Здоровье: Наука и техника: Lenta.ru
Вылечить депрессию или заболевания мозга, помочь парализованным снова двигать конечностями, а слепым видеть, устранить хронические боли, использовать WhatsApp непосредственно через мозг или управлять животными — все это уже сегодня позволяют осуществить нейрочипы. Еще недавно подобные идеи казались чем-то из разряда фантастики, однако сейчас начинают реализовываться на практике. Несмотря на то что такие технологии зачастую пугают обывателей, множество компаний вкладывают огромные ресурсы для разработки, оптимизации и тестирования мозговых имплантатов. «Лента.ру» рассказывает о последних достижениях в области нейроинтерфейсов и их применении на людях.
Без границ
Область назначения мозговых имплантатов потрясает своими масштабами. Основной целью большинства исследований является создание биоустройства, позволяющего стимулировать определенные области мозга. С помощью такого воздействия реально восстановить зрение и слух после инсульта или травм головы, облегчить проявления нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона.
Также технология может восстановить двигательные способности у парализованных пациентов.
Кроме того, некоторые компании и исследовательские группы предполагают возможность применения нейрочипов для создания нейрокомпьютерных интерфейсов. То есть такие системы формируют двустороннюю или одностороннюю прямую связь между компьютером и мозгом для обмена информацией. Вместе с тем регулярно проводятся опыты на животных, они используются как для предварительного этапа испытаний перед внедрением людям, так и для измерений мозговой активности в сугубо научных целях.
Чип Neuralink
Фото: Neuralink
Системы мозговых имплантатов обычно представляют собой непосредственно чип, аккумулятор для питания и компьютер для управления и визуализации. Чип посылает, блокирует или записывает (а также записывает и стимулирует одновременно) электрические импульсы либо отдельного нейрона, либо целых групп в определенных отделах мозга. До недавнего времени применение мозговых имплантатов было ограничено или считалось невозможным из-за вычислительных мощностей компьютера и недостаточного развития нейрофизиологии.
Опыты на грани
Самой известной и нашумевшей нейротехнологической компанией является, пожалуй, Neuralink. Этот стартап занимается разработкой первого малоинвазивного мозгового имплантата для людей. Однако исследовательская организация бизнесмена Илона Маска попала в скандал в середине февраля 2022 года из-за обвинений в жестоком обращении с животными.
Зоозащитники из «Комитета врачей за ответственную медицину» (PCRM) предъявили организации претензии в неэтичном обращении с подопытными обезьянами. По данным представителей PCRM, в Neuralink повреждали мозг животных, не оказывали должную ветеринарную помощь, после чего подопытные погибали в мучениях. Активисты даже подали обращение в Министерство сельского хозяйства США с требованием выписать штраф компании Маска и запретом на продолжение деятельности с животными.
Сотрудники PCRM были замечены не только в истории с Neuralink. Начиная с 2005 года они регулярно публично выступали против экспериментов с животными в любых целях.
В свою очередь исследователи заявили, что все действия были согласованы с Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (IACUC) в соответствии с федеральным законом, манипуляции над обезьянами проводились под наблюдением квалифицированных ветеринарных сотрудников, и им оказывалась вся необходимая помощь.
Кроме того, в Neuralink рассказали, что ни одно животное не испытывало мучений, а после завершения опытов их отправляли в вольеры, где они полноценно питаются, плавают и качаются в гамаках. После выбывания обезьян из списка испытуемых их отправляют в приюты. С тех пор никаких новых скандалов, связанных с нейротехнологической организацией, не было, и там продолжаются исследования.
Обезьяны в экспериментах Neuralink
Чипированная обезьяна играет в игру-имитатор пинг-понга силой мысли. Кадр: Neuralink / YuoTube
Однако пока Neuralink только планирует начать вживление чипов людям, в Synchron уже проводятся успешные испытания. Компания была создана в 2016 году учеными из Мельбурнского университета.
Уже к 2020 году они опубликовали данные об экспериментах с устройством Stentrode, который позволил подопытным использовать социальные сети лишь силой мысли.
Прочие некоммерческие исследовательские группы также занимаются собственными разработками. Например, в Лаборатории интегративных нейронных систем при институте RIKEN делают электродные матрицы для онлайн-визуализации нейронной активности, а в Лаборатории Блейка при Медицинском колледже Джорджии имплантаты использовались для мониторинга участков в области первичной слуховой коры головного мозга.
Сотрудники Университета Иллинойса в 2016 году объявили о создании микродатчиков для мозга, которые позволяют вести послеоперационный мониторинг, а затем саморассасываются, когда в них нет больше необходимости.
К 2024году
в России планируют перейти к тестированию нейрочипов на людях
В России разработкой мозговых имплантатов занимаются специалисты из фонда поддержки слепоглухих «Со-единение» совместно с сотрудниками некоммерческой Лаборатории «Сенсор-Тех».
Недавно они представили устройство, которое позволяет активировать различные органы чувств — например, зрение или слух. Один из видов чипов может помочь людям с различными неврологическими расстройствами, такими как синдром Туретта, болезнь Паркинсона, тремор или хронический болевой синдром. Пока что технология прошла последнюю стадию испытаний на обезьянах, а к 2024 году планируют перейти к экспериментам с добровольцами.
Силой мысли
Прежде чем организовать полноценные клинические испытания на людях, ученые тестируют разработки и препараты на животных. В случае с мозговыми имплантатами опыты на других биологических видах могут быть продиктованы не только необходимостью соблюдения сложившихся правил, но и наблюдением мозговой активности конкретного вида.
Так, еще в 2006 году в Медицинском колледже Джорджии провели эксперимент по изучению процесса функциональной адаптации мозга в процессе обучения сенсорному различию. Мозг обезьян стимулировали с помощью электродов и пытались их научить связи между изменениями звука и вознаграждением.
Мозговой имплантат
Фото: Matthias Hock / Heidelberg University
В 2001 году были опубликованы данные работы японских специалистов по дистанционному управлению мозгом тараканов. С помощью электрической стимуляции удавалось контролировать насекомого, включая движения по заданной траектории и повороты вправо и влево.
На подопытных одевались высокотехнологичные рюкзаки, вдвое превышающие вес самих тараканов, которые содержали в себе микропроцессорные и электродные системы. Вместо усиков насекомым вставили электроды, которые доставали до мозга и стимулировали его импульсами, когда ученые посылали сигналы с пульта.
Похожий эксперимент был проведен в 2022 году. Китайские исследователи из колледжа электротехники и автоматизации Шаньдунского университета науки и технологии испытали управление полетом голубей, причем теперь чип аккумулировали с помощью солнечных батарей.
Чипированный голубь
Голубь с прикрепленным на спине аккумулятором на солнечных панелях, который питает нейроимплантат.
Фото: Journal of Biomedical Engineering
Перед разработчиками стояла задача создать легкий источник питания, который будет обладать простой системой перезарядки. Небольшую литиевую батарею разместили на спине птицы, которая подпитывалась от солнечных панелей.
В ходе исследования удалось контролировать полет голубей на протяжении двух часов в ясную солнечную погоду. Также подопытные выполняли простые команды, например, поворот головы направо или налево. Успешного выполнения заданий удалось добиться в 80-90 процентах случаев, оставшиеся 10-20 процентов неудач ученые объясняли усталостью птиц или отвлекающими факторами.
80-90%
достигала эффективность управления полетом голубей с помощью нейрочипа
Серия экспериментов команды Теодора Бергера из Университета Южной Калифорнии иллюстрировала возможность «включения» памяти крыс с помощью посылаемых электрических импульсов. Сначала грызунам блокировали формирование долговременной памяти через ввод определенных препаратов, а затем активизировали память электродами.
В ранее упомянутой компании Neuralink тоже добились впечатляющих результатов в промежуточных испытаниях на обезьянах. С помощью вживленного чипа подопытная по кличке Пейджер играла в симулятор пинг-понга MindPong силой мысли.
Введенный под кожу имплантат принимает в себе информацию из 2048 каналов, что в 20 раз больше, чем чипы, созданные в других лабораториях. Устройства Neuralink позволяют не только обрабатывать поступающие из мозга импульсы, но и выявлять определенные намерения пользователя.
Обезьяна буквально телепатически вступает в видеоигру, используя мозговой чип!
Илон МаскОн также пошутил, что скоро животные заведут собственные аккаунты в игровых сервисах на Twitch и Discord
На сайте компании сообщается, что это лишь первая демонстрация возможностей чипа N1 Link. В дальнейшем имплантат должен помочь пациентам с ограниченными возможностями использовать современные технологии, например, выходить в интернет прямо из мозга.
«С развитием нейрокомпьютерного интерфейса в долгосрочной перспективе эта технология позволит расширить каналы связи между внешним миром и мозгом человека, получить доступ к другим областям мозга и новым нейронным данным», — рассказал Маск.
От животных к людям
Первым человеком, которому вживили мозговой имплантат, стал парализованный американец Мэтью Нейгл. Устройство назвали BrainGate, оно позволило перемещать курсор на компьютере, когда пациент визуализировал у себя в голове, как он двигает руками в реальности. С помощью этой технологии мужчина даже научился включать телевизор, переключать каналы и управлять роботизированной рукой.
В 2016 году специалисты из Университета Джонса Хопкинса создали чип, который помогал двигать отдельными пальцами рук на протезе. Точность такого способа достигала 96,5 процента.
Одним из самых впечатляющих результатов в области нейробиологии стала публикация данных исследования от компании Synchron. С 2016 по 2020 год специалисты в сотрудничестве с университетом Мельбурна провели ряд экспериментов по вживлению чипа людям в Австралии. После вмешательства добровольцы могли переписываться в WhatsApp и совершать онлайн-покупки силой мысли, без использования дополнительных устройств.
Недавно ученые впервые имплантировали интерфейс мозг-компьютер под названием Stentrode человеку в США, где более строгое законодательство, чем в Австралии. Мужчина был болен БАС (боковым амиотрофическим склерозом). Операцию провел нейрохирург Шахрам Маджиди 6 июля 2022 года в нью-йоркском госпитале Mount Sinai West.
Сам чип представлял собой цилиндрическую сетку-матрицу с пластичными электродами длиной примерно 3,8 сантиметра и 16-ю точками подключения. Имплантат ввели в яремную вену на шее с помощью катетера, после чего устройство переместилось по кровотоку вглубь черепа к моторной зоне головного мозга, а тонкий провод связал ее со вторым имплантатом, вживленным в грудную клетку, для передачи связи по Bluetooth с компьютером или смартфоном. Через 48 часов мужчина уже был выписан из больницы.
После тренировки пациенту предоставили возможность управления курсором на девайсах. Для нажатия и перемещения курсора пользователь пока не может использовать электрические импульсы мозга напрямую.
Для этой цели служит некий «айтрекер», который отслеживает движение глазниц, подобно тому, как работала система управления Стивена Хокинга. Полноценное использование Stentrode лишь при помощи мозговых сигналов в перспективе возможно, но требует большего количества подключений к мозгу.
Соучредитель и главный исполнительный директор Synchron доктор Том Оксли планирует провести операции по вживлению до 16 Stentrode в 2023 году. Большинство устройств хотят использовать на людях с БАС, но авторы также предполагают, что их чипы могут быть полезны для людей, перенесших инсульты и травмы спинного мозга или страдающих рассеянным склерозом.
48часов
потребовалось пациенту для выписки из больницы после имплантации
Лечение заболеваний мозга, в частности — депрессии, путем электростимуляции недавно протестировала исследовательская группа из Сент-Луиса. Спонсором выступила компания Inner Cosmos, занимающаяся имплантацией устройств для мозга. Тенденция на малоинвазивные виды вживления чипов прослеживается и в этой работе.
Во-первых, такая технология введения не так сильно пугает потенциальных пользователей, а во-вторых, сокращает период реабилитации и сокращает риски. Чип был имплантирован лишь в кость черепа, а не в ткани мозга.
В процессе испытаний добровольцу с имплантатом в течение 15 минут в день подавались электроимпульсы в дорсолатеральную префронтальную кору. Также измерялась активность нейронов для оценки и последующей коррекции необходимого количества стимуляции. Эксперименты планируют продолжать еще в течение года и расширить выборку участников. Авторы хотят выявить наиболее эффективную часть мозга для воздействия в целях лечения депрессии.
***
Во многом технологии нейроинтерфейсов все еще находятся на ранних этапах развития. Основная масса исследований заключается в оптимизации самих чипов и изучении реакции человеческого организма на имплантат: какие области необходимо стимулировать, насколько чипы правильно считывают мозговые импульсы и то, что именно человек сможет делать при помощи устройств.
Один из нераскрытых секретов мозговых имплантатов за последние два десятилетия заключается в том, что они ни разу по-настоящему не использовались для самостоятельного домашнего применения
Дэвид Путринодиректор по реабилитации клинических инноваций больницы Маунт Синай
Для улучшения функций чипов применяются новейшие методы, например, искусственный интеллект (ИИ). Так, сотрудники Университета Торонто прибегли к нейросети с алгоритмами глубокого обучения (deep learning, DL) для создания более компактных имплантов, которые потребляют меньшее количество энергии. Для этих целей решили использовать металл-оксидные полупроводники, позволяющие добиться уменьшения энергопотребления в долгосрочной перспективе. ИИ помог выявить скрытые биомаркеры, а также вычислить лучшее время для активации чипа в определенном состоянии пациентов.
Исследователь с нейрочипом в руках
Фото: Lawrence Livermore National Laboratory
Для полноценного внедрения технологий мозговых имплантатов ученым необходимо преодолеть еще множество проблем.
Одной из таких является биосовместимость нейроинтерфейсов. Дело в том, что пока запись нейронных сигналов предоставляет корректные данные только в течение двух недель. Затем организм формирует иммунный ответ и происходит инкапсуляция электродов.
Материалы по теме:
Кроме того, явственно стоит этический вопрос. Воздействие на мозг человека в исследовательских целях считается недопустимым и неоправданным риском для здоровья, а иногда и жизни добровольцев. Вместе с тем получение доступа к управлению мозгом открывает пути для злонамеренных манипуляций.
На сколько процентов работает мозг человека: 5 аргументов
На сколько процентов работает мозг человека: 5 аргументов, развенчивающих теорию о 10% + 3 фактора, которые влияют на процент интенсивности мозговой деятельности + 15 способов увеличить работоспособность нашего мозга.
Функционирование человеческого мозга овеяно множеством научных фактов, мифов и даже – анекдотов.
Но как же отделить правду от вымысла? Как понять, на сколько процентов работает мозг и какие резервы можно активировать, чтобы быть успешным человеком?
Попытаемся разобраться в вопросе и отделить научно доказанные факты от мифов.
Это не только интересно, но и полезно, ведь позволит тренировать мозги, не перегружая их при этом.
На сколько процентов работает мозг человека? Неужели на 10%?
Если говорить о работе человеческого мозга, то есть один наиболее живучий миф: о 10 процентах. Именно сколько, мол, использует человек от своего потенциала.
Как научиться читать мысли: 4 упражнения
Давайте проанализируем, откуда эта легенда взялась и как ее опровергнуть.
1. Наиболее распространенный миф о том, на сколько процентов работает человеческий мозг.
Миф о том, что человеческие мозговые извилины работают всего на 10 процентов не относится к современности. Он упорно бытует еще с первой половины ХХ века.
Его авторство приписывают многим людям:
Альберту Эйнштейну.
Правда, мало кто объясняет, когда и при каких условиях ученый сделал столь спорное утверждение. Но, по-моему, за это следует благодарить интернет.
Ведь он живет по своим правилам: любую красивую фразу приписывай Фаине Раневской, а псевдонаучную – Эйнштейну.
Уильяму Джеймсу.
Этот американский философ и психолог, посвятивший многочисленные исследования гениальности человека и уровню его IQ в своих трудах ничего подобного не писал.
Зато ему эти самые злосчастные 10% приписал другой автор: Лоуэлл Томас. Зачем, спрашивается, так самовольничать?
Уайлдеру Пенфилду.
Этот американо-канадский нейробиолог практиковал операции на открытом мозге, а кроме того много исследовал этот загадочный человеческий орган.
Наверное, именно поэтому посчитали, что он мог в одном из своих многочисленных научных трудов написать о том, что мозг работает на 10% и ни на процент больше.
В списке есть и другие менее известные фамилии.
Также существуют и иные теории, в которых утверждается, что работают мозговые извилины процентов эдак на 5. Другие ученые оказались более щедрые и отмерили человечеству 15%, а то и – 20%.
Но, как оказалось, сколько не дай, все мало. И красивая цифра в 10% победила в перечне теорий, несмотря на то, что ее давно опровергли.
2. Сколько процентов мозга работает у человека: опровержение мифа в 10%.
Развенчанием живучего мифа о 10%, на которые и работает человеческий мозг, занялся Барри Бейерштейн. Это канадский ученый-нейробиолог, который активно трудился в столь сложной сфере во второй половине ХХ века.
Он и сформировал убедительные аргументы о том, что на самом деле, человеческий мозг работает куда более интенсивнее, чем на 10%:
1. | Согласно современным научным данным, эволюция обычно устраняет лишнее, а мозг обходится телу довольно дорого в плане потребления кислорода и питательных веществ. Он может требовать до 20 % всей энергии тела, при этом составляя лишь 2 % массы. Если бы 90 % были не нужны, люди с меньшим, более эффективным мозгом имели бы эволюционное преимущество – остальным сложнее было бы проходить естественный отбор. Отсюда также очевидно, что такой большой мозг не мог бы даже появиться, если бы в нём не было потребности.  Кроме того увеличенный череп повышает риск смерти при рождении. Такое давление обязательно избавило бы популяцию от лишнего мозга. |
2. | Сканирование: технологии вроде позитронно-эмиссионной томографии и функциональной магнитно-резонансной томографии позволяют наблюдать работу живого мозга. Они показали, что даже во время сна в мозге имеется некая активность. «Глухие» зоны появляются лишь в случае сильных повреждений. |
3. | Локализация функций: вместо того чтобы быть единой массой, мозг делится на отделы, которые выполняют различные функции. На определение функций каждого отдела были потрачены многие годы, и отделений, не выполняющих никаких функций, обнаружено не было. |
4. | Микроструктурный анализ: при регистрации деятельности отдельных нейронов учёные наблюдают за жизнедеятельностью отдельно взятой клетки. |
5. | Нейронные заболевания: клетки мозга, которые не используются, имеют тенденцию вырождаться.  Следовательно, если 90 % мозга были бы неактивны, то вскрытие мозга взрослого человека показало бы масштабное вырождение. |
И пускай писатели-фантасты и создатели фантастических фильмов продолжают эксплуатировать теорию о 10%, вы должны понимать, что она – миф.
3. Зависит ли размер мозга человека от того, на сколько процентов он работает?
Долгое время считалось, что чем крупнее мозг человека, спрятанный под черепной коробкой, тем выше интеллектуальные возможности индивида.
Как бы не так. Умственные способности напрямую связаны с количеством нервных клеток, но, если мозги имеют большую массу, то это вовсе не означает, что человек – гений.
Средний размер мужского мозга в расцвете лет составляет от 1,3 до 1,4 кг, женского – на 100 грамм меньше.
Но вот, к примеру, знаменитый орган гениального Эйнштейна весил чуть больше 1 200 г, популярнейшего российского юриста А.Ф. Кони, трудами которого до сих пор зачитываются студенты юридических факультетов, – чуть больше 1 кг.
А вот Байрон и Тургенев имели содержимое черепа, что весит свыше 2 кг. Так неужели они гораздо гениальнее Эйнштейна?
Вот несколько других показателей для сравнения:
№ | Личность | Профессия | Вес его мозга (в г) |
|---|---|---|---|
1. | Кромвель | Политик | 2 000 |
2. | Отто Бисмарк | Политик | 1 807 |
3. | В.В. Маяковский | Писатель | 1700 |
4. | Л.Д. Ландау | Ученый | 1 580 |
5. | Мэрилин Монро | Актриса | 1 422 |
6. | К.Э. Циолковский | Математик | 1 372 |
7. | У. Уитмен | Писатель | 1 282 |
Исследования, связывающие размер мозга с тем, на сколько процентов человек его использует, появились не на пустом месте, а благодаря изучениям умственных способностей неандертальцев, содержимое черепушки которых весило меньше 1 кг.
Но разве это значит, что первые люди не пользовались своими, пусть и небольшими мозговыми органами на все 100 %, чтобы выжить?
На сколько процентов работает мозг и что заставляет его работать лучше?
Вряд ли кто-то сможет точно ответить на заданный в названии статьи вопрос, потому что как измерять эту самую процентовку?
Да даже если бы удалось разработать формулу измерения, то пришлось бы учитывать не только особенности конкретного органа, но и условия, в которых проводится эксперимент.
1) Возможности человеческого мозга и процент его работы.
Вы знаете, что несмотря на множество проводимых исследований, до сих пор мозг человека остается наиболее изученной его частью.
Да что там говорить, если его до сих пор именуют то органом, то частью тела, то отделом нервной системы.
Ученые теряются во мнениях: одни говорят, что возможности человеческого мозга безграничны, ведь среднестатистический человек дает своим мозгам лишь малую часть возможных нагрузок.
Другие же уверяют, что человек преимущественно использует мозг на 100%, хотя резервы у этого органа всегда есть.
Так на сколько же процентов мы используем свои мозги и какие существуют возможности для более продуктивной их работы?
На столько, на сколько сами того хотим.
В зависимости от настроения, сложности поручения, самочувствия, ситуации и прочих сопутствующих факторов, мы для решения какой-то задачи или полностью напрягаем мозги, используя их практически на 100%, или работаем в щадящем режиме.
Вот почему возможности мозга зависят не от его размера, и даже не от количества нервных клеток, а от того, насколько качественно мы его нагружаем.
Нагружаем больше – даем толчок к развитию и увеличиваем процент работы. Ленимся – значит это процент уменьшается, а мы начинаем соображать все хуже и хуже.
2) На сколько процентов работает человеческий мозг в разных условиях?
На то, на сколько процентов мы напрягаем наши мозговые извилины влияют многие факторы:
Способности, данные нам от природы.
Естественно, человек рождается с каким-то набором качеств и способностей, в том числе – и умственных.
Вот почему одни дети в абсолютно одинаковых условиях развиваются быстрее, тогда как другие – гораздо медленнее. Но, уделите больше внимания менее способному ребенку, и он мигом догонит сверстников.
Наличие умственных нагрузок.
Американский ученый Мечернич неоднократно проводил эксперименты над обезьянами, заставляя их доставать бананы из труднодоступных мест.
Компьютерные снимки показали, что пока мартышки напрягали мозговые извилины, пытаясь найти способ заполучить лакомство, площадь, отвечающая за выполнение этой конкретной задачи, увеличивалась.
Как только они находили решение задачи, все возвращалось к исходнику. Вот почему напрягать мозги и увеличивать процент их работы нужно постоянно, а не время от времени.
Экстремальная ситуация.
Опрос жертв разнообразных катастроф показал, что в экстремальных ситуациях человек начинает соображать гораздо быстрее и, чтобы выжить, решает задачи, которые в комфортных условиях никогда бы не решил.
Поэтому умеренные дозы адреналина даже полезны.
Поэтому умеренные дозы адреналина даже полезны.Интересный тест, который поможет Вам определить
на сколько процентов работает Ваш мозг.
Готовы? Тогда поехали:
Способы увеличения процентов работы человеческого мозга
Как вы уже поняли, наш мозговой трудится так интенсивно, как мы сами того хотим. Если постоянно нагружать его, если создавать ситуации, которые способствуют повышению умственной деятельности, то процент работоспособности будет постоянно высоким.
Ежели лениться, то придется тупеть и деградировать с каждым днем.
Вот способы заставить работать мозг на максимальное количество процентов:
Многозадачность.
Постарайтесь одновременно выполнять не одну, а несколько задач. Это позволит существенно увеличить мозговую активность.
Тренировка памяти.
Этого можно добиться как выполнением специальных упражнений, так и заучиванием рифмованных и прозаических текстов наизусть.
Развитие внимательности.
Приучите себя обращать внимание на детали интерьера помещений, уличного пейзажа, человеческой внешности и т.п.
Читайте.
Уделяйте книгам столько времени, сколько позволяет ваш график. Только читайте не макулатуру, которая вообще не требует мозговой работы, а качественную литературу.
Постоянно обучайтесь чему-то новому.
Не важно, на семинар по работе или курсы для души вы записались. Главное, что освоение новой информации работает на вас и ваш мозговой орган.
И еще несколько полезных советов, которые позволят на вопрос «Сколько процентов работает у вас мозга?» отвечать: «100%»:
- высыпайтесь и отдыхайте;
- питайтесь правильно – продуктами, которые нужны мозгам;
- занимайтесь спортом;
- совершайте прогулки на свежем воздухе;
- откажитесь от вредных привычек;
- чаще пишите ручкой по старинке, а не только набирайте текст на компьютере;
- слушайте классическую музыку;
- развивайте воображение при помощи творческой работы и приобщения к искусству;
- смейтесь много и с удовольствием;
- перестаньте «кормить» себя телевизионным и интернетовским мусором, а приучайтесь потреблять интеллектуальную «пищу».
Теперь вы знаете, что неправильно на вопрос «На сколько процентов работает мозг?» отвечать: «На 10%». Интенсивность мозговой деятельности зависит от нас самих и всегда есть возможность увеличить наши способности.
Есть Телеграм? Тогда подписывайтесь на самые полезные каналы:
Полезная статья? Не пропустите новые!
Введите e-mail и получайте новые статьи на почту
Мы наконец-то знаем, почему мозг использует так много энергии
(Изображение предоставлено Shutterstock)Согласно новому исследованию, ваш мозг может утекать… энергии, что может объяснить, почему голова потребляет 20% энергии, необходимой для поддержания работы вашего тела.
Исследователи обнаружили, что крошечные мешочки, называемые везикулами, в которых хранятся сообщения, передаваемые между клетками мозга, могут постоянно выделять энергию, и эта утечка, вероятно, является компромиссом для того, чтобы мозг всегда был готов к работе, согласно новому исследованию.
опубликовано 3 декабря в журнале Научные достижения .
« мозг считается очень дорогим органом в эксплуатации», — сказал старший автор Тимоти Райан, профессор биохимии в Weill Cornell Medicine в Нью-Йорке.
Похожие: 10 фактов о мозге, которых вы не знали постоянно запускают электрические сигналы для связи, процесс, который сжигает большое количество молекулы энергии, известной как аденозин-5′-трифосфат (АТФ).
Но за последние пару десятилетий клинические исследования показали, что мозг людей, которые находились в вегетативном состоянии или коме, что означает очень минимальную электрическую активность мозга, по-прежнему потреблял огромное количество энергии, сказал Райан Live Science. Итак, нейробиологи столкнулись с загадкой: если не электрическая активность поглощает всю энергию мозга, то что?
В последние годы Райан и его команда исследовали соединения в мозге, называемые синапсами, где нейроны встречаются и общаются, запуская крошечные везикулы, заполненные химическими посредниками, называемыми нейротрансмиттерами.
Ранее они показали, что активные синапсы потребляют много энергии. Но в новом исследовании, в котором они инактивировали синапсы нейронов крысы в лабораторных чашках с помощью токсина, а затем измерили уровни АТФ внутри синапсов, команда поняла, что синапсы потребляют много энергии, даже когда нейроны не возбуждаются.
Чтобы понять почему, они отключили различные насосы на поверхности крошечных пузырьков, которые перемещают нейротрансмиттеры и другие молекулы внутрь и наружу, и таким образом лишили синапсы топлива. Они визуализировали синапсы с помощью флуоресцентного под микроскопом и вычислил, сколько АТФ сгорел синапс.
Они обнаружили, что «протонный насос» отвечает за примерно 44% всей энергии, используемой синапсом покоя. Когда они копнули дальше, исследователи обнаружили, что протонный насос должен продолжать работать и сжигать АТФ, потому что везикулы всегда «пропускают» протоны.
Неактивные синапсы готовятся запустить эти везикулы в любой момент, предварительно набив их нейротрансмиттерами.
Они делают это с помощью другого насоса, который находится на поверхности пузырьков. Этот тип помпы, называемый транспортным белком, меняет форму, чтобы переносить нейротрансмиттеры внутрь, а взамен они захватывают протон изнутри пузырька, снова изменить форму и выплюнуть протон из пузырька. Чтобы этот процесс работал, везикулы должны иметь более высокую концентрацию протонов внутри, чем в их окружении.
Но исследователи обнаружили, что даже после того, как везикулы были заполнены нейротрансмиттерами, транспортные белки продолжали изменять форму. Несмотря на то, что они не несли нейротрансмиттеры в везикулы, они продолжали выплевывать протоны, требуя, чтобы протонный насос продолжал работать, чтобы пополнить резервуар протонов везикул.
«Итак, мы обнаружили, что в нем есть некоторая неэффективность», — сказал Райан. Утечка невелика, но если сложить вместе триллионы утечек, это «оказывается довольно большими расходами даже без какой-либо электрической активности».
Исследования проводились с использованием крысиных нейронов в лаборатории, но «участвующие механизмы невероятно хорошо сохранились» между крысами и людьми, поэтому результаты, скорее всего, будут справедливы и для человеческого мозга, сказал Райан.
Непонятно, почему наш мозг эволюционировал, чтобы иметь эту утечку, но легкое изменение формы, вероятно, является компромиссом для везикул, чтобы быстро упаковать нейротрансмиттеры, сказал он.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Только представьте, как быстро вы можете разгоняться, если ваша машина постоянно работает на холостом ходу на высоких оборотах, но сколько топлива вы бы потратили впустую, добавил он. «Возможно, ценой поддержания синапсов наготове было неэффективное использование энергии».
Райан и его команда надеются, что результаты могут помочь не только в фундаментальном понимании человеческого мозга, но и в клинической практике. Например, открытие может привести к лучшему пониманию и лечению некоторых заболеваний, таких как 
В таком случае, «вы говорите о машине, работающей на холостом ходу, [и] вы перерезали бензопровод», — сказал Райан. У вас «действительно будут проблемы».
Первоначально опубликовано на Live Science.
Ясемин — штатный автор Live Science, освещающий вопросы здоровья, неврологии и биологии. Ее работы публиковались в журналах Scientific American, Science и San Jose Mercury News. Она имеет степень бакалавра в области биомедицинской инженерии Университета Коннектикута и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации Калифорнийского университета в Санта-Круз.
Сколько нашего мозга мы используем?
Мозг — самый сложный орган в организме. Его можно использовать для простых задач, таких как дыхание, или для более сложных когнитивных процессов, таких как мышление, чувства и запоминание.
Но какую часть нашего мозга мы используем на самом деле?
Разбивка статьи
Используем ли мы только 10 мозгов?
Многие люди говорят, что используют только 10 процентов своего мозга, но это полный миф.
Идея о том, что мы используем только крошечную часть нашего мозга, за которую цепляются авторы книг о саморазвитии и голливудские кинематографисты, вдохновила на творческие размышления о том, какими могли бы быть люди, если бы мы только получили доступ к другой части. Но это разоблачается снова и снова в научных исследованиях.
Так как же возникла эта странная лженаука?
Часто говорят, что Эйнштейн придумал цифру 10%, но этому нет никаких доказательств. На самом деле это семя было впервые посажено в 1908 году американским психологом и философом Уильямом Джеймсом в книге 90 059 «Энергии людей». Он утверждал, что люди используют лишь небольшую часть своих физических и умственных ресурсов и могут раскрыть больше. Число 10 не появлялось до предисловия к изданию 1936 года бестселлера Дейла Карнеги 9.0059 Как завоевывать друзей и оказывать влияние на людей, и с тех пор он застрял.
Если вы один из тех людей, которые всегда задавались вопросом: «Как вам разблокировать более 10% вашего мозга?» у нас есть хороший и простой ответ для вас.
Просто жить свою жизнь. Видите ли, правда в том, что большую часть времени мы используем все части нашего мозга.
Итак, мы используем 100% нашего мозга?
Теперь вы, вероятно, думаете: « так какой процент мозга используется тогда?». Процент использования мозга не так прост, как 100%, но можно сказать, что мы используем гораздо больше, чем 10%.
Методы визуализации мозга позволили врачам и ученым наблюдать и картировать активность мозга в режиме реального времени и выявить активность более чем в 10% мозга. Даже простые задачи, такие как просмотр изображений и отдых (в основном пятничный вечер перед телевизором), требуют большого количества мозгов, чтобы приступить к работе. На самом деле, нет никаких научных доказательств того, что область мозга не выполняет важную работу.
Ответ на вопрос, какую часть нашего мозга мы используем, тоже меняется со временем. Мозг у всех разный, но большинство людей достигают полной зрелости примерно к 20 годам.
Другими словами, до этого возраста есть части мозга, которые не активируются и не развиваются полностью, пока мы не достигнем совершеннолетия. Одной из таких частей является префронтальная кора: она полностью не развивается примерно до 25 лет и может продолжать расти до середины 50-летнего возраста.
Еще одним интересным фактом о человеческом мозге является то, что он может продолжать расти на протяжении всей жизни! Это означает, что даже если вы достигли полной зрелости к 20 или 30 годам, у вас все еще есть возможности для совершенствования по мере того, как вы становитесь старше и мудрее. Этот рост, известный как нейропластичность, происходит в таких областях, как гиппокамп (который помогает регулировать эмоции) и мозолистое тело (которое соединяет части обоих полушарий).
Наша формула
Умная добавка
на основе 200 отзывов
Узнайте, почему Smart Supplement имеет самый высокий рейтинг в мире и как он помогает вам чувствовать себя лучше каждый день.
Подробнее
Насколько мощен человеческий мозг?
Проще говоря, чрезвычайно мощный. Мозг взрослого человека обычно имеет около 100 миллиардов нейронов. Мозг состоит из множества различных частей, которые работают вместе, чтобы контролировать свои мышцы, балансировать и думать о том, что вы собираетесь съесть на обед.Серое вещество внутри вашего черепа называется «корой головного мозга». Эта часть вашего мозга обрабатывает информацию от других частей вашего тела и посылает им сигналы, если это необходимо. Здесь также хранятся воспоминания в виде электрических сигналов до тех пор, пока они не будут вызваны чем-то знакомым или достаточно важным, чтобы позже вернуться в память.
Белое вещество за пределами этой части вашей головы обеспечивает связь между различными частями внутри себя, а также отправляет сообщения в другие области, такие как руки или ноги, через нервы, расположенные в обоих слоях (сером и белом).
Мозг обрабатывает около 11 миллионов бит информации каждую секунду (11 мегабит в секунду), что составляет менее половины скорости соединения со скоростью 100 Мбит/с.