейротрансмиттера проходят через синапс и входят в специальные рецепторы принимающей нервной клетки, что стимулирует эту клетку передавать сообщение.

Рисунок 12. Нервные клетки состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейроны общаются друг с другом, обмениваясь нейротрансмиттерами через крошечный промежуток, называемый синапсом.

Клетки глии

Глия (греческое слово, означающее клей) — это клетки мозга, которые обеспечивают нейроны питанием, защитой и структурной поддержкой.Глии в 10-50 раз больше, чем нервных клеток, и они являются наиболее распространенным типом клеток, участвующих в опухолях головного мозга.

  • Астроглия или астроциты заботятся о нас — они регулируют гематоэнцефалический барьер, позволяя питательным веществам и молекулам взаимодействовать с нейронами. Они контролируют гомеостаз, защиту и восстановление нейронов, образование рубцов, а также влияют на электрические импульсы.
  • Клетки олигодендроглии создают жировое вещество, называемое миелином, которое изолирует аксоны, позволяя электрическим сообщениям перемещаться быстрее.
  • Эпендимные клетки выстилают желудочки и секретируют спинномозговую жидкость (CSF).
  • Микроглия — это иммунные клетки мозга, защищающие его от захватчиков и убирающие мусор. Они также сокращают синапсы.

Источники и ссылки

Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с Mayfield Brain & Spine по телефону 800-325-7787 или 513-221-1100.

Ссылки

brainfacts.org

мозг.mcgill.ca

обновлено> 4.2018 Отзыв о
> Tonya Hines, CMI, Mayfield Clinic, Цинциннати, Огайо

Сертифицированная медицинская информация Mayfield материалов написаны и разработаны клиникой Mayfield Clinic. Мы соблюдаем стандарт HONcode в отношении достоверной информации о здоровье. Эта информация не предназначена для замены медицинских рекомендаций вашего поставщика медицинских услуг.

Почему ваш мозг не компьютер | Неврология

Мы переживаем одно из величайших научных начинаний — попытку понять самый сложный объект во Вселенной — мозг.Ученые накапливают огромное количество данных о структуре и функциях огромного множества мозгов, от самых маленьких до наших. Десятки тысяч исследователей тратят огромное количество времени и энергии на размышления о том, что делает мозг, и удивительные новые технологии позволяют нам как описывать, так и управлять этой деятельностью.

Теперь мы можем заставить мышь вспомнить что-то о запахе, с которым она никогда не сталкивалась, превратить плохую память мыши в хорошую и даже использовать электрический разряд, чтобы изменить то, как люди воспринимают лица.Мы составляем все более подробные и сложные функциональные карты мозга человека и других людей. У некоторых видов мы можем по желанию изменять саму структуру мозга, в результате меняя поведение животного. Некоторые из самых глубоких последствий нашего растущего мастерства можно увидеть в нашей способности позволить парализованному человеку управлять роботизированной рукой силой своего разума.

Каждый день мы слышим о новых открытиях, проливающих свет на то, как работает мозг, а также о перспективах — или угрозах — новых технологий, которые позволят нам делать такие надуманные вещи, как читать мысли, обнаруживать преступников или даже быть загруженным в компьютер.Неоднократно выпускаются книги, каждая из которых претендует на то, чтобы по-разному объяснить работу мозга.

И все же среди некоторых нейробиологов растет убеждение, что наш будущий путь не ясен. Трудно понять, к чему мы должны двигаться, кроме как просто собрать больше данных или рассчитывать на последний захватывающий экспериментальный подход. Как сказал немецкий нейробиолог Олаф Спорнс: «Нейробиологии по-прежнему в значительной степени не хватает организационных принципов или теоретической основы для преобразования данных мозга в фундаментальные знания и понимание.«Несмотря на накопление огромного количества фактов, наше понимание мозга, похоже, заходит в тупик.

В 2017 году французский нейробиолог Ив Френьяк сосредоточился на нынешней моде сбора огромных объемов данных в дорогостоящих крупномасштабных проектах и ​​утверждал, что цунами данных, которые они производят, ведет к серьезным узким местам, отчасти потому, что: он выразился лаконично: «большие данные — это не знания».

«Всего 20–30 лет назад нейроанатомической и нейрофизиологической информации было относительно мало, в то время как понимание процессов, связанных с сознанием, казалось, было вполне достижимым», — писал Френьяк.«В настоящее время мы тонем в потоке информации. Парадоксально, но всякое чувство глобального понимания находится под угрозой исчезновения. Каждое преодоление технологических барьеров открывает ящик Пандоры, выявляя скрытые переменные, механизмы и нелинейности, добавляя новые уровни сложности ».

Нейробиологи Энн Черчленд и Ларри Эбботт также подчеркнули наши трудности в интерпретации огромного количества данных, которые производятся лабораториями по всему миру: «Для получения глубокого понимания этого натиска потребуются, помимо умелого и творческого применения. экспериментальных технологий, существенного прогресса в методах анализа данных и интенсивного применения теоретических концепций и моделей.

Существуют теоретические подходы к работе мозга, в том числе к самому загадочному, что человеческий мозг может делать — создавать сознание. Но ни одна из этих рамок не получила широкого признания, поскольку ни одна из них еще не прошла решающую проверку экспериментальным исследованием. Возможно, что неоднократные призывы к новой теории могут быть благочестивой надеждой. Можно утверждать, что не существует единой теории функционирования мозга, даже у червя, потому что мозг — это не что-то одно. (Ученым даже трудно дать точное определение того, что такое мозг.)

По наблюдениям Фрэнсиса Крика, соавтора двойной спирали ДНК, мозг представляет собой интегрированную, эволюционировавшую структуру, различные части которой появляются в разные моменты эволюции и адаптированы для решения различных задач. Наше нынешнее понимание того, как все это работает, крайне неполно — например, большинство сенсорных исследований в области нейробиологии было сосредоточено на зрении, а не на запахе; запах концептуально и технически более сложен. Но то, как работают обоняние и зрение, отличается как в вычислительном, так и в структурном отношении.Сосредоточившись на зрении, мы развили очень ограниченное понимание того, что делает мозг и как он это делает.

Природа мозга — одновременно интегрированный и составной — может означать, что наше будущее понимание неизбежно будет фрагментировано и состоять из разных объяснений для разных частей. Черчленд и Эбботт объяснили это следующим образом: «Глобальное понимание, когда оно придет, скорее всего, примет форму очень разнообразных панелей, свободно сшитых вместе в лоскутное одеяло.


На протяжении более полувека все эти весьма разнообразные панели лоскутного шитья, над которыми мы работали, были созданы, полагая, что мозговые процессы включают что-то вроде тех, что выполняются в компьютере. Но это не значит, что эта метафора будет полезна и в будущем. В самом начале цифровой эпохи, в 1951 году, нейробиолог-пионер Карл Лэшли выступил против использования каких-либо машинных метафор.

«Декарт был впечатлен гидравлическими фигурами в королевских садах и разработал гидравлическую теорию действия мозга», — писал Лэшли.«С тех пор у нас были теории телефона, теории электрического поля, а теперь и теории, основанные на вычислительных машинах и автоматических рулях направления. Я предполагаю, что мы с большей вероятностью узнаем о том, как работает мозг, изучая сам мозг и явления поведения, чем прибегая к надуманным физическим аналогиям ».

Это отказ от метафоры недавно пошел еще дальше французским нейробиологом Роменом Бреттом, который бросил вызов самой фундаментальной метафоре функции мозга: кодированию.С момента своего появления в 1920-х годах идея нейронного кода стала доминировать в нейробиологическом мышлении — за последние 10 лет было опубликовано более 11000 статей по этой теме. Фундаментальная критика Бретта заключалась в том, что, размышляя о «коде», исследователи непреднамеренно отклоняются от технического смысла, в котором существует связь между стимулом и активностью нейрона, к репрезентативному чувству, согласно которому нейронные коды представляют этот стимул. .

Неустановленное значение в большинстве описаний нейронного кодирования состоит в том, что активность нейронных сетей представляется идеальному наблюдателю или читателю в мозгу, часто описываемым как «нисходящие структуры», которые имеют доступ к оптимальному способу декодирования сигналов.Но способы, которыми такие структуры на самом деле обрабатывают эти сигналы, неизвестны и редко предполагаются явно, даже в простых моделях функций нейронных сетей.

МРТ головного мозга. Фотография: Getty / iStockphoto

Обработка нейронных кодов обычно рассматривается как последовательность линейных шагов — как ряд домино, падающих один за другим. Однако мозг состоит из очень сложных нейронных сетей, которые связаны между собой и связаны с внешним миром для осуществления действий.Сосредоточение внимания на наборах сенсорных и обрабатывающих нейронов без привязки этих сетей к поведению животного упускает смысл всей этой обработки.

Рассматривая мозг как компьютер, который пассивно реагирует на ввод и обрабатывает данные, мы забываем, что это активный орган, часть тела, которая вмешивается в мир и имеет эволюционное прошлое, которое сформировало его структуру и функция. Такой взгляд на мозг изложил венгерский нейробиолог Дьердь Бужаки в своей недавней книге «Мозг изнутри».По словам Бужаки, мозг не просто пассивно поглощает стимулы и представляет их через нейронный код, а, скорее, активно ищет альтернативные возможности для проверки различных вариантов. Его вывод, сделанный учеными еще в 19 веке, заключается в том, что мозг не представляет информацию: он ее конструирует.

Метафоры нейробиологии — компьютеры, кодирование, электрические схемы и так далее — неизбежно частичны. Такова природа метафор, которые интенсивно изучаются философами науки и учеными, поскольку они кажутся центральными в образе мышления ученых.Но метафоры также богаты и позволяют проникнуть в суть и сделать открытия. Наступит момент, когда понимание, которое они допускают, будет перевешиваться ограничениями, которые они налагают, но в случае вычислительных и репрезентативных метафор мозга нет согласия, что такой момент наступил. С исторической точки зрения, сам факт проведения этих дебатов предполагает, что мы действительно приближаемся к концу вычислительной метафоры. Однако неясно, что его заменит.

Ученые часто приходят в восторг, когда понимают, как их взгляды формировались с помощью метафор, и понимают, что новые аналогии могут изменить их понимание своей работы или даже дать им возможность разрабатывать новые эксперименты. Придумывать эти новые метафоры непросто — большинство из тех, что использовались в прошлом в отношении мозга, были связаны с новыми видами технологий. Это может означать, что появление новых и проницательных метафор для мозга и того, как он функционирует, зависит от будущих технологических прорывов, наравне с гидроэнергетикой, телефонной станцией или компьютером.Нет никаких признаков такого развития; Несмотря на последние модные слова — блокчейн, квантовое превосходство (или что-то квантовое), нанотехнологии и так далее — маловероятно, что эти области изменят технологии или наше представление о том, что делает мозг.


Одним из признаков того, что наши метафоры могут терять свою объяснительную силу, является широко распространенное предположение, что многое из того, что делает нервная система, от простых систем до появления сознания у людей, может быть объяснено только как эмерджентные свойства — вещи, которые вы не может предсказать из анализа компонентов, но которые появляются как функции системы.

В 1981 году британский психолог Ричард Грегори утверждал, что использование эмерджентности как способа объяснения функции мозга указывает на проблему с теоретической основой: «Появление« эмерджентности »вполне может быть признаком того, что более общая (или как минимум другая) нужна концептуальная схема … Хорошие теории должны убрать видимость эмерджентности. (Таким образом, объяснения с точки зрения появления ложны.) »

При этом не учитывается тот факт, что существуют разные виды появления: слабые и сильные.Слабые эмерджентные особенности, такие как движение стаи крошечной рыбки в ответ на акулу, можно понять с точки зрения правил, управляющих поведением их составных частей. В таких случаях очевидно загадочное групповое поведение основывается на поведении особей, каждый из которых реагирует на такие факторы, как движение соседа, или внешние раздражители, такие как приближение хищника.

Этот вид слабого возникновения не может объяснить активность даже простейших нервных систем, не говоря уже о работе вашего мозга, поэтому мы возвращаемся к сильному возникновению, когда возникающее явление не может быть объяснено активностью отдельных компонентов.И вы, и страница, на которой вы это читаете, состоите из атомов, но ваша способность читать и понимать проистекает из особенностей, которые возникают через атомы в вашем теле, формируя структуры более высокого уровня, такие как нейроны и их схемы возбуждения, — а не просто из атомы взаимодействуют.

Сильная эмерджентность недавно подверглась критике со стороны некоторых нейробиологов как рискованная «метафизическая неправдоподобность», потому что не существует ни очевидного причинного механизма, ни какого-либо единственного объяснения того, как возникает эмерджентность.Как и Грегори, эти критики утверждают, что использование эмерджентности для объяснения сложных явлений предполагает, что нейробиология находится на ключевом историческом этапе, подобном тому, который видел медленное превращение алхимии в химию. Но столкнувшись с загадками нейробиологии, эмерджентность часто является нашим единственным прибежищем. И это не так уж и глупо — удивительные свойства программ глубокого обучения, которые по сути не могут быть объяснены людьми, которые их разрабатывают, по сути, являются эмерджентными свойствами.

Интересно, что в то время как некоторые нейробиологи сбиты с толку метафизикой эмерджентности, исследователи искусственного интеллекта упиваются этой идеей, полагая, что явная сложность современных компьютеров или их взаимосвязь через Интернет приведет к тому, что драматично называют необычность.Машины станут сознательными.

Существует множество вымышленных исследований этой возможности (в которых вещи часто заканчиваются плохо для всех заинтересованных лиц), и эта тема, безусловно, будоражит воображение публики, но кроме нашего незнания того, как работает сознание, нет никаких оснований полагать, что это произойдет в ближайшее время. В принципе, это должно быть возможно, потому что рабочая гипотеза состоит в том, что разум — это продукт материи, который, следовательно, мы должны иметь возможность имитировать в устройстве.Но масштаб сложности даже простейшего мозга превосходит любую машину, которую мы сейчас можем себе представить. В ближайшие десятилетия — столетия — сингулярность будет предметом научной фантастики, а не науки.

Родственный взгляд на природу сознания превращает метафору мозга как компьютера в строгую аналогию. Некоторые исследователи рассматривают разум как своего рода операционную систему, реализованную на нейронном оборудовании, подразумевая, что наш разум, рассматриваемый как особое вычислительное состояние, может быть загружен на какое-то устройство или в другой мозг.В том виде, как это обычно преподносят, это неправильно или, в лучшем случае, безнадежно наивно.

Рабочая гипотеза материалистов состоит в том, что мозг и разум людей, личинок и всего остального идентичны. Нейроны и поддерживаемые ими процессы, включая сознание, — это одно и то же. В компьютере программное обеспечение и оборудование разделены; однако наш мозг и наш разум состоят из того, что лучше всего можно описать как «мокрое ПО», в котором то, что происходит, и то, где это происходит, полностью взаимосвязаны.

Представление о том, что мы можем перепрофилировать нашу нервную систему для запуска других программ или загрузки нашего разума на сервер, может показаться научным, но за этой идеей скрывается нематериалистическая точка зрения, восходящая к Декарту и далее. Это означает, что наш разум каким-то образом плавает в нашем мозгу и может быть перенесен в другую голову или заменен другим разумом. Можно было бы придать этой идее видимость научной респектабельности, представив ее в терминах чтения состояния набора нейронов и записи этого на новый субстрат, органический или искусственный.

Но чтобы даже представить себе, как это может работать на практике, нам потребуется как понимание нейронных функций, выходящее далеко за рамки того, что мы можем сейчас себе представить, и потребует невообразимо огромных вычислительных мощностей, так и моделирование, которое точно имитировало бы структуру рассматриваемый мозг. Чтобы это было возможно даже в принципе, нам сначала нужно было бы полностью смоделировать активность нервной системы, способной удерживать одно состояние, не говоря уже о мысли.Мы так далеки от этого первого шага, что возможность загрузки вашего разума может быть отвергнута как фантастика, по крайней мере, до далекого будущего.


На данный момент метафора «мозг как компьютер» сохраняет свое доминирование, хотя существуют разногласия по поводу того, насколько сильна эта метафора. В 2015 году робототехник Родни Брукс выбрал вычислительную метафору мозга как свою домашнюю ненависть в своем вкладе в сборник эссе под названием This Idea Must Die. Менее драматично, но делая аналогичные выводы, два десятилетия назад историк С. Райан Йоханссон утверждал, что «бесконечные споры об истинности или ложности метафор вроде« мозг — это компьютер »- пустая трата времени.Предлагаемые отношения являются метафорическими, и они приказывают нам что-то делать, а не пытаются сказать нам правду ».

С другой стороны, американский эксперт в области искусственного интеллекта Гэри Маркус выступил в защиту компьютерной метафоры: «В двух словах, компьютеры представляют собой систематические архитектуры, которые принимают входные данные, кодируют и обрабатывают информацию, а также преобразуют их. в выходы. Насколько мы можем судить, мозг именно так. На самом деле вопрос не в том, является ли мозг процессором информации как таковой, а скорее в том, как мозг хранит и кодирует информацию и какие операции они выполняют с этой информацией после того, как она закодирована.

Маркус продолжал утверждать, что задача нейробиологии — «реконструировать» мозг, во многом так же, как можно изучать компьютер, исследуя его компоненты и их взаимосвязи, чтобы расшифровать, как он работает. Это предложение существует уже некоторое время. В 1989 году Крик признал ее привлекательность, но почувствовал, что она потерпит неудачу из-за сложной и запутанной эволюционной истории мозга — он резко заявил, что это все равно что пытаться реконструировать часть «инопланетной технологии». Он утверждал, что попытки найти общее объяснение того, как работает мозг, логически вытекает из его структуры, обречены на провал, потому что отправная точка почти наверняка неверна — общей логики нет.

Обратный инжиниринг компьютера часто используется в качестве мысленного эксперимента, чтобы показать, как в принципе мы могли бы понять мозг. Эти мысленные эксперименты неизбежно оказываются успешными, побуждая нас следовать этому способу понимания мягких органов в нашей голове. Но в 2017 году пара нейробиологов решила провести эксперимент на реальном компьютерном чипе, который имел реальную логику и реальные компоненты с четко спроектированными функциями. Дела пошли не так, как ожидалось.

Дуэт — Эрик Джонас и Конрад Пол Кординг — использовали те самые методы, которые они обычно использовали для анализа мозга, и применили их к процессору MOS 6507, который использовался в компьютерах конца 70-х — начала 80-х годов, что позволяло этим машинам запускать такие видеоигры, как как Donkey Kong и Space Invaders.

Во-первых, они получили коннектом микросхемы путем сканирования содержащихся в нем транзисторов режима улучшения 3510 и моделирования устройства на современном компьютере (включая запуск игровых программ в течение 10 секунд). Затем они использовали весь спектр нейробиологических методов, таких как «повреждения» (удаление транзисторов из моделирования), анализ «пиковой» активности виртуальных транзисторов и изучение их связи, наблюдая влияние различных манипуляций на поведение системы. , который измеряется его способностью запускать каждую из игр.

Несмотря на развертывание этого мощного аналитического арсенала и несмотря на то, что существует четкое объяснение того, как работает чип (это «основная истина», говоря техноязыком), исследование не смогло выявить иерархию обработки информации, которая происходит внутри чип. Как выразились Джонас и Кординг, эти методы не привели к «значительному пониманию». Их вывод был мрачным: «В конечном итоге проблема не в том, что нейробиологи не могут понять микропроцессор, проблема в том, что они не поймут его, учитывая подходы, которые они сейчас используют.

Этот отрезвляющий результат говорит о том, что, несмотря на привлекательность компьютерной метафоры и тот факт, что мозг действительно обрабатывает информацию и каким-то образом представляет внешний мир, нам все же необходимо совершить значительные теоретические открытия, чтобы добиться прогресса. Даже если бы наш мозг был спроектирован в соответствии с логическими линиями, а это не так, наши нынешние концептуальные и аналитические инструменты были бы совершенно неадекватными для задачи их объяснения. Это не означает, что проекты моделирования бессмысленны — моделируя (или моделируя), мы можем проверять гипотезы, и, связывая модель с хорошо зарекомендовавшими себя системами, которыми можно точно управлять, мы можем получить представление о том, как функционирует реальный мозг.Это чрезвычайно мощный инструмент, но требуется определенная степень скромности, когда дело касается заявлений, сделанных для таких исследований, и необходим реализм в отношении трудностей, связанных с проведением параллелей между мозгом и искусственными системами.

Современные методы «обратного проектирования» не могут дать правильного понимания микросхемы консоли Atari, не говоря уже о человеческом мозге. Фотография: Radharc Images / Alamy

Даже такая очевидная вещь, как определение емкости памяти мозга, разваливается, когда это делается.Подобные расчеты чреваты концептуальными и практическими трудностями. Мозг — это естественное эволюционное явление, а не цифровое устройство. Хотя часто утверждается, что определенные функции тесно локализованы в мозге, как в машине, эта уверенность неоднократно подвергалась сомнению новыми нейроанатомическими открытиями неожиданных связей между областями мозга или удивительными примерами пластичности, в которых люди могут функционировать. обычно без кусочков мозга, якобы посвященных определенному поведению.

На самом деле сами структуры мозга и компьютера совершенно разные. В 2006 году Ларри Эбботт написал эссе под названием «Где на этой штуке переключатели?», В котором он исследовал потенциальные биофизические основы самого элементарного компонента электронного устройства — переключателя. Хотя тормозящие синапсы могут изменять поток активности, делая нижележащий нейрон невосприимчивым, такие взаимодействия в мозге относительно редки.

Нейрон — это не бинарный переключатель, который можно включать или выключать, образуя электрическую схему.Вместо этого нейроны реагируют аналогично, изменяя свою активность в ответ на изменения в стимуляции. Нервная система изменяет свою работу путем изменения паттернов активации в сетях клеток, состоящих из большого числа единиц; именно эти сети направляют, переключают и шунтируют активность. В отличие от любого устройства, которое мы когда-либо представляли, узлы этих сетей не являются стабильными точками, такими как транзисторы или клапаны, а являются наборами нейронов — сотнями, тысячами, десятками тысяч — которые могут последовательно реагировать как сеть с течением времени, даже если компонент клетки демонстрируют непоследовательное поведение.

Понимание даже самых простых из таких сетей в настоящее время недоступно. Ева Мардер, нейробиолог из Университета Брандейса, большую часть своей карьеры провела, пытаясь понять, как несколько десятков нейронов в желудке омара производят ритмичное измельчение. Несмотря на огромные усилия и изобретательность, мы все еще не можем предсказать эффект изменения одного компонента в этой крошечной сети, которая даже не является простым мозгом.

Это большая проблема, которую мы должны решить. С одной стороны, мозг состоит из нейронов и других клеток, которые взаимодействуют друг с другом в сети, на активность которых влияет не только синаптическая активность, но и различные факторы, такие как нейромодуляторы.С другой стороны, очевидно, что функция мозга включает сложные динамические паттерны нейрональной активности на популяционном уровне. Я подозреваю, что найти связь между этими двумя уровнями анализа будет проблемой на протяжении большей части оставшегося века. А перспектива правильного понимания того, что происходит в случаях психического заболевания, еще дальше.

Не все нейробиологи пессимистичны — некоторые уверенно заявляют, что применение новых математических методов позволит нам понять бесчисленные взаимосвязи в человеческом мозге.Другие, такие как я, предпочитают изучать животных на другом конце шкалы, сосредотачивая наше внимание на крошечных мозгах червей или личинок и используя хорошо зарекомендовавший себя подход, заключающийся в стремлении понять, как работает простая система, а затем применять эти уроки к большему количеству людей. сложные случаи. Многие нейробиологи, если они вообще задумываются о проблеме, просто считают, что прогресс неизбежно будет постепенным и медленным, потому что не существует великой единой теории мозга, скрывающейся за углом.

Существует множество альтернативных сценариев того, как может развиваться будущее нашего понимания мозга: возможно, различные вычислительные проекты будут успешными, и теоретики взломают функционирование всего мозга, или коннектомы раскроют принципы работы мозга, которые являются в настоящее время скрыто от нас. Или теория каким-то образом всплывет из огромного количества данных изображений, которые мы генерируем. Или мы постепенно соберем теорию (или теории) из серии отдельных, но удовлетворительных объяснений.Или, сосредоточившись на простых принципах нейронной сети, мы поймем организацию более высокого уровня. Или какой-нибудь радикально новый подход, объединяющий физиологию, биохимию и анатомию, прольет решающий свет на то, что происходит. Или новые сравнительные эволюционные исследования покажут, как другие животные обладают сознанием, и дадут представление о функционировании нашего собственного мозга. Или невообразимые новые технологии изменят все наши взгляды, предоставив радикально новую метафору для мозга. Или наши компьютерные системы предоставят нам новую тревожную информацию, став сознательными.Или новая структура появится из кибернетики, теории управления, теории сложности и динамических систем, семантики и семиотики. Или мы согласимся с тем, что теории не существует, потому что у мозга нет общей логики, а есть только адекватные объяснения каждой крошечной части, и нам придется довольствоваться этим. Или —

Это отредактированный отрывок из книги Мэтью Кобба «Идея мозга», которая будет опубликована в Великобритании 12 марта на сайте Profile и 21 апреля на сайте Basic Books в США и доступна в магазине guardianbookshop.com

Подпишитесь на длинное чтение в Твиттере по адресу @gdnlongread и подпишитесь на длинное еженедельное электронное письмо здесь.

Мы — больше, чем наш мозг: о нейробиологии и о человеке

Более 2000 лет назад полумифический отец медицины, Гиппократ из Кос, бросил вызов спиритуалистам своего времени, сделав смелое заявление о природе человека. разум. В ответ на сверхъестественные объяснения психических явлений Гиппократ настаивал на том, что «не из чего иного, кроме мозга, рождаются радости, восторги, смех и спортивные состязания, а также печали, печали, уныние и причитания».В современную эпоху слова Гиппократа превратились в лозунг поп-нейробиологии, дружественный к Твиттеру: «Мы — наши мозги». Это сообщение перекликается с недавними тенденциями обвинять в преступлении мозг, переопределять психические заболевания как болезни мозга и в футуристических технологических кругах — представить себе улучшение или сохранение нашей жизни путем улучшения или сохранения нашего мозга. От творчества до наркомании — едва ли есть такой аспект человеческого поведения, который не был бы связан с функцией мозга.Сегодня многим людям мозг кажется современным суррогатом души.

Но в романтических отношениях публики с мозгом теряется самый фундаментальный урок, который нейробиология должна преподать нам: орган нашего разума — это чисто физическая сущность, концептуально и причинно встроенная в мир природы. Хотя мозг необходим почти для всего, что мы делаем, он никогда не работает в одиночку. Вместо этого его функция неразрывно связана с телом и окружающей его средой. Взаимозависимость этих факторов, однако, замаскирована культурным феноменом, который я называю « церебральной мистикой » — повсеместной идеализацией мозга и его исключительной важности, которая защищает традиционные представления о различиях между разумом и телом, свободе воли и природе сама мысль.

Таинственность выражается во многих формах, начиная от повсеместных изображений сверхъестественного и сверхсложного мозга в научной фантастике и популярных СМИ до более трезвых, научно обоснованных концепций когнитивной функции, которые подчеркивают неорганические качества или ограничивают психические процессы нервными структурами. Эта идеализация почти рефлекторно принимается как мирянами, так и учеными (включая меня!), И она совместима как с материалистическим, так и с духовным мировоззрением.Церебральная мистика может помочь повысить энтузиазм к нейробиологии — важное последствие — но она резко ограничивает нашу способность анализировать человеческое поведение и решать важные социальные проблемы.

Широко распространенная аналогия мозга с компьютером вносит большой вклад в мозговую мистику, отделяя мозг от остальной биологии. Контраст между мозгом, похожим на машину, и влажным хаотическим беспорядком, который есть во всех остальных частях нашего тела, устанавливает различие между мозгом и телом, которое аналогично историческому различию между разумом и телом, проведенному ранними философами, такими как Рене Декарт.В соответствии с западными религиозными представлениями о душе, Декарт в 17 веке постулировал, что разум — это эфирная сущность, которая взаимодействует с телом, но не соединяется с ним. Своей вневременной аксиомой «Я думаю, следовательно, я есть» Декарт поместил разум в его собственную вселенную, автономную от материального мира.

В той мере, в какой мозг похож на машину, нам легче представить, как мы удалим его из головы, сохраним на вечность, клонируем или отправим в космос.Таким образом, цифровой мозг кажется отделенным от тела как по своей сущности, так и по причинно-следственным связям, во многом подобно отстраненному духу Декарта. Возможно, не случайно, что некоторые из наиболее влиятельных неорганических аналогий с мозгом были введены учеными-физиками, которые в последние годы своей жизни занялись проблемой сознания так же, как пожилые люди иногда принимают религию. Джон фон Нейман, пионер компьютеров, был самым известным из них; он написал влиятельную книгу Компьютер и мозг (1958) незадолго до своей смерти в 1957 году, положив начало этой устойчивой аналогии на самом заре цифровой эры.

Мозг, несомненно, в чем-то похож на компьютер — в конце концов, компьютеры были изобретены для выполнения функций, подобных мозгу, — но мозг — это гораздо больше, чем просто связка проволочных нейронов и электрических импульсов, которые они, как известно, распространяют. Функция каждого нейроэлектрического сигнала заключается в высвобождении небольшого потока химических веществ, которые помогают стимулировать или подавлять клетки мозга, во многом так же, как химические вещества активируют или подавляют такие функции, как производство глюкозы клетками печени или иммунные реакции белых кровяных телец.Даже электрические сигналы мозга являются продуктами химических веществ, называемых ионами, которые входят в клетки и выходят из них, вызывая крошечные колебания, которые могут распространяться независимо от нейронов.

Также от нейронов отличаются относительно пассивные клетки мозга, называемые глия (по-гречески клей), которые примерно равны по количеству нейронам, но не проводят электрические сигналы таким же образом. Недавние эксперименты на мышах показали, что манипулирование этими нехаризматичными клетками может оказывать драматическое влияние на поведение.В одном эксперименте исследовательская группа из Японии показала, что прямая стимуляция глии в области мозга, называемой мозжечком, может вызывать поведенческую реакцию, аналогичную изменениям, чаще вызываемым стимуляцией нейронов. Другое замечательное исследование показало, что трансплантация глиальных клеток человека в мозг мышей повысила производительность животных в обучающих тестах, снова продемонстрировав важность глии в формировании функции мозга. Химические вещества и клей так же важны для работы мозга, как проводка и электричество.С учетом этих влажных элементов мозг больше похож на органическую часть тела, чем на идеализированный протез, который многие люди представляют.

Стереотипы о сложности мозга также вносят свой вклад в загадочность мозга и его отличия от тела. Называть мозг «самым сложным в известной Вселенной» стало клише. Это высказывание вдохновлено открытием, что человеческий мозг содержит что-то порядка 100000000000 нейронов, каждый из которых создает около 10000 соединений (синапсов) с другими нейронами.Пугающий характер таких чисел служит прикрытием для людей, которые утверждают, что нейробиология никогда не расшифрует сознание или что свобода воли каким-то образом скрывается среди миллиардов и миллиардов.

Мозг вороны меньше человеческого, чем на 1 процент, но обладает когнитивными способностями, сравнимыми с мозгом горилл

Но огромное количество клеток в человеческом мозге вряд ли может объяснить его выдающиеся способности. В печени человека примерно такое же количество клеток, что и в мозге, но, конечно, это не дает таких же результатов.Сами мозг различается по размеру в значительном диапазоне — примерно на 50 процентов по массе и вероятному количеству мозговых клеток. Радикальное удаление половины мозга иногда применяется для лечения эпилепсии у детей. Комментируя когорту из более чем 50 пациентов, перенесших эту процедуру, команда из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе написала, что они были « потрясены очевидным сохранением памяти после удаления половины мозга, или половины, и сохранением личность ребенка и чувство юмора ».Ясно, что не каждая клетка мозга священна.

Если заглянуть в царство животных, огромные размеры мозга вообще не коррелируют с кажущейся когнитивной способностью. Одними из самых проницательных животных являются врановые (вороны, вороны и грачи), у которых размер мозга меньше 1% человеческого мозга, но они все же обладают умственными способностями, сравнимыми с шимпанзе и гориллами. Поведенческие исследования показали, что эти птицы могут создавать и использовать орудия труда и узнавать людей на улице, чего, как известно, не достигают даже многие приматы.В отдельных отрядах животные с похожими характеристиками также имеют огромные различия в размере мозга. Среди грызунов, например, мы можем найти 80-граммовый мозг капибары с 1,6 миллиардами нейронов и 0,3-граммовый мозг карликовой мыши с менее чем 60 миллионами нейронов. Несмотря на более чем 100-кратную разницу в размерах мозга, эти виды живут в одинаковых средах обитания, ведут одинаковый социальный образ жизни и не демонстрируют очевидных различий в интеллекте. Хотя нейробиология только начинает анализировать функции мозга даже у мелких животных, такие ориентиры показывают, что ошибочно вводить в заблуждение мозг из-за огромного количества его компонентов.

Обыгрывание машинных качеств мозга или его невероятной сложности отделяет его от остального биологического мира с точки зрения его состава . Но родственная форма различия между мозгом и телом преувеличивает, насколько мозг стоит особняком с точки зрения его автономии от тела и окружающей среды. Этот привкус дуализма усиливает церебральную мистику, укрепляя репутацию мозга как центра управления, восприимчивого к телесным воздействиям и воздействиям окружающей среды, но по-прежнему находящегося в ведении.

Вопреки этой идее, на наш мозг постоянно влияют потоки сенсорной информации. Окружающая среда каждую секунду передает в мозг множество мегабайт сенсорных данных, которых достаточно, чтобы вывести из строя многие компьютеры. У мозга нет брандмауэра против этого натиска. Исследования с помощью визуализации мозга показывают, что даже тонкие сенсорные стимулы влияют на области мозга, от низкоуровневых сенсорных областей, где входные данные поступают в мозг, до частей лобной доли, высокоуровневой области мозга, которая расширена у людей по сравнению со многими другими. приматы.

Многие из этих стимулов, кажется, напрямую контролируют нас. Например, когда мы смотрим на иллюстрации, нам часто кажется, что визуальные элементы захватывают наши глаза и направляют взгляд в пространственные узоры, которые в значительной степени воспроизводятся от человека к человеку. Если мы видим лицо, наше внимание рефлекторно перемещается между глазами, носом и ртом, подсознательно улавливая ключевые черты. Когда мы идем по улице, наш разум аналогичным образом управляется окружающими стимулами — гудком автомобильного гудка, миганием неонового света, запахом пиццы — каждый из которых направляет наши мысли и действия, даже если мы этого не делаем. Я не понимаю, что что-то случилось.

Сигналы изнутри тела влияют на поведение так же сильно, как и воздействия окружающей среды

Еще дальше, за пределами нашего радара, находятся особенности окружающей среды, которые действуют в более медленном временном масштабе, чтобы влиять на наше настроение и эмоции. Сезонный низкий уровень освещенности известен своей корреляцией с депрессией — феноменом, впервые описанным южноафриканским врачом Норманом Розенталем вскоре после того, как он переехал из солнечного Йоханнесбурга в серые северо-восточные США в 1970-х годах.Цвета в нашем окружении также влияют на нас. Хотя идея о том, что цвета обладают психической силой, вызывает мистицизм Нью Эйдж, тщательные эксперименты неоднократно связывали холодные цвета, такие как синий и зеленый, с положительными эмоциональными реакциями, а горячие красные оттенки — с отрицательными. В одном примере исследователи показали, что участники показали худшие результаты в тестах IQ, отмеченных красными метками, чем в тестах, отмеченных зеленым или серым; другое исследование показало, что испытуемые лучше справлялись с компьютеризированными тестами на креативность, проведенными на синем фоне, чем на красном фоне.

Сигналы изнутри тела влияют на поведение так же сильно, как и влияние окружающей среды, снова узурпируя команду мозга и бросая вызов идеализированным представлениям о его превосходстве. Особенно мощным путем для реципрокных взаимодействий между мозгом и телом является так называемая ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA), названная в честь набора структур внутри и вне мозга, которые вместе координируют легендарную реакцию «бей или беги». Активация оси HPA часто запускается связанными со страхом сигналами мозга, которые приводят к секреции кортизола и адреналина из железы, расположенной над почками.Эти гормоны приводят к ряду телесных изменений, которые влияют на дыхание, частоту сердечных сокращений, остроту чувствительности и многие другие переменные, обеспечивая обратную связь с мозгом и замыкая цепь взаимного взаимодействия мозга и тела. В некоторых случаях ось HPA может быть задействована извне головного мозга, как при беременности, когда выброс кортизола возникает сам по себе из плаценты.

Ось HPA обеспечивает один из путей, по которым наши эмоциональные состояния в более общем смысле связаны с изменениями всего тела, которые выходят далеко за пределы мозга.Мониторинг наблюдаемых извне физиологических параметров, таких как проводимость кожи и дыхание, долгое время поддерживал идею о том, что различные эмоции вызывают различные реакции, соответствующие их восприятию. В исследовании 2014 года группа исследователей под руководством Лаури Нумменмаа из Университета Аалто в Финляндии попросила участников описать телесные ощущения, которые они связывают с 14 различными эмоциями. Результатом стал потрясающий набор «телесных карт» эмоций, раскрывающих разнообразные паттерны повышенной и пониженной чувствительности, связанные с чувствами гнева, страха, счастья, депрессии, любви и так далее.Способность испытуемых сообщать о своих ощущениях подчеркивает, что телесные изменения являются частью того, как переживаются эмоции, а не просто пассивными последующими последствиями связанной с эмоциями мозговой активности.

Удивительным открытием последних лет является тот факт, что микробы, живущие в кишечнике, также являются частью физиологической сети, которая определяет наши эмоции. Изменение микробной популяции кишечника путем употребления в пищу продуктов, богатых бактериями, или прохождения отталкивающей процедуры, называемой фекальной трансплантацией, может изменить такие характеристики, как беспокойство и агрессия.Ключевой эксперимент был проведен на мышах, где двухстороннего обмена кишечными микробами между обычно застенчивой линией мышей BALB / c и более уходящей штаммом NIH Swiss было достаточно, чтобы изменить эти две личности. У пациентов, перенесших трансплантацию органов, когнитивные и эмоциональные эффекты также являются обычным явлением. Некоторые из них связаны с исправлением состояния здоровья, которое в первую очередь потребовало пересадки. Например, печеночная или почечная недостаточность вызывает накопление в крови токсинов, таких как аммиак; это, в свою очередь, вызывает когнитивные трудности, которые можно исправить, заменив больной орган.Но даже такие процедуры, как наложение швов на живот, которые не излечивают болезнь, вызывают изменения личности примерно у 50 процентов пациентов.

Такие примеры показывают, насколько то, что происходит в мозгу, переплетается с тем, что происходит в организме и в окружающей среде. Между мозгом и его окружением нет причинной или концептуальной границы. Аспекты церебральной мистики — идеализированные представления о мозге как о неорганическом, гиперкомплексном, самодостаточном и автономном — терпят неудачу, когда мы более внимательно смотрим на то, из чего состоит мозг и как он работает.Интегрированное участие мозга, тела и окружающей среды — это именно то, что отличает биологический разум от наличия души, и последствия этого различия огромны.

Что наиболее важно, церебральная мистика порождает обманчивое ощущение, что мозг является основным двигателем наших мыслей и действий. Когда мы стремимся понять человеческое поведение, таинственность побуждает нас думать в первую очередь о причинах, связанных с мозгом, и уделять меньше внимания факторам за пределами головы. Это заставляет нас переоценивать роль индивидов и недооценивать роль контекстов в целом ряде культурных явлений.

Например, в сфере уголовного правосудия некоторые авторы предлагают обвинить мозг преступника в проступках. Этот аргумент часто ссылается на случай Чарльза Уитмена, который в 1966 году совершил одно из первых массовых расстрелов в США в Техасском университете. Уитмен сообщал о психологических расстройствах за несколько месяцев до преступления, а вскрытие позже показало, что большая опухоль росла возле части его мозга, называемой миндалевидным телом, которая участвует в стрессе и эмоциональной регуляции.Но хотя сторонники обвинения мозга будут утверждать, что опухоль мозга Уитмена могла стать причиной его преступления, более серьезная реальность такова, что поступок Уитмена произошел на фоне многих других предрасполагающих факторов: взросления с жестоким отцом, недавнего развода его родителей, Неоднократный отказ Уитмена от карьеры и военный трибунал от армии, его злоупотребление психоактивными веществами, большой физический рост и доступ к мощному оружию. Даже высокая температура в день преступления — 99 градусов по Фаренгейту (37 градусов по Цельсию) — могла способствовать агрессивному поведению Уитмена в тот роковой день.

Обвинение мозга в преступном поведении предлагает уход от устаревших принципов морали и возмездия, но при этом не учитывается обширная сеть влияний, которые могут способствовать возникновению той или иной ситуации. В нынешней дискуссии о причинах насилия в США как никогда важно поддерживать широкий взгляд на то, как множество факторов работают вместе внутри и вокруг каждого человека; психические проблемы, доступ к оружию, влияние СМИ и социальное отчуждение — все это может сыграть свою роль.В других контекстах мы упускаем аналогичные факторы, когда приписываем наркоманию или неправильное поведение подростка мозгу, или когда мы доверяем мозгу творческие способности и интеллект. В каждом случае идеализированный взгляд, который просто определяет в мозгу хорошие и плохие личные качества, удивительно похож на старомодные точки зрения, которые приписывали добродетели и пороки метафизической душе. Вместо этого обновленный взгляд должен признать, что любой акт блеска или разврата является результатом совместной работы мозга, тела и окружающей среды.

Сердечные, легочные и эндокринные проблемы имеют побочные когнитивные эффекты

Церебральная мистика имеет особое значение для того, как наше общество борется с проблемой психических заболеваний. Это связано с широко распространенным стремлением переопределить психические заболевания как расстройства мозга. Сторонники утверждают, что это относит психологические проблемы к той же категории, что и грипп или рак — болезни, которые не вызывают социальной стигмы, обычно связанной с психическими расстройствами.Есть некоторые свидетельства того, что использование языка расстройств головного мозга на самом деле снижает барьер для пациентов с психическим здоровьем при обращении за лечением, что является важным преимуществом.

Однако в других отношениях отнесение психических заболеваний к расстройствам мозга может быть весьма проблематичным. Для пациентов приписывание психических проблем внутренним неврологическим дефектам вызывает собственное клеймо. Хотя людей со «сломанным мозгом» можно не привлекать к моральной ответственности или велеть «просто перебороть это», ощущение того, что они безнадежно испорчены, может быть столь же разрушительным.Биологические изъяны исправить труднее, чем моральные недостатки, а людей с дисфункцией мозга можно рассматривать как опасные или даже не вполне человеческие. Это отношение дошло до крайности при нацистах, которые убили тысячи пациентов с психическими расстройствами в рамках своей программы «эвтаназии» во время Второй мировой войны, но сегодня оно сохраняется в более тонких формах. Обширный анализ изменения отношения к психическим заболеваниям в 2012 году показал, что не наблюдалось увеличения социального принятия пациентов с депрессией или шизофренией, несмотря на растущее понимание нейробиологического вклада в эти состояния.

Независимо от социальных последствий обвинение мозга в психических заболеваниях во многих случаях может быть научно неточным. Хотя все психические проблемы связаны с мозгом, основные причинные факторы могут быть в другом месте. В XIX веке бактериальный сифилис, передаваемый половым путем, и пеллагра, вызванная дефицитом витамина B, были одними из самых значительных факторов, способствовавших увеличению населения психиатрических больниц в Европе и США. Более недавнее исследование показало, что до 20 процентов психиатрических пациентов страдают физическими расстройствами, которые могут вызывать или ухудшать их психическое состояние; К заболеваниям относятся проблемы с сердцем, легкими и эндокринными заболеваниями, все из которых имеют побочные когнитивные эффекты.Эпидемиологические исследования выявили замечательную корреляцию между заболеваемостью психическими заболеваниями и такими факторами, как статус этнического меньшинства, рождение в городе и рождение в определенное время года. Хотя эти корреляции недостаточно хорошо объяснены, они подчеркивают вероятную роль факторов окружающей среды, выходящих далеко за рамки мозга, в возникновении психиатрических проблем. Мы должны внимательно относиться к таким факторам, если хотим эффективно лечить и предотвращать психические расстройства.

На еще более глубоком уровне культурные условности в первую очередь ограничивают понятие психического заболевания.Всего 50 лет назад гомосексуальность был классифицирован как патология в авторитетном сборнике психических расстройств Американской психиатрической ассоциации. В Советской России политических диссидентов иногда удерживали на основании психиатрических диагнозов, которые привели бы в ужас большинство сегодняшних наблюдателей. Тем не менее, сексуальное предпочтение или неспособность подчиниться авторитету в преследовании праведного дела — это психологические черты, для которых мы можем представить себе биологические корреляты. Это не означает, что гомосексуальность и политическое диссидентство — это болезни мозга.Общество, а не нейробиология, в конечном итоге определяет границы нормальности, которые определяют категории психического здоровья.

Церебральная мистика преувеличивает вклад мозга в человеческое поведение, а некоторым она также подсказывает замечательные представления о роли мозга в будущем самого человечества. В технофильных кругах все чаще говорят о «взломе мозга» для улучшения познания человека. Это понятие вызывает вид изощренного, но полуразрушающего вмешательства, которое можно было бы превратить в модный смартфон или правительственный сервер, но в действительности, как правило, больше похоже на взлом, который можно выполнить с помощью мачете.Некоторые из самых ранних мозговых взломов включали целенаправленное разрушение частей мозга, что, как известно, было частью ныне исчезнувших психохирургических процедур, которые вдохновили Кена Кизи на роман «Пролетая над гнездом кукушки» (1962). Самые продвинутые из сегодняшних «взломов мозга» включают в себя хирургическую имплантацию электродов для прямой стимуляции или регистрации тканей мозга. Эти вмешательства могут восстановить базовые функции пациентов с тяжелыми двигательными расстройствами или параличом — невероятно впечатляющий подвиг, но все же мир далек от улучшения нормальных способностей.Это расстояние не помешало таким предпринимателям, как Илон Маск или американское оборонное агентство DARPA, вкладывать значительные средства в технологии, которые, как они надеются, однажды будут постоянно подключать здоровый человеческий мозг к компьютерам.

Но это изобилие в значительной степени является результатом искусственного различия между тем, что происходит внутри мозга и вне его. Философ Ник Бостром из Института будущего человечества в Оксфорде отмечает, что «большинство преимуществ, которые вы могли себе представить с помощью [мозговых имплантатов], вы могли бы достичь, имея такое же устройство вне вас, а затем используя ваши естественные интерфейсы, такие как ваши глазные яблоки. , который может проецировать 100 миллионов бит в секунду прямо в ваш мозг ».В самом деле, большинство из нас знакомы со средствами улучшения когнитивных функций, которые находятся в наших столах, карманах и сумках, улучшают нашу память и коммуникативные способности, не касаясь нейронов. Спорный вопрос, добавит ли более непосредственное подключение смартфонов к мозгу много чего, кроме раздражения и отвлечения.

Чем больше мы чувствуем, что наш мозг инкапсулирует нашу сущность, тем менее чувствительны мы к роли окружающей среды.

В области медицины ранние попытки восстановить зрение у слепых людей с помощью имплантатов мозга быстро уступили место гораздо менее инвазивным подходам с использованием протезов сетчатки, которые используют естественную физиологию тела для ранней обработки визуальной информации.Кохлеарные имплантаты, восстанавливающие слух у глухих пациентов, полагаются на аналогичную стратегию взаимодействия со слуховым нервом в ухе, а не с самим мозгом. За исключением наиболее ослабленных пациентов, протезы для восстановления или улучшения движений также выигрывают от взаимодействия с телом. Чтобы дать инвалидам контроль над механизированными протезами, метод, называемый «целевой реиннервацией мышц», позволяет врачам соединять свободные периферические нервы от отсутствующей исходной конечности с новыми группами мышц, которые, в свою очередь, взаимодействуют с устройством.Для улучшения двигательной функции у здоровых людей экзоскелеты с электроприводом, разработанные такими компаниями, как Cyberdyne в Японии, взаимодействуют с носителем через электроды на поверхности кожи, а также принимают данные от мозга через косвенные, но эволюционно отточенные каналы. В каждом из этих примеров естественное взаимодействие мозга с телом помогает человеку использовать протез, а не отрицает непрерывность между мозгом и телом.

Самое крайнее направление в футуристической технологии мозга — это стремление к бессмертию путем посмертного сохранения человеческого мозга.Две компании теперь предлагают извлечь и сохранить мозги умирающих «клиентов», которые не хотят уходить в спокойную ночь. Органы будут храниться в жидком азоте до тех пор, пока технология не достигнет точки (сейчас нигде не видно), когда мозг может быть восстановлен для функционирования в той или иной форме или проанализирован с достаточной детализацией, чтобы «загрузить» разум в компьютер. Это предприятие доводит церебральную мистику до логического завершения, полностью принимая заблуждение о том, что человеческая жизнь сводится к функции мозга и что мозг является просто физическим воплощением души.

Хотя стремление к бессмертию через сохранение мозга не причиняет большого вреда чему-либо, кроме банковских счетов нескольких людей, это второстепенное стремление также демонстрирует, почему так важно демистифицировать мозг. Чем больше мы чувствуем, что наш мозг инкапсулирует нашу сущность как личности, и чем больше мы верим, что наши мысли и действия просто исходят из пучка плоти в наших головах, тем менее чувствительны мы будем к роли общества и окружающей нас среды. и тем меньше мы будем делать для развития нашей общей культуры и ресурсов — будь то в контексте преступного поведения, творчества, психических заболеваний или любого другого аспекта человеческой жизни.

Мозг особенный, потому что он не превращает нас в сущность, он объединяет нас с нашим окружением так, как никогда не могла бы душа. Если мы ценим наш собственный опыт, мы должны защищать и укреплять многие факторы, которые обогащают нашу жизнь как изнутри, так и снаружи, чтобы как можно больше людей могли извлечь из них пользу сейчас и в будущем. Мы должны понимать, что мы намного больше, чем наш мозг.

Анатомия мозга и принцип работы мозга

Что такое мозг?

Мозг — сложный орган, который контролирует мысли, память, эмоции, осязание, моторику, зрение, дыхание, температуру, голод и все процессы, регулирующие наше тело.Вместе головной и спинной мозг, отходящие от него, составляют центральную нервную систему или ЦНС.

Из чего сделан мозг?

При среднем весе взрослого человека около 3 фунтов, его мозг состоит примерно на 60% из жира. Остальные 40% — это вода, белок, углеводы и соли. Сам мозг — это не мышца. Он содержит кровеносные сосуды и нервы, в том числе нейроны и глиальные клетки.

Что такое серое и белое вещество?

Серое и белое вещество — две разные области центральной нервной системы.В головном мозге серое вещество относится к более темной внешней части, а белое вещество — к более светлой внутренней части под ней. В спинном мозге этот порядок обратный: белое вещество находится снаружи, а серое вещество находится внутри.

Серое вещество в основном состоит из сом нейронов (круглых центральных тел клеток), а белое вещество в основном состоит из аксонов (длинных стержней, соединяющих нейроны), обернутых миелином (защитное покрытие). Из-за разного состава частей нейрона на некоторых снимках они выглядят как отдельные оттенки.

Каждый регион выполняет свою роль. Серое вещество в первую очередь отвечает за обработку и интерпретацию информации, а белое вещество передает эту информацию другим частям нервной системы.

Как работает мозг?

Мозг посылает и получает химические и электрические сигналы по всему телу. Различные сигналы управляют разными процессами, и ваш мозг интерпретирует каждый. Например, от одних вы чувствуете усталость, от других — боль.

Некоторые сообщения хранятся в головном мозге, в то время как другие передаются по позвоночнику и через обширную сеть нервов в отдаленные конечности. Для этого центральная нервная система полагается на миллиарды нейронов (нервных клеток).

Основные части мозга и их функции

На высоком уровне мозг можно разделить на головной мозг, ствол мозга и мозжечок.

Головной мозг

Головной мозг (передняя часть мозга) состоит из серого вещества (коры головного мозга) и белого вещества в его центре.Большая часть мозга, головной мозг, инициирует и координирует движение и регулирует температуру. Другие области головного мозга обеспечивают речь, суждение, мышление и рассуждение, решение проблем, эмоции и обучение. Другие функции связаны со зрением, слухом, осязанием и другими чувствами.

Кора головного мозга

Cortex в переводе с латыни означает «кора» и описывает внешнее серое вещество, покрывающее головной мозг. Кора имеет большую площадь поверхности из-за складок и составляет около половины веса мозга.

Кора головного мозга делится на две половины или полушария. Он покрыт гребнями (извилинами) и складками (бороздами). Две половины соединяются в большой глубокой борозде (межполушарная щель, также известная как медиальная продольная щель), которая проходит от передней части головы к спине. Правое полушарие контролирует левую сторону тела, а левая половина контролирует правую сторону тела. Две половины сообщаются друг с другом через большую С-образную структуру белого вещества и нервных путей, называемую мозолистым телом.Мозолистое тело находится в центре головного мозга.

Ствол мозга

Ствол головного мозга (середина головного мозга) соединяет головной мозг со спинным мозгом. Ствол мозга включает средний мозг, мост и продолговатый мозг.

  • Средний мозг. Средний мозг (или средний мозг) представляет собой очень сложную структуру с рядом различных кластеров нейронов (ядер и бугорков), нервных путей и других структур. Эти функции облегчают выполнение различных функций, от слуха и движения до расчета реакции и изменений окружающей среды.Средний мозг также содержит черную субстанцию, область, пораженную болезнью Паркинсона, которая богата дофаминовыми нейронами и частью базальных ганглиев, которые обеспечивают движение и координацию.
  • Pons. Мост является источником четырех из 12 черепных нервов, которые обеспечивают выполнение ряда действий, таких как производство слезы, жевание, моргание, фокусировка зрения, равновесие, слух и выражение лица. Названный от латинского слова «мост», мост представляет собой соединение между средним мозгом и продолговатым мозгом.
  • Медулла. В нижней части ствола головного мозга, продолговатый мозг — это место, где головной мозг соединяется со спинным мозгом. Мозговое вещество необходимо для выживания. Функции мозгового вещества регулируют многие виды деятельности организма, включая сердечный ритм, дыхание, кровоток, а также уровни кислорода и углекислого газа. Головной мозг вызывает рефлексивные действия, такие как чихание, рвота, кашель и глотание.

Спинной мозг проходит от нижней части продолговатого мозга через большое отверстие в нижней части черепа.Поддерживаемый позвонками, спинной мозг передает сообщения к головному мозгу и остальному телу.

Мозжечок

Мозжечок («маленький мозг») — это часть мозга размером с кулак, расположенная в задней части головы, ниже височной и затылочной долей и выше ствола мозга. Как и кора головного мозга, она состоит из двух полушарий. Внешняя часть содержит нейроны, а внутренняя область сообщается с корой головного мозга. Его функция — координировать произвольные движения мышц и поддерживать осанку, баланс и равновесие.Новые исследования изучают роль мозжечка в мышлении, эмоциях и социальном поведении, а также его возможное участие в развитии зависимости, аутизма и шизофрении.

Оболочки мозга: мозговые оболочки

Три слоя защитного покрытия, называемые мозговыми оболочками , окружают головной и спинной мозг.

  • Самый внешний слой, dura mater , толстый и прочный. Он состоит из двух слоев: периостальный слой твердой мозговой оболочки выстилает внутренний купол черепа (череп), а менингеальный слой находится под ним.Пространства между слоями позволяют проходить венам и артериям, которые снабжают кровью мозг.
  • Паутинная оболочка — это тонкий, похожий на паутину слой соединительной ткани, не содержащий нервов и кровеносных сосудов. Ниже паутинной оболочки находится спинномозговая жидкость или спинномозговая жидкость. Эта жидкость смягчает всю центральную нервную систему (головной и спинной мозг) и постоянно циркулирует вокруг этих структур, удаляя загрязнения.
  • Мягкая мозговая оболочка представляет собой тонкую мембрану, которая охватывает поверхность мозга и повторяет его контуры.Мягкая мозговая оболочка богата венами и артериями.

Доли мозга и то, что они контролируют

Каждое полушарие головного мозга (части головного мозга) состоит из четырех частей, называемых долями: лобной, теменной, височной и затылочной. Каждая доля управляет определенными функциями.

  • Лобная доля. Самая большая доля головного мозга, расположенная в передней части головы, лобная доля участвует в характеристиках личности, принятии решений и движении.Распознавание запаха обычно затрагивает части лобной доли. Лобная доля содержит область Брока, которая связана с речевой способностью.
  • Теменная доля. Средняя часть мозга, теменная доля, помогает человеку идентифицировать объекты и понимать пространственные отношения (где тело человека сравнивается с объектами вокруг человека). Теменная доля также участвует в интерпретации боли и прикосновений к телу. В теменной доле находится зона Вернике, которая помогает мозгу понимать разговорный язык.
  • Затылочная доля. Затылочная доля — это задняя часть мозга, отвечающая за зрение.
  • Височная доля. Стороны мозга, височные доли участвуют в кратковременной памяти, речи, музыкальном ритме и некоторой степени распознавания запахов.

Более глубокие структуры мозга

Гипофиз

Гипофиз, который иногда называют «главной железой», представляет собой структуру размером с горошину, находящуюся в глубине мозга за переносицей.Гипофиз управляет функцией других желез в организме, регулируя отток гормонов из щитовидной железы, надпочечников, яичников и яичек. Он получает химические сигналы от гипоталамуса через стебель и кровоснабжение.

Гипоталамус

Гипоталамус расположен над гипофизом и посылает ему химические сообщения, контролирующие его функцию. Он регулирует температуру тела, синхронизирует режим сна, контролирует голод и жажду, а также играет роль в некоторых аспектах памяти и эмоций.

Миндалевидное тело

Маленькие миндалевидные образования, миндалевидное тело, расположено под каждой половиной (полушарием) мозга. Включенные в лимбическую систему, миндалины регулируют эмоции и память и связаны с системой вознаграждения мозга, стрессом и реакцией «бей или беги», когда кто-то ощущает угрозу.

Гиппокамп

Изогнутый орган в форме морского конька на нижней стороне каждой височной доли, гиппокамп является частью более крупной структуры, называемой гиппокампальной формацией.Он поддерживает память, обучение, навигацию и восприятие пространства. Он получает информацию от коры головного мозга и может играть роль в болезни Альцгеймера.

Шишковидная железа

Шишковидная железа расположена глубоко в головном мозге и прикрепляется ножкой к вершине третьего желудочка. Шишковидная железа реагирует на свет и темноту и выделяет мелатонин, который регулирует циркадные ритмы и цикл сна и бодрствования.

Желудочки и спинномозговая жидкость

В глубине мозга четыре открытых участка с проходами между ними.Они также открываются в центральный позвоночный канал и область под паутинным слоем мозговых оболочек.

Желудочки производят спинномозговую жидкость , или CSF, водянистую жидкость, которая циркулирует внутри и вокруг желудочков и спинного мозга, а также между мозговыми оболочками. ЦСЖ окружает и смягчает спинной и головной мозг, вымывает отходы и загрязнения и доставляет питательные вещества.

Кровоснабжение мозга

Два набора кровеносных сосудов снабжают мозг кровью и кислородом: позвоночных артерий, и сонных артерий.

Наружные сонные артерии простираются вверх по бокам шеи, и именно там вы можете почувствовать пульс, прикоснувшись к этой области кончиками пальцев. Внутренние сонные артерии разветвляются в череп и циркулируют кровь к передней части мозга.

Позвоночные артерии следуют за позвоночником в череп, где они соединяются в стволе мозга и образуют базилярную артерию , которая снабжает кровью задние части мозга.

Уиллисовский круг , петля кровеносных сосудов в нижней части мозга, которая соединяет основные артерии, циркулирует кровь от передней части мозга к задней и помогает артериальным системам общаться друг с другом.

Черепные нервы

Внутри черепа (купола черепа) находится 12 нервов, называемых черепными нервами:

  • Черепной нерв 1: Первый — это обонятельный нерв , , который отвечает за обоняние.
  • Черепной нерв 2: Зрительный нерв управляет зрением.
  • Черепной нерв 3: Глазодвигательный нерв управляет реакцией зрачка и другими движениями глаза и ответвляется от области в стволе мозга, где средний мозг встречается с мостом.
  • Черепной нерв 4: блок-нерв управляет мышцами глаза. Он выходит из задней части средней мозговой части ствола мозга.
  • Черепной нерв 5: тройничный нерв — самый большой и самый сложный из черепных нервов, выполняющий как сенсорную, так и двигательную функцию. Он исходит из моста и передает ощущения от кожи головы, зубов, челюсти, носовых пазух, частей рта и лица к мозгу, обеспечивает функционирование жевательных мышц и многое другое.
  • Черепной нерв 6: Отводящий нерв иннервирует некоторые мышцы глаза.
  • Черепной нерв 7: лицевой нерв поддерживает движение лица, вкусовые, железистые и другие функции.
  • Черепной нерв 8: вестибулокохлеарный нерв обеспечивает равновесие и слух.
  • Черепной нерв 9: Глоссофарингеальный нерв обеспечивает движение вкуса, уха и горла и выполняет множество других функций.
  • Черепной нерв 10: блуждающий нерв обеспечивает ощущения вокруг уха и пищеварительной системы и контролирует двигательную активность в сердце, горле и пищеварительной системе.
  • Черепной нерв 11: Добавочный нерв иннервирует определенные мышцы головы, шеи и плеча.
  • Черепной нерв 12: Подъязычный нерв обеспечивает двигательную активность языка.

Первые два нерва берут начало в головном мозге, а оставшиеся 10 черепных нервов выходят из ствола мозга, который состоит из трех частей: среднего мозга, моста и продолговатого мозга.

Человеческий мозг: факты, функции и анатомия

Человеческий мозг — это командный центр нервной системы человека.Он принимает сигналы от органов чувств тела и передает информацию мускулам . Человеческий мозг имеет ту же базовую структуру, что и мозг других млекопитающих, но больше по размеру тела, чем мозг многих других млекопитающих, таких как дельфины, киты и слоны.

Сколько весит человеческий мозг?

Человеческий мозг весит около 3 фунтов. (1,4 кг) и составляет около 2% массы тела человека. По данным Northwestern Medicine in Illinois , в среднем мужской мозг примерно на 10% больше женского.У среднего мужчины объем мозга составляет около 78 кубических дюймов (1274 кубических сантиметра), в то время как средний женский мозг имеет объем 69 кубических дюймов (1131 кубический см). Головной мозг, который является основной частью мозга, расположенной в передней части черепа, составляет 85% веса мозга.

Сколько клеток мозга у человека?

Согласно исследованию 2012 года, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences , человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нервных клеток (нейронов), называемых «серым веществом».В мозге также примерно такое же количество ненейрональных клеток, таких как олигодендроциты, которые изолируют аксоны нейронов миелиновой оболочкой. Это придает аксонам (тонкие нити, по которым электрические импульсы передаются между нейронами) белый цвет, и поэтому эти аксоны называют «белым веществом мозга».

Другие интересные факты о мозге

  • По данным неврологического института Дент , мозг не может выполнять несколько задач одновременно. Вместо этого он переключается между задачами, что увеличивает количество ошибок и увеличивает время выполнения задачи.
  • Человеческий мозг утроился в размерах в течение первого года жизни и достигает полной зрелости примерно к 25 годам.
  • Люди используют весь мозг все время, а не только 10%.
  • Согласно Northwestern Medicine , мозг на 60% состоит из жира.
  • Человеческий мозг может генерировать 23 Вт электроэнергии — этого достаточно, чтобы заправить небольшую лампочку.

Анатомия человеческого мозга

По данным клиники Мэйфилд, самая большая часть человеческого мозга — это головной мозг, который разделен на два полушария.Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. Рифленая поверхность головного мозга называется корой. Под головным мозгом находится ствол мозга, а за ним — мозжечок.

Лобная доля важна для когнитивных функций, таких как мышление и планирование наперед, а также для контроля произвольных движений. Височная доля порождает воспоминания и эмоции. Теменная доля объединяет информацию от разных органов чувств и важна для пространственной ориентации и навигации.Визуальная обработка происходит в затылочной доле около задней части черепа.

Ствол мозга соединяется со спинным мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Основные функции ствола мозга включают передачу информации между мозгом и телом; снабжение большей части черепных нервов лицом и головой; и выполнение критических функций по контролю сердца, дыхания и уровней сознания (он участвует в управлении циклами бодрствования и сна).

Анатомия человеческого мозга. (Изображение предоставлено Марк Гарлик / Getty Images)

Между головным мозгом и стволом мозга находятся таламус и гипоталамус. Таламус передает сенсорные и моторные сигналы к коре головного мозга. Согласно онлайн-учебнику «Нейроанатомия, таламус» (StatPublishing, 2020), за исключением обоняния (обоняния), каждая сенсорная система отправляет информацию через таламус в кору. Гипоталамус через гипофиз соединяет нервную систему с эндокринной системой, в которой вырабатываются гормоны.

Мозжечок находится под головным мозгом и выполняет важные функции по контролю над моторикой. Он играет роль в координации и балансе, а также может выполнять некоторые когнитивные функции.

В головном мозге также есть четыре соединенных между собой полости, называемые желудочками, которые производят так называемую спинномозговую жидкость (ЦСЖ). Эта жидкость циркулирует вокруг головного и спинного мозга, защищая его от травм, и в конечном итоге всасывается в кровоток.

Помимо смягчения центральной нервной системы, CSF выводит отходы из мозга.По данным Общества нейробиологии, в так называемой глимфатической системе продукты жизнедеятельности из интерстициальной жидкости, окружающей клетки мозга, перемещаются в спинномозговую жидкость и от мозга. Исследования показывают, что этот процесс удаления отходов в основном происходит во время сна. В статье Science за 2013 год исследователи сообщили, что, когда мыши спали, их интерстициальные пространства расширялись на 60%, а глимфатическая система мозга очищала бета-амилоид (белок, который составляет бляшки, характерные для болезни Альцгеймера) быстрее, чем когда грызуны бодрствовали.Авторы предложили в своей статье, что очистка мозга от потенциально нейротоксичных отходов или «вывоз мусора» через глимфатическую систему может быть одной из причин, по которой сон так важен.

Связан ли размер мозга с интеллектом?

Общий размер мозга не коррелирует с уровнем интеллекта у животных, кроме человека. Например, мозг кашалота более чем в пять раз тяжелее человеческого мозга, но люди считаются более интеллектуальными, чем кашалоты.Более точным показателем вероятного интеллекта животного является соотношение между размером мозга и размером тела, хотя даже этот показатель не ставит человека на первое место: у землеройки самое высокое соотношение мозга к телу среди всех млекопитающих. на BrainFacts.org , веб-сайт, созданный Обществом нейробиологии.

У людей размер мозга не указывает на уровень интеллекта человека. По словам Кристофа Коха, нейробиолога и президента Института мозговых исследований Аллена в Сиэтле, у некоторых гениев в своей области мозг меньше среднего, в то время как у других мозг больше среднего.Например, сравните мозги двух известных писателей. Было обнаружено, что мозг русского писателя Ивана Тургенева весил 71 унцию (2021 грамм), в то время как мозг французского писателя Анатоля Франса весил всего 36 унций (1017 граммов).

Размер мозга не указывает на интеллект человека. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Причина человеческого интеллекта отчасти кроется в нейронах и складках. У людей больше нейронов на единицу объема, чем у других животных, и единственный способ, которым они все могут вписаться в слоистую структуру мозга, — это образовывать складки во внешнем слое, или коре головного мозга.Эрик Холланд, нейрохирург и биолог-онколог из Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона и Вашингтонского университета.

«Чем сложнее становится мозг, тем больше у него извилин и борозд, или волнистых холмов и долин», — сказал Холланд Live Science. По его словам, у других разумных животных, таких как обезьяны и дельфины, также есть эти складки в коре головного мозга, в то время как у мышей гладкий мозг.

То, как мозг интегрирован, также имеет значение, когда дело доходит до интеллекта. Гений среди гениев, Альберт Эйнштейн имел мозг среднего размера; Исследователи подозревают, что его ошеломляющие когнитивные способности могли быть связаны с его высокой связностью с несколькими путями, соединяющими отдаленные области его мозга, как ранее сообщала Live Science.

У людей также самые большие лобные доли среди всех животных, сказал Холланд. Лобные доли связаны с функциями более высокого уровня, такими как самоконтроль, планирование, логика и абстрактное мышление — в основном, «вещи, которые делают нас особенно людьми», — сказал он.

В чем разница между левым и правым полушариями?

Человеческий мозг разделен на два полушария, левое и правое, которые соединены пучком нервных волокон, называемым мозолистым телом. Полушария сильно, хотя и не полностью, симметричны.Как правило, левое полушарие управляет мышцами правой стороны тела, а правое полушарие контролирует левую сторону. Одно полушарие может быть немного доминирующим, как у левшей, так и у правшей.

Связано: В чем разница между правым полушарием мозга и левым полушарием?

Популярные представления о качествах «левого полушария» и «правого полушария» являются обобщениями, которые не подкрепляются доказательствами. Однако между этими областями есть некоторые важные различия.По словам Холланда, левое полушарие содержит области, которые участвуют в производстве и понимании языка (называемые областью Брока и областью Вернике соответственно), а также связаны с математическими вычислениями и поиском фактов. Правое полушарие мозга играет роль в визуальной и слуховой обработке, пространственных навыках и художественных способностях — более инстинктивных или творческих вещах, сказал Холланд, — хотя эти функции задействуют оба полушария. «Все постоянно используют обе половинки», — сказал он.

Человеческий мозг состоит из двух полушарий, которые, как принято считать, отвечают за совершенно разный набор навыков, но научных исследований, подтверждающих это мнение, мало.(Изображение предоставлено: Димитри Отис / Getty Images)

Инициатива BRAIN

В апреле 2013 года президент Барак Обама объявил о грандиозной научной задаче, известной как Инициатива BRAIN, сокращенно от «Исследования мозга посредством продвижения инновационных нейротехнологий». Усилия на сумму более 100 миллионов долларов были направлены на разработку новых технологий для создания динамической картины человеческого мозга, от уровня отдельных клеток до сложных цепей.

Как и другие крупные научные проекты, такие как проект «Геном человека», значительные затраты обычно окупаются, сказал Холланд.Ученые надеются, что это понимание приведет к новым способам лечения, лечения и профилактики заболеваний головного мозга.

В проекте участвуют представители нескольких правительственных агентств, в том числе Национальных институтов здравоохранения (NIH), Национального научного фонда (NSF) и Агентства перспективных исследовательских проектов в области обороны (DARPA), а также частных исследовательских организаций, в том числе Института Аллена. для Brain Science и Медицинского института Говарда Хьюза.

В мае 2013 года спонсоры проекта изложили свои цели в журнале Science .В сентябре 2014 года NIH объявил о выделении $ 46 млн в рамках инициативы BRAIN. Представители отрасли пообещали еще 30 миллионов долларов на поддержку усилий, а крупные фонды и университеты также согласились направить более 240 миллионов долларов на свои собственные исследования для достижения целей инициативы BRAIN.

Когда было объявлено о проекте, президент Обама созвал комиссию для оценки этических проблем, связанных с исследованиями мозга. В мае 2014 года комиссия опубликовала первую половину своего отчета, призывая к скорейшей интеграции этики в нейробиологические исследования, Live Science ранее сообщал .В марте 2015 года комиссия выпустила вторую половину отчета, в которой основное внимание уделялось вопросам улучшения когнитивных способностей, информированного согласия и использования нейробиологии в правовой системе, Live Science сообщил .

Программа Brain Initiative достигла нескольких целей. По данным на веб-сайт инициативы, по состоянию на 2018 год NIH «инвестировал более 559 миллионов долларов в исследования более 500 ученых», а Конгресс выделил «около 400 миллионов долларов на финансирование NIH на 2018 финансовый год».Финансирование исследования способствовало разработке новых инструментов для визуализации и картирования мозга, а также помогло создать сеть переписи клеток BRAIN Initiative (BICCN) — попытку каталогизировать «список частей мозга». BICCN опубликовал свои первые результаты в ноябре 2018 года.

Помимо списка деталей, BRAIN Initiative работает над созданием подробной картины цепей в мозге. Например, в 2020 году исследователи BRAIN Initiative опубликовали исследование в журнале Neuron , в котором сообщалось, что они разработали систему, протестированную на мышах, для контроля и мониторинга активности цепей на любой глубине мозга.Предыдущие попытки могли исследовать только цепи, близкие к поверхности мозга. Также в 2020 году в рамках программы Machine Intelligence from Cortical Networks (MICrONS), направленной на отображение цепей в коре головного мозга, был запущен веб-сайт , на котором исследователи могут делиться своими данными, в том числе изображениями цепей, полученными с помощью электронной микроскопии.

С 2019 года инициатива спонсировала фото- и видеоконкурс , в котором исследователям предлагается представить привлекательные изображения мозга.Узнайте о победителях 2020 года на сайте Brain Initiative .

Остаётся ли мозг живым после смерти человека?

Апрель 2019 года стал важной вехой как для этой инициативы, так и для нейробиологических исследований в целом: исследователь инициативы BRAIN Ненад Сестан из Йельской школы медицины опубликовал отчет в журнале Nature , в котором говорится, что его исследовательская группа восстановила кровообращение и некоторые Как сообщал Live Science, клеточные функции мозга свиней через четыре часа после смерти животных. Результаты поставили под сомнение преобладающее мнение о том, что клетки мозга внезапно и необратимо повреждаются вскоре после того, как сердце перестает биться. Исследователи не наблюдали никаких признаков сознания в мозге и не пытались это сделать; Напротив, исследователи вводили в мозг свиньи химические вещества, имитирующие кровоток, а также блокирующие возбуждение нейронов. Исследователи подчеркнули, что они не вернули к жизни мозг свиньи. Однако они восстановили часть своей клеточной активности.

Дополнительные ресурсы

Эта статья была обновлена ​​28 мая 2021 г. автором Live Science Эшли П. Тейлор.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *