«Мы используем только 10% своего мозга» и ещё 4 мифа, которые давно пора забыть
Сколько процентов нашего мозга мы используем? Различается ли мозг мужчин и женщин? Связан ли большой мозг с большим умом? Разбираемся в главных мифах о мозге, которые уже давно опровергнуты наукой, но мы их все еще повторяем и даже учим этому наших детей.
1. «Размер имеет значение»
В 1920-е годы в СССР считалось, что нормальный вес мозга здорового мужчины — 1395–1400 граммов. Но когда умер Владимир Ленин и его мозг решили изучить (создав для этого специальную лабораторию, которая потом стала отдельным институтом), то оказалось, что мозг вождя весит всего 1340 граммов. Советские ученые не могли признать, что их лидер в этом был хуже среднего, и норму поменяли.
Сегодня им не пришлось бы этого делать, чтобы доказать гениальность Ленина. Научные исследования нескольких видов животных, включая человека, ставят под сомнение представление о том, что размер мозга является мерой интеллекта.
Со способностью обрабатывать информацию скорее связана организация нейронов и активность в синапсах мозга (это узлы между нейронами, через которые проходят нервные импульсы).
Таким образом, большой размер мозга у животных не коррелирует с их умственными способностями. Мозг у коров больше, чем у шимпанзе, но последние гораздо разумнее. Проваливается и попытка посчитать соотношение мозга к массе тела: у человека по сравнению с лошадью разница огромна (примерно 1:50 и 1:600 соответственно), а если сравнивать с мышью, получается примерно одинаковая картина (1:40). И если мерить интеллект таким образом, муравьи или некоторые птицы должны быть умнее человека.
2. «Правое полушарие — творческое, левое — рациональное»
Представления о функциях полушарий мозга происходят из исследований нейропсихолога Роджера Сперри, которые он проводил в 1960-е годы. Сперри на основе опытов на животных сделал вывод, что мозг является «разделенным»: его полушария работают автономно и отвечают за разные задачи.
У человека левая половина мозга, по мнению ученого, ответственна за логику и вербальную сферу, а правая — за творчество и воображение. В 1961 году в авторитетном журнале Science («Наука») вышла знаменитая статья Сперри на эту тему — «Церебральная организация и поведение», — а в 1981-м он получил за свои исследования Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Современные исследователи мозга не поддерживают идею Сперри о разделенных функциях полушарий мозга
Представление о том, что творчество — функция одной части мозга, современными учеными считается чрезмерно упрощенным и относится к мифам. Причем эта концепция была подвергнута критике еще в прошлом веке. А очередной ревизии миф подвергся в 2010 году, когда вышла статья нейроисследователя Арне Дитриха и специалистки по психологии Риам Кансо о креативности и работе полушарий.
Дитрих и Кансо сопоставили 72 эксперимента и сделали однозначный вывод: нет никаких подтверждений, что именно правое полушарие или один конкретный участок мозга отвечает за творческое мышление.
В 2010 году результаты Дитриха и Кансо были опубликованы в авторитетном американском научном журнале Psychological Bulletin («Психологический бюллетень»). Современные специалисты считают, что мышление и творчество требуют активного взаимодействия между разными полушариями и областями мозга, в том числе очень удаленными друг от друга.
3. «Мы используем только 10% своего мозга»
В 2013 году группа британских ученых написала, что этот миф о мозге — самый распространенный. Бразильские исследователи выяснили, что в Рио-де-Жанейро половина людей с высшем образованием на полном серьезе апеллирует к этому лженаучному представлению.
В отличие от предыдущего, эта идея не основана на каких-либо исследованиях и является полностью выдуманной. Вероятно, представление о 10% мозга появилось после того, как американский психолог Уильям Джеймс в 1906 году сказал: «По сравнению с тем, чем мы должны быть, мы только наполовину проснулись. Мы используем лишь небольшую часть наших физических и умственных ресурсов».
При этом слов про 10% нет в произведениях Джеймса.
Миф о 10% активно эксплуатируют в массовой культуре — например, на нем основаны сюжеты фильмов «Области тьмы» (2011) и «Люси» (2014). В последнем героиня Скарлетт Йоханссон получает сверхспособности после отравления наркотиками, «включающими» ранее не задействованные области ее мозга.
4. «Мозг — это компьютер»
Метафора настолько неудачна, что ее давно пора перестать использовать даже в повседневных дискуссиях. Мозг устроен принципиально иначе, нежели ваш ноутбук: у первого нет установленного объема памяти, который ждет своего заполнения, он не может выполнять вычисления, как это делает компьютер. Наше визуальное восприятие устроено не так, как веб-камера: мы не просто фиксируем образы внешнего мира, но сразу же их интерпретируем, фокусируемся на одних элементах и игнорируем другие — и делаем прогнозы.
Мозг сравнивают с разными машинами не одно десятилетие, и с появлением новых технологий возникали и новые сравнения.
Декарт писал, что мозг похож на гидравлическую машину, более поздние авторы сопоставляли его с телефонным коммутатором или гальванической цепью.
Эти метафоры можно считать невинными, но часто они определяют то, как мы относимся к себе и миру
Например, когда мы говорим, что «программируем» себя на какие-то эмоции, мы мыслим о себе как о машине, в которую, как программный код, может быть записано то или иное чувство. Но эти процессы работают куда сложнее.
5. «Женский» и «мужской» мозг
«У девушек, посещающих колледж, мозг становится больше и тяжелее. Кровь, таким образом, приливает к мозгу и отливает от матки, в результате чего женщина может стать бесплодной» — так писал в 1873 году Эдвард Кларк, профессор из Гарварда, выступавший резко против женщин в науке. Сегодня подобные высказывания вызывают усмешку, как и многие распространенные представления о разнице умственных способностей мужчин и женщин.
Современные нейроисследователи не отрицают, что между усредненным мозгом мужчины и женщины действительно можно найти различия, но они считают, что разница эта незначительна и не связана с какими-то конкретными способностями.
Мы не можем говорить, что женщины «по природе» хуже мужчин в точных науках или больше разговаривают — это не соответствует действительности
При этом на наш мозг очень влияет воспитание и стереотипы — так пишет нейробиолог Джина Риппон в книге «Гендерный мозг». Риппон считает, что мозги вообще нельзя делить по гендерному признаку, они разные у разных людей вне зависимости от пола. Каким будет наш мозг и как он будет работать, формирует все, что мы видим вокруг и чем занимаемся: профессия, интересы, дискуссии, окружающая среда, даже спортивная активность. Если с малых лет ограничивать человека в занятиях математикой или естественными науками, то его или ее мозг не будет натренирован их понимать. И физиология тут ни при чем.
В статье использованы материалы онлайн-изданий Nature, Scientific American и Smithsonian Magazine и данные из книги Джины Риппон «Гендерный мозг».
Кровоизлияние в мозг —
Послеоперационное обследование глиальной опухоли головного мозга
Кровоизлияние в мозг
Кровоизлияние в мозг выражается кровотечением с попаданием крови в мозговую ткань (внутрицеребральное кровоизлияние) или же в пространство между наружной мозговой оболочкой и черепной коробкой (субарахноидальные, субдуральные, эпидуральные кровоизлияния).
Все эти кровотечения могут возникать как в результате черепно-мозговых травм, так и из-за каких-либо других причин, связанных с такими заболеваниями, как системная гипертензия и других системных заболеваний организма.
Внутримозговое кровоизлияние
Внутримозговое кровоизлиянеие возникает в результате разрыва стенок мелких, снабжающих мозг, кровеносных сосудов, особенно в определенных областях головного мозга, в связи с чем, кровь из лопнутых сосудов поступает внутрь мозга и разрушает ткань головного мозга. Ежегодно, внутримозговое кровоизлияние наблюдается примерно у 12-15 пациентов из 100 000 человек. Причем этот показатель значительно выше у пациентов в возрасте старше 40 лет. Соотношение мужчин и женщин, у которых наблюдается внутримозговое кровоизлияние составляет как 1:1,67.
К факторам риска относятся артериальная гипертензия, амилоидная ангиопатия, травмы, употребление алкогольных напитков и табакокурение. Кроме того, внутримозговое излияние также могут вызывать и употребление таких лекарственных препаратов, как аспирин, нестероидные противовоспалительные средства и тромболитические препараты.
С возрастом сосуды головного мозга подвержены износу и теряют свои упругие свойства. В связи с чем, стенки таких сосудов теряют свою эластичность. Утрата эластичности и износ стенок сосудов, вызванные такими заболеваниями, как амилоидная ангиопатия и гипертония способствуют разрыву сосудов и утечки крови в ткани головного мозга. Это создает накопление и образования сгустков крови, которые разрушительно воздействуют на мозговую ткань. В то же время, такое проявление, обусловленное образованием и скоплением подобных сгустков крови, нарушая систему кровообращения, способствует развитие ишемии в мозге.
Клинические симптомы чаще всего проявляются как одностороннее ослабление мышечного тонуса, головная боль и изменения в сознании. К тому же, может наблюдаться невнятность речи, судороги, тошнота и рвота.
Для установления предварительного диагноза необходимо получить подробую информацию в отношении истории болезни пациента. При постановке диагноза необходимо анализировать радиологические результаты и визуализационные изображения, полученные в ходе проведения компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии.
При выборе метода диагностики предпочтение отдается компьютерной томографии из-за возможности точной постановки диагноза в течение короткого времени.
Для того, чтобы защитить жизненно важные функции пациента при лечении внутримозгового кровоизлияния, прежде всего необходимо обеспечить поддержку дыхательной и сердечно-сосудистой систем. После проведения анализа и определения объема кровотечения и его локализации в головном мозге, выполняется общая оценка неврологической картины пациента. Затем принимается решение, определяющее какое лечение должно быть назначено пациенту: хирургическое или медикаментазное. При хирургическом вмешательстве происходит удаление кровяной массы, скопившейся в мозговой ткани, а также остановление кровотечения. При медикаментозном лечении пациенту назначаются лекарственные препараты для снижения внутричерепного давления и уменьшения отека в области локализации кровотечения. Кроме того, чтобы предотвратить возможное появление судорог пациенту могут быть назначены противоэпилептические препараты.
Субарахноидальное кровоизлияние
Субарахноидальное кровоизлияние представляет собой кровоизлияние в субарахноидальное пространство или полость, которая расположена между паутинной и мягкой мозговыми оболочками. Оно наблюдается у 10-16 человек на 100 000 человек. К факторам риска можно отнести наследственные заболевания, табакокурение, употребление алкоголя, гипертонию, а также употребление таких лекарственных препаратов, как оральные контрацептивы, кокаин и амфетамины. Субарахноидальное кровоизлияние может произойти спонтанно, обычно вследствие разрыва артериальной аневризмы, или в результате черепно-мозговой травмы, гипертонии, атеросклероза, артериовенозных мальформаций, опухоли головного мозга, нарушения свертываемости крови, энцефалита, менингита, менингоэнцефалита, а также из-за осложнений, связанных с антикоагулянтной терапией или же в результате каких-либо других неизвестных причин.
Наиболее распространенные симптомы чаще всего проявляются в виде очень интенсивной головной боли и ригидности затылочных мышц являются.
Кроме того, у пациентов может наблюдаться тошнота, рвота, головокружение, раздвоенное видение, судороги, помутнение сознания, которые сопутствуют симптомам, встречающимся и при внутримозговом кровоизлиянии. Постановка диагноза осуществляется после обследования при помощи компьютерной томографии, благодаря которой самым быстрым образом выявляется наличие кровоизлияния в мозговой ткани. После определения кровотечения требуется проведение ангиографии для визуализации сосудов головного мозга.
Если в ходе ангиографии будет выявлена аневризма, то в зависимости от области ее локализации и ее характерных свойств при помощи хирургических или эндоваскулярных методов она должна быть удалена, при этом, стенки сосуда укрепляются при помощи специального материала. Несмотря на все развития в
современной медицине, 25-30% пациентов с субарахноидальным кровоизлиянием умирает, до того, как они поступят в больницу, при этом, 30-50% оставшихся пациентов полностью излечивается.
Эпидуральная гематома
Эпидуральная гематома — это скопление крови, которое возникает между внутренней поверхностью черепа и твёрдой мозговой оболочкой в результате травматического повреждения костей черепа.
Причиной возникновения такой гематомы является разрыв и повреждение кровеносных сосудов твердой мозговой оболочки, которые, как правило, являются следствием травмы или перелома костей черепа. Эпидуральная гематома составляет 0,2-0,6% от всех случаев травм головного мозга. Клинически эпидуральная гематома проявляется тримя способами: в первую очередь, это светлый промежуток (lucid interval) — временное улучшение состояния пациента после черепно-мозговой травмы, за которым следует резкое ухудшение. Во втором случае, сознание полностью закрыто и не наступает какого-либо улучшения состояния, в третьем случае происходит помутнение сознания. Точный диагноз подтверждается с помощью компьютерной томографии, при этом, для диагностики также возможно использование магнитно-резонансной томографии. Но в связи с тем, что компьютерная томография дает возможность более быстрым способом получить результаты, которые имеют жизненно важное значение, а она является более предпочтительной при диагностике данного вида гематомы.
Лечение эпидуральной гематомы предусматривает отслеживание, скопившейся в области между внутренней поверхностью черепа и твёрдой мозговой оболочкой, крови и степень давления, которое она оказывает на мозговую ткань, с последующим хирургическим вмешательством. Если имеется небольшое количество скопившейся крови, за пациентом устанавливается очень тщательное наблюдение и состояние его здоровья постоянно контролируется. Если же, принимается решение о необходимости проведения хирургического вмешательства, оно должно быть реализовано в самый кратчайший срок. При хирургическом вмешательстве, скопившуюся в мозговой ткани, кровь сливают и определяя источник возникновения, останавливают кровотечение. Исход хирургического вмешательства приносит довольно блестящие результаты. Хорошие результаты достигаются в 55-89% после хирургического лечения, при этом, уровень смертности колеблется в пределах 5-29%.
Субдуральная гематома
У пациентов, перенесших травму головы, в 8-57% случаев наблюдается субдуральная гематома.
Она представляет собой скопление крови, которое возникает между внутренней поверхностью черепа и твёрдой мозговой оболочкой в результате травматического повреждения костей черепа. В 50% случаев субдуральная гематома сопровождается другими различными патологиями головного мозга. В целом, пациенты поступают с серьезными неврологическими расстройствами и в 50% случаев у таких пациентов отсутствует сознание. Самые лучшие способы диагностики эпидуральной гематомы, это компьютерная томография и магнитно-резонансная томография.
Для лечения гематом, вызывающих неврологические расстройства и оказывающие давление на окружающие ткани, используется хирургическое вмешательство. При хирургическом вмешательстве, скопившуюся в мозговой ткани, кровь удаляют и определяя источник возникновения, останавливают кровотечение. Уровень смертности колеблется в пределах 42-90%, при этом, данный показатель в значительной степени выше, чем при эпидуральной гематоме.
Основы мозга: гены в работе мозга
Введение: наши гены делают нас людьми
От ДНК
К гену
К белку
Как регулируется экспрессия генов
Вариации генетического кода
Роль генов в неврологических заболеваниях
Гены Работайте над улучшением лечения и лечения
Где я могу получить дополнительную информацию?
Брошюра в формате PDF (pdf, 1667 КБ) ( pdf, 1 628 КБ )
Введение.
Наши гены делают нас людьмиГены не только определяют цвет наших глаз или то, высокий мы или низкий рост. Гены находятся в центре всего, что делает нас людьми.
Гены отвечают за производство белков, которые управляют всем в нашем организме. Некоторые белки видны, например те, из которых состоят наши волосы и кожа. Другие работают незаметно, координируя наши основные биологические функции.
По большей части каждая клетка нашего тела содержит одни и те же гены, но внутри отдельных клеток одни гены активны, а другие нет. Когда гены активны, они способны производить белки. Этот процесс называется экспрессией генов. Когда гены неактивны, они молчат или недоступны для производства белка.
По крайней мере треть из примерно 20 000 различных генов, составляющих геном человека, активны (экспрессируются) главным образом в головном мозге. Это самая высокая доля генов, экспрессируемых в любой части тела. Эти гены влияют на развитие и функции мозга и в конечном итоге контролируют то, как мы двигаемся, думаем, чувствуем и ведем себя.
В сочетании с влиянием окружающей среды изменения в этих генах также могут определять, подвержены ли мы риску заболевания тем или иным заболеванием, и если да, то как оно может развиваться.
В этой брошюре рассказывается о генах, о том, как они работают в мозге, и о том, как геномные исследования помогают разрабатывать новые методы лечения неврологических расстройств.
top
Из ДНК
Чтобы понять, как гены работают в мозгу, мы должны понять, как гены производят белки. Это начинается с ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты).
ДНК представляет собой длинную молекулу, упакованную в структуры, называемые хромосомами. У человека 23 пары хромосом, включая одну пару половых хромосом (XX у женщин и XY у мужчин). В каждой паре одна хромосома исходит от матери индивидуума, а другая — от отца. Другими словами, мы наследуем половину нашей ДНК от каждого из наших родителей.
ДНК состоит из двух нитей, свернутых вместе в двойную спираль. В каждой нити химические вещества, называемые нуклеотидами, используются в качестве кода для создания белков. ДНК содержит всего четыре нуклеотида — аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G), — но этот простой генетический алфавит является отправной точкой для создания всех белков в организме человека, которые, по оценкам, целых один миллион.
top
К гену
Ген представляет собой участок ДНК, содержащий инструкции по созданию или регулированию определенного белка.
Гены, отвечающие за синтез белков, называются генами, кодирующими белок. Чтобы сделать белок, молекула, тесно связанная с ДНК, называемая рибонуклеиновой кислотой (РНК), сначала копирует код внутри ДНК. Затем механизм производства белка внутри клетки сканирует РНК, считывая нуклеотиды группами по три. Эти триплеты кодируют 20 различных аминокислот, которые являются строительными блоками для белков. Самый большой известный человеческий белок — это мышечный белок, называемый тайтин, который состоит примерно из 27 000 аминокислот.
Некоторые гены кодируют небольшие фрагменты РНК, которые не используются для производства белков, а вместо этого используются, чтобы сообщать белкам, что делать и куда идти. Их называют некодирующими или РНК-генами. Генов РНК гораздо больше, чем генов, кодирующих белок.
top
К белкам
Белки образуют внутренний механизм в клетках мозга и соединительную ткань между клетками мозга. Они также контролируют химические реакции, которые позволяют клеткам мозга общаться друг с другом.
Некоторые гены вырабатывают белки, важные для раннего развития и роста мозга младенцев. Например, ген ASPM производит белок, необходимый для производства новых нервных клеток (или нейронов) в развивающемся мозге. Изменения в этом гене могут вызывать микроцефалию — состояние, при котором мозг не может вырасти до нормального размера.
Определенные гены производят белки, которые, в свою очередь, производят нейротрансмиттеры — химические вещества, передающие информацию от одного нейрона к другому. Другие белки важны для установления физических связей, которые объединяют различные нейроны в сети.
Другие гены производят белки, которые действуют как домработницы в мозге, поддерживая нейроны и их сети в хорошем рабочем состоянии.
Например, ген SOD1 производит белок, который борется с повреждением ДНК в нейронах. Изменения в этом гене являются одной из причин бокового амиотрофического склероза (БАС), при котором прогрессирующая потеря нейронов, контролирующих мышцы, приводит к возможному параличу и смерти. Считается, что ген SOD1 содержит важные сведения о том, почему нейроны умирают при распространенной «спорадической» форме БАС, причина которой неизвестна.
top
Как регулируется экспрессия генов
Мы знаем, какой белок образует ген, глядя на его код, также называемый последовательностью ДНК. Чего мы не можем предсказать, так это количества белка, который будет произведен, когда он будет произведен или какая клетка его произведет.
Каждая клетка включает только часть своих генов, отключая остальные. Например, гены, которые экспрессируются в клетках головного мозга, могут быть подавлены в клетках печени или сердца. Некоторые гены включаются только в первые месяцы человеческого развития, а затем отключаются.
Что определяет эти уникальные модели экспрессии генов? Как и люди, клетки имеют уникальное происхождение и склонны наследовать черты своих родителей. Таким образом, происхождение клетки влияет на гены, которые она включает для производства белков. Окружающая среда клетки — ее воздействие на окружающие клетки, гормоны и другие сигналы — также помогает определить, какие белки производит клетка. Эти сигналы из прошлого клетки и из ее окружения действуют через множество регуляторных факторов внутри клетки, некоторые из которых описаны в следующих разделах.
ДНК-связывающие белки
Около 10 процентов генов в геноме человека кодируют ДНК-связывающие белки. Некоторые из этих белков распознают определенные фрагменты ДНК и прикрепляются к ним, чтобы активировать экспрессию генов. Другой тип ДНК-связывающего белка, называемый гистоном, действует как катушка, которая может удерживать ДНК в плотных клубках и, таким образом, подавлять экспрессию генов.
sRNA
По всему геному разбросано много типов малых РНК (sRNA), которые активно регулируют экспрессию генов.
Из-за своей короткой длины они могут нацеливаться, сопоставлять и деактивировать небольшие фрагменты генетического кода.
Эпигенетические факторы
Слово «эпигенетика» происходит от греческого слова «эпи», что означает «над» или «рядом». В широком смысле эпигенетика относится к длительным изменениям в экспрессии генов без каких-либо изменений в генетическом коде. Эпигенетические факторы включают химические метки или метки на ДНК или гистонах, которые могут влиять на экспрессию генов.
top
Вариации генетического кода
Генетическая вариация — это постоянное изменение в последовательности ДНК, из которой состоит ген. Большинство вариаций безвредны или вообще не имеют никакого эффекта. Однако другие варианты могут иметь вредные последствия, приводящие к заболеванию. Третьи могут быть полезными в долгосрочной перспективе, помогая видам адаптироваться к изменениям.
Одиночный нуклеотидный полиморфизм (SNP)
SNP — это вариации, включающие изменение только одного нуклеотида.
Подсчитано, что геном человека содержит более 10 миллионов различных SNP. Поскольку SNP представляют собой такие небольшие изменения в ДНК, большинство из них не влияют на экспрессию генов. Однако некоторые SNP ответственны за придание нам уникальных черт, таких как цвет волос и глаз. Другие SNP могут незначительно влиять на риск развития распространенных заболеваний, таких как сердечные заболевания, диабет или инсульт.
Вариация количества копий (CNV)
Не менее 10 процентов генома человека состоит из CNV, которые представляют собой большие фрагменты ДНК, удаленные, скопированные, инвертированные или иным образом перестроенные в комбинации, которые могут быть уникальными для каждого человека . Эти фрагменты ДНК часто включают гены, кодирующие белок. Это означает, что CNV, вероятно, изменят то, как ген производит свой белок.
Поскольку гены обычно существуют в двух копиях, по одной наследуемой от каждого родителя, CNV, включающая один отсутствующий ген, может снизить производство белка ниже необходимого количества.
Наличие слишком большого количества копий гена также может быть вредным. Хотя большинство случаев болезни Паркинсона являются спорадическими (без известной причины), некоторые случаи связаны с наличием двух или более копий гена SNCA, который кодирует белок, называемый альфа-синуклеином. Избыток альфа-синуклеина накапливается скоплениями внутри клеток мозга и, по-видимому, блокирует механизм клеток. По неясным причинам подобные скопления связаны со спорадической болезнью Паркинсона.
Мутация одного гена
Некоторые генетические вариации малы и затрагивают только один ген. Однако эти мутации одного гена могут иметь серьезные последствия, потому что они влияют на инструкции гена по созданию белка. Мутации одного гена ответственны за многие редкие наследственные неврологические заболевания.
Например, болезнь Гентингтона является результатом так называемого расширенного «триплетного повтора» в гене хантингтина. Нормальные гены часто имеют триплетные повторы, в которых один и тот же триплетный аминокислотный код встречается несколько раз, как заикание. Эти повторы обычно безвредны.
В гене хантингтина триплетные повторы от 20 до 30 раз являются нормальными. А вот у людей с болезнью Гентингтона количество повторов достигает 40 и более. Мутация создает белок аномальной формы, который токсичен для нейронов. Когда клетки начинают умирать, появляются симптомы болезни Гентингтона — неконтролируемые корчащиеся движения ног и рук, потеря мышечной координации, изменения личности и мышления.
top
Роль генов в неврологических заболеваниях
Выявлено большинство мутаций одного гена, вызывающих редкие неврологические расстройства, такие как болезнь Гентингтона. Напротив, еще многое предстоит узнать о роли генетических вариаций в распространенных неврологических расстройствах и состояниях, таких как болезнь Альцгеймера и инсульт. Ясно несколько вещей. Во-первых, для большинства людей на риск развития этих заболеваний влияет сложное взаимодействие между генами и окружающей средой. Во-вторых, когда известно, что определенные генетические вариации, такие как SNP, влияют на риск заболевания, влияние любой отдельной вариации обычно очень мало.
Другими словами, большинство людей, перенесших инсульт или болезнь Альцгеймера, испытали на себе неудачное сочетание многих «ударов» в геноме и в окружающей среде. Наконец, помимо изменений в последовательности ДНК, изменения в регуляции генов — например, с помощью мРНК и эпигенетических факторов — могут играть ключевую роль в заболевании.
Ученые ищут связь между генами и риском заболевания, проводя два вида исследований. В исследовании полногеномной ассоциации (GWA) ученые ищут SNP или другие изменения в последовательности ДНК, сравнивая геномы субъектов (людей, лабораторных животных или клеток), у которых есть заболевание, и субъектов, у которых нет этого заболевания. В другом типе исследования, называемом профилированием экспрессии генов, ученые ищут изменения в экспрессии и регуляции генов, связанные с заболеванием.
В обоих видах исследований часто используется устройство, называемое ДНК-микрочипом, которое представляет собой небольшой чип, иногда называемый генным чипом, на который ряд за рядом нанесены фрагменты ДНК.
Фрагменты действуют как зонды для ДНК (в исследовании GWA) или РНК (в профилировании экспрессии генов), выделенных из образца крови или ткани.
Ученые все чаще проводят эти исследования путем прямого секвенирования, которое включает в себя чтение последовательностей ДНК или РНК нуклеотид за нуклеотидом. Когда-то секвенирование было трудоемкой и дорогостоящей процедурой, но новый набор методов, называемый секвенированием следующего поколения, стал эффективным и экономичным способом получения подробного считывания генома.
top
Гены работают над улучшением лечения и излечения
Врачи могут назначать тесты на основе ДНК для поиска мутаций, вызывающих нарушения с мутациями одного гена, такие как мышечная дистрофия Дюшенна, нейрофиброматоз 1 типа и болезнь Гентингтона. Генетические тесты часто используются для подтверждения диагноза заболевания у людей, у которых уже есть симптомы, но их также можно использовать для установления наличия мутации у лиц, подверженных риску заболевания, но у которых еще не развились какие-либо симптомы.
Лабораторные исследования GWA и профилирования экспрессии генов открывают новые возможности для профилактики, диагностики и лечения заболеваний. Когда ученые идентифицируют ген или путь регуляции гена, связанный с заболеванием, они открывают потенциальные новые мишени для терапии.
Ожидается, что понимание связи между генами и сложными заболеваниями также сыграет важную роль в персонализированной медицине. Когда-нибудь сканирование генома на основе микрочипов может стать рутинным способом оценки генетического риска человека по развитию таких заболеваний, как инсульт, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и некоторые виды рака мозга. Кроме того, исследователи надеются разработать индивидуальные лекарственные «коктейли», соответствующие уникальному генетическому профилю человека. Исследователи полагают, что эти индивидуальные лекарства будут вызывать побочные эффекты с гораздо меньшей вероятностью, чем существующие лекарства.
РНК-интерференция (РНКи) — это метод, в котором используется способность малых РНК изменять экспрессию генов.
В будущем РНК-интерференцию можно будет использовать в терапевтических целях для включения гена, который был аномально заглушен, или для подавления сверхактивного гена. Есть еще много технических препятствий, которые необходимо преодолеть, прежде чем эти виды лечения станут реальностью. Например, исследователи пока не знают, как лучше всего доставить эти молекулы в нервную систему.
Это лишь некоторые из способов, с помощью которых ученые используют новые знания об экспрессии генов, чтобы улучшить жизнь людей с неврологическими расстройствами.
top
Где я могу получить дополнительную информацию?
Для получения информации о других неврологических расстройствах или исследовательских программах, финансируемых Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта, обращайтесь в Сеть ресурсов и информации о мозге (BRAIN) Института по телефону:
BRAIN
P.O. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.
gov
top
Подготовлено:
Office of Communications and Public Liison
Национальный институт неврологических расстройств и инсульта
Национальные институты здоровья
Bethesda, MD 20892
Публикация NIH № 10-5475
Июль 2010 г. или официальная позиция Национального института неврологических расстройств и инсульта или любого другого федерального агентства. Рекомендации по лечению или уходу за отдельным пациентом должны быть получены путем консультации с врачом, который осматривал этого пациента или знаком с историей болезни этого пациента.
Вся информация, подготовленная NINDS, находится в открытом доступе и может быть свободно скопирована. Приветствуется кредит NINDS или NIH.
Десять процентов вашего мозга
Этот пост является вторым в периодической серии, посвященной распространенным заблуждениям относительно того, как учащиеся учатся. Впервые мы коснулись этих заблуждений в нашем отчете The Science of Learning за сентябрь 2015 г.
, и в течение следующих нескольких месяцев мы будем более подробно изучать их.
В сегодняшней публикации доктора Мелины Анкафер исследуется «миф о 10 процентах»: что в любой момент времени человек использует только 10 процентов своего мозга. Согласно недавнему опросу, этот устойчивый миф увековечен поп-культурой, и в него верит около половины педагогов во всем мире. Анкафер — нейробиолог, доцент Калифорнийского университета в Сан-Франциско, научный сотрудник Стэнфордского университета и исполнительный директор некоммерческой организации scienceforgood.org .
Когда несколько лет назад вышли трейлеры к фильму «Люси», вы почти могли слышать, как весь мир съеживается. Сообщество нейробиологов вздрогнуло от разочарования, когда наш любимый Морган Фриман произнес (ужасно неточные) слова: «По оценкам, большинство людей используют только 10 процентов своего мозга. Представьте, если бы мы могли получить доступ на 100 процентов!» Фильм стал бы кассовым хитом, но стал бы сильным ударом по популярному пониманию науки о мозге.
Этот миф о 10 процентах — одна из самых распространенных лжи, которую мы неосознанно увековечиваем в отношении мозга, и некоторые недавние исследования, наконец, предоставили по крайней мере один метод, который мы можем использовать, чтобы попытаться развенчать этот нейромиф.
Но сначала давайте развеем миф о 10 процентах .
Миф о 10 процентах популярный
Люси — не единственный феномен поп-культуры, увековечивающий этот нейромиф; фильм «Безграничный», а теперь и телешоу были основаны на той же предпосылке, что типичный человек работает с минимальными способностями, но может быть поднят до статуса сверхспособности, подключившись к этим другим 90 процентов. К сожалению, этот миф широко распространен не только в поп-культуре, но и в мире образования. Примерно половина опрошенных педагогов во всем мире верят в этот миф.
Откуда взялся миф?
Как и в случае с любой респектабельной городской легендой, происхождение этого мифа обсуждается.
Некоторые приписывают это Эйнштейну, который однажды сказал в интервью, что он использовал только 10 процентов своего мозга (хотя его сухое чувство юмора еще более хорошо задокументировано, так что можно с некоторой уверенностью сделать вывод, что он сделал такое заявление в шутку).
Другие говорят, что миф возник в результате экспериментов Пьера Флуранса в 1800-х годах, который удалял все больше и больше кусочков мозга у животных, чтобы увидеть, как это влияет на их поведение, и пришел к выводу, что нужна лишь небольшая часть «долей головного мозга». для умственных способностей. Спустя столетие в аналогичных экспериментах Карл Лэшли стимулировал мозг низкочастотными электрическими разрядами и обнаружил, что очень немногие области мозга заметно реагируют на эти разряды. Тем не менее другие ранние исследования с использованием химических красителей показали, что только около 10 процентов клеток головного мозга представляют собой нейроны, которые считались единственными активными частями мозга.
Появление сложных технологий визуализации мозга за последние два десятилетия открыло совсем другую историю. Комок мокрой ткани между нашими ушами, который составляет около 2 процентов веса нашего тела, потребляет около 20 процентов энергии тела. Вся эта энергия равна , а не только для 10 процентов вашего мозга. Оказывается, 100 процентов вашего мозга активны 100 процентов времени. Как и сердце, всегда включен. И это правильно, так как он не только позволяет вам читать это предложение, но и беспокоиться обо всех этих оставшихся без ответа электронных письмах и думать о том, что вы будете есть сегодня на ужин, но также контролирует ваш сердечный ритм, кровяное давление, качество дыхания. , баланс, температура и тысячи других процессов, которые происходят под капотом, за пределами вашего сознательного понимания (чтобы заглянуть в чудеса человеческого разума, посмотрите наш 6-серийный телесериал PBS, ведущим которого является доктор К. Дэвид Иглмен).
Почему мы так верим в этот миф?
Хотя приведенные ниже идеи являются непроверенными гипотезами, они могут послужить основой для дискуссий о том, почему этот миф захватывает популярную и образовательную культуру на протяжении двух столетий.
Считается, что одним из первых популяризаторов этого мифа был Дейл Карнеги в своей широко читаемой книге самопомощи «Как завоевывать друзей и оказывать влияние на людей» , в которой он приписывает слова одного из отцов психологии Уильяма Джеймса: « средний человек развивает только 10 процентов своих скрытых умственных способностей». Врожденная оптимистическая вера в человеческий потенциал может быть одной из причин, по которой люди сами выбирают педагогов (но учтите, что это всего лишь моя непроверенная гипотеза!). Идея о том, что в наших учениках существует так много неиспользованного потенциала, который мы, преподаватели, могли бы мобилизовать, безусловно, заинтриговала меня в отношении мифа о 10 процентах еще до того, как я узнал данные.
Другой причиной непреходящей популярности мифа, я подозреваю, является вина нас, нейробиологов, и наших друзей-журналистов. Когда мы показываем изображения и обсуждаем области мозга как «светящиеся», показанные «капли», кажется, покрывают лишь часть мозга, тем самым снова увековечивая миф о том, что только маленькие части мозга позволяют нам делать или думать. всевозможные вещи (заметьте, мы называем это «блобологией» и «неофренологией» в шутку и с большим самосарказмом). Однако эти капли обычно показывают, какие области мозга более активны в состоянии A, чем в состоянии B , а не в том, какие области «загораются» во время состояния A. Дело не в том, что области спят до тех пор, пока их не призовут к действию, а скорее в том, что они всегда работают и наращивают свою активность, когда в них возникает повышенный спрос. . Но это часто может потеряться в заголовке.
Почему этот миф вреден для занятий в классе?
Сам по себе этот миф может побудить преподавателей и учащихся поверить в то, что учащиеся могут раскрыть свой скрытый потенциал, что не так уж и плохо.
На самом деле, мы знаем, что вмешательства в академическое мышление (такие как вмешательства Кэрол Двек и ее коллег в мышление роста) наиболее эффективны и долговременны, когда они основаны на самой идее: что у ученика есть возможность совершенствоваться. Тем не менее, способность к совершенствованию основана на сообщении о том, что мозг подобен мышце и может улучшаться при усилии, а НЕ о том, что мозг является ленивым органом и может улучшаться при пробуждении спящего 9.0 процентов.
Миф о 90 процентах (и многие другие мифы) может быть вредным, когда выделяются средства (и направляются время и энергия) на программы, которые обещают раскрыть скрытый потенциал 90 процентов. Поскольку мозг уже активен 100 процентов времени, эти программы являются пустой тратой времени и не должны заменять хорошие методы преподавания и обучения. Со стороны нас, исследователей, просто безответственно позволять этому мифу продолжать поглощать ограниченные ресурсы.
Призыв к действию: развенчаем этот миф раз и навсегда!
Популярная викторина: дочитав этот пост до конца, каково ваше отношение к мифу о 10 процентах ? Или подойти к вопросу иначе: как бы вы прямо сейчас объяснили свою позицию по мифу своим ученикам?
Исследования говорят нам, что то, как мы пытаемся исправить дезинформацию , имеет решающее значение для достижения успеха в этих усилиях.
В новом исследовании, предназначенном для проверки способа уменьшения этого обратного эффекта, Кристина Питер и Томас Кох показали, что просьба к кому-то сформировать немедленное суждение о проблеме в тот момент, когда они столкнулись с ней, увеличивает вероятность того, что она запомнит правильная информация, а не миф. Так что, если вы на самом деле думали (или думаете сейчас) о том, как вы относитесь к этой теме, скорее всего, вы будете одним из немногих ведущих, кто помнит, что мы используем 100 процентов нашего мозга в 100 процентах времени.