На сколько процентов задействован человеческий мозг: Учёные против мифов: на сколько процентов работает мозг и зависит ли интеллект от числа извилин | 161.ru

Содержание

на сколько процентов работает? На 3-5%.


Мозг перегревается, поэтому человек начинает зевать.

Такая гипотеза существует и косвенно подтверждается тем, что люди и животные чаще начинают зевать в жарких помещениях. Но, если честно, не уверена, что это вот прямо научный мейнстрим, общепринятая точка зрения. Не очень понятно, каким образом один интенсивный вдох может повлиять на температуру крови, она вообще довольно жёстко регулируется.
Интереснее, на мой взгляд, группа объяснений, связанных с зеркальными нейронами. Это клетки, которые активируются в двух случаях: когда мы сами совершаем какое-то действие или когда другие люди совершают такое же действие. Известно, что зевота заразна. Дальше можно обсуждать, почему так получилось. Возможно, это помогает людям в сообществе жить более или менее в едином графике и не мешать друг другу спать. Допустим, один ребёнок в семье начинает зевать, другие вслед за ним, и все дети, таким образом, быстрее засыпают, а их мама может немного передохнуть.



Как работает мозг человека

Мозг — наиболее сложный орган у всех живых существ. Каждое мгновенье ему нужно обработать огромное количество информации, передать сигналы другим системам организма. Ученым до настоящего времени не удалось полностью изучить его структуру и функциональные особенности. У человека орган отвечает за такие процессы, как: мышление, сознание, речевые функции, координация, эмоции, рефлекторные функции.

Все тело человека пронизано сетью нервов, являющихся продолжением ЦНС. Через нейроны информация от мозга расходится по всему организму и поступает обратно для обработки. Все нервные клетки создают с ним единую информационную сеть.

Как работает человеческий мозг

Более 100 лет проводятся исследования с целью изучения работы главного органа человеческого организма. В результате было получено много информации, однако и загадок осталось не меньше. Можно с уверенностью заявить, что он является самым важным органом, ежесекундно получая множество информации, он должен ее переработать и отправить сигналы системам всего организма. Наш мозг отвечает за:

  • мышление;
  • речь;
  • движение;
  • сознание;
  • эмоции;
  • рефлексы.

Благодаря этому органу мы можем видеть, слышать, приспосабливаться к условиям окружающей среды, чувствовать и разговаривать. Мозг развит лучше, чем у животных, благодаря чему человек способен мыслить и управлять нравственными и моральными категориями.

Правда ли что наш мозг работает только на 10% (включить ключ миф опровержение) Мифы о том, что мозг работает на десять процентов, происходят из далекого прошлого. У. Джеймс и Б. Сидс, изучая процесс развития ребенка, сделали вывод, что лишь 1/10 умственного потенциала используется в жизни. Объясняли они это тем, что использование мозга на 100 процентов привело бы к нарушению его функционирования, спровоцированного переработкой избыточного количества информации.

На сколько процентов работает мозг человека

Ученные не однократно пытались оценить, на сколько работает мозг человека, и в результате их исследований, в прошлом веке, возникло множество ложных теорий. По одной из них считалось, что человек использует только 3% от его потенциала, в то время как другие утверждали, что 15-20 процентов.

Миф о 10% мозга

В 1936 году в предисловии к книге « » американский писатель Лоуэлл Томас написал «Профессор Уильям Джеймс говорит, что люди используют своих умственных способностей».

Нейробиолог Барри Гордон характеризует миф как «смехотворно ошибочный», добавляя: «мы используем практически все части мозга, и они активны практически постоянно». Барри Бейерштейн приводит аргументы, опровергающие миф о десяти процентах:

  1. Исследования повреждений мозга: если 90% мозга обычно не используется, повреждения этих частей не должно влиять на его работу. Практика же показывает, что почти не существует областей, которые могут быть повреждены без потери способностей.
    Даже небольшие повреждения могут приводить к огромным последствиям.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Микроструктурный анализ: при регистрации деятельности отдельных нейронов учёные наблюдают за жизнедеятельностью отдельно взятой клетки. Если бы 90% мозга бездействовала, это сразу бы заметили.
  6. 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.

Другим аргументом является то, что большой размер мозга требует увеличения черепа, что повышает риск смерти при рождении. Такое давление обязательно избавило бы популяцию от лишнего мозга. Таким образом получается, что мы используем 100% мозга в целом, но для каждой задачи используется свой участок и намного меньше процентов.

Опровержение теории

Современные ученые, в частности, нейробиолог Б. Гордон предоставил несколько аргументов, полностью опровергающих миф о 10% использовании мозга. К ним относятся:

  • Во время естественного отбора и прохождения этапов эволюции отбирались лишь значимые для того или иного вида признаки.
    Если бы 90 % мозга не выполняло никаких функций, то, соответственно, в процессе эволюции эти части ЦНС исчезли бы.
  • Современные методы исследования, то есть различные сканирования, позволяют определить отсутствие слепых зон активности мозга. Появление неактивных участков отмечается только у лиц, имеющих какие-либо повреждения мозга.
  • Экспериментально доказано, что каждый отдел головного мозга отвечает за определенную функцию. При повреждении участка мозга, в любом случае, произойдет какое-то нарушение центральной нервной деятельности.
  • Доказано, что каждая отдельная клетка мозга функционально активна.
  • В ходе исследований выяснилось, что неиспользование какого-либо участка тела человека (части органа или даже конечности) приводит к его атрофии, а в некоторых случаях к замещению соединительной тканью. Если бы в мозге были неактивные участки они бы атрофировались или же вырождались.

Насколько же развит мозг у человека?

“ «Тесным является мир, а человеческим мозг – необъятен».

Точных данных о том, насколько активно человек использует свой мозг нету до сих пор. Остается только предполагать и строить теории. Для того, чтобы было понятно, насколько индивидуальна активность мозга каждого человека в определенной ситуации следует привести пример. Если ученику второго класса и школьнику старшей школы предложить сложить двузначное и однозначное число, то, естественно, старшеклассник справится быстрее. Однако потенциал мозга более активно будет задействовать именно ученик младшей школы, так как ему для решения задачи требуется больше усилий. Исходя из данного примера, можно сделать вывод, что развитие мозга у человека заключается не в увеличении количества клеток или их размеров, а в увеличении количества связей между ними.

Еще одним примером является поведение и восприятие человека в экстренной ситуации, когда мозг человека активируется гораздо сильнее, чем в повседневной жизни. Очевидцы, пережившие катастрофы утверждают, что мир вокруг них будто замирал или замедлялся настолько, что они успевали спастись.

Если бы мозг был настолько активен каждый день, то ему требовалось бы в несколько раз больше энергии, а соответственно и питательных веществ.

Для нормальной работы мозгу ежедневно требуется около 100 – 120 грамм глюкозы. Для людей, чья профессия связана с умственным трудом, может требоваться большее количество.

Единственное, что можно сказать точно о работе нашего головного мозга – еще ни один человек не достиг предела его развития. Изначально, при рождении (при отсутствии отклонений) все имеют примерно одинаково развитый мозг. В процессе жизнедеятельности его дальнейшее развитие будет зависеть от индивидуальных особенностей:

  • Социальной сферы, в которой находится человек;
  • Возможностей, которые ему предоставлены;
  • Стимула для развития и прочее.

Наш мозг видит на 360 градусов

Мозг может видеть лучше, чем глаза.

А эта возможность делает нас похожими на «Человека-паука». Да, мы, а точнее наш мозг способен очень внимательно следить за окружающей обстановкой и сообщать о том, что мы еще толком не осознали.

Например, мы начинаем ощущать, за нами кто-то следит. Появляется чувство неловкости, начинаем потеть, кожа покрывается мурашками. Поворачиваем голову в эту сторону, и действительно видим, что какой-то человек на нас смотрит. Некоторые это называют «шестым чувством».

Глаз на затылке у нас нет, да и поле зрения у нас довольно узкое, по сравнению с другими животными. Но мозгу они там и не нужны. У него есть более эффективные средства для оценки окружающей обстановки. Например, слух, который способен замечать даже самые незначительные изменения в окружающем фоне. И эта способность особенно усиливается, когда мы не можем видеть часть этого окружения.

Откуда взялось утверждение о десяти процентах

Дело в том, что при визуализации головного мозга в некоторых его областях видно, что сама область будто бы серая, но при этом в ней пульсирует яркое цветное пятно. Исходя из этого, очевидно, и было предположено, что функционируют у нас лишь десять процентов мозга – те самые яркие пятна, а все остальное, серое – это нерабочая, так сказать, зона.

Однако на самом деле, по словам исследователей, цветные пятна означают те области, которые более активны при выполнении той или иной задачи – по сравнению с серыми, которые задействованы в данный момент в меньшей степени.

Изумительный рецепт фруктово-желейного чизкейка с ванильным бисквитом: вкуснота

Twitter, YouTube в зоне риска: подписан закон о запрете цензуры в интернете

C 10 января в кинотеатрах можно увидеть знаменитый французский балет «Игра»

Утверждению о десятипроцентной работе мозга много лет, и точно нельзя установить, откуда растут его корни. Встретить подобные формулировки можно во многих книгах, в том числе, например, в работе популярного Дейла Карнеги. И это выглядит логично: ведь так заманчива мысль о том, что мы можем гораздо, гораздо больше – в том числе и телекинез, и чтение мыслей, и еще кучу всего, только если станем использовать свой мозг активнее.

Как формировался миф

Собственно, сразу никто и не собирался извращать факты по злому умыслу — все дело в том, что журналисты, которые подхватили фразу ученого, не особенно задумывались о ее истинном смысле, равно как и не очень разбирались в работе мозга.

Это тоже нельзя считать их упущением — ведь не может же журналист во всем разбираться, правда? В результате было написано несколько статей о «неполной работе» мозга, после чего появились еще статьи, и так далее — все по принципу испорченного телефона.

Давайте теперь подумаем о том, что значит «использовать 10%» ресурсов мозга. Масса нашего головного мозга равна в среднем 1400 граммов (в среднем). Если действительно работает всего 10%, получается, что лишь 140 граммов вещества является полезным. Ну, если это действительно так, то мы думаем частью мозга, по размеру не превышающей мозг овцы. Не хотите ли вы сказать, уважаемые поклонники мифа, что мы по умственному развитию равны овцам? Конечно, нельзя воспринимать все так буквально — мы утрируем, конечно же утрируем. Но доля рационализма здесь есть, и она хорошо заметна.

Кроме того, давайте подумаем, какое оборудование нужно, чтобы проверить, какой процент мозга задействован в работе во время бодрствования человека. Неужели кто-то может сосчитать все работающие и неработающие нейроны? Давайте перефразируем вопрос: «Неужели ученые начала двадцатого века могли сосчитать, какой процент мозга работает?». Да в 1908 году, когда стал активно муссироваться этот миф, даже радио было не особенно развито, что уж там говорить о снятии энцефалограмм или проверке работы мозга в реальном режиме времени.

Кроме того, мы знаем, что если человек не занимается активной умственной деятельностью, не тренирует мозг, то синапсы, соединяющие нервные клетки, нейроны, постепенно деградируют, и у такого человека ухудшается память, интеллект, он может забыть даже таблицу умножения. Так если мы в течение многих поколений не используем 90% мозга, неужели он все еще остается в работоспособном состоянии? Очень вряд ли.

Собственно, опровержение мифа было сделано не только учеными прошлого, которые активно выступали против слухов о «10%» среди непосвященных, но и современными учеными, которые действительно неоднократно проводили эксперименты по отслеживанию активности работы головного мозга в режиме реального времени — современная техника это позволяет.

Наверное, нашим читателям будет интересно узнать, что науке хорошо известно, из каких тканей состоит человеческих мозг, ведь клеточный состав его очень хорошо изучен. Кроме того, отлично изучена анатомия нашего мыслящего органа, известны и определены основные сигнальные пути между его структурами (структуры эти тоже можно найти практически в любом учебнике по нейрофизиологии). Ученые знают, как возникает электрическая активность в мозге и как она передается от клетки к клетке. Но вот незадача — науке неизвестно, как работает вся система в целом.

Курьезная ситуация, которая, тем не менее, играет на руку многим не очень чистым на руку ученым и вовсе не ученым, кто желает извлечь свою собственную выгоду из такого незнания. Там не менее, уже давно известно, что в работе задействованы все клетки мозга, этот орган работает постоянно. В некоторые моменты определенные участки мозга работают активнее, чем другие, но вот ни о каких 10%, 30% или 50% речь не идет. Работает весь мозг, и это доказано уже давно.

Способы, как заставить свой мозг работать лучше

Подсказки, как заставить мозг работать лучше начинаются с банальной, набившей всем оскомину истины о регуляции режима сна. Только во время сна нервная система перезагружается и обновляется, происходит очищение памяти от ненужной информации и восстановление сил. Лишая человека полноценного сна запускаются разрушительные процессы, приводящие к психическим расстройствам и даже смерти, но первыми начинают страдать когнитивные функции. Если взять абсолютно биологический уровень, то во время сна из мозга удаляются вредные белковые соединения, являющиеся результатом его активности, и чем меньше сна, тем большая интоксикация происходит. Такое накопление провоцирует развития мозговых заболеваний, снижающих его функционирование, в том числе болезнь Альцгеймера. Важно высыпаться каждый день, причём за один промежуток. Те, кто надеется, что отоспится за несколько выходных суток или доберёт необходимые часы в обеденный перерыв, ошибаются, поскольку биохимические процессы требуют полноценный ежедневный сон.

Привычка много времени проводить в социальный сетях и интернете формирует определённый тип мышления. Внимание становится рассеянным, личность постоянно включена в реагирование на всплывающие уведомления, новости и реакции, что не даёт возможности сосредоточиться на чём-то одном. Мозг перестраивается в режим восприятия коротких, но ярких сообщений, быстро переключается с одной темы на другую, в итоге человек отлично адаптирован к онлайн-пространству, но не может прочесть больше двух страниц обычной книги или написать свою работу без постоянных отвлечений. Это уже вопрос тренировки и повысить собственную концентрацию можно, выделив определённое время для ответа на сообщения, пролистывание новостей, а также ведение собственных блогов. Так постепенно мозг начинает охватывать всё большие объемы и учится концентрироваться. Да, и книгу человек прочтёт большую, настоящую художественную книгу.

Подобное клиповое мышление рождается из теории необходимости многозадачности. Про это говорится в тайм-менеджменте, среди интервью успешных людей и сами мы хотим экономить время, умея одновременно решать много различных вопросов. Проблема в том, что сам мозг как функционировал несколько сотен лет назад, в таком формате и работает, и большие информационные перегрузы для него являются очень истощающим фактором. Да, вы можете проработать в режиме мультизадачности несколько месяцев, а потом резко начать тормозить при банальных вопросах, касающихся вашей должности или дороги домой. Ресурсы исчерпываются, поэтому чтобы поддерживать их в постоянном плюсе организовывайте себе спокойное пространство, а не вечную стрессовую гонку. Выделяйте время на одно дело и больше не занимайтесь ничем – все звонки потом, все консультации в специально отведённый для этого отрезок. Удивительным образом, если полностью очистить своё время для какой-то одной работы, то выполняется она не только быстрее, но и значительно качественней.

Не всегда работоспособность мозга связана напрямую с когнитивными функциями, иногда всё упирается в мотивацию и эмоциональный фон. Личности, находящиеся в приподнятом настроении более эффективны в работе, даже те, кому давали различные антидепрессанты или стимуляторы начинали показывать лучшие показатели по умственному труду не за счёт повышения внимательности, памяти или работоспособности, а за счёт уровня вовлечённости. Поэтому если вдруг чувствуете снижение интереса к работе, а выполнять её надо, то стоит поискать свои мотивирующие факторы, прежде чем пить галлонами кофе. Влюбитесь в коллегу, чтобы создать лучшую презентацию, поссорьтесь с соседним отделом, чтобы была мотивация выстоять конкуренцию, увольняйтесь, если в том месте хочется только забиться в дальний угол и ищите единомышленников.

Улучшить депрессивное состояние помогает солнечная терапия. Кстати и работоспособность падает в осенний период и ещё больше снижается зимой за счёт нехватки солнечного света. Это гормональные сбои, вполне регулируемые увлечением частоты прогулки, восполнением витаминов группы В и аминокислот. Вообще данные микроэлементы являются основными для поддержания здоровья и правильного функционирования мозга, поэтому при снижении работоспособности рекомендуется начинать с пересмотра рациона, как способа повысить энергию, а не с энергетиков и кофе.

Мозг всегда работает на полную

МРТ

– магнитно-резонансная томография. Применяется, как правило, для выявления болезней, опухолей, в общем – в целях лечения и профилактики головного мозга. МТР также показывает и зоны наибольшей активности мозга в данный конкретный момент.

МРТ показывает, что мозг РАБОТАЕТ ВСЕГДА и ВЕСЬ. Отличается лишь активностью некоторых областей. Когда вы спите, головной мозг осуществляет свою деятельность в упрощённом режиме, по сравнению с бодрствованием. Все функции сведены к минимуму, по сути, нам необходимо только дышать и гонять кровь, даже обмен веществ, переваривание пищи, все замедляется. Во время сна выработка гормона роста вырабатывается в 5 раз больше, а кто всем этим руководит? Когда вы смотрите на картину и хотите ее запомнить, мозг задействован больше, чем, например, при игре в шахматы. Удивительно не так ли? Казалось бы все наоборот. Игроки в шахматы понимают, что порою нужно очень долго обдумывать ход и смотреть на 10 шагов вперед, так почему же мозг задействован меньше, чем при банальном запоминании картинки?

Да просто потому, что при игре в шахматы существуют рамки, ограниченные правилами игры, ограниченные полем, и вы обязаны играть по правилам. У вас идет акцент на логику и прогнозирование + вы удерживаете в памяти правила.

Теперь посмотрим, как вы запоминаете картинку. Пространственная ориентация отдельных элементов, цвета, формы этих элементов, характер этой картинки, общее восприятие (нравится она вам или нет) – это только момент рассматривания. Запоминать ее можно тоже множеством способами, ВКЛЮЧАЯ ЛОГИКУ, когда вы рассуждаете: «Так, ну это картина природы, сверху небо, зеленые деревья, камушки…». Потом, когда вы ее будете вспоминать, будет та же последовательность: «По-моему там были какие-то деревья и красивые облака», затем мозг подключит еще и воображение исходя из логики, «ну если это картина природы, наверно там была еще и зеленая трава, поскольку было явно лето».

Таким образом, рассматривая картинку, вы включаете в работу больше нейронов в вашем мозге, чем в шахматах. Почему вам играть в шахматы сложнее? Потому что картинки вы видите постоянно и мозг натренирован на них с рождения, а с шахматами встречаетесь лишь отчасти, нейронные связи слабые. Получается в шахматах УСИЛЕННО работает только ОДНА часть мозга, которая меньше физически тех областей, что работают при запоминании картинки. Попробуйте ходить задом на перед, мозг тоже офигеет от такого повдения и вы будете уставать намного быстрее. Мозг будет вам говорить, через стрессовые нейромедиаторы, типо «завязывай, ты похож на мудака, ты упадешь и т.д.».

Еще одно доказательство, которое понравится любителям теории эволюции! Зачем нам такой большой мозг, если он работает только на 2, 6, 10, 15 процентов (лишнее вычеркнуть). И действительно, спрашивается нафига? Если бы это было на самом деле так, он бы уменьшался со временем, ибо нехер так плохо работать. Но что происходит? Он увеличавается, согласно выводу японских биологов К.Такахаси и И.Судзуки: «за последние 60-70 лет успешного экономического развития средний вес мозга японцев увеличился на 30 г. у мужчин и 15 г. у женщин».

Так что подводя краткий итог: мозг работает полностью весь, однако в разное время и при решении разных задач имеет разную активность. Представьте интернет в своем регионе в 20:00-22:00, это пиковое число для его посещения людьми. Это не значит, что он ночью не работает или утром. Ниже идет пункт, который, по-настоящему заставляет задуматься!

Что нужно делать, чтобы заставить мозг работать на все 100%

Прежде всего, необходимо полноценно заниматься саморазвитием, причем всесторонним. У каждого человека в какой-то части мозга «дремлет» истина, но он не знает о её существовании. Как только он открывает для себя что-то новое, эта истина просыпается, а вместе с тем пробуждается и этот участок мозга. В тот момент мозг начинать более активно работать, не на 10%, как раньше, а уже на 20%. С каждым открытием, осознанием чего-то важного, мозг работает все больше и лучше. Благодаря этому, человек достигает новых вершин (успеха в карьере, личной жизни и так далее).
Второе правило: не нужно перекладывать большинство своих дел на «соседа», так как с осознанием чего-то нового будет развиваться именно «сосед», а не вы, следовательно, успех в будущем ожидает больше его, чем вас, так как его мозг будет более активно и полноценно работать.

Третье правило: отбирать для своего развития только нужную информацию, а не ту, которая будет только засорять мозг, но результатов и понимания чего-то важного давать не будет. Но чтобы впитывать только нужную информацию, также необходимо учиться, а значит, заставлять свой мозг работать более активно.

На сколько процентов человек использует мозг на самом деле


Современные нейробиологи отвечают на вопрос, насколько работает мозг человека, однозначно: на 100%. В любой момент человеческий мозг использует все свои ресурсы, чтобы осуществлять контроль над остальными системами организма, обеспечивать процессы запоминания, мышления и осознания. И даже когда человек спит, деятельность мозга не останавливается, ведь разные его отделы контролируют протекание обменных процессов, сердцебиение, дыхание, а также обрабатывают полученную за день информацию, благодаря чему люди видят сновидения.
Мозг человека состоит из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток, причем первые отвечают за получение, передачу и обработку внутренних и внешних сигналов, а вторые обеспечивают жизнедеятельность самих нейронов. Нейроны и глиальные клетки образуют 6 главных отделов мозга, каждый из которых имеет свое назначение и выполняет определенные функции. Эти отделы следующие:

  1. Продолговатый мозг – соединяет спинной мозг с головным. Этот отдел мозга управляет дыханием, слюноотделением и выделением желудочного сока, а также контролирует такие рефлексы, как чихание, моргание, кашель и рвота.
  2. Задний мозг – состоит из Варлиевого моста и мозжечка и располагается в задней части черепа, выше продолговатого мозга. Благодаря данному отделу мозга человек может держать равновесие, совершать осмысленные движения и жесты, а также управлять своей мимикой.
  3. Средний мозг – расположен с другой стороны от мозжечка, под полушариями. Этот отдел мозга контролирует зрительный и слуховой информационные каналы, а также управляет тонусом глазных мышц, сужением и расширением зрачков и рефлексом ориентации в пространстве.
  4. Промежуточный мозг – участок, что находится в нижней части черепа, под средним мозгом. В этом маленьком отделе расположены такие важные участки, как таламус (контролирует смену состояний бодрствования и сна, получает и обрабатывает все сигналы от болевых, температурных, тактильных, обонятельных, вкусовых и мышечных рецепторов), гипоталамус (контролирует артериальное давление, сердечный ритм, выработку гормонов и чувство голода), гипофиз (вырабатывает гормоны роста и полового созревания) и эпиталамус (регулирует обмен веществ и биоритмы).
  5. Большие полушария – левое и правое полушария, каждое из которых имеет лобную, затылочную, теменную и височную доли. Разные участки левого и правого полушарий отвечают за память, анализ полученной информации, критическую самооценку, распознавание речи, восприятие и обработку увиденного и услышанного, синтезирование фрагментов информации, а также за двигательную активность конечностей.
  6. Кора головного мозга – нейронная сетка, что покрывает большие полушария и в которой протекают все мыслительные процессы.

По мнению современных ученых, в случае, если какой-либо участок мозга поврежден вследствие травмы или болезни, другие доли могут расширить свою специализацию и частично либо полностью «взять на себя» его обязанности, чтобы сохранить жизнеспособность всего организма. И в то же время нейроны, которые не задействуются в работе мозга, очень быстро отмирают, что еще раз доказывает ошибочность теории о том, будто мозг работает только на 10%.


Однако тот факт, что мозг любого человека работает на все 100%, не значит, что люди не могут развивать свой интеллектуальный потенциал. Дело в том, что когда человек тренирует свою память, занимается мыслительной деятельностью, узнает новую информацию или обретает новые навыки, в его мозге формируются новые нейронные связи, которые будут отвечать за сохранение полученных знаний и навыков. И предел в развитии такого потенциала неизвестен, ведь ученые полагают, что количество нейронных связей и цепочек, которые при необходимости может создавать наш мозг, практически безгранично.

Вы давно это подозревали: люди используют мозг на все 100%

Многие разделяют заблуждение о том, что человеский мозг работает только на 10%, в то время как остальные 90% остаются не задействованы. На самом деле это миф.

Наш мозг — крайне эффективная вычислительная машина с уже разработанным энергосберегательным планом. Об этом рассказывает американский нейробиолог Ричард Сайтович на конференции TED.

Распространенный миф утверждает, что мы используем только 10% нашего мозга — остальные 90% мощностей простаивают. Разные шарлатаны в своих книгах и методиках обещают раскрыть незадействованный потенциал мозга при помощи неврологии — на самом деле, все это обман.
Две трети всех людей и чуть больше половины всех преподавателей в мире верят в этот миф. В 1890-е Уильям Джеймс, отец американской психологии, сказал: «Большинство из нас не задействует свой умственный потенциал». Под этими словами он подразумевал вызов нашим способностям, а не их ограничение, но наиболее популярной стала неправильная интерпретация его слов. Она подкреплялась тем, что долгое время ученые не могли понять значение крупных, фронтальных и теменных долей головного мозга. Их повреждения не вызывали двигательных или чувственных сбоев, поэтому появилось мнение, что они ничего не делают. Десятилетиями эти части назывались «тихие зоны». Сейчас мы знаем, что они отвечают за рациональное мышление, планирование, принятие решений и адаптацию.

«Если бы большинство нейронов не использовалось, эволюция уже давно избавилась бы от ненужного объема мозга».

Идея о том, что 90% мозга все время простаивает, кажется абсурдной, если учесть, сколько энергии им потребляется. Грызуны и млекопитающие используют 5% энергии тела на поддержку мозга, обезьяны — 10%, взрослый человек — 20%, причем мозг занимает только 2% его тела, ребенок — 50%, а младенцы — 60%.

Человеческий мозг весит 1,5 кг, мозг слона — 5 кг, кита — 9 кг. Мы превосходим любое другое живое существо по количеству нейронных связей. Для этого требуется много энергии, которую мы можем получать с большим преимуществом благодаря изобретению приготовления пищи. Еда поступает к нам уже подготовленной к перевариванию, поэтому мы можем себе позволить содержать мозг с 86 миллиардами нейронов — на 40% больше, чем у обезьян.

Если бы все нейроны хотя бы одного отдела мозга работали одновременно, общая энергетическая нагрузка оказалось бы непереносимой. Поэтому в мозге одновременно задействованы только небольшие участки нейронов, которые постоянно сменяются, — это называется методом разряженного кодирования. Он позволяет затрачивать минимум энергии, обрабатывая максимум информации — единовременно задействуется от одного до 16% нейронов. Человек плохо справляется с многозадачностью — нам просто не хватает энергии, чтобы держать все под контролем — в итоге каждое задание мы делаем хуже, чем по отдельности. Если бы большинство нейронов не использовалось, эволюция уже давно избавилась бы от ненужного объема мозга.

Подробнее узнать о том, сколько процентов мозга мы используем, можно из видео TED.

Как информация поступает в мозг

1. Первоначальная информация является сенсорной – она воспринимается от органов чувств, и это то, что мы видим, слышим и ощущаем

Чем сильнее внимание будет сконцентрировано на сенсорных ощущениях, тем больше информации поступит в память. А внимание усиливается, когда человеку что-то интересно

Например, если он постоянно ходит на работу одной и той же дорогой, его мозг как бы уходит в спячку и задействован примерно на 5%. Если же он меняет маршрут, мозг «просыпается», чтобы воспринять новую информацию

2. Такой сенсорный вид информации хранится в памяти совсем недолго, ведь ее поступает довольно много

Мозг должен отделить более важную от менее важной, чтобы более важную переместить из краткосрочной памяти в долгосрочную. Для этого надо, чтобы разные свойства объекта объединились и сложились в образ

Например, чтобы запомнить имя нового знакомого или его телефон, необходимо услышанную и увиденную информацию связать с его внешностью, обстоятельствами встречи и пр.

4. Накопленный запас образов и понятий, наделенных личностным смыслом, позволяет осуществлять мыслительные операции, позволяющие проникать вглубь проблемы и решать определенные задачи.

5. Формой мышления является суждение (или высказывание) – мысль о предмете, в которой путем отрицания или утверждения раскрываются его признаки.

6. На основе суждений человек делает умозаключение. Например, увидев утром на улице лужи, он приходит к выводу, что ночью шел дождь.

В мозге развито только 10 нейронных связей.

Это, пожалуй, самая неоднозначная и трудноопровержимая гипотеза. Нейроны начинают связываться между собой сразу же после нашего появления на свет, и происходит это как результат освоения каких-либо навыков.

Например, при рождении, зрение ребенка развито очень слабо, он не способен различать цвета и нормально фокусировать взгляд. Все эти навыки приходят в течении первых месяцев жизни и развиваются именно благодаря тому, что зрительные нервы все больше и больше развивают свою связь с мозгом. Тот же процесс происходит со слухом, движениями и другими нашими способностями. Более того, некоторые особо важные навыки могут развиться только в раннем детстве. Опытным путем было доказано, что если после рождения на несколько месяцев завязать глаза котятам, то после снятия повязки они останутся слепыми. Это происходит именно из-за того, что в определенный промежуток времени связь между зрением и мозгом так и не была развита.

Вы никогда не задумывались над тем, почему детские игрушки такие яркие и разноцветные? Это делается не случайно, а именно для того, чтобы ребенок научился различать как можно больше цветов. Каждый из нас, наверняка, был свидетелем ситуации, в которой одному человеку казалось, что он видит темно-синий цвет, а другой говорил, что цвет — просто черный. Из этого можно сделать вывод, что у человека, который видит темно-синий цвет зрение более развито.

Человек развивает нейронные связи в течении всей своей жизни. Это происходит, когда мы учимся играть на фортепиано, говорить на новом языке или изучаем новые приемы каратэ. Но способность развивать нейронные связи постепенно ослабевает, вот почему дети все схватывают на лету, а взрослым порой нужны месяцы, чтобы освоить микроволновку.

Совершенно точно, что мозг человека не развивает все возможные нейронные связи, но говорить о каких-либо процентах здесь не приходится, глупо даже пытаться оценить работу мозга с помощью цифр. Ведь навряд ли есть способ подсчитать все возможные навыки и знания человека, и еще менее вероятно, что кто-либо способен развить их все в себе (представьте кого-то, кто знает и умеет абсолютно все).

Некоторые связывают 100% развитие нейронных связей с экстрасенсорными способностями, но доказать это также очень сложно, впервую очередь из-за того, что не доказано само существование таких способностей.

Другие мифы о головном мозге

Исследования показывают , что у человека не доминирует ни левое, ни правое полушарие, обе стороны головного мозга используются одинаково. Многие считают, что человек либо левосторонний, или правосторонний, при этом правосторонние люди изобретательны, а левосторонние — логичны. Действительно, перед полушариями стоят разные задачи. Например, авторы исследования считают, что левое полушарие участвует в обработке языка, а правое — в обработке эмоций .

Существует миф, что употребление алкоголя убивает клетки мозга. Но все не так просто, причины этого сложны. Если женщина пьет слишком много алкоголя во время беременности, это может повлиять на развитие головного мозга плода и даже вызвать . Головной мозг младенцев может быть маленьким и иметь мало клеток. Это может привести к трудностям с обучением и поведением.

Исследования показывают, что подсознательные сообщения могут вызвать эмоциональную реакцию у людей, не знающих, что они получили эмоциональный стимул. Но могут ли подсознательные сообщения помочь узнать что-то новое? Исследование, опубликованное в Nature Communications , показало, что запись словарного запаса во время сна может улучшить способность человека запоминать слова. Это было только в случае с людьми, которые уже изучали словарный запас. Исследователи отметили, что получение информации во время сна не может помочь человеку узнать новые вещи.

Человеческий головной мозг покрыт складками, углубление в каждой складке называется бороздой, а поднятая часть называется извилиной. Некоторые люди считают, что новая извилина формируется каждый раз, когда человек узнает что-то новое. Это не так. У мозга начинают развиваться складки еще до рождения человека, и этот процесс продолжается на протяжении всего детства. Мозг постоянно устанавливает новые связи и разрывает старые, даже во взрослом возрасте.

Теперь, когда мы развеяли некоторые распространенные мифы, вот некоторые факты о мозге.

Головной мозг составляет около 2% от веса человека, но потребляет 20% кислорода и калорий . По оценкам ученых, мозг состоит на 73% из воды

Обезвоживание всего лишь на 2% может ухудшить способность человека выполнять задачи, связанные с вниманием, памятью и двигательными навыками.

Все знают, что холестерин вреден для сердца. Тем не менее, холестерин играет важную роль для мозга человека. Без холестерина клетки мозга могут не выжить. Около 25% холестерина в организме содержится в клетках мозга .

Хотя еще многое предстоит узнать о головном мозге, исследователи продолжают заполнять пробелы между фактами и вымыслом.

Упорство и труд – все перетрут. Правда ли?

Сразу, в один момент, использовать свой мозг на все 100% не получится ни одного человека, нужно идти к этому, не перешагивая ни одну ступеньку собственного развития. Ведь захотеть и полететь сразу в космос не удавалось ещё ни одному космонавту. До этого были упорные тренировки и подготовительные этапы. Так и с человеческим мозгом. Чтобы он работал на все 100%, необходимо пройти этап 10, 20, 30, 40% и так далее.

Конечно, ускорить этот процесс можно, но для этого необходимо тщательно изучать правильную литературу, возможно, посещать психологические семинары, учиться на своих ошибках и, конечно, ставить себе в пример более состоявшихся людей и достигших в этой жизни многого. Не у всех успешных людей мозг работает на все 100%, но у большинства, так как для достижения значительных результатов нужно использовать возможности своего мозга по максимуму.

Есть также более приземленные и менее трудные способы, которые направлены на развитие головного мозга. Для того чтобы использовать в ближайшем будущем свой мозг на все 100%, необходимо заниматься спортом, следить за осанкой, кровообращением, разгадывать кроссворды, загадки, развивать память и делать все то полезное, что ранее вы попросту не делали!

Корни мифа

Не существует точных данных, откуда зародилась эта легенда, но выдвигаются предположения.

  1. В конце 19 века У. Джеймс и Б. Сидис, изучая способности ребенка в рамках теории ускоренного развития, пришли к выводу, что мозг человека может быть развит не на 100 процентов и потенциал его велик. После чего Л. Томас в предисловии к книге Д. Карнеги упомянул об этом предположении и сказал, что люди используют свой мозг только на 10 процентов.
  2. Некоторые нейробиологи, опираясь на исследования о функционировании отделов коры больших полушарий, ответили на вопрос «сколько процентов мозга использует человек» – «в каждый момент времени – 10 %», что впоследствии привело к усечению утверждения.

С того момента легенда стала основой для написания многих художественных книг, создания фильмов. Ею стали пользоваться некоторые предприимчивые «психологи» и «экстрасенсы», создавая тренинги и курсы, которые призывают раскрыть свой потенциал.

Миф о том, что мозг развит или задействует только 10 процентов, оказался живуч, благодаря своей привлекательности – человеку приятно верить в то, что он может усовершенствовать свой мозг, что он способен на большее и, возможно, обладает сверхъестественными возможностями, которые «спят».

На самом деле

Многочисленные исследования смогли ответить на вопрос «на сколько процентов работает мозг человека». Они показали, что при выполнении обычных действий (легкий разговор, ходьба, прослушивание музыки) требуется активация абсолютно всех участков головного мозга.

Другие аргументы в пользу того, что действуют все 100 %

:

  1. Черепная травма средней и тяжелой степени всегда приводит к нарушению или выпадению функций. Если бы человеческий мозг был развит только на 10 процентов, то никакой разницы бы человек не смог заметить.
  2. Он не смог бы увеличиться до таких больших размеров, каков он сейчас. Если бы была задействована только одна десятая часть, то она бы составила не более 140 грамм – что примерно соответствует мозгу овцы.
  3. Непреложен факт, что на работу мозговых процессов затрачивается 20 процентов энергии человеческого тела. Это большое количество, и маловероятно, что оно бы выделялось на обслуживание «спящего» органа.
  4. Никакой, даже самый гениальный ученый, не смог бы высчитать процент работающих нейронов в начале двадцатого века по причине отсутствия таких технических средств.

Некоторыми в подтверждение того, что мозг развит только на 10 %, приводятся аргументы, касающиеся ускорения и улучшения мыслительных процессов. Однако они связаны с различными методами обучениями и тренировкой, но не активизацией «спящих» зон.

Итак, на вопрос «сколько процентов мозга использует человек?», существует единственно правильный ответ – 100. Задействование только 10 процентов невозможно – организм должен все время функционировать для поддержания своей деятельности. Миф остается еще весьма укорененным в сознании многих, а некоторые специалисты утверждают, что на его поддержание тратятся немалые средства: киноиндустрия, ТВ-программы и шоу часто используют его в качестве завлечения.

Человеческий мозг и его возможности с давних времен интересовали людей. До сих пор ученые открывают новые способности этого органа, поражаясь тому, на что он способен. Люди, не связанные с наукой, имеют мало представления о нем. Однако почти каждый слышал и верит в то, что мы используем лишь 10% его возможностей. Среди людей даже ходит слух, будто активировав его на 100%, можно стать гением. Давайте попробуем разобраться, на сколько процентов работает мозг человека.

Когда я еще училась в школе, мама часто покупала мне различные энциклопедии для самостоятельного изучения. Как-то раз я наткнулась на статью про мозг человека

В ней раскрывались многие особенности этого важного органа, и так как я была ребенком любознательным, мне захотелось узнать больше. В своих поисках я набрела на информацию, что мы используем лишь 10% из того, на что способен мозг

Тогда в моей голове зародился вопрос, а что будет, если мы активируем все 100%? Тогда я не нашла ответа, поэтому решила попробовать самостоятельно развить разум. Я решала логические и математические задачи, читала. Мой образ жизни был полностью изменен ради достижения 100%.

Повзрослев, я забросила привычку выполнять упражнения, забыла про свою цель. Но однажды мне встретилась та самая статья из детства, и я снова решила найти ответ на свой вопрос. Даже когда я узнала, что на самом деле мы всегда используем все 100%, это ничуть не огорчило меня. Ведь за все это время я сумела максимально развить умственную деятельность, что оказалось полезным в моей сфере работы.

Миф или все-таки правда?

Не будем зря тянуть резину: теория о том, что мозг человека работает всего на 10 процентов – самый настоящий миф. Его распространение выгодно людям, которые ведут дискуссии о невероятном потенциале человеческого мозга, и огромных возможностях, которые имел бы человек, используя мозг на 100 процентов.

Только представь себе, какие безграничные возможности откроются перед человеком, если мозг вдруг станет работать в 10 раз продуктивнее, чем сейчас. Нам наверняка светит полное излечение человечества от всех болезней, контакты с внеземными цивилизациями, и прочие чудеса. Какое бы эволюционное преимущество мы имели! Думать так несомненно приятно, однако все это – всего лишь фантазия.

На самом деле, человек уже задействует мозг на все 100 процентов. Мы используем каждый участок своего серого вещества, дополнительных скрытых резервов попросту нет. Человеческий мозг использует не все 100 положенных процентов лишь в одном случае: имеется мозговая травма.

Что полезно для мозга и его деятельности

Мозг человека выполняет много функций, поэтому он требует большее количество энергии по сравнению с другими органами. Благодаря этому улучшается интеллект и формируются новые нервные импульсы. Для стимуляции функциональных способностей органа рекомендуется:

  1. Читать книги. Полезной будет изменение жанров, благодаря этому улучшаться мышление.
  2. Заниматься спортом. Физическая активность стимулирует процесс выработки гормона эндорфина, который улучшает умственную деятельность.
  3. Отдыхать в течение дня — это улучшит процесс усвоения информации.
  4. Хорошо спать. Благодаря этому удастся улучшить концентрацию внимания и память.
  5. Отказаться от вредных привычек. Курение и употребление спиртосодержащих напитков приводит к отмиранию нейронов.
  6. Соблюдать правила рационального питания.
  7. Заниматься лепкой, рисованием. Такие занятия способствуют развитию мелкой моторики, что улучшает работу органа.
  8. Изучать иностранные языки.

Данные проведенных исследований указывают также на то, что улучшить работу мозга помогает общение. Занятия сексом также стимулирует выделение эстрогена, в результате организм лучше справляется со стрессом и психоэмоциональными перегрузками.

Эмоции управляют нашим мозгом

За счет того, что эмоции тесно связаны с умом, они могут приносить ему вред. Ухудшение функционирования органа наблюдается в том случае, когда человек мыслит и настраивает себя негативно. Наиболее уязвим мозг в период развития человека, от 2 до 10 лет.

Убийца сна

Никогда и ни при каких обстоятельствах не затевайте серьезных разговоров о любых важных проблемах перед сном, лучше обсудите их в любой другой момент в течение дня. Разумеется, необходимо иногда обсуждать стрессовые ситуации, тревоги, расстройства и иные эмоционально насыщенные темы, однако никогда перед сном.

Самый плохой вариант — это сцепиться по поводу трудностей в отношениях, семейных ссор или финансов перед подготовкой ко сну. Это приведет мозг в состояние активности и поднимет уровень кортизола, который должен снижаться в это время.

Как чумы избегайте любых стрессовых разговоров перед тем, как ложиться в постель. Спокойный сон — залог хорошей работы мозга на следующий день.

Стресс губит нервные клетки, которые, в свою очередь, не восстанавливаются.

Стресс действительно очень вреден для организма. Если он сильный, неконтролируемый, длительный, то он может привести к нарушению работы самых разных систем: и нервной, и иммунной, и эндокринной. Скорее всего, гибель нервных клеток в результате стресса тоже происходит.

Что касается нервных клеток, то, скорее всего, они всё-таки восстанавливаются. В экспериментах на животных, например на мышках, мы точно видим, что да. В случае с человеком труднее ставить эксперименты, чтобы это проверить, и идёт научная дискуссия: некоторые исследователи считают, что накопленных косвенных данных достаточно, чтобы быть уверенными, что новые нейроны появляются. Другие говорят, что у детей, наверное, да, а вот у взрослых вряд ли. Однако точно известно: у людей в любом возрасте активно образуются новые синапсы, то есть связи между нейронами. Это, в принципе, основа обучения и долговременной памяти.

Шахматы и танцы сохранят ум острым

Ученые, проводившие исследование старения в Albert Einstein College of Medicine, наблюдали на протяжении четырех лет за 2000 людей в возрасте 70 лет и старше. Каждый год участники эксперимента проходили разные тесты. Кроме этого, им делали МРТ — магнитно-резонансную томографию. Исследователи хотели ответить на вопрос, влияют ли конкретные хобби, игры или общественные мероприятия на способность мозга противостоять метаболическим процессам, происходящим во время старения и действующим на умственные способности.

Выяснилось, что четыре вида активности связаны со значительным снижением вероятности развития симптомов когнитивного спада: игра на музыкальных инструментах, шахматы, танцы и чтение. Но эти занятия имели эффект только в том случае, если им уделялось регулярное и постоянное внимание.

Миф 10: Новые нейроны перестают появляться после рождения человека

Последнее неверное заблуждение, о котором мы расскажем

Нейронные клетки держат под контролем поведение человека, его память и внимание, эмоции и т.д. Поведение взрослого человека, как правило, является фиксированным, поэтому в формировании новых нейронов просто нет необходимости, а большинство изменений достигается посредством формирования новых синапсов, однако каждое воспоминание человека нуждается в электрической активности нейронов

Учитывая то, что человек, взрослея, получает новую информацию и опыт, места для хранения новых данных (нейронов) просто не хватило бы с течением лет, а получаемая информация просто стиралась бы, соответственно, новые нейроны нужны – именно поэтому они и формируются – в гиппокампе – части мозга, отвечающей за все воспоминания.

Хочется верить, что теперь вы усвоили для себя, что является правдой о мозге человека, а на что не стоит обращать внимания. Есть, конечно же, ещё множество подобных мифов, но о них мы расскажем в наших будущих статьях.

Тренируйте мозг!

Уровень нагрузки

Приведем пример. Допустим, выпускнику математического факультета и тридцатилетнему алкоголику дали одинаковое задание: умножить 63 на 58. Действие совсем несложное, но кому из них для его осуществления придется задействовать больший процент мозга? Немудрено догадаться, что второму. А почему? Потому что математик умнее? Вовсе нет. Просто он более натренирован в этом деле, и для решения примера ему требуется гораздо меньшая нагрузка. Однако изначально и у одного, и у второго человека возможности приблизительно равные. И число нейронов у них также примерно одинаково. Различие состоит только в количестве взаимосвязей между ними, но, как известно, разорванные связи можно восстановить и даже обзавестись новыми. Поэтому у алкоголика возможности для интеллектуального роста, безусловно, есть.

«Мозг вызывает огромный интерес учёных, но несмотря на это, мы очень мало о нём знаем»

Профессор Центра нейробиологии и нейрореабилитации Сколковского института науки и технологий, эволюционный биолог Филипп Хайтович провёл онлайн-лекцию о самом сложном и загадочном человеческом органе — о мозге. Главные тезисы лекции — в материале ITMO.News.

Со школы мы знаем, из каких долей состоит мозг, какие функции он выполняет. Учёные располагают куда большим количеством информации, но даже они не решаются сказать, что понимают все принципы работы этого механизма. Чем же мозг отличается от других органов, какую роль в нём играют липиды и можно ли по их составу отличить дикое животное от домашнего или ребёнка от пожилого человека?

Известный факт: мозг состоит из большого количества нейронов. В мозгу их около 100 миллиардов, и каждый нейрон формирует от 1000 до 10000 синаптических контактов. Но этой информации недостаточно, чтобы понять структуру и состав самого удивительного и сложного органа человека.

Мы знаем, что в состав мозга входят нейроны, астроциты, олигодендроциты, микроглия — но мы понятия не имеем, сколько разных типов есть у каждого вида этих клеток. Казалось бы, мозг — уникальный объект, который постоянно вызывает интерес учёных, но несмотря на это он до сих пор плохо изучен. На это есть свои причины. Например, исследователи только недавно получили инструмент, который позволяет им различать типы клеток не по электрической активности, а по задействованным генам.

Филипп Хайтович. Источник: indicator.ru

Мозг — гетерогенно организованный орган, в котором находится множество разделов, выполняющих специфические функции. Кто-то удивится, но ведь и другие органы: сердце, печень — имеют разные части, которые нацелены на конкретную задачу. В чём же тогда специфика? В отличие от того же сердца, разделы мозга имеют не только разные задачи, но и различную молекулярную структуру.

Как и большинство органов, мозг на 70-80% состоит из воды. Но его принципиальное отличие кроется в количестве белков. В структуре мозга их намного меньше, чем в других органах. Зато очень много жиров. Мозг потребляет огромное количество энергии, порядка 17% от всех энергетических затрат тела приходятся на него.

Мозг очень «жирный» орган. Липиды составляют более 60% сухого веса мозга и являются материалом, из которого построены мембраны и оболочки его клеток. Именно поэтому они влияют на качество всех его функций. Если мембраны слишком жёсткие, то рецепторы будут медленнее работать, затрудняя передачу импульсов. Из-за чего могут нарушаться мыслительная и двигательная активность человека.

Мозг — динамичная структура, которая меняется в процессе эволюции. Учёные могут наблюдать эти различия, в том числе, по изменению липидов мозга, например, они способны отличить людей и животных с разным поведением.

Ещё 8 миллионов лет назад у человека и шимпанзе был общий предок, сейчас мы отличаемся от шимпанзе по ДНК всего на 1-2%. Но много это или мало? На самом деле процент играет второстепенную роль. Например, внутри одного организма печень и мозг имеют одну и ту же ДНК, но ведь мозг от печени отличается существенно. В этом вопросе важную роль играют скорее РНК и гены, которые проявляют свою активность.

Мозг шимпанзе и человека. Источник: shutterstock.com

Если мы посмотрим на липидную карту мозга человека и шимпанзе, проведём исследование на спектрометре, то увидим, что больше всего различий в липидном составе в двух областях: белом веществе и префронтальной коре, которая отвечает за то, как мы думаем и анализируем информацию.

Следующий вопрос: есть ли различия в липидном составе мозга у людей разного возраста? Ответ: да, но несущественные. Наибольшее количество изменений в мозге человека происходит в первые 7 лет жизни, на временном промежутке 30-100 лет практически нет изменений. Это, к слову, хорошая новость, потому что есть много теорий о том, что с годами мозг ломается, как машина. В нём, конечно, происходят нейродегенеративные процессы (точкой перелома, считается возраст 50-60 лет), но не в больших объемах, поэтому при должном уходе за здоровьем — мы можем сохранять хорошую мозговую деятельность до глубокой старости.

Мозг. Источник: shutterstock.com

Кроме того, различия в липидной карте мозга позволили учёным провести любопытный эксперимент. Они сравнили липидный состав мозга одомашненных животных и диких (на примере лис, норок и крыс), чтобы проверить, меняется ли он при изменении образа жизни животного. Оказалось, что концентрация липидов во фронтальной коре мозга у домашних и диких зверей отличаются, что подтверждает гипотезу учёных, а также иллюстрирует естественную эволюцию и «одомашнивание» самого человека.

Перейти к содержанию

Как работает наш мозг и как улучшить его работу

Человеческий мозг – самый сложный биологический механизм, регулирующий и координирующий все жизненные функции. Как устроен мозг и на сколько процентов он задействован. Каковы механизмы его работы и как мы можем помочь мозгу работать эффективнее.

Как заставить мозг работать в полную силу

Человеческий мозг называют самым сложным биологическим механизмом, который создала природа. Он регулирует и координирует все жизненные функции человека и контролирует его поведение.

С его работой связаны все мысли и чувства, желания и ощущения. Если мозг перестает функционировать, человек впадает в вегетативное состояние: утрачивает способность что-либо чувствовать, на что-либо реагировать и способность действовать, одним словом – деградирует.

Дать полный ответ, как устроен мозг и как он работает, невозможно. Загадки начинаются с вопроса, как он возник, и заканчиваются вопросами о его связях с невидимым тонким миром Вселенной, которые влияют на глубины человеческого подсознания. Его потенциал вряд ли будет когда-либо раскрыт полностью. Так сложилось, что этот совершенный механизм должен изучать себя сам.

Как устроен человеческий мозг?

Мозг взрослого человека в среднем составляет 1,5 кг – это всего лишь 2% от общего веса тела. (Однако доказано, что уровень ума и интеллекта не зависит от веса мозга.) Его собственные энергетические запасы очень малы, поэтому он очень зависит от снабжения кислородом. Мозг весь пронизан не одной сотней тысяч кровеносных сосудов – таким образом он поглощает 20% кислорода, получаемого легкими.

Если вдруг человеку по каким-то причинам приходится голодать, его мозг страдает в последнюю очередь, поскольку большая часть питательных веществ направляется на поддержание его работы. При потере массы тела на 50% мозг теряет всего 15% веса.

Эти факты говорят о том, что мозг в организме человека занимает привилегированное положение. Он внешнего мира его нежные ткани защищает черепная коробка, внутри же от сотрясений его оберегает спинномозговая жидкость.

Мозг покрыт тонким серым слоем с бороздками и извилинами – это кора головного мозга. Здесь находится его мыслительный центр. Кора представляет собой нервную ткань, состоящую из нескольких миллиардов нейронов, благодаря которым осуществляются прямые и обратные связи – информация от органов чувств поступает в кору, а после обработки отсылается обратно в виде команд для действия разных участков тела.

70% мозга составляют большие полушария – правое и левое. Они соединены мозолистым телом, благодаря которому могут обмениваться информацией. Правое и левое полушария симметричны и представляют собой как бы 2 мозга, каждый из которых руководит своими процессами, и в то же время они помогают друг другу.

Правое и левое полушарие состоят из лобной, теменной, затылочной и височной доли. В каждой из них находятся центры, отвечающие за определенную деятельность: височная – за слух, память и речь; затылочная – за зрительные ощущения, лобная – за двигательную активность, теменная – за телесные ощущения. Под затылочными долями полушарий находится мозжечок, отвечающий за координацию движений и равновесие тела. А под корой головного мозга – таламус, контролирующий внимание и бодрствование, и гипоталамус, регулирующий процессы саморегуляции организма.

Это лишь самое поверхностное описание такого сложнейшего органа, как человеческий мозг. И если с точки зрения физиологии он изучен далеко не полностью, то о том, как происходят в нем мыслительные процессы, известно еще меньше. Людей волнует вопрос: является ли духовная жизнь человека, его мысли, чувства и эмоции следствием физических и химических процессов, происходящих в нем, или это что-то другое – еще не изученное и таинственное

Любопытно, что еще в 19 в. некий архимандрит Борис в своем сочинении «О невозможности чисто физиологического объяснения душевной жизни человека» утверждал, что несмотря на то, что жизнь души является результатом работы мозга, психические явления «имеют свое подлинное бытие вне головного мозга». Однако каким образом, «сие нам неизвестно». С ним соглашаются и люди науки, например физиолог из Англии Ч.Шеррингтон. Он считал, что мысль рождается за пределами материи, но поскольку она возникает в головах людей, они думают, что произвели ее сами.

На сколько процентов работает мозг человека

Ученные не однократно пытались оценить, на сколько работает мозг человека, и в результате их исследований, в прошлом веке, возникло множество ложных теорий. По одной из них считалось, что человек использует только 3% от его потенциала, в то время как другие утверждали, что 15-20 процентов.

Миф о 10% мозга

В 1936 году в предисловии к книге Дэйла Карнеги «Как завоёвывать друзей и оказывать влияние на людей» американский писатель Лоуэлл Томас написал «Профессор Уильям Джеймс говорит, что люди используют лишь 10 процентов своих умственных способностей».

Нейробиолог Барри Гордон характеризует миф как «смехотворно ошибочный», добавляя: «мы используем практически все части мозга, и они активны практически постоянно». Барри Бейерштейн приводит аргументы, опровергающие миф о десяти процентах:

  1. Исследования повреждений мозга: если 90% мозга обычно не используется, повреждения этих частей не должно влиять на его работу. Практика же показывает, что почти не существует областей, которые могут быть повреждены без потери способностей. Даже небольшие повреждения могут приводить к огромным последствиям.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Микроструктурный анализ: при регистрации деятельности отдельных нейронов учёные наблюдают за жизнедеятельностью отдельно взятой клетки. Если бы 90% мозга бездействовала, это сразу бы заметили.
  6. 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.

Другим аргументом является то, что большой размер мозга требует увеличения черепа, что повышает риск смерти при рождении. Такое давление обязательно избавило бы популяцию от лишнего мозга. Таким образом получается, что мы используем 100% мозга в целом, но для каждой задачи используется свой участок и намного меньше процентов.

Как начинается мыслительная деятельность?

Пытаются разобраться, как работает мозг человека с точки зрения происходящих в нем мыслительных процессов, и современные ученые. Ведь зная, как мозг думает, можно понять, как стимулировать его работу. Итак, чтобы мозг начал думать, в него должна поступить информация, то есть он должен иметь то, о чем думать. Таким образом, начать мыслить означает начать оперировать имеющейся информацией.

Как информация поступает в мозг?

1. Первоначальная информация является сенсорной – она воспринимается от органов чувств, и это то, что мы видим, слышим и ощущаем. Чем сильнее внимание будет сконцентрировано на сенсорных ощущениях, тем больше информации поступит в память. А внимание усиливается, когда человеку что-то интересно. Например, если он постоянно ходит на работу одной и той же дорогой, его мозг как бы уходит в спячку и задействован примерно на 5%. Если же он меняет маршрут, мозг «просыпается», чтобы воспринять новую информацию

2. Такой сенсорный вид информации хранится в памяти совсем недолго, ведь ее поступает довольно много. Мозг должен отделить более важную от менее важной, чтобы более важную переместить из краткосрочной памяти в долгосрочную. Для этого надо, чтобы разные свойства объекта объединились и сложились в образ. Например, чтобы запомнить имя нового знакомого или его телефон, необходимо услышанную и увиденную информацию связать с его внешностью, обстоятельствами встречи и пр.

3. Далее сформировавшийся образ наделяется личностным смыслом. К примеру, у кого-то при виде кошки возникают положительные эмоции, а у кого-то, страдающего аллергией, – отрицательные.

4. Накопленный запас образов и понятий, наделенных личностным смыслом, позволяет осуществлять мыслительные операции, позволяющие проникать вглубь проблемы и решать определенные задачи.

5. Формой мышления является суждение (или высказывание) – мысль о предмете, в которой путем отрицания или утверждения раскрываются его признаки.

6. На основе суждений человек делает умозаключение. Например, увидев утром на улице лужи, он приходит к выводу, что ночью шел дождь.

Как помочь мозгу работать эффективнее?

1. Переработку всей информации: ее получение, проведение и передачу другим клеткам осуществляют нейроны, находящиеся в коре головного мозга. У новорожденного количество нейронов больше, чем у взрослого, но несмотря на это, он практически не умеет ни слышать, ни видеть.

Его глаза видят свет, но его мозг этого не понимает, потому что еще не образовались связи с другими нейронами, чтобы информация поступила дальше – в кору больших полушарий. По мере их образования ребенок будет различать сначала свет, затем силуэты, цвета и пр. Чем разнообразнее и ярче будут предметы вокруг него, тем быстрее образуются такие связи и тем лучше будет работать та часть мозга, которая связана со зрением.

Любопытно, что если по какой-то причине (например, из-за травмы или заболевания) ребенок не будет видеть во младенчестве, то в дальнейшем связи между нейронами в его мозге никогда не образуются и он так и не научится видеть. Его глаза будут здоровые, он будет видеть свет, но останется слепым, потому что нейронные связи, обеспечивающие поступление сигнала в мозг, могут образовываться почти всегда только в детстве.

Это же относится и к слуху и, в меньшей мере, к другим способностям: осязанию, обонянию, способности говорить, ориентироваться и др. То есть, очевидно, существует определенный период, когда образуются нейронные связи, необходимые для развития зрения, слуха и пр.

Таким образом, чтобы заставить мозг эффективно работать, его нужно тренировать с самого детства. Чем мозг моложе, тем он восприимчивей. И чем меньше его нагружать, тем хуже он будет работать. Мы все знаем, что если не тренировать мышцы, то они со временем станут дряблыми и начнут атрофироваться. То же касается и мозга: если его перестать нагружать, клетки, отвечающие за мыслительные процессы, начнут отмирать. У людей, которые тренируют свой мозг, ухудшение его работы отмечается лишь в глубокой старости.

2. Не стоит забывать и о питании – мозг нуждается в продуктах, содержащих жирные кислоты Омега-3 (это жирная морская рыба – лосось, семга, скумбрия, грецкие орехи) (см. «Самые полезные продукты для работы мозга»). А вредны для него продукты, в состав которых входят трансжиры (маргарин, чипсы, крекеры, пирожные и т. п.).

3. Для мозга полезны физические нагрузки, ведь при тренировке тела тренируется и мозг. Достаточно получаса один раз в два дня.

4. Чтобы напрягались не только мышцы, но и мозг, его нужно тренировать играми, требующими запоминания, головоломками, кроссвордами и пр.

5. Для мозга необходим полноценный сон – он использует его для обработки воспоминаний и переноса их в долгосрочную память (см. «Что происходит с мозгом, пока мы спим»).

Мы подготовили специально для вас интересный тест, при помощи которого можно определить, хорошая у вас память или нет.

© Тимошенко Елена, BBF.RU

Что будет, если человеческий мозг начнет работать на 100%: мнение ученых

Существует мнение, что человеческий мозг работает только на 10%. Этого пока достаточно для великих достижений и открытий. Но многих интересует, что произойдет, если мозг получится использовать на все 100%.

Правда ли, что мозг человека работает на 10 процентов

Ученые доказали, что мнение о том, что мозг человека работает на 10, 5, 3% — неправда. Еще недавно было загадкой, каким образом мыслит человек. Но удалось выяснить, что мозг состоит из нейронов, которые в свою очередь могут создавать электрические сигналы. Кому-то из ученых пришла в голову мысли, сколько нейронов «работает», а сколько «отдыхает».

В человеческом мозге миллионы нейронов. Вычислить, сколько из них «работает» – нереально. На такое исследование могут уйти годы. Поэтому ученые исследовали лишь небольшой участок и решили, что по всему мозгу процент одинаков. Оказалось, что лишь небольшая часть нейронов «работает». Поэтому был сделан вывод, что мозг задействован не на всю мощь.

Данный вывод неправильный, но миф быстро подхватили СМИ. До сих пор в журналах, газетах, на просторах сети пишут, что мозг человека работает всего на 10%.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как по первым признакам определить рак головного мозга и его стадию

Как на самом деле работает мозг


Мозг – орган мышления у человека, центральный отдел нервной системы. У него есть много областей. Они отвечают за ощущения, эмоции, управление движениями и т.д. Многие задаются вопросом, почему же не работают одновременно все нейроны. Объяснение очень простое, когда человек боится, работают «нейроны страха», когда говорит – «нейроны, отвечающие за речь» и т.д. Если нейроны в данный момент не нужны – они «отключены».

В случае если начнут работать все нейроны одновременно, человеку не поздоровится. Сразу же начнутся галлюцинации, запустятся все движения, одновременно появится чувство радости, страха, ужаса, злости.

Лишняя активность мозга будет только на вред человеку. Иногда мозговые процессы нужно контролировать самостоятельно. Например, не кушать на ходу, не петь во время чтения книги, мыслить о чем-то одном.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Продукты для активной работы мозга и улучшения памяти

Как заставить работать мозг активнее

Пытаться пробудить нейроны – опасная затея. Но все же можно попробовать заставить работать мозг эффективнее. Достаточно придерживаться простых рекомендаций:

  • выспаться, перед сном выпить теплое молоко или принять теплую ванную. Спать нужно не менее 7-8 часов;
  • помедитировать перед началом рабочего дня 10-15 минут;
  • фильтровать информацию, отделять личное от рабочего, важные проблемы от мелочей;
  • выполнять упражнения на развитие концентрации внимания;
  • прислушиваться к интуиции;
  • записывать информацию;
  • составлять списки на каждый день, неделю, месяц;
  • заранее продумывать альтернативу;
  • сомневаться не только в других, но и в себе;
  • работать над ошибками;
  • мечтать.

Уже спустя неделю будут заметны результаты.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Почему возникает нехватка кислорода в головном мозге и к каким последствиям это приводит

Увидеть мысль живьем – Огонек № 23 (5279) от 17.06.2013

В США запустили масштабный проект создания полной карты деятельности мозга, который раскроет биологические механизмы сознания. "Огонек" выясняет подробности

Владимир Тихомиров

На окраине Сан-Диего высится новый бетонный куб, которому вскоре предстоит стать главным средоточием вселенского зла — по крайней мере, в романах многочисленных детективщиков-конспирологов. В кубе будет располагаться Институт мозга при Калифорнийском университете США — самый главный нервный узел новой американской программы BRAIN Initiative (или Brain Activity Map Project) по картографированию клеточных процессов внутри головного мозга человека. Как уверяют врачи, речь идет только о раскрытии биологических механизмов возникновения психических заболеваний. Но не успел Институт мозга открыться, как в New Yorker вышла статья о том, как в США выросли продажи фольги: тысячи обывателей уже спешат себе делать "экранирующие вредное излучение" шапочки из фольги, чтобы защитить мозг от этих ученых.

Убедительности конспирологам придает и тот факт, что здание в Сан-Диего тщательно охраняется: как заявил директор Института, здесь будут исследоваться не только мыслительные процессы гениев, но и закоренелых преступников, которых ради науки специально будут привозить из местной тюрьмы.

Интересно, что с гениев и преступников начинали свои первые эксперименты и советские ученые, открывшие в прошлом веке самый передовой Институт мозга на планете.

Препарация мозга в Институте мозга. В свое время здесь также вручную разрезали мозг Ильича на десятки тысяч срезов толщиной всего по пять микрон

Мозги в разрезе

В один из холодных январских дней 1925 года профессор Оскар Фогт, директор Берлинского Нейробиологического института, получил письмо из Москвы от старейшего русского невролога Лазаря Минора, который приглашал коллегу принять участие в деликатном, но весьма прибыльном деле: требовалось исследовать мозг В.И. Ленина и в соответствии с канонами цитоархитектоники (строения на клеточном уровне) мозга "обосновать гениальность вождя мирового пролетариата". Суть этого метода заключалась в следующем: ученые делали тончайшие срезы коры головного мозга, после чего под микроскопом изучали "архитектонику" мозга — изменение размеров клеток, увеличение их плотности и число связей с другими нейронами. От этих изменений зависят не только интеллектуальные способности человека, но и его характер и душевные качества, которые, как говорили ученые, определяются строением мозга. В позапрошлом веке появилась даже такая наука — френология, поклонники которой утверждали, что когнитивные способности человека напрямую связаны со строением его черепа и формой мозга. Анатомией человека объяснялась как гениальность отдельных великих людей, так и "культурная отсталость некоторых рас".

Профессор Фогт согласился и вскоре был назначен директором только что созданного в Москве Института мозга — ведущего научного учреждения в СССР, куда стали собирать самые одаренные мозги страны, причем как в переносном, так и в прямом значении слова. В частности, в институт был доставлен мозг наркомов Цюрупы и Луначарского, поэта Маяковского, потом — Анри Барбюса, Менжинского и Станиславского (позже здесь побывали мозги всех видных коммунистов и академиков, от Сталина до Андропова). И конечно же мозги всех казненных контрреволюционеров и маньяков-убийц — для сравнительного анализа.

И вот, через несколько лет профессор Фогт доложил первые результаты работы. Оказалось, что в лобной доле мозга Ленина (лобная доля ответственна за принятие волевых решений) было больше извилин, чем у Цюрупы и Маяковского, к тому же лобная доля занимала у Ленина 25,5 процента всего объема мозга, в то время как у наркомов и поэта — не более 23,5 процента. Были хорошо развиты и нижняя теменная доля с височной (эти доли управляют речью человека). Но больше всего профессора Фогта поразили пирамидальные клетки, эти нейроны, встречающиеся в коре головного мозга, ответственны, как полагают ученые, за обработку информации, поступающей от спинного мозга и периферической нервной системы. "В третьем слое коры я обнаружил пирамидальные клетки еще не виданного мной размера,— писал Фогт.— У Ленина пирамидальные клетки были развиты значительно сильнее; соединявшие их ассоциативные волокна были гораздо многочисленнее... Мозг Ленина отличался наличием очень крупных и многочисленных пирамидальных клеток, подобно тому как организм атлета отличается очень сильно развитой мускулатурой".

И хотя профессор Фогт неустанно говорил, что для каких-либо выводов требуется еще масса исследований, его оговорки никто уже не слушал. Советские пропагандисты с восторгом подхватили и разнесли по миру идею о пирамидальных клетках, усматривая мистические связи между серым веществом Ильича и древней мудростью строителей гробницы фараона Хеопса. Между тем в Германии выводы профессора Фогта были встречены с большой долей иронии. Как писал невролог Вальтер Шпильмайер, большие пирамидальные клетки встречаются и в головном мозге слабоумных людей. В итоге все исследования в этой области в СССР были засекречены, а ученые всего мира осознали, что умственные способности человека зависят не только от величины нейронов, но и от чего-то еще, чего в заспиртованном образце мертвой ткани разглядеть никак не получится.

Так работает мозг мелкой рыбки данио при виде еды: возбужденные нейроны отображаются красным свечением

Фото: Misha Ahrens and Philipp Keller

Вынос мозга в науке

Именно это "что-то" спустя почти 100 лет и надеются найти американские ученые — авторы научного мегапроекта Brain Activity Map Project, рассчитанного на 10 лет непрерывных исследований с целью построения полноценной карты деятельности мозга. Проект часто сравнивают с другим научным мегапроектом Human Genome Project, в результате которого была составлена карта активности человеческих генов.

— Конечно, исследования нервных клеток мозга и так ведутся по всему миру,— говорит один из авторов проекта, биолог Дэвид Ботштайн, который стал лауреатом новой премии по медицине, учрежденной российским миллиардером Юрием Мильнером и основателями Facebook и Google Марком Цукербергом и Сергеем Брином.— Однако мыслительные процессы до сих пор остаются одной из самых непонятых научных тайн. В любой, сознательной или несознательной, мозговой деятельности участвуют огромные "коллективы" клеток, и понять их работу можно, только изучая их как целое, а не по одной. Но мозг столь сложен, что прежде ученым удавалось исследовать работу лишь небольших групп живых нейронов. Развитие технологий впервые позволит нам анализировать мозг как целое.

Собственно, это уже не первая попытка ученых подсмотреть, как работает живой мозг человека. К примеру, в 2009 году в США стартовал проект Connectome — этим термином неврологи называют совокупность всех синапсов в мозге человека, то есть контактов между двумя нейронами или более. В рамках Connectome было выделено более 30 млн долларов исследователям из Гарварда, Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Университета Миннесоты, которые с помощью МРТ-сканирования должны были построить "Карту сетевой активности мозга". И хотя формально проект еще не закончен, профессор Ботштайн объявил, что томография столь же морально устарела, как и цитоархитектонические исследования.

— Главная проблема проекта Connectome состоит в том, что до сих пор никто еще не понял, что делать со всеми этими данными,— говорит известный американский невролог Гари Маркус.— Представьте себе, что вам выдали множество карт — атлас города, план городского водопровода, схему метро и троллейбусных маршрутов, и на основании этих схем вы должны описать экономику этого города, покупательскую активность горожан и индекс их деловой активности. Наверное, это возможно, но для более точного описания вам понадобятся другие, более точные и специальные инструменты.

Эти новые инструменты авторы программы описывают в самых общих четах. "Будет задействован настоящий "флот" молекулярных машин, которые, не нарушая структуры мозга, смогут работать в нем как сенсоры, измеряя активность на клеточном уровне,— пишет Гари Маркус.— Машины планируется создавать на основе синтетической ДНК, и тысячи таких машин создадут сеть "обсерваторий мозга" по аналогии с астрономическими обсерваториями".

Не случайно, что к реализации нового проекта помимо традиционных университетских научных центров подключено и Агентство исследований перспективных оборонных проектов (DARPA) — самая любимая конспирологами всех стран спецслужба, которая занимается как психотронным оружием, так и созданием "климатических бомб". В данном случае у DARPA есть свой особенный интерес: создание новых вычислительных систем.

— Изучение работы человеческого мозга поможет нам приблизиться к созданию систем искусственного интеллекта,— объясняет представитель программы BRAIN Initiative Майкл Уокер.— В последнее время прогресс вычислительных систем, который мы наблюдали в течение последних 50 лет, натолкнулся на глобальное препятствие, его просто так невозможно преодолеть. Речь идет о Power Wall — "стене мощности". Дело в том, что в соответствии с законом Мура единственным путем наращивания производительности суперкомпьютеров и объемов их вычислений является увеличение количества процессоров. Но это ведет к росту энергопотребления, что в краткосрочной и среднесрочной перспективе увеличит себестоимость всех операционных работ. Наращивание архитектуры компьютеров с большим количеством процессоров приводит к росту энтропии всей системы из-за высокого риска сбоев отдельных компонентов. Для решения этой проблемы нам необходимо сменить всю парадигму вычислений. Новая вычислительная парадигма может строиться либо на принципах квантовой механики, либо на нейроморфных технологиях, основанных на алгоритмах работы человеческого мозга, который способен вести асинхронные и стохастические (беспорядочные) вычисления и обрабатывать петабайты данных за доли секунды,— сегодня это невозможно для всех компьютеров Земли вместе взятых.

Трехмерная модель нейронных связей в мозге человека, полученная методом томографии при реализации проекта Connectome

Фото: MGH-UCLA Human Connectome Project

Безумие — спасение экономики

Для президента Обамы, подписавшего указ о выделении первых 100 млн долларов на финансирование BRAIN Initiative, этот проект воплотил в себе новый курс экономического развития страны.

— Каждый доллар, который мы потратили на проект изучения человеческого генома, вернул по 140 долларов в нашу экономику,— заявил Обама.— Сегодня наши ученые создают карту мозга, чтобы разобраться в причинах болезни Альцгеймера. Они разрабатывают лекарства для регенерации поврежденных органов... Мы не можем позволить себе упустить эти возможности, в то время как весь остальной мир будет идти впереди нас. Я не хочу, чтобы следующие открытия, которые приведут к созданию рабочих мест, произошли в Китае, Индии или Германии. Я хочу, чтобы они произошли у нас здесь. В этом частично и есть суть нашего проекта.

По расчетам федерального правительства, общая стоимость Human Genome Project, начатого в 1990 году, составила 3,8 млрд долларов, причем каждый год администрация тратила не более 300 млн долларов. При этом положительный эффект проекта исследования генома для экономики к 2010 году достиг 800 млрд долларов.

В этот раз планируется выручить куда более серьезные деньги. Новое исследование из Института здорового старения в Чикаго показало, что число пациентов с болезнью Альцгеймера может вскоре утроиться — от 4,7 млн в 2012 году к 13,8 млн к 2050-му. Причем, как предполагают ученые, из этих 13,8 млн только половина будет старше 85 лет, остальные же — предпенсионного возраста. Еще одна цифра: к 2050 году каждый из 85 человек во всем мире будет страдать болезнью Альцгеймера. Причем, как прогнозируют ученые, наибольший рост заболеваемости будет отмечен в Азии, где в настоящее время проживает около 48 процентов всех больных — по той простой причине, что в Азии живет большинство населения Земли. И через три десятка лет количество больных Альцгеймером увеличится. Тот, кто первый научится справляться со старческим слабоумием, тот и будет командовать нашим стремительно стареющим миром.

Что же касается российской науки, подарившей миру первое комплексное исследование мозга, то нашим ученым приходится только мечтать о подобном объеме финансирования. У неврологов из НИИ морфологии человека РАМН сегодня другая приоритетная научная программа — изучение чудом сохранившегося мозга молодой мамонтихи Юкки, погибшей в Якутии 40 тысяч лет назад...

Что известно о человеческом мозге? | Мир вокруг нас

А что мы, как нам кажется, знаем? Составляя примерно 2% от общей массы тела человека, мозг потребляет более 20% кислорода, подаваемого лёгкими. Для постоянного поступления кислорода в мозг работают три крупные артерии. Мозг человека почти полностью формируется к 7 годам, представляя собой целиком законченный орган, в связи с чем его энергопотребление в этом возрасте намного больше, чем у взрослого человека.

Мозг у мужчин больше, чем у женщин, что никак не сказывается на умственных способностях тех и других. Имеются также различия и в размерах разных областей мозга. Интересно, что сам мозг не чувствует боли; боль ощущает его оболочка. Поэтому был неправ человек из анекдота, который, постукивая себя по голове, сказал: «Голова не может болеть. Ведь это же кость!».

Вся жизнь человека зависит от работы нашего мозга. Всё, что мы воспринимаем, думаем, все наши переживания и открытия — результат работы мозга. Поэтому знать, как работает наш мозг, означает умение управлять собственной жизнью, менять её в лучшую сторону. Наша жизнь — это не только события, в которых мы принимаем участие, но и то, как мы их ощущаем, переживаем, то есть, как мы воспринимаем нашу жизнь. И всем этим ведает наш мозг.

В ХХ веке учёные установили, что мы используем не более 10% ресурсов мозга. А в XXI веке другие учёные утверждают, что мы используем практически все ресурсы нашего мозга. Пока ещё ни то, ни другое утверждение нельзя считать доказанным. Ведь в мозгу человека более 100 миллиардов нейронов, и ещё нет методики, которая позволила бы определить, сколько из них задействовано одновременно. Уже более 100 лет повторяется миф, что нервные клетки не восстанавливаются. Оказалось, что это неправда: они восстанавливаются, но медленнее, чем клетки других частей нашего тела. Восстанавливаются и сами клетки, и нервные пути — синапсы, служащие для связи между ними. Интересно, что алкоголь разрушает не клетки мозга, как считалось раньше, а именно синапсы, что затормаживает мыслительные процессы.

Наш известный нейрохирург профессор В. В. Крылов на вопрос, насколько изучен наш мозг, ответил: «Я думаю, что наш мозг — это такая же бесконечность, как и наша Вселенная». Уже известно, какие структуры мозга определяют память, распознавание образов, предметное мышление, музыкальные способности, способность к членораздельной речи и т. д. Но это не даёт ответа на вопрос, как работает наш мозг.

Человеческий мозг — это не только совокупность клеток и синапсов. Мозг — это, прежде всего, связи между клетками и частями мозга. Когда эти связи нарушаются, нарушается и работа мозга, хотя клетки целы и функционируют. При нарушении этих связей изменяются не только работа мозга, но и мироощущение, осознание происходящего, реакция на окружающий мир. Вот и толкуй после этого о бессмертной душе, существующей отдельно от тела!

А наш всемирно известный учёный в области человеческого мозга, академик Н. П. Бехтерева, в одном из интервью заявила: «Нельзя сказать, что какая-то часть мозга изучена, а какая-то нет. Весь мозг изучен, но только не очень хорошо изучен, ещё очень много свойств мозга нам предстоит изучить. Что мы знаем о мозге, а чего не знаем? Мы знаем многое об организации движений. Мы знаем уже некоторые общие принципы организации мышления, эмоций. Не говоря уже о том, что достаточно хорошо изучена такая функция головного мозга, как руководство всей внутренней сферой организма. Но вот чего мы пока не знаем и даже не видим пути к тому, чтобы это узнать — можно ли когда-нибудь будет на основе объективных данных понять, о чём думает человек».

Но исследования в этом направлении ведутся, особенно в США, и ведутся очень интенсивно. Так что берегите ваш мозг — источник знаний! И попробуйте управлять его работой.

ГБОУ Школа № 17, Москва

Большинство педагогов и родителей верят в различные мифы о
человеческом мозге и его работе. Это ограничивает работу педагогов и
вводит в заблуждение родителей, которые часто нарываются на
шарлатанов. Почему возникают нейромифы? Нейромифы — неправильная
трактовка результатов научных исследований. Ученые публикуют
результаты исследований для своих коллег, а не для широкой аудитории.
А широкая аудитория наделяет научные термины другими смыслами. Кроме
того, нейробиология стремительно развивается, многие постулаты
устаревают. В 2013 году стартовал большой научно-исследовательский
проект The Human Brain Project HBP по изучению человеческого мозга. В
проекте участвуют сотни учёных из 26 стран мира и 135 партнерских
институтов. Появляются новые исследования, данные, но они остаются
зашумленными в современном потоке информации.

.

1. Самый стойкий и ограничивающий миф – это Миф о правополушарных и
левополушарных людях, о том, что левое полушарие мозга отвечает за
рациональность, правое — за творчество.

Это является предрассудком. Никаких научных исследований, которые
подтвердили бы это различие, не проводилось, скорее наоборот.

В 2012 году психологи из Университета Британской Колумбии установили,
что творческое мышление активирует широкую нейронную сеть,
охватывающую оба полушария. В 2013 неврологическое исследование в
университете штата Юта, где на протяжении двух лет проверяли 1000
человек от 7 до 29 лет, показало: мозг работает как единое целое,
никакого преобладания «справа» или «слева» нет.

Некорректно считать, что одно полушарие отвечает за один процесс, а
второе — за иной, так как весь мозг, так или иначе задействован в
любых психических процессах. Правда состоит в том, что то или иное
полушарие принимает более активное участие в решении определенных
задач. Но о постоянном доминировании какого-то из полушарий речи не
идет. Например, при решении пространственных задач доминантно правое
полушарие, но и левое вносит важный вклад в эти процессы. Если вам
нужно написать изложение, его содержание сначала необходимо понять, и
в этом будут участвовать и правое, и левое полушария. За складывание
букв в слова больше отвечает левое полушарие, хотя оно постоянно
обращается за помощью к правому. Так и работает здоровый мозг: если
одно полушарие ошибается, оно тут же обращается за помощью к другому,
активируя другие познавательные функции – для уточнения того или иного
«запроса».

Распределение задач, которые решают оба полушария, вовсе не статично,
оно меняется с возрастом. У взрослых и новорожденных при восприятии
слов активируется левое полушарие, при восприятии интонаций — правое.
Однако у детей 10–18 месяцев речь вызывает активацию обоих полушарий,
больше справа. В возрасте от 19 до 31 месяца — другая картина. У
большинства взрослых правшей (не у всех!) доминирует по речи и
речевому мышлению левое полушарие, у левшей и амбидекстров эти функции
распределены по обоим полушариям. Но существует большая вариативность
в таком распределении.

Миф, возможно, возник из-за неправильного понимания работы лауреата
Нобелевской премии (1981) нейропсихолога Роджера Сперри. Сперри в 1960
провел эксперимент, он заметил различия в функционировании полушарий у
людей, у которых левая или правая половинка мозга были хирургически
"отключены". Сперри пришел к выводу, что левое полушарие
человеческого мозга способно более эффективно обрабатывать вербальную
информацию, а правое — визуальную и пространственную. Его заключение
неверно истолковали. Кроме того, сам ученый и его группа в 1983 году
изменили свою теорию, но широкая общественность уже это не услышала.

Вывод, который мы должны сделать - человек использует весь мозг при
творческом мышлении, взаимодействие полушарий — это общее правило для
всех высших психических функций.

2. Миф о визуалах, аудиалах, кинестетиках, о том, что люди учатся
лучше, когда подача информации соответствует их типу восприятия.

Педагоги хорошо знают такую привлекательную идею, что все мы
по-разному воспринимаем, и до каждого можно донести информацию
эффективным способом. Самый известный подход — это концепция о
доминантном канале восприятия информации человеком — сенсорные
модальности. Она известна как VAK (visual, audial, kinesthetic) —
разделение людей на визуалов, аудиалов, кинестетиков. Позже эту
концепцию доработали, и она превратилась в VARK. Добавили R — reader —
тот, кто лучше воспринимает информацию, когда записывает и видит
текст.

Было проведено множество исследований, чтобы доказать эффективность
такого подхода. Педагогические издания умалчивают их результаты. Ведь
убедительных преимуществ того, что информацию действительно следует
преподносить с учетом сенсорной модальности, не обнаружили.

Зато исследования подтвердили, что визуальный канал работает лучше
всего. Наш мозг более привычен к восприятию зрительных изображений.
Если нам удается найти удачный визуальный ряд, вызывающий эмоции,
удивление, это однозначно повышает уровень активации мозга и,
следовательно, улучшает запоминание. И связано это не с доминантным
сенсорным каналом, а с тем, насколько удачной является картинка.

Выводы: люди разные, и у каждого есть привычные способы восприятия и
обработки информации. Но это не значит, что эффективным для нас будет
обучение только через этот конкретный сенсорный канал. Успех зависит
от более широких принципов подачи информации и от подходов, которые мы
используем, например, постоянное повторение, тестирование,
эмоциональность.

3. Миф о том, что у нас 5 чувств. Нам часто говорят о пяти чувствах:
зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. Но этим список не
ограничивается. Сейчас большинство ученых признают существование у
человека 21 чувства. Верхний предел пока не установлен.

Вспоминаем о несправедливо забытых учителями чувствах:

-Чувство равновесия — дает понять, ты сидишь, стоишь или лежишь,
восприятие изменения положения тела в пространстве.

-Проприоцепция - ощущение движения в мышцах и суставах, ощущение
расслабления и напряжения, ощущение положения частей тела по
отношению к другим, осознание этого, координация движений

-Ноницепция - ощущение боли.

-Терморецепция - восприятие температуры.

-Чувство времени — дает ощущение движения времени, внутренние биоритмы.

-Интероцепция — помогает понять внутренние потребности, такие как
голод, жажда и т.п.

Все эти чувства (или правильнее ощущения) тоже являются способом
восприятия себя и мира, их нарушение в развитии, функционирования,
приводят к проблемам в обучении.

Например, мы забываем о развитии вестибулярного аппарата у детей. Он
начинает работать на 21 день внутриутробного развития, столь раннее
появление говорит о значимости. Нарушение работы вестибулярного
аппарата приводит к сенсомоторной дезорганизации: страдает внимание,
активизация нервной системы, нарушается контроль движения глаз (очень
важно при чтении), моторная программа движений, развитие речи.

А ученые из США, труд которых опубликован в Journal of
Neuroscience, установили, что мозг людей, обладающих чувством ритма,
умеющих хорошо двигаться в такт, лучше усваивает речь, чем у тех, кто
менее ритмичен. Исследования доказали, что существует связь между
способностью к чтению и умением держать ритм в движении.

4. Миф о только 10 работающих процентах головного мозга.

В начале прошлого столетия известный психолог Уильям Джеймс заявил,
что человек не использует свой мозг на полную, что превратилось в миф
о том, что среднестатистический человек способен реализовать свои
умственные способности лишь на 10%. Благодаря МРТ ученым удалось
выяснить, что индивид использует свой мозг на полную мощность, поэтому
после повреждения любой его области могут появиться психологические и
некоторые поведенческие проблемы.

Идея о том, что 90% мозга все время простаивает, кажется абсурдной,
если учесть, сколько энергии им потребляется. Взрослый человек
использует на поддержку мозга — 20% энергии тела, ребенок — 50%, а
младенцы — 60%.

Мозг человека содержит 86 миллиардов нейронов (по другим исследованиям
100 миллиардов), люди превосходят любое другое живое существо по
количеству нейронных связей.

Если бы все нейроны, хотя бы одного отдела мозга работали
одновременно, общая энергетическая нагрузка оказалось бы
непереносимой. Поэтому в мозге одновременно задействованы только
небольшие участки нейронов, которые постоянно сменяются, — это
называется методом разряженного кодирования. Он позволяет затрачивать
минимум энергии, обрабатывая максимум информации — единовременно
задействуется от одного до 16% нейронов.

В конкретный момент времени, когда выполняется определенный вид
деятельности, регистрируется активность одних нейронов, в другой
момент — активность других нейронов и так далее. Таким образом,
регистрация совсем небольшого процента задействованных в определенном
виде деятельности нейронов вовсе не означает, что мозг не работает на
все 100%.

5. Миф о том, что с получением новых знаний образуются и новые извилины.

Это устаревшая информация. Сейчас, в современной науке, никто уже не
занимается изучением того, сколько у человека извилин, какие они. С
помощью позитронной томографии можно проникнуть в сами клетки мозга.
Для мозга совершенно не важно, сколько у него извилин. Важнее –
количество связей между нейронами, система их организации, скорость
передачи данных, работа особых веществ-нейротрансмиттеров,
обеспечивающих «открывание» и «закрывание» нервной клетки.

С получением новых знаний формируются новые нейронные связи, но не извилины.

6. Миф о том, что мозг можно натренировать или „накачать“, словно мышцу.

Марьяна Безруких, директор Института возрастной физиологии Российской
академии образования: «…мозг не „прокачивается“, он формируется,
получая опыт разных видов деятельности. Это фантастически красивая и
сложная структура, разбираться в которой мы будем еще не одно
десятилетие».

Для формирования новых нейронных связей мозгу нужен опыт различных
видов деятельности, нужны новые, нестандартные и интересные задачи — в
любом возрасте, и особенно в детском. Чем больше разных занятий будет
пробовать ребенок, тем лучше для его когнитивного развития. «Мозг,
хорошо устроенный, стоит больше, чем мозг, хорошо наполненный»
(Мишель де Монтень).

7. Миф о том, что мозг работает как компьютер.

Это неправда, различия между ними фундаментальны. В компьютере
программа, хранимая в памяти, исполняется при помощи процессора, таким
образом, память и вычисления разнесены. В мозге же это разделение
отсутствует, память хранится в структуре связей между нервными
клетками, которые и совершают вычисления. Поэтому в компьютер можно
легко загрузить новую программу, в мозге это сделать практически
невозможно, потому что для этого пришлось бы одновременно изменить
связи между миллионами нейронов.

Еще одно важное отличие заключается в том, что мозг имеет параллельную
архитектуру и все нейроны могут обрабатывать информацию независимо
друг от друга, тогда как в большинстве современных компьютеров
вычисления организованы последовательно. Это позволяет мозгу очень
эффективно выполнять важные для организма задачи.

Компьютеры неустойчивы к ошибкам: обычно, если мы удалим какую-то
часть программы, это повлечет сбой в работе всей программы в целом.
Мозг способен сохранять свою функциональность, когда отдельные клетки
перестают работать. Это связано с тем, что мозг был создан эволюцией
для того, чтобы обеспечить выживание организма при ненадежности
отдельных клеток нервной системы.

Мифы о мозге чрезвычайно живучи. Мозг — сложный орган и многие его
способности до сих пор остаются загадкой. Но это не повод верить в
появившиеся вокруг него мифы, ведь они как минимум мешают развиваться.

Сосредоточьтесь на развитии памяти и когнитивных способностей в целом
– и не верьте мошенникам!

Рекомендации: почитать/ послушать о развитии мозга детей, о
обучении, о работе мозга

СМИ: Newtonew - https://newtonew.com

Портал Растим детей - https://растимдетей.рф

Портал Детская психология - http://childpsy.ru

Портал Постнаука - https://postnauka.ru

Лекции физиолога Вячеслава Дубынина

https://www.youtube.com/playlist?list=PLgJ9nfawgWv6d4rXGRKiFCdhrwfuy8gua

Подготовила учитель -логопед Власова Л.В.

Человеческий мозг: факты, функции и анатомия

Человеческий мозг - это командный центр нервной системы человека. Он принимает сигналы от органов чувств тела и передает информацию на мышц . 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 головном мозге также имеется 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

  • Согласно данным неврологического института Дент , мозг не может выполнять несколько задач одновременно. Вместо этого он переключается между задачами, что увеличивает количество ошибок и увеличивает время.
  • Человеческий мозг утроился в размерах в течение первого года жизни и достигает полной зрелости примерно к 25 годам.
  • Человек использует весь мозг постоянно, 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 в управлении 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 (CSF). 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 интерстициальное пространство расширялось на 60%, а глимфатическая система мозга очищала бета-амилоид (белок, который составляет бляшки отличительных черт 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 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 древесной 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, сказал доктор.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, тогда 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.

Связанный: В чем разница между правым и левым полушариями?

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 всегда 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 грандиозном научном вызове, известном как Инициатива BRAIN, сокращенно от «Исследования мозга через продвижение 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 в случае с другими крупными научными проектами, такими 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, включая Национальные институты здравоохранения (NIH), Национальный научный фонд (NSF) и Агентство перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA), а также частных исследовательских организаций, включая Институт 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 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 выпустила первую половину своего отчета, призывая к скорейшей интеграции этики в нейробиологические исследования, Live Science ранее сообщал о .В марте 2015 года комиссия выпустила вторую половину отчета, в которой основное внимание уделялось вопросам улучшения когнитивных функций, информированного согласия и использования нейробиологии в правовой системе, как сообщает Live Science, .

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 электронно-микроскопическими изображениями цепей.

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 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 клеточные функции мозга свиней через четыре часа после смерти животных, сообщает Live Science. 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.

человек уже используют способ, более 10% своего мозга

К настоящему времени, возможно, вы видели трейлер нового научно-фантастического триллера Люси. Он начинается с шквала стилизованных спецэффектов, и Скарлетт Йоханссон устраивает шквал избиений плохих парней. Затем идет Морган Фриман, играющий профессора нейробиолога в обязательном коричневом пиджаке, чтобы донести знакомую предпосылку фильма до целого лекционного зала: «По оценкам, большинство людей использует только 10 процентов возможностей своего мозга.Представьте, если бы мы могли получить доступ к 100%. Начинают происходить интересные вещи ».

Йоханссон в роли Люси, которую похитили и имплантировали таинственные лекарства, становится тестом для тех интересных вещей, которые, кажется, включают в себя еще более впечатляющие избиения и, очевидно, какие-то навыки искажения времени в стиле Matrix .

Конечно, идея о том, что «вы используете только 10 процентов своего мозга», на самом деле является стопроцентной ложью. Почему этот миф существует так долго и когда он наконец умрет?

К сожалению, не скоро.Опрос, проведенный в прошлом году Фондом Майкла Дж. Фокса для исследований болезни Паркинсона, показал, что 65 процентов американцев верят в этот миф, что на 5 процентов больше, чем те, кто верит в эволюцию. Даже «Разрушители легенд», объявившие статистику мифом несколько лет назад, еще больше запутали воду: шоу просто увеличило ошибочную цифру в 10 процентов и неверно подразумевало, что люди используют 35 процентов своего мозга.

Идея, что полоски мозга - это застойный пудинг, в то время как одна часть выполняет всю работу, глупо.

Как и в большинстве легенд, происхождение этой вымысла неясно, хотя есть некоторые подсказки. По словам Сэма Ванга, нейробиолога из Принстона и автора книги Welcome to Your Brain , катализатором могла стать индустрия самопомощи. В начале 1900-х годов Уильям Джеймс, один из самых влиятельных мыслителей современной психологии, сказал, что у людей есть неиспользованный умственный потенциал. Это совершенно разумное утверждение было позже восстановлено в искаженной форме писателем Лоуэллом Томасом в его предисловии к Библии самопомощи 1936 года Как заводить друзей и оказывать влияние на людей .«Профессор Уильям Джеймс из Гарварда говорил, что средний человек развивает только 10 процентов своих скрытых умственных способностей», - писал Томас. Похоже, что он или, возможно, кто-то еще в его время, просто сорвал с неба золотое число.

Утверждение о 10 процентах является заведомо ложным на нескольких уровнях. Во-первых, весь мозг постоянно активен. Мозг - это орган. Его живые нейроны и поддерживающие их клетки всегда что-то делают. (Где миф о том, что «вы используете только 10 процентов своей селезенки»?) Джо Леду, профессор нейробиологии и психологии Нью-Йоркского университета, считает, что сегодня людей могут оттолкнуть «капли» - рассеянные маркеры высокой мозговой активности - наблюдается при функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) человеческого мозга.Эти капли часто являются тем, о чем люди говорят, когда говорят о том, что мозг «загорается».

Допустим, вы смотрите фильм на фМРТ-сканере. Некоторые области вашего мозга - например, слуховая и зрительная кора - будут значительно более активными, чем другие; и эта активность будет отображаться в виде цветных пятен при последующем анализе изображений фМРТ. Эти сгустки значительной активности обычно покрывают небольшие участки изображения мозга, часто менее 10 процентов, из-за чего стороннему наблюдателю может показаться, что остальная часть мозга бездействует.Но, как сказал мне Леду в электронном письме, «мозг может быть на сто процентов активным во время выполнения задачи, при этом лишь небольшой процент активности мозга уникален для этой задачи». Такая визуализация позволяет выделить больших различий в региональной активности мозга, а не все, что мозг делает.

И поэтому 10-процентный миф по сравнению с другими фантазиями особенно пагубен.

На самом деле, вся предпосылка об «использовании» только определенной части вашего мозга ошибочна. Когда ваш мозг работает над проблемой - превращая свет, попадающий на сетчатку глаза, в изображение, или готовясь достать пинту пива, или решая задачу по алгебре, - его эффективность в такой же степени зависит от того, «где» и «когда», как и это «сколько.Некоторые области мозга более специализированы, чем другие, для решения определенных задач, и большая часть поведения зависит от тесной временной координации между этими областями. Ваша зрительная система помогает вам найти эту пинту пива, а ваша двигательная система берет ее в руки. Идея о том, что полоски мозга - это застойный пудинг, в то время как одна часть выполняет всю работу, глупо. Мозг - это сложная, постоянно выполняющая множество задач сеть тканей.

Тем не менее привлекательность мифа очевидна. Если бы мы использовали только 10 процентов нашего мозга, представьте, насколько прекрасной была бы жизнь, если бы мы могли использовать больше.Вы могли ослепить бабушку и ее команду дома престарелых во время Jeopardy . Или, как Люси, вы можете выучить китайскую каллиграфию за час. Миф о 10 процентах населения нажимает те же кнопки, что и любая программа самопомощи, которая обещает сделать нас лучше и быстрее. Как сказал мне Ван, это «как у парня с 4-часовой рабочей неделей».

И поэтому 10-процентный миф по сравнению с другими фантазиями особенно пагубен. В нем отчетливо видна научная правдоподобность - это энергичный однострочник с красивым круглым числом, вирус с очевидными векторами в книгах по поп-психологии, который легко повторить на коктейльных вечеринках.Миф также является частью более широкого образа мыслей о мозге, который характеризуется вводящими в заблуждение упрощениями, такими как представление о том, что правая часть мозга является творческой, а левая - рациональной. «Идеи такого рода сохраняются сами по себе», - сказал мне Леду. «Это все равно, что сказать, что дофамин отвечает за удовольствие, а миндалевидное тело вызывает страх. Оба ошибаются ».

Нейробиология все еще находится в зачаточном состоянии, но слишком часто используется широкой публикой как более зрелая область. Как недавно утверждал психолог Гэри Маркус, биология - включая нейробиологию - не похожа на физику, где ученые строят фундамент установленных формальных законов.На данный момент нейробиология не имеет такой основы, что может повысить вероятность того, что широко распространенные мифы о мозге сохранятся. Неврология и психология - те редкие области науки, которые для многих имеют ощутимую личную ценность - не существует индустрии самопомощи, основанной на терапевтических эффектах бозона Хиггса, - а это означает, что медленный, осторожный прогресс в исследованиях часто поддерживается оппортунистами. или, по крайней мере, чрезмерно нетерпеливые, не ученые.

Я все еще собираюсь посмотреть фильм Lucy хотя бы потому, что его снял Люк Бессон, а фильм The Fifth Element поразил мой 10-летний разум, когда вышел.Но давайте вернемся к голливудским научно-фантастическим фильмам, которые больше опираются на странное и творческое, а не на широко распространенное и абсолютно неправильное.

Нейробиологи случайно обнаружили совершенно новую роль мозжечка

Одна из самых известных областей мозга, мозжечок составляет всего 10 процентов от общего объема органа, но содержит более 50 процентов его нейронов.

Несмотря на всю эту вычислительную мощность, предполагалось, что мозжечок функционирует в основном за пределами области сознательного осознания, вместо этого координируя физические действия, такие как стояние и дыхание.

Но в прошлом году нейробиологи обнаружили, что он играет важную роль в ответной реакции на вознаграждение - одной из основных движущих сил, которые мотивируют и формируют человеческое поведение.

Это не только открывает новые исследовательские возможности для небольшой области, которая на протяжении веков в первую очередь была связана с моторными навыками и сенсорным вводом, но и предполагает, что нейроны, составляющие большую часть мозжечка, называемые гранулированными клетками, функционируют определенным образом. мы никогда не ожидали.

«Учитывая, что большая часть нейронов находится в мозжечке, был достигнут относительно небольшой прогресс в интеграции мозжечка в более широкую картину того, как мозг решает задачи, и большая часть этого несоответствия была связана с предположением, что мозжечок может быть задействован только в двигательных задачах », - сказал тогда один из команды, Марк Вагнер, из Стэнфордского университета.

«Я надеюсь, что это позволит нам объединить это с исследованиями более популярных областей мозга, таких как кора головного мозга, и мы сможем объединить их».

Расположенный в задней части мозга, мозжечок поддерживает огромное количество связей с моторной корой - областью коры головного мозга в лобной доле мозга, которая участвует в планировании, контроле и выполнении произвольных движений.

Хотя были намеки на связь мозжечка с когнитивными процессами, такими как внимание и языковая функция, предыдущие исследования гранулярных клеток связывали их только с основными сенсорными и двигательными функциями.

И это имеет смысл, когда вы видите последствия для человека с поврежденным мозжечком - он часто испытывает трудности в поддержании баланса и равновесия, выполнении мелкой моторики, такой как дотягивание и хватание, и удержание в вертикальном положении.

«Если у вас повреждение мозжечка, первое, что вы видите, - это нарушение координации движений», - сказал один из исследователей, Лицюнь Луо.

Но в этом регионе может происходить гораздо больше событий, потому что, хотя человеческий мозг содержит примерно 60 миллиардов мозжечковых гранулярных клеток, что превышает количество всех остальных нейронов мозга вместе взятых, их было чрезвычайно трудно изучать.

Чтобы выяснить, как мозжечок управляет мышцами у мышей, команда Стэнфордского университета использовала новую технику наблюдения за гранулированными клетками, называемую двухфотонной кальциевой визуализацией, которая позволила им регистрировать активность нейронов в реальном времени.

Вы можете увидеть результат этого типа изображения вверху страницы - этот ярко-зеленый оттенок не является ложным цветом, на самом деле это результат действия вещества, называемого зеленым флуоресцентным белком или GFP.

Этот белок естественным образом вырабатывается биолюминесцентными животными, такими как медузы, и, поскольку он может быть внесен в геном с небольшим повреждением клеток, его использовали для создания таких вещей, как «Glofish» и неоновые мыши.

Это также упростило для исследователей отслеживание активности определенных клеток в режиме реального времени - их просто нужно вставить в ДНК существа, и они будут загораться каждый раз, когда они транслируются в РНК или формируются в белок.

Чтобы увидеть, что GFP обнаружит у своих мышей, исследователи заставили их двигаться, давая угощение водой с сахаром каждый раз, когда они нажимали на рычаг.

Они ожидали увидеть, что происходит в мозжечке в ответ на эти физические движения, но неожиданностью стала очевидная связь между гранулированными клетками и ответной реакцией, вызванной сахарной водой.

Как объясняет команда, некоторые гранулярные клетки действительно срабатывали, когда мыши нажимали на рычаг, но другой набор гранулярных клеток активировался, когда мыши ждали прибытия своей награды.

И когда они полностью забрали награду, это вызвало появление еще одной группы гранул в мозжечке.

«На самом деле это было побочное наблюдение, что, вау, они действительно реагируют на награду», - сказал Ло.

Как отметила Джессика Холл в Extreme Tech в 2017 году, это не первый случай, когда область мозга связана как с моторной координацией, так и с ответной реакцией на вознаграждение - базальные ганглии, расположенные в основании переднего мозга. , также управляется этими двумя функциями, и это новое исследование указывает на то, что мозжечок имеет аналогичную сложность.

Конечно, результаты исследования до сих пор наблюдались только на мышах, поэтому, пока они не воспроизведены на людях, мы не можем быть уверены, что они переведут.

Но считается, что мозжечок имеет одну из самых древних эволюционных линий всех областей мозга и аналогичным образом устроен во всех классах позвоночных, так что есть большая вероятность, что мы увидим нечто подобное и у людей.

Это просто еще одно напоминание о почти бесконечной сложности мозга млекопитающих, и хотя мы, люди, любим разделять вещи, при этом мы рискуем упустить сложные роли, которые каждая область играет в том, как мы думаем, чувствуем и движемся.

Исследование опубликовано в журнале Nature .

Версия этой статьи была впервые опубликована в марте 2017 года.

Обзор нейрохирурга анатомия мозга

Мозг выполняет множество важных функций. Это придает смысл тому, что происходит в окружающем нас мире. Через пять органов чувств: зрение, обоняние, слух, осязание и вкус, мозг получает сообщения, часто многие одновременно.

Мозг контролирует мысли, память и речь, движения рук и ног, а также функции многих органов в теле.Он также определяет, как люди реагируют на стрессовые ситуации (например, написание экзамена, потеря работы, рождение ребенка, болезнь и т. Д.), Регулируя частоту сердечных сокращений и дыхания. Мозг - это организованная структура, разделенная на множество компонентов, которые выполняют определенные и важные функции.

Вес мозга меняется от рождения до взрослого возраста. При рождении средний мозг весит около одного фунта, а в детстве вырастает до двух фунтов. Средний вес мозга взрослой женщины - около 2.7 фунтов, тогда как мозг взрослого мужчины весит около трех фунтов.

Нервная система

Нервная система обычно делится на центральную нервную систему и периферическую нервную систему. Центральная нервная система состоит из головного мозга, его черепных нервов и спинного мозга. Периферическая нервная система состоит из спинномозговых нервов, которые ответвляются от спинного мозга и автономной нервной системы (разделенной на симпатическую и парасимпатическую нервную систему).

Клеточная структура мозга

Мозг состоит из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток, также известных как нейроглия или глия. Нейрон отвечает за отправку и получение нервных импульсов или сигналов. Глиальные клетки - это ненейрональные клетки, которые обеспечивают поддержку и питание, поддерживают гомеостаз, образуют миелин и способствуют передаче сигналов в нервной системе. В человеческом мозге количество глиальных клеток превышает количество нейронов примерно в 50 раз. Глиальные клетки - самые распространенные клетки, обнаруживаемые в первичных опухолях головного мозга.

Когда у человека диагностируется опухоль головного мозга, может быть сделана биопсия, при которой ткань опухоли удаляется патологом для целей идентификации. Патологи идентифицируют тип клеток, которые присутствуют в этой мозговой ткани, и назначают опухоли мозга на основе этой ассоциации. Тип опухоли головного мозга и вовлеченные клетки влияют на прогноз и лечение пациента.

Менинги

Мозг расположен внутри костной оболочки, называемой черепной коробкой.Череп защищает мозг от травм. Вместе череп и кости, которые защищают лицо, называются черепом. Между черепом и мозгом находятся мозговые оболочки, которые состоят из трех слоев ткани, которые покрывают и защищают головной и спинной мозг. С самого внешнего слоя внутрь они представляют собой твердую мозговую оболочку, паутинную оболочку и мягкую мозговую оболочку.

Dura Mater: В головном мозге твердая мозговая оболочка состоит из двух слоев беловатой неэластичной пленки или мембраны. Внешний слой называется надкостницей.Внутренний слой, твердая мозговая оболочка, выстилает внутреннюю часть всего черепа и создает небольшие складки или отсеки, в которых части мозга защищены и закреплены. Две особые складки твердой мозговой оболочки называются серповидной и тенториальной. Соколов разделяет правую и левую половину мозга, а тенториум разделяет верхнюю и нижнюю части мозга.

Паукоидальная оболочка: Второй слой мозговых оболочек - паутинная оболочка. Эта оболочка тонкая и нежная, покрывает весь мозг.Между твердой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой есть пространство, которое называется субдуральным пространством. Паутинная оболочка состоит из нежной эластичной ткани и кровеносных сосудов разного размера.

Pia Mater: Слой мозговых оболочек, ближайший к поверхности мозга, называется мягкой мозговой оболочкой. Мягкая мозговая оболочка имеет множество кровеносных сосудов, которые проникают глубоко в поверхность мозга. Мягкая мозговая оболочка, покрывающая всю поверхность головного мозга, следует по складкам головного мозга. Основные артерии, снабжающие мозг, обеспечивают мягкую мозговую оболочку кровеносными сосудами.Пространство, разделяющее паутинную оболочку и мягкую мозговую оболочку, называется субарахноидальным пространством. Именно в этой области течет спинномозговая жидкость.

Спинномозговая жидкость

Спинномозговая жидкость (CSF) находится в головном мозге и окружает головной и спинной мозг. Это прозрачное водянистое вещество, которое защищает головной и спинной мозг от травм. Эта жидкость циркулирует по каналам вокруг спинного и головного мозга, постоянно всасываясь и пополняясь.Жидкость вырабатывается в полых каналах головного мозга, называемых желудочками. Специализированная структура внутри каждого желудочка, называемая сосудистым сплетением, отвечает за большую часть производства спинномозговой жидкости. Мозг обычно поддерживает баланс между количеством абсорбированной спинномозговой жидкости и ее производством. Однако в этой системе могут возникнуть сбои.

Желудочковая система

Желудочковая система разделена на четыре полости, называемые желудочками, которые соединены рядом отверстий, называемых отверстиями, и трубками.

Два желудочка, заключенные в полушарии головного мозга, называются боковыми желудочками (первым и вторым). Каждый из них сообщается с третьим желудочком через отдельное отверстие, называемое отверстием Манро. Третий желудочек находится в центре мозга, а его стенки состоят из таламуса и гипоталамуса.

Третий желудочек соединяется с четвертым желудочком через длинную трубку, называемую Акведуком Сильвия.

ЦСЖ, протекающий через четвертый желудочек, обтекает головной и спинной мозг, проходя через другую серию отверстий.

Компоненты и функции мозга

Ствол мозга

Ствол мозга - это нижняя часть мозга, расположенная перед мозжечком и соединенная со спинным мозгом. Он состоит из трех структур: среднего мозга, моста и продолговатого мозга. Он служит ретрансляционной станцией, передавая сообщения туда и обратно между различными частями тела и корой головного мозга. Здесь расположено множество простых или примитивных функций, необходимых для выживания.

Средний мозг является важным центром движения глаз, в то время как мост отвечает за координацию движений глаз и лица, восприятие лица, слух и равновесие.

Продолговатый мозг контролирует дыхание, артериальное давление, сердечный ритм и глотание. Сообщения из коры головного мозга в спинной мозг и нервы, ответвляющиеся от спинного мозга, отправляются через мосты и ствол мозга. Разрушение этих областей мозга вызовет «смерть мозга». Без этих ключевых функций люди не могут выжить.

Ретикулярная активирующая система находится в среднем мозге, мосту, мозговом веществе и части таламуса. Он контролирует уровень бодрствования, позволяет людям обращать внимание на окружающую их среду и участвует в образцах сна.

В стволе мозга берут начало 10 из 12 черепных нервов, которые контролируют слух, движение глаз, лицевые ощущения, вкус, глотание и движения мышц лица, шеи, плеч и языка. Черепные нервы обоняния и зрения берут начало в головном мозге.От моста берут начало четыре пары черепных нервов: нервы с пятого по восьмой.

Мозжечок

Мозжечок расположен в задней части мозга под затылочными долями. Он отделен от головного мозга тенторием (складкой твердой мозговой оболочки). Мозжечок точно настраивает двигательную активность или движение, например тонкие движения пальцев, когда они выполняют операцию или рисуют картину. Он помогает поддерживать осанку, чувство равновесия или равновесия, контролируя тонус мышц и положение конечностей.Мозжечок важен для способности выполнять быстрые и повторяющиеся действия, например, играть в видеоигры. В мозжечке правосторонние аномалии вызывают симптомы на одной и той же стороне тела.

головного мозга

Головной мозг, составляющий основную часть мозга, делится на две основные части: правое и левое полушария головного мозга. Головной мозг - это термин, который часто используется для описания всего мозга. Трещина или бороздка, разделяющая два полушария, называется большой продольной трещиной.Две стороны мозга соединены внизу мозолистым телом. Мозолистое тело соединяет две половины мозга и передает сообщения от одной половины мозга к другой. Поверхность головного мозга содержит миллиарды нейронов и глии, которые вместе образуют кору головного мозга.

Кора головного мозга имеет серовато-коричневый цвет и называется «серым веществом». Поверхность мозга выглядит морщинистой. Кора головного мозга имеет борозды (маленькие бороздки), трещины (большие бороздки) и выпуклости между бороздками, называемые извилинами.У ученых есть особые названия для выпуклостей и бороздок на поверхности мозга. Десятилетия научных исследований выявили специфические функции различных областей мозга. Под корой головного мозга или поверхностью мозга соединительные волокна между нейронами образуют область белого цвета, называемую «белым веществом».

Полушария головного мозга имеют несколько отчетливых трещин. Расположив эти ориентиры на поверхности мозга, его можно эффективно разделить на пары «долей»."Доли - это просто широкие области мозга. Большой мозг можно разделить на пары лобных, височных, теменных и затылочных долей. В каждом полушарии есть лобная, височная, теменная и затылочная доли. Каждую долю можно снова разделить. , в области, которые выполняют очень специфические функции. Доли мозга не функционируют в одиночку: они функционируют посредством очень сложных взаимоотношений друг с другом.

Сообщения в мозгу доставляются разными способами. Сигналы передаются по маршрутам, называемым путями.Любое разрушение ткани мозга опухолью может нарушить связь между различными частями мозга. Результатом будет потеря таких функций, как речь, способность читать или способность выполнять простые голосовые команды. Сообщения могут перемещаться от одной выпуклости в мозгу к другой (извилины к извилинам), от одной доли к другой, от одной части мозга к другой, от одной доли мозга к структурам, находящимся глубоко в мозгу, например таламус, или из глубоких структур мозга в другую область центральной нервной системы.

Исследования показали, что прикосновение к одной стороне мозга посылает электрические сигналы на другую сторону тела. Прикосновение к моторной области на правой стороне мозга заставит двигаться противоположную или левую сторону тела. Стимуляция левой первичной моторной коры заставит двигаться правую сторону тела. Сообщения о движении и ощущениях переходят к другой стороне мозга и заставляют противоположную конечность двигаться или чувствовать ощущение. Правая часть мозга контролирует левую часть тела и наоборот.Таким образом, если опухоль головного мозга возникает в правой части мозга, которая контролирует движение руки, левая рука может быть слабой или парализованной.

Черепные нервы

Есть 12 пар нервов, которые исходят из самого мозга. Эти нервы отвечают за очень специфическую деятельность и имеют следующие названия и номера:

  1. Обоняние: Запах
  2. O ptic: Поля зрения и способность видеть
  3. Глазодвигатель: Движения глаз; открывание века
  4. Trochlear: Движение глаз
  5. Тройник: Ощущение лица
  6. Abducens: Движения глаз
  7. Лицевая сторона: Закрытие век; Выражение лица; вкусовые ощущения
  8. Слуховые / вестибулярные: Слуховые; чувство равновесия
  9. Glossopharyngeal: Ощущение вкуса; глотание
  10. Блуждающий нерв: Глотание; вкусовые ощущения
  11. Принадлежность : Контроль мышц шеи и плеч
  12. Подъязычный: Движение языка

Гипоталамус

Гипоталамус - это небольшая структура, которая содержит нервные связи, которые отправляют сообщения в гипофиз.Гипоталамус обрабатывает информацию, поступающую от вегетативной нервной системы. Он играет роль в контроле над такими функциями, как еда, сексуальное поведение и сон; и регулирует температуру тела, эмоции, секрецию гормонов и движения. Гипофиз развивается из продолжения гипоталамуса вниз и из второго компонента, идущего вверх от неба.

Доли

Лобные доли

Лобные доли - самые большие из четырех долей, отвечающих за множество различных функций.К ним относятся двигательные навыки, такие как произвольные движения, речь, интеллектуальные и поведенческие функции. Области, которые производят движение в частях тела, находятся в первичной моторной коре или прецентральной извилине. Префронтальная кора играет важную роль в памяти, интеллекте, концентрации, темпераменте и личности.

Премоторная кора - это область, расположенная рядом с первичной моторной корой. Он направляет движения глаз и головы, а также чувство ориентации человека. Область Брока, важная для языковой выработки, находится в лобной доле, обычно с левой стороны.

Затылочные доли

Эти доли расположены в задней части мозга и позволяют людям получать и обрабатывать визуальную информацию. Они влияют на то, как люди обрабатывают цвета и формы. Затылочная доля справа интерпретирует зрительные сигналы из левого зрительного пространства, а левая затылочная доля выполняет ту же функцию для правого зрительного пространства.

Теменные доли

Эти доли одновременно интерпретируют сигналы, полученные от других областей мозга, таких как зрение, слух, моторные, сенсорные функции и память.Память человека и полученная новая сенсорная информация придают значение объектам.

Височные доли

Эти доли расположены на каждой стороне мозга примерно на уровне ушей и могут быть разделены на две части. Одна часть находится внизу (вентрально) каждого полушария, а другая часть - сбоку (сбоку) каждого полушария. Область справа участвует в зрительной памяти и помогает людям узнавать предметы и лица людей. Область слева задействована в вербальной памяти и помогает людям запоминать и понимать язык.Задняя часть височной доли позволяет людям интерпретировать эмоции и реакции других людей.

Лимбическая система

Эта система задействована в эмоциях. В эту систему входят гипоталамус, часть таламуса, миндалевидное тело (активная часть агрессивного поведения) и гиппокамп (играет роль в способности запоминать новую информацию).

Шишковидная железа

Эта железа является выростом задней или задней части третьего желудочка.У некоторых млекопитающих он контролирует реакцию на темноту и свет. У людей он играет определенную роль в половом созревании, хотя точная функция шишковидной железы у людей неясна.

Гипофиз

Гипофиз - это небольшая железа, прикрепленная к основанию мозга (за носом) в области, называемой гипофизарной ямкой или турецким седлом. Гипофиз часто называют «главной железой», потому что он контролирует секрецию гормонов. Гипофиз отвечает за контроль и координацию следующего:

  • Рост и развитие
  • Функции различных органов тела (т.е. почки, грудь и матка)
  • Функция других желез (т. Е. Щитовидной железы, гонад и надпочечников)

Задняя ямка

Это полость в задней части черепа, которая содержит мозжечок, ствол мозга и черепные нервы 5–12.

Таламус

Таламус служит ретрансляционной станцией для почти всей информации, которая приходит и уходит в кору. Он играет роль в болевых ощущениях, внимании и настороженности.Он состоит из четырех частей: гипоталамуса, эпиталамуса, брюшного таламуса и дорсального таламуса. Базальные ганглии - это скопления нервных клеток, окружающие таламус.

Языковые и речевые функции

Как правило, за язык и речь отвечает левое полушарие или часть мозга. Из-за этого его называют «доминирующим» 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 тестирование, чтобы определить, находится ли их речевой центр с левой или с правой стороны, до какой-либо операции в этой области.

Многие нейробиологи считают, что левое полушарие и, возможно, другие части мозга важны для языка. Афазия - это просто нарушение языка. Определенные части мозга отвечают за определенные функции языкового производства.Существует много типов афазий, каждый из которых зависит от пораженной области мозга и той роли, которую эта область играет в языковом производстве.

В лобной доле левого полушария есть область, называемая областью Брока. Он находится рядом с областью, контролирующей движение мимических мышц, языка, челюсти и горла. Если эта область разрушена, человеку будет трудно воспроизводить звуки речи из-за неспособности двигать языком или лицевыми мышцами для формирования слов. Человек с афазией Брока все еще может читать и понимать устную речь, но испытывает трудности с речью и письмом.

В левой височной доле есть область, называемая зоной Вернике. Повреждение этой области вызывает афазию Вернике. Человек может издавать звуки речи, но они бессмысленны (рецептивная афазия), потому что не имеют никакого смысла.

AANS не одобряет какие-либо виды лечения, процедуры, продукты или врачей, упомянутые в этих информационных бюллетенях о пациентах. Эта информация предоставляется в качестве образовательной услуги и не предназначена для использования в качестве медицинской консультации. Любой, кому нужен конкретный нейрохирургический совет или помощь, должен проконсультироваться со своим нейрохирургом или найти его в своем районе с помощью онлайн-инструмента AANS «Найдите сертифицированного нейрохирурга».

Обдумываем мозг

Введение в мозг

Основные факты о мозге хорошо известны. При весе около 1,3 кг это один из крупнейших органов человеческого тела. Он находится внутри черепа, погруженный в жидкость, которая смягчает его от внезапных ударов по голове.

Ничего особенного в этом нет - морщинистый объект размером с курицу номер 13 - но он состоит из сложной и замысловатой массы нервных клеток, называемых нейронами.

Нейроны - это основные единицы, из которых состоит мозг и нервная система. Это специализированные клетки, которые действуют как телеграфные провода, передающие сообщения в форме электрохимических импульсов по всему телу. Эти импульсы распространяются очень быстро: боль в мизинце ноги регистрируется в мозгу примерно за сотую долю секунды. Это весьма примечательно, учитывая, что импульс проходит сложный путь через множество нейронов и через промежутки (синапсы) между нейронами, чтобы достичь своей цели.По оценкам, мозг взрослого человека содержит около 86 миллиардов нейронов.

Функции мозга

Мозг выполняет ряд функций, многие из которых связаны с физическими потребностями и действиями тела. Для этих функций мозг можно рассматривать как командный центр нервной системы человека, во многом как штаб военного подразделения. Он получает информацию от своей обширной сети нейронов по всему телу. На основе этой информации он принимает решения и выдает команды, стимулирующие мышцы и обеспечивающие движение тела.Это как бессознательные (дыхание, поддержание биения сердца или анализ звука), так и сознательные (поворот головы, поднятие игрушки или говорение). Интересно, что движения и речь также могут считаться «бессознательными». Например, игру на скрипке, переключение передач во время вождения или ходьбу во время разговора можно автоматизировать, особенно по мере того, как вы набираетесь опыта. Это похоже на работу на автопилоте.

Другие функции мозга больше похожи на функции мозга университета, чем военного штаба.Эти функции дают нам возможность читать, писать, говорить, учиться, выражать эмоции, творить искусство - по сути, они придают нам человечность.

Строение мозга: обзор

Мозг имеет форму двух кулаков, стоящих бок о бок на одном запястье. «Запястье» - это ствол мозга, соединяющий мозг с позвоночником, а «кулаки» составляют левое и правое полушария самой большой части мозга, большого мозга.В задней части мозга, ниже головного мозга, находится мозжечок. В каждой из этих частей есть определенные регионы, которые контролируют специализированные функции. Давайте рассмотрим каждый раздел более подробно.

Головной мозг

Головной мозг - самая большая и для большинства людей наиболее легко узнаваемая часть мозга. С эволюционной точки зрения это также новейшая часть. Именно в этом разделе происходят такие процессы, как восприятие, принятие решений, мышление, суждение и воображение.

Головной мозг имеет внешний слой, известный как кора головного мозга. Большая часть этого слоя известна как неокортекс (латинское слово «новая кора») и состоит из шести тонких слоев тел нейронов и ненейронных клеток мозга, называемых глиальными клетками (подробнее об этом позже). Их слегка серый цвет - это то, что дает этой части мозга термин «серое вещество». Кора головного мозга состоит из характерных складок.

Эти «складки» или морщинки служат важной цели. Они эффективно увеличивают площадь поверхности мозга, тем самым увеличивая количество нейронов в нем и, на самом базовом уровне, больше нейронов = больше связей = более эффективный мозг.На самом деле кора так сильно сложена, что, если бы вы ее разложили, она бы покрыла 0,23 квадратных метра. Человеческий мозг более морщинистый, чем мозг любого другого животного, что является ключевым фактором в нашем более высоком уровне интеллекта.

Несмотря на толщину всего несколько миллиметров, кора головного мозга составляет 40 процентов всей массы мозга.

Глубокий канал делит головной мозг на две уникальные половины или полушария (часто называемые левым и правым мозгом), которые сообщаются друг с другом через группу нервных волокон, называемых мозолистым телом.Правая часть мозга контролирует движение левой стороны тела, а левое полушарие контролирует правую сторону тела.

Две половины работают в тесном взаимодействии - хотя есть функции, которые считаются больше левыми, чем правыми полушариями, и наоборот, все еще остается открытым вопрос о том, насколько конкретные функции латерализированы и насколько равномерно у разных людей. Левое полушарие обычно считается ответственным за управление аналитическими функциями, такими как речь и язык, в то время как правое, как правило, связано с распознаванием лиц, пространственной ориентацией и способностью распознавать шаблоны.Однако многие нейробиологи считают, что язык - единственная функция, о которой можно с уверенностью сказать, что она преобладает с одной стороны (слева) над другой.

Лопасти

Каждое полушарие головного мозга разделено на четыре области, называемые «долями»: лобная доля, теменная доля, затылочная доля и височная доля.

Хотя каждая доля играет определенную роль в мышлении и деятельности человека (перечислены ниже), они не работают изолированно. Доли тесно связаны друг с другом, поскольку мозг функционирует внутри сетей, а не в виде отдельных «модулей».

лобная доля
рассуждение, планирование, части речи, движение, эмоции, решение проблем
теменная доля
движение, ориентация, узнавание, восприятие раздражителей
затылочная доля
визуальная обработка
височная доля
восприятие и распознавание слуховых стимулов, памяти, речи и «теории разума» (понимание умы других).
Подкорковые структуры

Головной мозг также содержит несколько подкорковый структуры, включая гиппокамп (участвующий в функции памяти), базальные ганглии (участвующие в координации движений) и обонятельную луковицу (участвующую в обонянии).

У людей самая большая кора головного мозга (по сравнению с размером их мозга) среди всех млекопитающих. Поскольку этот раздел мозга отвечает за «высшие функции», такие как память, общение и рациональное мышление, считается, что мы обязаны своим интеллектом и отличием от других животных нашей высокоразвитой коры головного мозга.

Мозжечок

Мозжечок находится в задней части мозга, рядом с основанием, под полушариями головного мозга.Иногда его называют «маленький мозг», он содержит как серое вещество (состоящее из тел клеток, дендритов и окончаний аксонов нейронов), так и белое вещество (состоящее в основном из глиальных клеток и миелинизированные аксоны ). Мозжечок передает информацию к спинному мозгу и от него, а также к другим частям головного мозга.

В частности, известно, что он отвечает за поддержание равновесия и осанки, координацию и регулирование движения и активности мышц, а также моторное обучение, такое как точность и аккуратность в ловле и ударе по мячу.Повреждение мозжечка влияет на многие из этих навыков, и именно по этой причине он традиционно считается двигательной системой. Он не инициирует команды двигателя, но изменяет и передает нисходящие сигналы, чтобы сделать их более точными. Это важно для того, чтобы мы могли выполнять повседневные добровольные задачи, такие как письмо и ходьба.

Однако исследования, проведенные в течение 1990-х годов, показали, что мозжечок выполняет функции, выходящие за рамки моторного контроля. Он также участвует в различных когнитивных функциях, таких как язык, память, социальное познание, внимание и эмоции, хотя его роль в этих дополнительных функциях еще недостаточно изучена.Биолог-эволюционист Роберт Бартон из Даремского университета в Англии сказал, что результаты недавних исследований роли мозжечка могут «отвлечь внимание от почти исключительного сосредоточения внимания на неокортексе как на средоточии нашего человечества».

Еще одним важным свойством мозжечка является его способность к обучению и запоминанию, которая, по мнению ученых, основана, среди прочего, на характерной клеточной архитектуре коры мозжечка.

Физически мозжечок - вторая по величине часть мозга.Хотя на него приходится всего 10 процентов объема мозга, он содержит более половины от общего числа нейронов (специализированных клеток, передающих информацию посредством электрических сигналов). Как и головной мозг, мозжечок также состоит из двух полушарий, хотя его складчатый внешний слой (кора мозжечка) имеет меньшие, мелко расположенные параллельные бороздки, в отличие от более крупных и неправильных складок коры головного мозга.

С эволюционной точки зрения мозжечок - более старая часть мозга.Он не уникален для людей и присутствует у животных, существовавших до Homo sapiens .

Ствол головного мозга

Ствол головного мозга соединяет головной мозг со спинным мозгом и, хотя он является одной из самых основных частей мозга, он является одним из наиболее важных для обеспечения выживания организма, контролируя основные функции организма, такие как дыхание, глотание, сознание и кровяное давление. Любое повреждение ствола головного мозга обычно является серьезным и опасным для жизни.

Ствол головного мозга представляет собой трубчатую массу нервной ткани длиной около 8 сантиметров, которая по мере подъема от спинного мозга становится более сложной как по внутренней, так и по внешней структуре.

Он расположен в основании головного мозга, над спинным мозгом и под головным мозгом, и выполняет три основные функции: 1) он передает информацию от мозга к телу и наоборот, через ствол головного мозга, 2) он передает информацию. поднимаются до черепных нервов, и 3) он выполняет интегративные функции, включая контроль сердечно-сосудистой системы, болевой чувствительности, дыхания и сознания.

Ствол головного мозга состоит из среднего мозга, моста и продолговатого мозга.

Средний мозг

Средний мозг, также называемый средним мозгом, представляет собой часть ствола головного мозга, которая соединяет задний мозг (состоящий из мозжечка, моста и продолговатого мозга) с передним мозгом (корой головного мозга). Его функции включают движение глаз, реакцию зрения, расширение зрачка и движение тела. Он также регулирует вегетативные функции (те, которые тело выполняет без сознательного мышления), такие как пищеварение, частота сердечных сокращений и частота дыхания.

Понс

На латыни «pons» означает «мост». Мост играет решающую роль в коммуникации, он содержит все нейроны, которые соединяют высшие области мозга с продолговатым и спинным мозгом. Мост также соединяет левую и правую части мозга друг с другом, а также соединяет мозжечок с другими областями мозга. Мост содержит ядра, которые отвечают за такие функции, как сон, дыхание, глотание, контроль мочевого пузыря, слух, равновесие, вкус, движение глаз, выражение лица, лицевые ощущения и осанка.

Медулла

Продолговатый мозг расположен в нижней части ствола головного мозга и содержит все нейроны, соединяющие головной мозг со спинным мозгом. Именно здесь около 90 процентов этих нейронов переключаются с левой стороны тела на правую и наоборот. Проходя через мозговое вещество, нейроны также образуют множество реле, где один нейрон передает свой сигнал другому нейрону, который продолжает движение к мозгу или телу. В мозговом веществе находятся сердечный, дыхательный, вазомоторный и рвотный центры, и он отвечает за непроизвольные функции, такие как артериальное давление, дыхание и частота сердечных сокращений.

Как все это работает вместе?

Итак, теперь мы знаем о различных частях мозга, но что заставляет их работать вместе с нашим телом?

Нейроны

Как мы упоминали ранее, нейроны - это основные единицы, из которых состоит мозг и нервная система. Это специализированные клетки, которые действуют как телеграфные провода, передающие сообщения в форме электрохимических импульсов по всему телу.Мозг состоит из примерно 86 миллиардов этих нервных клеток, между которыми существует около квадриллиона связей. Именно способность этих нейронов собирать и передавать электрохимические сигналы заставляет наш мозг работать.

Нейроны настолько различаются по форме, что невозможно описать «типичный», но у них действительно есть три общих черты.

корпус ячейки
У каждого нейрона есть тело (или сома), содержащее ядро, эндопальмический ретикулум и другой материал, поддерживающий жизнь клетки.
аксон
Этот длинный, похожий на кабель выступ ячейки несет электрохимические сообщения / инструкции по длине ячейки.
дендритов
Одно или несколько (обычно несколько) мелких разветвленных расширений. Они подключаются к другим ячейкам и используются для отправки и получения информации. Дендриты можно найти на одном или обоих концах клетки.
Передача нервного импульса

Электрохимический аспект нейронов позволяет им передавать сигналы на большие расстояния (до нескольких метров) и отправлять сообщения друг другу.

При активации нейроны передают волну электрохимического заряда. Эта волна заряда называется импульсом. Отправной точкой импульса может быть орган чувств, такой как кожа, глаз, ухо, нос или язык, или это может быть дендрит, который получил сообщение от другого нейрона. Когда нейрон стимулируется, он передает импульс электрически по своему аксону. В конце аксона импульс проходит через крошечный промежуток, называемый синапсом, к другому нейрону (или к железе или мышце) с помощью специальных химических мессенджеров, называемых нейротрансмиттерами.

Нейромедиаторы воздействуют на следующую клетку одним из двух способов: они либо «возбуждают» ее, так что она посылает импульс следующей клетке, либо они «подавляют» его. Молекулы нейротрансмиттеров либо разрушаются, либо реабсорбируются после того, как передали свое «сообщение».

Электрическая передача нервного импульса во всех случаях в основном одинакова. Но на стыке между клетками химическая передача импульса дает возможность различать сообщения.

В очень простых связях нервной системы одна цепочка нейронов расположена встык, причем аксон одного заканчивается на дендрите другого. Обычно связи более сложны, чем это: один нейрон может иметь до 20000 соединений с другими нейронами. Не все связи в нервной системе находятся между двумя нейронами - они также могут соединяться с мышцами или железами.

Глиальные клетки

Нейроглиальные клетки, обычно называемые просто глиальными клетками или глия (от греческого «клей»), сильно отличаются от нервных клеток.В течение многих лет считалось, что глиальные клетки являются пассивными наблюдателями при передаче нервных импульсов. Однако недавние исследования показали, что глиальные клетки в нескольких областях мозга, таких как гиппокамп и мозжечок, действительно участвуют в синаптической передаче, а также выполняют другие функции.

Хотя эта область исследований все еще изучается, мы знаем многие другие роли, которые играют глиальные клетки (их пять типов). Они поддерживают гомеостаз , форма миелин , Работают над поддержанием сигнальных способностей нейронов, в том числе снабжая их питательными веществами и кислородом, и обеспечивают нейронам защиту и поддержку.Они также могут создать основу для некоторых аспектов нервного развития и могут помочь (или предотвратить, в некоторых случаях) восстановление после нервной травмы.

Глиальных клеток в головном мозге больше, чем нервных клеток, примерно в три раза, и, хотя они имеют сложные отростки, выступающие из тела, у них отсутствуют аксоны и дендриты, и они, как правило, меньше нейронов.

Хотя глия - бедные родственники нейронов, когда дело доходит до внимания средств массовой информации, они жизненно важны для здорового, функционирующего мозга.Без них нейроны просто не работали бы должным образом и не могли бы выполнять свою работу.

  • Нервная система

    Нервы тела организованы в системы. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система - это обширная сеть нервов, которая распространяется на все части тела и соединяется со спинным мозгом через 31 пару спинномозговых нервов. Эти две системы функционируют вместе, периферийные нервы соединяются и становятся частью центральной нервной системы, и наоборот.

    В периферической нервной системе есть три типа нейронов: сенсорные, моторные и вегетативные. Сенсорные нейроны несут ответственность за передачу информации об изменениях внутри и вне тела в центральную нервную систему. Иногда спинной мозг может принимать решения без необходимости консультироваться с мозгом - классическим примером является реакция «коленного рефлекса», вызванная постукиванием врача по сухожилию, соединяющему коленную чашечку с большеберцовой костью. Более сложная информация должна интерпретироваться мозгом, который затем через моторные нейроны передает скелетным мышцам инструкции для соответствующих действий.

    Внутренние органы, такие как сердце, легкие, кишечник и железы, не находятся под сознательным контролем. Нейроны, обслуживающие эти органы, образуют вегетативную или непроизвольную нервную систему. Эта система является частью периферической нервной системы.

Заключение

Человеческий мозг продолжает изумлять и раздражать нас. Мы изучили, обозначили и проанализировали его, но на каждый вопрос, на который мы отвечаем, возникает еще сотня.Мы только сейчас начинаем понимать огромную сложность, возможности, возможности и потенциал этого невероятного органа. Когда дело доходит до мозга, чем больше мы знаем, тем больше мы начинаем понимать, сколько еще неизвестно и насколько мы далеки от полного понимания мозга и того, как он работает.

Хотя наши знания о мозге более чем удвоились за последние 20 лет, нам еще предстоит пройти десятилетия до открытия всех его секретов. Может быть, мы никогда не узнаем их всех.Поскольку технологии мозга продолжают развиваться такими быстрыми темпами, кто знает, что мы узнаем дальше? Несомненно, что бы это ни было, оно снова всех нас удивит и озадачит.

Человеческий мозг в человеческом мозге

Функция мозга, определяемая как центральная нервная система, состоит в том, чтобы принимать, обрабатывать и выполнять скоординированные высшие функции восприятия, движения и познания, которые обозначают человеческую жизнь.Клеточные компоненты лежащей в основе и очень сложной сети передаваемых сигналов включают нейроны и поддерживающие глиальные клетки. Ткань мозга включает различные типы клеток, а также пространство между телами клеток, часто называемое нейропилем, сетью экзонов, дендритов, синапсов и внеклеточного матрикса, в которые встраиваются клетки центральной нервной системы.

Гены, кодирующие белок, классифицируются на основе экспрессии РНК в головном мозге с двух разных точек зрения:

  1. Взгляд на все тело, сравнение экспрессии генов в головном мозге с типами периферических органов и тканей
  2. Точка зрения, ориентированная на мозг, сравнивающая экспрессию генов в различных областях мозга


Экспрессия мозга сравнивается с другими органами и тканями с использованием наивысшего значения экспрессии из всех областей мозга.Для региональной классификации мозг разделен на 10 анатомически определенных областей, обозначенных цветом на рисунке 1. Анализ транскриптома показывает, что 82% (n = 16227) всех белков человека (n = 19670) экспрессируются в головном мозге (на основе 10 области головного мозга, спинной мозг и мозолистое тело). Региональная классификация основана на 15157 генах, обнаруженных в головном мозге и включенных во все используемые внешние наборы данных. Из генов с региональной классификацией экспрессии 1059 классифицируются как гены с региональной экспрессией.Здесь можно найти региональные сводные страницы, включающие списки региональных расширенных генов: обонятельная луковица, кора головного мозга, образование гиппокампа, миндалевидное тело, базальные ганглии, гипоталамус, таламус, средний мозг, мосты и продолговатый мозг, а также мозжечок.

Рис. 1. Срединно-сагиттальный схематический рисунок различных областей человеческого мозга с цветовой кодировкой в ​​соответствии с 10 областями.

В дополнение к основному региональному распределению экспрессии генов в головном мозге человека доступен более подробный обзор экспрессии генов в префронтальной коре головного мозга.Этот автономный набор данных основан на анализе RNAseq 165 образцов от 3 доноров-мужчин и 3 женщин-доноров, обеспечивающих подробный обзор экспрессии белка в 17 субрегионах префронтальной коры и 3 эталонных областях коры, дополнительно описанных здесь. Экспрессию генов в каждой подобласти можно изучить на странице сводки генов.

Из 16227 генов, обнаруженных выше в мозге, 2587 генов имеют повышенную экспрессию в мозге по сравнению с другими типами тканей. Гены с повышенными уровнями экспрессии в головном мозге определяются категорией тканевой специфичности, тогда как категория тканевого распределения выделяет гены в зависимости от того, обнаружены гены или нет (отсечка выше NX≥1).Подразделенные категории экспрессии суммированы в круговых диаграммах (рис. 2A и B) и в таблице 1. Анализ белков с повышенной экспрессией в головном мозге показывает различные паттерны экспрессии, и белок локализован в разных нейронах и глиальных клетках, а также в в нейропиле.

  • 488 генов, обогащенных мозгом
  • Большинство обогащенных генов кодируют белки, участвующие в транспорте и передаче сигналов
  • 2587 генов, определенных как повышенные в головном мозге
  • 33 гена обнаружены только в головном мозге

Рисунок 2.(A) Распределение всех генов по пяти категориям на основе количества транскриптов в головном мозге, а также во всех других тканях. (B) Распределение всех генов по шести категориям на основе обнаружения транскриптов (NX≥1) в головном мозге, а также во всех других тканях.

Анализ транскриптома мозга можно визуализировать в отношении количества и распределения транскрибируемых молекул мРНК (рис. 2). Изобилие показывает количество генов с повышенной или не повышенной экспрессией в головном мозге по сравнению с другими тканями.2587 генов демонстрируют некоторый уровень повышенной экспрессии в головном мозге по сравнению с другими тканями. Повышенная экспрессия в мозге по сравнению с другими типами тканей делится на три разные категории;

  • Ткань обогащена: как минимум в четыре раза выше уровень мРНК в мозге по сравнению с любыми другими тканями.
  • Группа обогащена: по крайней мере, в четыре раза выше средний уровень мРНК в группе из 2-5 тканей по сравнению с любой другой тканью.
  • Улучшенная ткань: по крайней мере, в четыре раза выше уровень мРНК в головном мозге по сравнению со средним уровнем во всех других тканях.

Распределение, с другой стороны, визуализирует, сколько генов имеют или не имеют обнаруживаемых уровней выше порогового значения (NX≥1) транскрибированных молекул мРНК в головном мозге по сравнению с другими тканями.

  • Обнаружен в одиночном: обнаружен в отдельной ткани
  • Обнаружен в некоторых: Обнаружен более чем в одной, но менее чем в одной трети тканей
  • Обнаружен во многих: обнаружен по крайней мере в трети, но не во всех тканях
  • Обнаружен во всех: Обнаружен во всех тканях

33 гена, экспрессируемых в головном мозге, выборочно обнаруживаются в мозге по сравнению со всеми другими тканями, из которых большинство (n = 19) также классифицируются как обогащенные в головном мозге, остальные 14 генов классифицируются как усиленные.Количество генов в отдельной категории показано в таблице 1. В таблице 2 перечислены 12 генов с наивысшим уровнем тканевой специфичности среди 488 обогащенных генов. Список генов, обогащенных тканями, хорошо согласуется с функцией мозга.

Таблица 1. Количество генов в подразделяемых категориях повышенной экспрессии в головном мозге (на основе количества транскриптов) и распределение в тканях (на основе экспрессии выше отрезка) в головном мозге.

Таблица 2.12 генов с наивысшим уровнем экспрессии в головном мозге и категория распределения гена в тканях. «мРНК (ткань)» показывает уровень транскрипта в виде значений NX, TS-оценка (оценка тканевой специфичности) соответствует количеству, рассчитанному как кратное изменение для второй по величине ткани.

Джин Описание Распределение тканей мРНК (ткань) Оценка тканевой специфичности
GFAP глиальный фибриллярный кислый белок Обнаружено во многих 595.5 61
TLX3 Гомеобокс 3 Т-клеточного лейкоза Обнаружен в одиночном 46,6 59
NEUROD2 нейрональная дифференцировка 2 Обнаружен в одиночном 51,4 54
NEUROD6 дифференцировка нейронов 6 Обнаружен в одиночном 30,6 51
NCAN нейрокан Обнаружено во многих 88.4 48
МОГ миелиновый олигодендроцитарный гликопротеин Обнаружено во многих 106,4 47
HPCA гиппокальцин Обнаружено во многих 118,9 46
АВП аргинин вазопрессин Обнаружен в некоторых 270,1 44
BARHL1 BarH как homeobox 1 Обнаружен в одиночном 40.1 44
МБП основной белок миелина Обнаружено во многих 1297,7 43
ОПАЛИН Олигодендроцитарный миелин паранодальный белок и белок внутренней петли Обнаружено во многих 69,7 43
MEPE матричный внеклеточный фосфогликопротеин Обнаружен в одиночном 34.2 43
Белковая локализация генов с повышенной экспрессией в головном мозге по сравнению с другими тканями

Углубленный анализ повышенных генов в головном мозге с использованием профилирования белков на основе антител позволил нам понять распределение специфических генов мозга и их расположение белков. Белки, экспрессируемые разными типами клеток мозга, были идентифицированы среди генов с повышенной экспрессией.

Белки, специфически обнаруживаемые в нейронах

Нейроны - это функциональные образования в головном мозге, которые в зависимости от морфологии и фенотипа нейротрансмиттеров первоначально были разделены на два основных класса: возбуждающие, глутаматергические пирамидные проекционные нейроны (~ 75%) и тормозные, в основном ГАМКергические интернейроны (~ 25%).Белок ELAV-подобный белок 3 (ELAVL3) экспрессируется во всех нейронах. С другой стороны, глутаматдекарбоксилаза 1 (GAD1) ​​является важным ферментом в биосинтезе ГАМК и, как известно, экспрессируется в большинстве кортикальных ГАМКергических интернейронов. Протокадгерин альфа-1 (PCDHA1) экспрессируется в коре головного мозга и может быть обнаружен в нескольких редко распределенных интернейроноподобных нейронах.


ELAVL3
GAD1
PCDHA1

Подробный иммуногистохимический анализ белков с известными молекулярными функциями показывает, что многие белки с повышенным уровнем мозга участвуют в передаче синаптических сигналов, таких как стыковка синаптических везикул (e.грамм. синаптофизин (SYP)). Встречаются также различные известные постсинаптические белки, включая субъединицу 2 рецептора GABA B (GABBR2) и белки, участвующие в организации и поддержании синаптических связей, такие как молекула клеточной адгезии 2 (CADM2). Эти данные подчеркивают, что события, связанные с синаптической передачей, требуют специализированных белков, чаще всего с повышенным уровнем экспрессии в мозге по сравнению с типами периферических тканей.


SYP
GABBR2
CADM2

Белки, специфически обнаруживаемые в глиальных клетках

Глиальные клетки обычно можно разделить на астроциты, олигодендроциты и микроглию на основе морфологии и функции, и многие из белков, расположенных в глиальных клетках в нашем анализе, имеют астроцитоподобный паттерн окрашивания, присутствующий как в структурах серого, так и в белом веществе.Однако наблюдаются вариации в распределении, морфологии и плотности клеток. Хорошо известный маркер астроцитов GFAP, а также неизученный ген FAM19A1 обнаруживаются в астроцитах как белого, так и серого вещества. Напротив, переносчик воды AQP4 в основном обнаруживается в сером веществе и обнаруживает нейропилоподобный паттерн окрашивания из-за локализации белка на многочисленных концах глии.


GFAP
FAM19A1
AQP4

Несколько генов, экспрессируемых в олигодендроцитах, участвуют в миелинизации, например, компактные миелиновые белки, основной белок миелина (MBP) и протеолипидный белок 1 (PLP1).В отличие от фактора транскрипции олигодендроцитов OLIG2, ни один из других исследованных компонентов миелинового листа не является специфичным для мозга. MBP и PLP1 обогащены, но это в основном связано с составом образца, содержащим 25% плотно миелинизированного белого вещества. Вышеупомянутые экспрессии обнаружены в нескольких типах периферических тканей, и иммуногистохимический анализ показывает, что эта экспрессия в основном представляет собой шванновские клетки периферических нервов.


MBP
PLP1
OLIG2

Третий тип глиальных клеток, «заселяющих» мозг, - это микроглия.Эти клетки происходят из гемопоэтических стволовых клеток, проникающих в мозг во время эмбрионального развития, или из макрофагов, которые попадают в мозг из кровотока в более позднем возрасте. Хорошо известные гены интегрина альфа-М цепи микроглии (ITGAM) и воспалительный фактор 1 аллотрансплантата (AIF1) не являются специфичными и не обогащены в головном мозге, но также экспрессируются, например, в клетках, населяющих лимфатический узел и костный мозг, основной сайт кроветворения. На основании нашего иммуногистохимического анализа мы можем идентифицировать только один ген микроглии, пуриноцептор P2RY12, усиленный в ткани мозга, с низкой экспрессией в лимфатических узлах и костном мозге.Эти данные показывают тесную взаимосвязь микроглии и гематопоэтических клеток, отражающую общее происхождение микроглии и макрофагов в процессе развития.


ITGAM
AIF1
P2RY12

Региональная организация анатомии головного мозга разделяет мозг на регионы, субрегионы, ядра и слои специализированных клеток, что позволяет выполнять специфические функции каждой отдельной области.Транскриптомные данные из разных регионов облегчают дополнительную классификацию экспрессии в головном мозге. Идентичная стратегия, используемая для классификации типов тканей, была применена к региональным данным, что привело к региональному увеличению генов (разделенных на регионально обогащенные, обогащенные по группам и усиленные по регионам).

  • 1059 генов, классифицированных как регионально повышенные
  • 520 генов повышены как в головном мозге, так и в региональном масштабе
  • Мозжечок имеет наиболее регионально обогащенные гены (n = 214)
  • 483 региональных повышенных гена повышены в тканях, отличных от головного мозга

Рисунок 3.Интерактивный сетевой график регионально обогащенных и обогащенных группами генов, связанных с их соответствующей обогащенной областью (черные кружки). Красные узлы представляют количество обогащенных по регионам генов, а оранжевые узлы представляют количество генов, обогащенных группой. Размеры красных и оранжевых узлов связаны с количеством генов, отображаемых в узле. На каждый узел можно щелкнуть, и в результате отображается список всех обогащенных генов, связанных с выделенными краями. Сеть ограничена группировкой обогащенных генов в комбинациях до 4 генов и 5 регионов, но итоговые списки показывают полный набор групповых обогащенных генов в конкретной области.

Для получения дополнительной информации и примеров о региональном повышенном выражении в различных регионах, пожалуйста, посетите отдельные страницы сводки; обонятельная луковица, кора головного мозга, образование гиппокампа, миндалевидное тело, базальные ганглии, гипоталамус, таламус, средний мозг, мост и продолговатый мозг, а также мозжечок.

Таблица 3, 10 областей мозга и количество генов, обнаруженных выше, отсечены, что указывает на экспрессию в этой области мозга, а также количество генов, классифицированных как повышенные в каждой области по сравнению с другими, на основе обилия транскриптов у индивидуума. регионы (максимальное количество подрегионов для этого конкретного региона используется в качестве репрезентативного).Для региональной классификации используются те же правила классификации, что и для классификации тканевой специфичности на основе типов тканей

Таблица 4. 12 генов с наивысшим уровнем региональной обогащенной экспрессии в головном мозге и категории регионального распределения. «мРНК (область)» показывает уровень транскрипта в виде значений NX, RS-оценка (оценка региональной специфичности) соответствует количеству, рассчитанному как кратное изменение для второй по величине области.

Джин Описание Прогнозируемое местоположение Оценка RS
TGM4 Трансглутаминаза 4 Внутриклеточное 254
HSD3B2 Гидрокси-дельта-5-стероиддегидрогеназа, 3-бета- и стероид-дельта-изомераза 2 Внутриклеточный, мембранный 198
CYP17A1 Цитохром P450, семейство 17, член подсемейства A 1 Внутриклеточное 103
PHOX2B В паре как homeobox 2b Внутриклеточное 99
PHOX2A В паре как homeobox 2a Внутриклеточное 96
НПВФ Предшественник нейропептида VF Секретный 95
HOXB8 Homeobox B8 Внутриклеточное 82
SPINK6 Ингибитор сериновой пептидазы, Казал типа 6 Секретный 78
RLN2 Релаксин 2 Внутриклеточное секретное 64
OXT Препропептид окситоцина / нейрофизина I Секретный 59
УПК3Б Уроплакин 3Б Внутриклеточный, мембранный 58
HDC Гистидиндекарбоксилаза Внутриклеточное 52

Белки, специфически экспрессируемые в одной области мозга


PNOC - Кора головного мозга
ADORA2A - Хвостатые (базальные ганглии)
HDC - Гипоталамус


SLC6A3 - Черная субстанция (средний мозг)
TPh3 - Дорсальный шов (средний мозг)
ARHGEF33 - Мозжечок

Большинство генов головного мозга с повышенной или региональной специфичностью классифицируются как с низкой региональной специфичностью (n = 1776), а 520 генов - с повышенной или с повышенной региональной специфичностью.Среди генов, классифицируемых как мозговая повышенная и низкая региональная специфичность, обнаружено несколько глиальных специфических белков, например GFAP и AQP4, а также MBP. Напротив, нейронные белки чаще встречаются среди генов с повышенным уровнем в регионе, таких как ADORA2A, AVP и ARHGEF33. Интересно, что существует много интересных для мозга белков, классифицируемых как повышенные в других тканях, помимо мозга, например, в мозжечке с повышенным уровнем ANK1 в скелетных мышцах и повышенным уровнем TFAP2B в придатке яичка, а также с более региональным CRYAB, локализованным в олигодендроцитах, который повышен в сердце и скелетные мышцы.Это подчеркивает важность картирования экспрессии и локализации с разных точек зрения для лучшего понимания белков, важных для функций мозга.


ANK1
TFAP2B
CRYAB

Таблица 5. Перекрытие между классификацией тканей, указывающей на повышенную экспрессию в головном мозге или нет, с региональной специфичностью в головном мозге. (Региональная классификация экспрессии человеческого мозга ограничена доступными внешними данными, поэтому не охватывает все гены, кодирующие человеческие белки.

Регионально повышенный Низкая региональная специфичность Отсутствует региональная классификация Всего
Повышенный уровень в головном мозге 520 1776 291 2587
Повышается в других тканях, но экспрессируется в головном мозге 483 4295 520 5298
Низкая тканевая специфичность 56 8027 302 8385
Итого 1059 14098 1113 16270

Дополнительные структуры, считающиеся частью головного мозга

Региональная классификация, как упоминалось выше, основана на 10 основных областях мозга.В то время как мозг как тип ткани также включает спинной мозг и мозолистое тело, если сравнивать с типами периферических тканей для классификации тканей.

Спинной мозг

Спинной мозг представляет собой удлинение головного мозга, состоящее из белого и серого вещества. Дорсальная часть участвует в обработке сенсорной информации, полученной сенсорными нейронами, расположенными в ганглиях задних корешков. В вентральной части расположены мотонейроны. Спинной мозг состоит из шейного (C1-C7), грудного (T1-T12) и поясничного (L1-L5) сегментов.Каждый сегмент получает сенсорную информацию от соответствующего сегмента тела и генерирует моторную отдачу.

Мозолистое тело

Мозолистое тело - крупнейший нервный тракт в головном мозге, обеспечивающий связь между левым и правым полушариями. Этот плоский пучок, расположенный под корой, содержит примерно 200–300 миллионов проекций аксонов. Нейрональные волокна различаются по плотности и степени миелинизации, что отражает их функциональность. Структура разделена на субрегионы в зависимости от целевой области, к которой она подключается.Изучение мозга пациентов с перерезанным мозолистым телом дало ответы о том, как работает каждое изолированное полушарие.

Рис. 4. Схематическое изображение анатомического расположения мозолистого тела в головном мозге человека, выделено темно-серым цветом.

Экспрессия генов разделяется между мозгом и другими тканями

В головном мозге экспрессируется 496 генов, обогащенных группами. Обогащенные группы гены определяются как гены, показывающие в 4 раза более высокий средний уровень экспрессии мРНК в группе из 2-5 тканей, включая мозг, по сравнению со всеми другими тканями.

Чтобы проиллюстрировать связь ткани мозга с другими типами тканей, был создан сетевой график, отображающий количество генов, общих для разных типов тканей. Общее происхождение нейроэктодермы является вероятной причиной относительно большого количества генов, связывающих мозг с надпочечниками и поджелудочной железой. Однако четкой связи большого количества генов, общих между семенником и мозгом, не удалось выявить, ни с помощью анализа онтологии генов, ни с помощью иммуногистохимического анализа, и дальнейших исследований не требуется.Сетевой график показывает, что большинство генов, обогащенных группой, являются общими с семенниками (n = 131). Большое количество групповых генов, связанных с мозгом и скелетными мышцами, возможно, связано с общими сигнальными функциями. Ожидается, что группа обогащенных генов, общих с гипофизом, связана с тем, что половина гипофиза (задняя доля) происходит из мозга, и как нейронные, так и глиальные клетки расположены в железе. Несколько генов, обогащенных группой, являются общими с фаллопиевыми трубами, в основном относящимися к реснитчатым клеткам, которые обнаруживаются в эпендимных клетках стенок желудочков.

Рис. 4. Интерактивный сетевой график обогащенных и группированных генов мозга, связанных с их соответствующими обогащенными тканями (серые кружки). Красные узлы представляют количество генов, обогащенных мозгом, а оранжевые узлы представляют количество генов, обогащенных группой. Размеры красных и оранжевых узлов связаны с количеством генов, отображаемых в узле. На каждый узел можно щелкнуть, и в результате отображается список всех обогащенных генов, связанных с выделенными краями.Сеть ограничена групповыми обогащенными генами в комбинациях до 3-х тканей, но итоговые списки показывают полный набор групповых обогащенных генов в конкретной ткани.


Sh4GL3 участвует в эндоцитозе нейронов, а группа обогащена мозгом и семенниками. Иммуногистохимический анализ показывает, что кодируемый белок экспрессируется в сперматозоидах и нейропиле.


Sh4GL3 - яичко
Sh4GL3 - кора головного мозга

AQP4, также обогащен группой и демонстрирует наибольшее значение экспрессии в головном мозге и легких.


AQP4 - кора головного мозга
AQP4 - легкое

SPTB, является группой, обогащенной и демонстрирующей высокое значение экспрессии в головном мозге и скелетных мышцах, расположенных на мембране нейронов, а также в скелетных мышцах.
СПТБ - скелетная мышца
СПТБ - мозжечок

Ресничные клетки маточной трубы и респираторного эпителия разделяют несколько белков с ресничными эпендимными клетками головного мозга, в результате чего несколько генов классифицируются как обогащенные группы, такие как FOXJ1 и RSPh2.


FOXJ1 - хвостатый
FOXJ1 - маточная труба
FOXJ1 - бронх


РСПх2 - хвостатый
РСПх2 - маточная труба
РСПх2 - бронх

Нервная система представляет собой главную коммуникационную сеть и состоит из центральной нервной системы (ЦНС) и периферической нервной системы (ПНС).Внутричерепной мозг и мозжечок вместе со спинным мозгом составляют ЦНС. Мозг покрыт слоями оболочек, мозговых оболочек и погружен в спинномозговую жидкость, которая также заполняет внутримозговые желудочки. Головной мозг можно грубо разделить на различные нейроанатомические функциональные области, такие как лобная, теменная, височная, затылочная доли и центральные структуры серого вещества. Анатомически и гистологически мозг может быть дополнительно расслоен на кору головного мозга, представляющую самое внешнее серое вещество, покрывающее белое вещество, и самые внутренние компоненты глубокого серого вещества.Гиппокамп, содержащий богатую нейронами зубчатую фасцию, тесно связан с корой головного мозга и расположен в медиальной височной доле. Кора головного мозга включает нейроны (нервные клетки) и глиальные клетки (поддерживающие клетки), тогда как белое вещество включает в основном олигодендроциты и аксоны корковых и подкорковых проекционных нейронов.

Рис. 5. Схематическое изображение нормального человеческого мозга, которое визуализирует структуры мозга в сагиттальной плоскости, показывая правую половину мозга (верхняя), и во фронтальной плоскости, показывая заднюю половину мозга (нижнюю).Кора головного мозга представляет собой внешние слои головного мозга и состоит из серого вещества, богатого нейронами.

Мозг состоит из нейронов, встроенных в каркас глиальных клеток (астроцитов и олигодендроцитов), а также микроглии и кровеносных сосудов. В дополнение к клеточным телам, которые можно определить под микроскопом, клеточные отростки нейронов и глиальных клеток образуют синаптически богатое «фоновое вещество», часто называемое нейропилем.

Нейроны представляют собой морфологически и функционально гетерогенное семейство клеток, которые могут передавать информацию посредством химических и электрических сигналов.Нейроны различаются по размеру от маленьких круглых клеток, которые населяют внутренний гранулярный слой мозжечка, до больших пирамидных нейронов первичной моторной коры и клеток Пуркинье мозжечка. Астроциты представляют собой основной тип глиальных клеток в головном мозге и характеризуются своими клеточными цитоплазматическими процессами, достигающими как синапсов, так и стенок капилляров. Астроцит - это клетка в форме звезды, участвующая в поддержании микросреды, окружающей нейроны, а также важная для функции гематоэнцефалического барьера.Олигодендроциты являются основным продуцентом миелина и характеризуются своими маленькими округлыми ядрами, напоминающими лимфоциты.

Гистологию человеческого мозга, включая подробные изображения и информацию о различных типах клеток, можно просмотреть в гистологическом словаре белкового атласа.

Здесь описаны и охарактеризованы гены, кодирующие белок, экспрессируемые в головном мозге, вместе с примерами иммуногистохимически окрашенных срезов ткани, которые визуализируют соответствующие паттерны экспрессии белков генов с повышенной экспрессией в головном мозге.


Профилирование транскриптов было основано на комбинации трех наборов данных транскриптомики (HPA, GTEx и FANTOM5), что соответствует в общей сложности 9332 образцам из 113 различных типов нормальных тканей человека. Окончательное согласованное значение нормализованной экспрессии (NX) для каждого типа ткани использовалось для классификации всех генов в соответствии с тканеспецифической экспрессией на две разные категории на основе специфичности или распределения.

Sjöstedt E et al., Атлас генов, кодирующих белок, в мозге человека, свиньи и мыши. Наука. (2020)
PubMed: 32139519 DOI: 10.1126 / science.aay5947

Uhlén M. et al., Тканевая карта протеома человека. Science (2015)
PubMed: 25613900 DOI: 10.1126 / science.1260419

Yu NY et al., Дополнение характеристики ткани путем интеграции профилей транскриптомов из Атласа белков человека и консорциума FANTOM5. Nucleic Acids Res. (2015)
PubMed: 26117540 DOI: 10.1093 / nar / gkv608

Sjöstedt E et al., Определение протеома мозга человека с использованием транскриптомики и профилирования на основе антител с акцентом на кору головного мозга. PLoS One. (2015)
PubMed: 26076492 DOI: 10.1371 / journal.pone.0130028

Fagerberg L et al., Анализ тканеспецифической экспрессии человека путем полногеномной интеграции транскриптомики и протеомики на основе антител. Mol Cell Proteomics. (2014)
PubMed: 24309898 DOI: 10.1074 / mcp.M113.035600

Анатомически исчерпывающий атлас транскриптома мозга взрослого человека

Атлас мозга Аллена

Гистологический словарь - мозг

Структура и функции мозга | Травма головного мозга

Структура мозга состоит из трех основных частей: переднего, среднего и заднего мозга, каждая из которых состоит из нескольких частей.

Передний мозг

Головной мозг: Также известный как кора головного мозга, головной мозг является самой большой частью человеческого мозга, и он связан с высшими функциями мозга, такими как мысли и действия.Нервные клетки составляют серую поверхность, которая немного толще нашего большого пальца. Белые нервные волокна под поверхностью передают сигналы между нервными клетками в других частях мозга и тела. Его морщинистая поверхность увеличивает площадь поверхности и представляет собой шестислойную структуру, обнаруженную у млекопитающих, которая называется неокортексом. Он разделен на четыре части, называемые «лепестками». Они есть; лобная доля, теменная доля, затылочная доля и височная доля.

Функции долей:

Лобная доля - Лобная доля находится прямо под нашим лбом и связана со способностью нашего мозга рассуждать, организовывать, планировать, говорить, двигаться, делать выражения лица, выполнять серийные задачи, решать проблемы, контролировать подавление, спонтанность, инициировать и саморегулировать. поведения, обращать внимание, помнить и контролировать эмоции.

Теменная доля - Теменная доля расположена в верхней задней части нашего мозга и контролирует наше сложное поведение, включая такие чувства, как зрение, осязание, осознание тела и пространственную ориентацию. Он играет важную роль в интеграции сенсорной информации из различных частей нашего тела, знания чисел и их отношений, а также в манипулировании объектами. Части связаны с нашей визуально-пространственной обработкой, пониманием языка, способностью конструировать, позиционированием и движением тела, пренебрежением / невниманием, дифференциацией левого и правого и самосознанием / пониманием.

Затылочная доля - затылочная доля расположена в задней части нашего мозга и связана с нашей визуальной обработкой, такой как визуальное распознавание, визуальное внимание, пространственный анализ (движение в трехмерном мире) и визуальное восприятие языка тела; такие как позы, выражения и жесты.

Височная доля - височная доля расположена рядом с нашими ушами и связана с обработкой нашего восприятия и распознавания слуховых стимулов (включая нашу способность сосредотачиваться на одном звуке из многих, например, слушать один голос среди многих на вечеринке), понимать разговорный язык, вербальная память, зрительная память и языковая продукция (включая беглость речи и поиск слов), общие знания и автобиографические воспоминания.

Глубокая борозда разделяет головной мозг на две половины, известные как левое и правое полушария. И хотя два полушария выглядят почти симметрично, кажется, что каждая сторона функционирует по-разному. Правое полушарие считается нашей творческой стороной, а левое полушарие - нашей логической стороной. Связка аксонов, называемая мозолистым телом, соединяет два полушария.

Средний мозг

Средний мозг расположен ниже коры головного мозга и над задним мозгом, располагаясь рядом с центром мозга.Он состоит из тектума, покрышки, церебрального водопровода, ножек головного мозга и нескольких ядер и пучков. Основная роль среднего мозга - действовать как своего рода ретрансляционная станция для наших зрительных и слуховых систем. Части среднего мозга, называемые красным ядром и черной субстанцией, участвуют в контроле движений тела и содержат большое количество нейронов, продуцирующих дофамин. Дегенерация нейронов черной субстанции связана с болезнью Паркинсона. Средний мозг - это самая маленькая область мозга, расположенная в самом центре полости черепа.

Лимбическая система - лимбическую систему часто называют нашим «эмоциональным мозгом» или «детским мозгом». Он обнаружен в головном мозге и содержит таламус, гипоталамус, миндалину и гиппокамп.

Таламус - основная роль таламуса заключается в передаче сенсорной информации из других частей мозга в кору головного мозга

Гипоталамус - основная роль гипоталамуса заключается в регулировании различных функций гипофиза и эндокринной активности, а также соматических функций e.g. температура тела, сон, аппетит.

Миндалевидное тело - основная роль миндалевидного тела заключается в том, чтобы быть важным процессором чувств. Связанный с гиппокампом, он играет роль в эмоционально нагруженных воспоминаниях и содержит огромное количество участков опиатных рецепторов, которые участвуют в гневе, страхе и сексуальных чувствах.

Гиппокамп - основная роль гиппокампа - формирование памяти, организация и хранение информации. Это особенно важно для формирования новых воспоминаний и соединения эмоций и чувств, таких как запах и звук, с воспоминаниями.

Гипофиз - основная роль гипофиза является важным связующим звеном между нервной системой и эндокринной системой. Он высвобождает множество гормонов, влияющих на рост, обмен веществ, половое развитие и репродуктивную систему. Он связан с гипоталамусом и размером с горошину. Он расположен в центре черепа, сразу за переносицей.

Задний мозг

Мозжечок - Мозжечок, или «маленький мозг», похож на головной мозг своими двумя полушариями и сильно складчатой ​​поверхностью.Он связан с регулированием и координацией движений, позы, равновесия и сердечного, дыхательного и вазомоторного центров.

Ствол мозга - Ствол мозга расположен под лимбической системой. Он отвечает за жизненно важные функции, такие как дыхание, сердцебиение и артериальное давление. Ствол головного мозга состоит из среднего мозга, моста и продолговатого мозга.

Мост - основная роль моста - служить мостом между различными частями нервной системы, включая мозжечок и головной мозг.Многие важные нервы, которые берут свое начало в мосту, например тройничный нерв, отвечающий за ощущение лица, а также за управление мышцами, отвечающими за кусание, жевание и глотание. Он также содержит отводящий нерв, который позволяет нам смотреть из стороны в сторону, и вестибулярно-улитковый нерв, позволяющий слышать. Как часть ствола мозга, часть нижнего моста стимулирует и контролирует интенсивность дыхания, в то время как часть верхнего моста уменьшает глубину и частоту вдохов.Мост также связан с контролем циклов сна, дыханием и рефлексами. Он расположен выше продолговатого мозга, ниже среднего мозга и прямо перед мозжечком.

Медулла - Основная роль мозгового вещества - регулирование наших непроизвольных функций поддержания жизни, таких как дыхание, глотание и частота сердечных сокращений. Являясь частью ствола головного мозга, он также помогает передавать нейронные сообщения в головной и спинной мозг и из них.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *