Головной мозг. Как работает мозг. Мечты Головной мозг человека его

Доктор медицинских наук В. Гриневич, профессор кафедры гистологии и эмбриологии Российского государственного медицинского университета, лауреат стипендий Фогарти (Национальные институты здоровья, США), Александра фон Гумбольдта (Германия) и премии Европейской академии.

1. Охарактеризуйте, пожалуйста, состояние области науки, в которой вы работаете, каким оно было примерно 20 лет назад? Какие тогда проводились исследования, какие научные результаты явились самыми значительными? Какие из них не потеряли актуальности на сегодняшний день (что осталось в фундаменте здания современной науки)?

2. Охарактеризуйте сегодняшнее состояние той области науки и техники, в которой вы трудитесь. Какие работы последних лет вы считаете самыми главными, имеющими принципиальное значение?

3. На какие рубежи выйдет ваша область науки через 20 лет? Какие кардинальные проблемы, по-вашему, могут быть решены, какие задачи будут волновать исследователей в конце первой четверти XXI века?

На вопросы анкеты "Вчера, сегодня, завтра" (см. "Наука и жизнь" №№ , , 2004 г.; №№ , , , 2005 г.) отвечают известные ученые - авторы "Науки и жизни".

"Вчера". Область науки, которой я занимаюсь, - эндокринология, изучает физиологию и патологию желез внутренней секреции: щитовидной железы, половых желез, надпочечников и др. Их совокупность называется эндокринной системой. Основным действующим началом в ней являются биологически активные вещества - гормоны. Примечательно, что термину "гормон" (от древнегреческого глагола "hormaо" - приводить в движение, побуждать) в этом году исполняется 100 лет. Его ввел американо-английский физиолог Эрнест Старлинг, с лекций которого, прочитанных в июне 1905 года в Королевском колледже врачей Лондона, по сути, и началась эндокринология как наука.

Наиболее значительным открытием в области эндокринологии, сделанным со времен Старлинга, было обнаружение в головном мозге биологически активных веществ, обладающих свойствами гормонов. Они выделяются в кровь и стимулируют эндокринные железы, координируя их деятельность. Эти вещества назвали нейрогормонами, а раздел эндокринологии, который их изучает, - нейроэндокринологией.

Оказалось, что головной мозг (а именно его эволюционно древний отдел - гипоталамус) является "композитором" оркестра желез внутренней секреции. Гипоталамические нейрогормоны действуют на гипофиз, а тот выделяет широкий спектр гормонов, которые в свою очередь стимулиру ют железы внутренней секреции. Кстати, гипофиз, маленький придаток мозга, известен даже не сведущей в науке публике благодаря повести М. А. Булакова "Собачье сердце" и блестящей ее экранизации. Через гипофиз происходит тонкая настройка работы эндокринных желез, которые регулируют половые функции организма, адекватную реакцию на стресс, рост и размножение клеток организма, потребление тканями кислорода и глюкозы и многие другие физиологические процессы.

За открытие нейрогормонов американские исследователи Эндрю Шэлли и Роджер Гиллемин удостоены в 1977 году Нобелевской премии. До сих пор это - единственная Нобелевская премия в области эндокринологии.

"Сегодня". В настоящий момент идет активное накопление информации о генах нейрогормонов, регуляции их активности, воздействии гормонов на рецепторы клеток организма, участии их в разнообразных патологических процессах. Получение таких данных стало возможным благодаря развитию тонких генетических и молекулярно-биологических методов, появившихся в последние 10-20 лет. В первую очередь это касается манипуляций с ДНК, в результате которых удается получить животных без определенного гена (так называемые нокаутные животные), а также с измененным или новым геном из другого организма (трансгенные животные).

Расширяются наши представления о спектре действия гормонов. Они оказались вовлечены в сложные поведенческие акты. Кроме того, нейрогормоны управляют не только железами внутренней секреции, но и другими системами организма, например иммунной и сердечно-сосудистой. Это обнаружил еще в 30-40-х годах XX века "отец" учения о стрессе канадский исследователь Ганс Селье. Оказалось, что у животных, длительно подвергавшихся эмоциональному стрессу, увеличивались надпочечники и одновременно угасала вилочковая железа (тимус) - центральный орган иммунной системы. Впоследствии стало понятно, что во время стресса в головном мозге вырабатываются нейрогормоны, стимулирующие кору надпочечников, которая начинает производить стероидные гормоны. Один из них, кортизол (у грызунов его роль выполняет кортикостерон), часто называемый гормоном стресса, напрямую подавляет иммунную систему. Во многом благодаря этому наблюдению появилась новая медико-биологическая дисциплина - нейроиммуноэндокринология, которая изучает взаимодействие нервной, иммунной и эндокринной систем.

Для того чтобы проиллюстрировать то, чем занимается нейроиммуноэндокринология, приведу пример. Каждый из нас когда-то переносил вирусные или бактериальные инфекции. При этом происходит активация иммунной системы, ее клетки вырабатывают множество веществ, направленных на уничтожение источника возбудителя болезни. Среди широкого спектра этих веществ есть группа белков, которые называются цитокинами. В иммунной системе они играют роль координаторов работы различных типов клеток. Цитокины поступают в кровь и стимулируют клетки мозга, вырабатывающие нейрогормоны. Один из таких нейрогормонов, кортиколи берин, через гипофиз запускает выработку кортизола корой надпочечников. А кортизол, как мы уже говорили выше, избирательно снижает иммунный ответ, предотвращая запредельную активацию иммунной системы, которая может привести к поражению собственных тканей (как это происходит при аутоиммунных заболеваниях). Таким образом, все интегрирующие системы организма - нервная, иммунная, эндокринная - во время борьбы с инфекцией объединяются в одну функциональную систему нейроиммунноэндокринную.

Конец ХХ века подарил нам еще одну новую область знаний, в которой центральную роль играют нейрогормоны, - нейроэндокринологию поведения. Приведу примеры. Один из нейрогормонов, окситоцин, вызывает сокращение матки при родах. Поэтому синтетические аналоги окситоцина широко применяются в клинике для стимуляции родовой деятельности. Но у окситоцина есть еще одна функция: он отвечает за материнский инстинкт. У грызунов мать после родов иногда (пока непонятно почему) убивает свое потомство. Но если перед родами такой самке дать понюхать окситоцин, то она становится примерной матерью, оберегающей своих детенышей.

Другой нейрогормон, кортиколиберин (я уже упоминал его), отвечает за регуляцию функций коры надпочечников. Помимо этого оказалось, что кортиколиберин еще и провоцирует развитие депрессивных состояний. Его содержание в спинномозговой жидкости у людей, страдающих депрессией, повышено в несколько раз. Неудивительно, что нокаутные мыши, нечувствительные к кортиколиберину (лишенные рецептора этого нейрогормона в головном мозге), проявляют поразительную стойкость к стрессам и, похоже, депрессиями не страдают.

"Завтра". Сейчас в науке о гормонах происходит лавинообразное накопление новых знаний. Впрочем, это касается не только эндокринологии. И для того чтобы не "потеряться" в гигантском ворохе информации, исследователи вынуждены сужать сферу своих интересов, что неизбежно приводит к углублению изолированности научных направлений друг от друга. Я не буду оригинальным, если скажу, что в конечном итоге ученым придется создавать какие-то общие, интегративные модели функционирования организма, возможно, на основе математических и компьютерных технологий. Иначе целостной картины не удастся увидеть ни одному, даже самому эрудированному специалисту.

Если говорить более конкретно, то применение нейрогормонов в клинической практике расширится. Человек наверняка получит новые нейрогормональные препараты, помогающие при заболеваниях иммунной системы. Есть, например, такой нейрогормон - соматостатин. Его основная функция в нашем организме связана с угнетением секреции гормона роста (у него есть партнер-соперник - соматолиберин, который оказывает противоположное действие). Однако помимо этого соматостатин обладает удивительной способностью воздействовать на иммунную систему, а его синтетические аналоги имеют блестящую перспективу применения в клинике аутоиммунных заболеваний (ревматизм, артрит). А вещества-антагонисты другого нейрогормона кортиколиберина уже проходят клинические испытания для лечения депрессивных состояний.

Суммируя сказанное выше, можно заключить, что эндокринология, "выросшая" из XIX века, в конце ХХ века дала новое ответвление - нейроэндокринологию, изучающую, как эндокринная система контролируется мозгом. Несколько лет назад появились две новые, удивительные области знаний - нейроиммуноэндокринология и нейроэндокринология поведения. Оба направления уже нашли свои пути применения в клинике заболеваний иммунной системы и психиатрии. А какие еще новые идеи возникнут в будущем - будущее и покажет.

Человек летает в космос и погружается в морские глубины, создал цифровое телевидение и сверхмощные компьютеры. Однако сам механизм мыслительного процесса и орган, в котором происходит умственная деятельность, как и причины, побуждающие нейроны взаимодействовать, до сих пор остаются загадкой.

Головной мозг – важнейший орган человеческого организма, материальный субстрат высшей нервной деятельности. От него зависит, что человек чувствует, делает, о чем думает. Мы слышим не ушами и видим не глазами, а соответствующими участками коры головного мозга. Он же вырабатывает гормоны удовольствия, вызывает прилив сил и утоляет боль. В основе нервной деятельности лежат рефлексы, инстинкты, эмоции и другие психические явления. Научное понимание работы мозга все еще отстает от понимания функционирования всего организма в целом. Это, безусловно, связано с тем, что мозг – гораздо более сложный орган по сравнению с любым другим. Мозг – самый сложный объект в известной нам вселенной.

Справка

У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2%. А если поверхность этого органа разгладить, получится примерно 22 кв. метра органики. Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы вы могли представить себе это количество, напомним: 100 миллиардов секунд – это примерно 3 тысячи лет. Каждый нейрон контактирует с 10 тысячами других. И каждый из них способен к высокоскоростной передаче импульсов, поступающих от одной клетки к другой химическим путем. Нейроны могут одновременно взаимодействовать с несколькими другими нейронами, в том числе находящимися в удаленных отделах мозга.

Только факты

• Мозг – лидер по энергопотреблению в организме. На него работает 15% сердца, и он потребляет около 25% кислорода, захватываемого легкими. Для доставки кислорода к мозгу работают три крупные артерии, которые предназначены для его постоянной подпитки.
• Около 95% тканей мозга окончательно формируются к 17 годам. К концу пубертатного периода мозг человека составляет полноценный орган.
• Головной мозг не чувствует боли. В мозге нет болевых рецепторов: зачем они, если разрушение мозга приводит к смерти организма? Дискомфорт может чувствовать оболочка, в которую заключен наш мозг, – так мы испытываем головную боль.
• У мужчин мозг обычно больше, чем у женщин. Средний вес головного мозга взрослого мужчины – 1375 г, взрослой женщины – 1275 г. Они также различаются размерами различных областей. Однако учеными доказано, что это не имеет отношения к интеллектуальным способностям, а самый большой и тяжелый мозг (2850 г), который описывали исследователи, принадлежал пациенту психиатрической больницы, страдающему идиотизмом.
• Человек использует практически все ресурсы своего мозга. То, что мозг работает всего на 10%, – миф. Ученые доказали, что имеющиеся резервы мозга человек задействует в критических ситуациях. Например, когда кто-то убегает от злой собаки, он может перепрыгнуть через высокий забор, который в обычных условиях он ни за что не преодолел бы. В экстренный момент в мозг вливаются определенные вещества, которые стимулируют действия того, кто оказался в критической ситуации. По сути, это допинг. Однако проделывать такое постоянно опасно – человек может умереть, потому что исчерпает все свои резервные возможности.
• Мозг можно целенаправленно развивать, тренировать. Например, полезно заучивать тексты наизусть, решать логические и математические задачи, изучать иностранные языки, познавать новое. Также психологи советуют правшам периодически «главной» рукой делать левую, а левшам – правую.
• Мозг обладает свойством пластичности. Если поражен один из отделов нашего важнейшего органа, другие через некоторое время смогут компенсировать его утраченную функцию. Именно пластичность мозга играет исключительно важную роль в овладении новыми навыками.
• Клетки головного мозга восстанавливаются. Синапсы, связывающие нейроны, и сами нервные клетки важнейшего из органов регенерируются, но не так быстро, как клетки других органов. Пример тому – реабилитация людей после черепно-мозговых травм. Ученые обнаружили, что в отделе мозга, отвечающего за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны. В нужный момент они помогают «починить» травмированный мозг. Ежедневно в его коре могут образовываться десятки тысяч новых нейронов, однако впоследствии может прижиться не больше десяти тысяч. Сегодня известны две области активного прироста нейронов: зона памяти и зона, ответственная за движения.
• Мозг активно работает во время сна. Человеку важно иметь память. Она бывает долгосрочная и краткосрочная. Перевод информации из краткосрочной в долгосрочную память, запоминание, «раскладывание по полочкам», осмысление информации, которую человек получает в течение дня, происходит именно во сне. А чтобы тело не повторяло в реальности движения из сна, мозг выделяет особый гормон.

Мозг способен значительно ускорять свою работу. Люди, пережившие ситуации угрозы для жизни, говорят, что за миг перед их глазами «пролетела вся жизнь». Ученые считают, что мозг в момент опасности и осознания грозящей смерти в сотни раз ускоряет работу: ищет в памяти аналогичные обстоятельства и способ помочь человеку успеть себя спасти.

Всестороннее изучение

Проблема исследования мозга человека – одна из самых захватывающих задач науки. Поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось: и атом, и галактика, и мозг животного – было проще мозга человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь главное средство познания не приборы и не методы, им остается наш человеческий мозг.

Существуют различные методы исследования. В первую очередь в практику ввели клинико-анатомическое сопоставление – смотрели, какая функция «выпадает» при повреждении определенной области мозга. Так, французский ученый Поль Брока 150 лет назад обнаружил центр речи. Он заметил, что у всех больных, которые не могут говорить, поражена определенная область мозга. Электроэнцефалография изучает электрические свойства мозга – исследователи смотрят, как электрическая активность разных участков мозга меняется в соответствии с тем, что делает человек.

Электрофизиологи регистрируют электрическую активность «мыслительного центра» организма с помощью электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью электроэнцефалографии. При тяжелейших заболеваниях мозга тонкие электроды могут вживляться в ткань органа. Это позволило получить важную информацию о механизмах работы мозга по обеспечению высших видов деятельности, были получены данные о соотношении коры и подкорки, о компенсаторных возможностях. Еще один метод изучения мозговых функций – электрическая стимуляция отдельных областей. Так канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом был исследован «моторный гомункулус». Было показано, что, стимулируя определенные точки в моторной коре, можно вызвать движение разных частей тела, и установлено представительство различных мышц и органов. В 1970-е годы, после изобретения компьютеров, представилась возможность еще более полно исследовать внутренний мир нервной клетки, появились новые методы интроскопии: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. В последние десятилетия активно развивается метод нейровизуализации (наблюдение за реакцией отдельных частей мозга после введения определенных веществ).

Детектор ошибок

Очень важное открытие было сделано в 1968 году – ученые обнаружили детектор ошибок. Это механизм, который дает нам возможность производить рутинные действия, не задумываясь: например, умываться, одеваться и одновременно думать о своих делах. Детектор ошибок в подобных обстоятельствах все время следит, правильно ли вы действуете. Или, например, человек внезапно начинает чувствовать себя некомфортно – он возвращается домой и обнаруживает, что забыл выключить газ. Детектор ошибок позволяет нам даже не задумываться о десятках задач и решать их «на автомате», сходу отметая недопустимые варианты действий. За последние десятилетия наука узнала, как устроены многие внутренние механизмы человеческого организма. Например, путь, по которому зрительный сигнал доходит от сетчатки до мозга. Для решения более сложной задачи – мышления, опознания сигнала – задействована большая система, которая распространена по всему мозгу. Однако «центр управления» пока не найден и даже неизвестно, есть ли он.

Гениальный мозг

С середины XIX века ученые делали попытки изучения анатомических особенностей мозга людей с выдающимися способностями. На многих медицинских факультетах Европы хранились соответствующие препараты, в том числе и профессоров медицины, которые еще при жизни завещали свой мозг науке. От них не отставали русские ученые. В 1867 году на Всероссийской этнографической выставке, устроенной Императорским обществом любителей естествознания, было представлено 500 черепов и препаратов их содержимого. В 1887 году анатом Дмитрий Зернов опубликовал результаты исследования мозга легендарного генерала Михаила Скобелева. В 1908 году академик Владимир Бехтерев и профессор Рихард Вейнберг исследовали подобные препараты покойного Дмитрия Менделеева. Аналогичные препараты органов Бородина, Рубинштейна, математика Пафнутия Чебышева сохранены в анатомическом музее Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. В 1915 году нейрохирург Борис Смирнов подробно описал мозг химика Николая Зинина, патолога Виктора Пашутина и писателя Михаила Салтыкова-Щедрина. В Париже был исследован мозг Ивана Тургенева, вес которого достигал рекордных 2012 г. В Стокгольме работали с соответствующими препаратами знаменитых ученых, в том числе Софьи Ковалевской. Специалисты Московского института мозга тщательно исследовали «мыслительные центры» вождей пролетариата: Ленина и Сталина, Кирова и Калинина, изучали извилины великого тенора Леонида Собинова, писателя Максима Горького, поэта Владимира Маяковского, режиссера Сергея Эйзенштейна... Сегодня ученые убеждены в том, что, на первый взгляд, мозг талантливых людей ничем не выделяется из ряда среднестатистических. Эти органы различаются структурой, размерами, формой, однако от этого ничего не зависит. Мы до сих пор не знаем, что именно делает человека талантливым. Можем только предполагать, что мозг таких людей немножко «сломан». Он может делать то, чего не могут нормальные, а значит, он не такой, как все.

Человеческий головной мозг – это самый сложный по своей структуре орган. Даже в эпоху инновационных способов диагностирования, постоянных исследований этого органа, ученые до сих пор не могут полностью описать физиологические механизмы его различных психических функций. Постоянные исследования ученых затрагивают не только его физиологические особенности, но и также психические процессы, такие как мышление, память, сон, внимание и ряд других процессов.

На сегодняшний день известно, что в мозге функционирует некоторое количество систем, каждую из которых можно выделить, как отдельный мозг, который функционирует в сотрудничестве с другими отделами. Из известных и наиболее важных систем выделяют:

• Активирующую
• Мотивационную
• Когнитивную

Стоит отметить, что каждая система отвечает не только за свою основную функцию, но и выполняет ряд второстепенных задач. Например, активирующая часть определяет наше сознание, цикл сна-бодрствования, и также выполняет познавательные функции. Если у человека существует проблемы со сном, то процесс обучаемости или другой деятельности, не может функционировать в полную силу.

Одно можно сказать точно, человеческий мозг – это единый орган, который обеспечивает все наши процессы жизнедеятельности, психические функции, но для более удобного описания разбит на несколько вышеперечисленных систем (мозгов).

Взаимоотношения мозга и психики вызывают на сегодняшний день множество вопросов. Поэтому наука уделяет этому вопросу достаточно много внимания. Этому вопросу задавались еще с давних времен, такие великие умы, как Гиппократ и Аристотель. В 19 веке впервые были выявлены участки мозга координирующие человеческую речь - это области Брока и Вернике.

Открытия тех времен всё равно были недостаточны, чтобы понять, как работает наше сознание. Постепенно начались вводиться различные новые методы исследования мозга человека: психологические и клинические тесты, электроэнцефалограмма (), но этого все равно было недостаточно. Постепенно изучение мозга перешло на новый этап, его структура и функции были достаточно хорошо изучены, но чтобы полностью понять, как работает этот чудо-инструмент, потребуется еще ни один десяток лет.

Настоящее открытие в постижении мозговых особенностей было совершенно с помощью применения имплантированных электродов с целью диагностики и лечения пациентов. Именно в этот момент специалисты начинают понимать, как работает каждая отдельная нервная клетка, каким образом передается информация от одной клетки к другой, ее движение по нерву и т. д.

В итоге это позволило выделить несколько зон и разделов мозга, а именно коры, подкорки и другие. Мозг человека состоит более чем из 85 млрд нервных клеток, но электроды позволяет исследовать лишь несколько десятков, при этом которые находятся непосредственно возле подключенных датчиков.

Именно в 21 веке началась техническая революция, когда вычислительные возможности позволили исследовать практически любую часть мозга, его высших функций. Такие методы как ЭЭГ, позволили буквально заглянуть внутрь мозга.

Структура и функции мозга

Наука человеческого мозга выделяет основное правило, которое можно охарактеризовать как принцип единства структур и функций. Головной мозг состоит из:

• Больших полушарий, которые являются самой крупной и отвечает за высшие психические процессы
• Промежуточный мозг состоит из двух равноправных частей:

• Таламус выступает в роли сигнального распределителя, направляющийся к участкам коры
• Гипоталамус, является «заведующей» вегетативными функциями. Благодаря ему у человека существует возможность расти и развиваться, а также поддерживать температуру тела, контролировать выведение шлаков из организма, прием пищи, воды и ряда других жизненно важных процессов.

• Мозговой ствол, в состав которого входят:

• Средний мозг
• Продолговатый мозг

Благодаря этим трем составляющим осуществляется формирование сложных функций организма.

• Мозжечок. Также как и головной мозг состоит из двух полушарий, которые соединены «червем». Функции мозжечка многогранны, но в особенности он отвечает за двигательную координацию, регуляцию равновесия и мышечный тонус.
• Спинной мозг. В его состав входят 30 сегментов, а заключен он в позвоночник. Каждому сегменту соответствует один позвонок. Данный отдел выполняет функцию «передатчика», которая посылает импульсы к определенным участкам тела от отделов ЦНС. Также его деятельность заключается в осуществлении вегетативных рефлексов.

Методы исследования структур, его функций, а также расположение головного мозга, постоянно улучшаются. Так, современные методики диагностирования, позволяют сформировать отчетливое мнение о строении головного мозга, не повреждая его. Одним из таких методов является магнитно-резонансная томография. Данный метод применяется в целях распознавания, например, опухолевых образований. При этом метод обладает высокой точностью и отсутствием негативных проявлений после его применения.

Нервная клетка – ключевой элемент нервной ткани

Мозг состоит из множества нервных клеток. Например, просто сформированные животные могут иметь всего 1 клетку. Однако человеческий мозг насчитывает около 85 млрд. из-за сложности организации мозга.

Ключевое место в клетке занимает ядро, где располагается аппарат, генерирующий генетический код строения человеческого организма. Среди других, наиболее важных частиц мозга, выделяют эндоплазматический ретикулум, который состоит из множества мембран. Второй по важности частицей выступают митохондрии. Благодаря их работе, в нервной клетке поддерживается нужно количество АТФ, так называемого «топлива» клетки.

Выделяют два ключевых свойства нейронов выступает:

• Генерация электрического импульса (возбуждение)
• Проведение возбуждения (передача)

Получение клеткой определенных сигналов сопровождается преобразованием или подавлением синтеза некоторых генов в основном нейропептидов. Данные пептиды образуются в центральной или периферической нервной системе. Основная функция пептидов – регулирование физиологических функций человеческого организма. В их состав входит около 30-50 остатков аминокислот.

На сегодняшний день установлено, что синтезирование, заключается в образовании пептидов-предшественников. После заключения трансляции нейропептиды головного мозга выщепляются протеазами. Основу пептидов-предшественников, как правило, составляет несколько их последователей нейронного типа, а также последовательность сигналов, которые способствуют передвижению пептида в цитоплазме, после того как процесс синтеза был завершен на мембранах внутриклеточного органоида.

Одним из моделирующих нейропептидов является морфин и кодеин, которые составляют два активно-образующих компонента морфия. Воздействие морфина на головной мозг широко изучено, благодаря синтезированию антагониста морфина – налоксона.

Исследование структур мозга: стереотаксис

Одним из современных способов, благодаря которому можно исследовать глубинные структуры мозга, является стереотаксис. Данный нейрохирургический способ изучения нейрофизиологии мозга человека является наиболее малотравматичным, что позволяет его поставить на первое место и отодвинуть практически все «открытые» нейрохирургические методы.

Стереотаксис позволяет эффективно воздействовать на пациентов с заболеваниями двигательного аппарата (болезнь Паркинсона), эпилепсией, острыми болями, психическими патологиями. Также данный способ зарекомендовал себя в диагностике и терапии опухолевых и кистообразных образований, гематом и абсцессов.

Однако к данному способу прибегают, только в крайней необходимости, а именно если медикаментозная терапия не дает никакого эффекта или здоровье и жизнь пациента находятся в опасности.

Выделяют 2 типа стереотаксиса:

• Нефункциональный. Проводится, когда в глубине мозга расположено какое-либо патологическое образование, например, опухолевое. Если использовать стандартный способ хирургического удаления опухоли, то в этом случае затрагиваются структуры мозга, что тем самым может нанести пациента. При использовании нефункционального типа стереотаксиса, дается возможность введения радиоактивных веществ, которые впоследствии , а сами вещества распадаются. Однако метод применим, если МРТ диагностика показала точную локализацию опухоли, то есть врач должен точно выявить пораженную область, тогда возможности избавления от новообразования существенно повышаются.
• Функциональный. Данный способ чаще проводится в целях терапии психических патологий. Как правило, в этом случае заболевание характеризуется поражением незначительной группы нервных клеток или когда нарушена работа некоторых групп нервных клеток. То есть группа клеток может не синтезировать необходимые вещества или, наоборот, превышать должный вырабатываемый объем. Когда клетки аномально возбуждены, они могут стимулировать аномальную активность других. С помощью электростимуляции существует возможность преобразования нервных клеток, однако, при этом пораженный участок виден не будет, специалисты высчитывают расположение пораженной области на основании диагностического заключения и необходимых тестов.

На сегодняшний день было проведено несколько сотен стереотаксических психохирургических операций, в целях лечения заболеваний нервной системы, которые проводились по причине неэффективности других методов нехирургического воздействия. Также данный метод может применяться к людям с наркотической зависимостью, которым не дало должного эффекта.

Физиологические механизмы сна

Физиология головного мозга человека в состоянии сна находится на постоянном наблюдении ученых из разных областей. Знаменитый древнегреческий целитель Гиппократ утверждал, что возникновение сна происходит в результате оттока крови к внутренним участкам тела.

На сегодняшний момент установлено, что сон благоприятно стимулирует наше настроение, память, уровень работоспособности. Специалисты выделяют, что нарушения сна является первоочередным фактором психической патологии. Состояние данной проблемы получило огласку благодаря внедрению новых способов исследования, а именно метод полиграфической диагностики («детектор лжи»). Также широко используются методы лабораторных обследований и ряд психологических.

На сегодня выделяют два состояния сна:

1. «Медленный». Данное состояние возникает как своеобразная совокупность ядер, содержащая серотониновые нервные клетки, протягивающиеся по срединной линии через мозговой ствол.

Приостановка выработки серотонина приводит к состоянию бессонницы, которая может быть купирована только предшественником серотонина – гидрокситриптофаном. Если ядра находятся в остром патологическом состоянии, то это приводит к бессоннице хронического характера.

1. «Быстрый - это фаза сна, которая обуславливается увеличенной мозговой активностью. Одним из признаков является стремительное движение глаз. Проводимые исследования в отношении этого состояния свидетельствуют о значительной потребности в нем. При отказе человека от «быстрого» сна может привести к серьёзным нарушениям психики, а именно к повышенной раздражительности, патологическому состоянию эмоционального фона, галлюцинациям, возможным параноидальным идеям.

На настоящий день исследованию сна уделено достаточно много внимания. Поэтому специалисты выделяют несколько проходимых стадий от состояния бодрствования ко сну. Эти стадии можно отчетливо увидеть при помощи ЭЭГ диагностики, а также по текущему психологическому состоянию пациента.

Ночной сон, как правило, подразделяется на 4 цикла, каждый из которых берет свое начало с фазы «медленного» сна и завершается «быстрым» сном. Продолжительность цикла составляет примерно 70 минут. При снижении дельта-ритма в период отдыха, увеличивается продолжительность 3 и 4 стадий. Если человек откажется от сна, то главным образом увеличиться продолжительность дельта-ритма, он быстрее наступает, и только на вторую ночь возникает защитный механизм - увеличение продолжительности «быстрого» сна.

Грамматическое восприятие

Проводимые исследования позволили обнаружить даже такие регулирующие механизмы, как грамматический детектор. Например, «черная пантера» и «черной пантера». То есть существует некоторая группа клеток, которая импульсивно сообщает мозгу о нарушении грамматики. Это проводится с целью, что восприятие осмысленной речи, часто идет за счет грамматического анализа, если существует какое-либо нарушение, то поступает сигнал о необходимости дополнительного анализа.

Ряд недавних исследований выявило несколько незначительных по размеру участков, отвечающих за различные когнитивные функции. Возникает определенная реакция на различия в деятельности нейронов при восприятии слова на родном языке и несколько другая реакция на иностранное слово.

Глубокие структуры характеризуются высокочастотной электрической разрядностью, а нервные клетки решают задачу группой. Кора же мозга характеризуются единоличной реакцией, то есть у всех нервных клеток понижается частота импульсации, а у избранных – повышается.

Благодаря ПЭТ исследованию, существует возможность изучения всех мозговых участков, регулирующих высшие функции. Суть данного метода заключается во введении изотопа , участвующее в химических реакциях внутри клеток мозга, после чего проводится наблюдение, как меняется распределение данного вещества в исследуемой области мозга.

Например, если область характеризуется усиливающимся притоком глюкозы, то это сигнализирует об усилении обмена веществ, что говорит об усиленной работе нервных клеток в данной мозговой области.

Механизмы внимания

Довольно распространенный вопрос – как функционирует внимание у человека. А именно механизм так называемого непроизвольного внимания начал свое формирование еще несколько миллионов лет назад, как охранная способность, которая и на данный момент продолжает свое функционирование: например, управление автомобилем, прослушивает радио, музыку. Внимание – это своеобразный переключатель, мы слышим звуки, но резко можем переключиться и на иной поток звука.

Если механизмы непроизвольного внимания находятся в патологическом состоянии, то это говорит о протекающем заболевании. Например, при детском заболевании – дефиците внимания и гиперактивности. Заболевание характеризуется в том, что ребенок не в состоянии сосредоточится на чем-либо, по этой причине ребенка зачастую ругают, однако, в этом случае необходимо лечить патологию, а не сбрасывать на недостаточную воспитанность, так как в большинстве случаев у ребенка нарушены определенные механизмы мозговой деятельности.

До 21 века данное явление не считалось каким-либо заболеванием и чаще всего применялись силовые методы воздействия. Сегодня же доступно множество способов лечения дефицита внимания.

Также, кроме вышеперечисленного (непроизвольного) внимания, выделяют селективное. Данный тип позволяет сосредоточится на определенном собеседнике, то есть если в разговоре участвуют несколько человек, ваше внимание будет сконцентрировано только на определенном человеке, который в данный момент интересует.

Для этого проводится своеобразный эксперимент, например, человеку рассказывают какой-либо стих в одно ухо, а другой человек в этот же момент стих – в другое ухо. Во время эксперимента сравнивается реакция определенных областей мозга, в зависимости в какое ухо поступает информация.

Большинство людей при поднятии телефона прикладывают трубку к уху правой рукой, что говорит о том, что деятельность нервных клеток на рассказ в правом ухе, существенно ниже. Это происходит потому, что мозг подсознательно более расслаблен из-за устоявшихся рефлексов и зачастую будет выбирать правую сторону.

Факты о мозге

Свойства мозга человека хоть и являются самой малоизученной частью организма, но все же постоянные исследования этого органа, позволяют выделить ряд его особенностей. Исследованиями мозга занимается целый ряд специалистов. Поэтому открытия возникают из различных медицинских областей, которые, по сути, выделяют наибольшее время именно человеческому мозгу.

На сегодняшний день существует достаточно много удивительных факторов о деятельности главного функционирующего органа, которыми занимается наука о мозге человека.

1. Максимальные способности кратковременной памяти

У человека выделяют 3 типа памяти: сенсорную, долговременную и кратковременную. Долговременная память работает по принципу жесткого диска, то есть накапливает и содержит в мозге долгое время. Кратковременная память работает по принципу мелкоразмерного электронного накопителя. Данный тип памяти способен запомнить только 5-8 объектов. Именно поэтому номера телефонов в большинстве своем состоят из 7-и цифр.

Однако постоянные тренировки кратковременной памяти позволяют повысить показатели запоминаемости.

1. Подсознание умнее мозга

Недавнее исследование мозга, проводимое на ряде испытуемых, показали, что наше подсознание умнее нас. В одном из экспериментов показывают сложное изображение. Задача испытуемых заключалась в том, чтобы не думая, указать на то, что специалисты имели ввиду. Основная часть выполнила поставленную задачу в течение нескольких секунд. Другой же группе было предложено обдумать свой ответ, что в итоге обернулось невыполнением задания, при этом стоит отметить, что на обдумывание ответа было выделено несколько часов.

Было доказано, что состав крови, не меняется на протяжении всей активной работы. Взятие крови из вены производилось у пациентов, занимающихся умственной работой на протяжении всего дня. В итоге специалисты установили, что чувство утомления зависит от нашего психического и эмоционального состояния.

1. Стимулирование мозга как защитная функция от заболеваний

Ученые установили, что регулярная мозговая деятельность, позволяет существенно снизить риск возникновения болезни Альцгеймера. Умственная активность позволяет синтезировать производство дополнительной ткани, что тем самым компенсирует патологическую активность. Стоит выделить, что занятия чем-то новым, наиболее эффективно влияет на мозг. Также специалисты рекомендуют общение с более интеллектуальными личностями, чем вы сами.

1. Реакция на речь в зависимости от пола

Воспроизведение голоса формируется в разных областях нашего мозга. Женский голос – более музыкален, их звучание происходит на более завышенных показателях частот, также диапазон намного шире, чем у мужчин. Для того чтобы расшифровать смысл того, что говорит женщина, мозгу необходима затратить дополнительные ресурсы. Например, люди с систематическими проявлениями галлюцинаций зачастую слышат мужскую речь, а не женскую.

1. Нехватка кислорода в течение 5–10 минут приводит к необратимым повреждениям мозга.

2. Мозг развивается и легко адаптируется к новому даже в 40 лет. Снижение умственной деятельности начинается, когда человеку исполняется 50 лет.

3. На «эксплуатацию» мозга уходит до 20% от содержащегося в теле кислорода и крови.

4. Существует «вирус глупости». Он меняет ДНК человека таким образом, что у больного снижается уровень интеллекта - падает мозговая активность, способность к обучению и запоминанию новой информации.

5. В состоянии бодрствования человеческий мозг производит достаточно электричества, чтобы от него работала небольшая лампочка.

6. Домашнее насилие оказывает на детский мозг такое же влияние, как на солдата - участие в настоящем сражении.

7. Научно доказано: даже небольшое применение силы меняет алгоритмы работы мозга и снижает уровень эмпатии (возможность сопереживать эмоциям другого человека).

8. Вкусовые рецепторы в теле человека можно обнаружить в желудке, кишечнике, поджелудочной железе, легких, анусе, яичках и… конечно же, в мозге.

9. Патологоанатом, проводивший посмертное вскрытие тела Альберта Эйнштейна… украл его мозг и 20 лет хранил его в банке со спиртом.

10. 60% вашего мозга - это… жир.

11. У человеческого мозга такая же консистенция, как у соевого творога тофу.

12. Запах шоколада активизирует тета-волны мозга. Как следствие, наступает расслабление.

13. Во время оргазма мозг выделяет столько дофамина (гормон удовольствия), что становится похож на мозг героинового наркомана.

14. Забывание - полезный процесс для мозга. Удаление ненужной информации помогает нервной системе сохранять пластичность.

15. Алкоголь не помогает забыть то, что вы делали вчера. Когда человек напивается, что называется, «в стельку», мозг просто на время блокирует возможность создавать воспоминания об увиденном.

16. Sphenopalatine ganglioneuralgia - научное название для болезни, при которой голова болит из-за быстрого поедания мороженого.

17. Мозг НЕ делится на левое и правое полушарие - это миф. Они работают в паре.

18. Учёные установили: долговременное использование мобильных телефонов заметно увеличивает риск рака головного мозга.

19. Депривация (лишение) сна влияет на мозг сразу по несколько направлениям. В их числе - принятие неверных решений и замедленная реакция.

20. Исследователи утверждают - человеческий мозг воспринимает отказ в чём-либо как физическую боль.

21. Для того, чтобы отреагировать на употребление алкоголя, клеткам головного мозга достаточно 6 минут.

22. Когда вы узнаете что-то новое, структура вашего мозга меняется. Да-да, она уже изменилась:)

23. Хирург может удалить до половины мозга без негативного эффекта для личности или памяти.

24. Футуролог Рэй Курцвейл полагает, что среднестатистический ноутбук за $1 000 догонит мозг по производительности не ранее 2023 года.

25. Музыка активизирует те же участки мозга, которые отвечают за выработку дофамина во время еды или секса.

27. Чувство уверенности в себе можно вызвать искусственной стимуляцией определенного участка мозга. При этом не возникает необходимости ни в фактах, ни в доказательствах.

28. У нас больше мозговых клеток, чем у новорожденного - настолько больше, насколько не будет уже никогда.

29. Половина ваших генов описывает уникальный «дизайн» вашего же мозга во всём его своеобразии, другая половина - организацию всех остальных 98 процентов вашего тела.

30. Мозг ребенка потребляет до 50% получаемой малышом глюкозы. Наверное, именно поэтому они так много спят.

31. В 2015 году 4-му по мощности суперкомпьютеру мира потребовалось 40 минут для того, чтобы симулировать работу мозга в течение всего-навсего одной секунды.

32. Человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нейронов и 1 триллиона глиальных клеток.

33. В состоянии отдыха мозг потребляет 1/5 калории в минуту.

34. Научный факт: строгая диета может привести к тому, что ваш мозг пожрёт сам себя.

35. Между людьми с аутизмом и без него нет никаких отличий в анатомии головного мозга.

Что такое свободные радикалы?

Почему, если смешать все краски, получится коричневый цвет, а не белый, ведь белый содержит в себе все цвета?

7 неожиданных фактов о мире вокруг нас

10 поразительных фактов о собачьем мышлении

30 удивительных фактов о мозге и мышлении, которые заставляют призадуматься

Головной мозг, конечно, является основной частью центральной нервной системы человека.

Учёные считают, что он используется всего на 8%.

Поэтому скрытые возможности его безграничны и не изучены. Также не обнаружено отношения между талантами и возможностями человека. Строение и функции головного мозга предполагают контроль над всей жизнедеятельностью организма.

Расположение отделов головного мозга под защитой прочных костей черепной коробки обеспечивает нормальное функционирование организма.

Строение

Головной мозг человека надёжно защищён прочными костями черепа, и занимает почти всё пространство черепной коробки. Анатомы условно выделяют следующие отделы мозга: два полушария, ствол и мозжечок.

Также принято и другое разделение. Части головного мозга - это височные, лобные доли, а также темя и затылок.

Структура его составлена более чем ста миллиардами нейронов. Масса его в норме очень разнится, но достигает 1800 граммов, у женщин средний показатель чуть ниже.

Головной мозг состоит из серого вещества. Кора состоит из того самого серого вещества, образованного практически всей массой нервных клеток, приходящихся на долю этого органа.

Под ней скрыто белое вещество, состоящее из отростков нейронов, которые являются проводниками, по ним передаются нервные импульсы из тела в подкорку для анализирования, а также команды из коры к частям организма.

Области ответственности головного мозга за управлением расположены в коре, но есть они также в белом веществе. Глубинные центры называются ядерными.

Представляет головной мозг строение, в глубине его полая область, состоящая из 4 желудочков, разделённых протоками, где циркулирует выполняющая защитные функции жидкость. Снаружи он имеет защиту из трёх оболочек.

Функции

Головной мозг человека является управителем всей жизнью организма от самых мелких движений до высокой функции мышления.

Отделы мозга и их функции включают обработку сигналов, получаемых от рецепторных механизмов. Многие учёные полагают, что его функции включают ответственность также за эмоции, чувства, память.

Полезно узнать: За что отвечает правое полушарие головного мозга

Подробно следует рассмотреть базовые функции мозга, а также конкретную ответственность его участков.

Движение

Вся двигательная активность организма относится к ведению центральной извилины, проходящей по передней части теменной доли. За координацию движений и способность удерживать равновесие отвечают центры, расположенные в затылочном отделе.

Помимо затылка такие центры располагаются непосредственно в мозжечке, также этот орган отвечает за мышечную память. Поэтому сбои в работе мозжечка приводят к нарушениям в функционировании опорно-двигательного аппарата.

Чувствительность

Все сенсорные функции находятся под контролем центральной извилины, проходящей по задней части теменной доли. Здесь также расположен центр управления положением тела, его членов.

Органы чувств

За аудиальные ощущения отвечают центры, расположенные в височных долях. Визуальные ощущения человеку обеспечивают центры, находящиеся в затылочной части. Их работу наглядно показывает таблица проверки зрения.

Переплетение извилин на стыке височной и лобной долей скрывает в себе центры, ответственные за обонятельные, вкусовые, осязательные ощущения.

Речевая функция

Этот функционал принято разделять на способность производить речь и способность понимать речь.

Первая функция называется моторной, а вторая сенсорной. Участки, отвечающие за них, многочисленны и расположены в извилинах правого и левого полушария.

Рефлекторная функция

Так называемый продолговатый отдел, включает участки, отвечающие за жизненно важные процессы, не контролируемые сознанием.

К ним относятся сокращения сердечной мышцы, дыхание, сужение и расширение кровеносных сосудов, защитные рефлексы, такие как слезоотделение, чихание, рвотные позывы, а также контроль состояния гладкой мускулатуры внутренних органов.

Функции оболочек

Головной мозг имеет три оболочки.

Строение мозга таково, что помимо защиты, каждая из оболочек выполняет определённые функции.

Мягкая оболочка предназначена для обеспечения нормального кровоснабжения, постоянного притока кислорода для его бесперебойного функционирования. Также мельчайшие кровеносные сосуды, относящиеся к мягкой оболочке, производят спинномозговую жидкость в желудочках.

Полезно узнать: Продолговатый мозг, за какие функции отвечает и при каких заболеваниях страдает

Паутинная оболочка представляет собой область, где происходит циркуляция ликвора, выполняет работу, которую в остальных частях организма выполняет лимфа. То есть обеспечивает защиту от проникновения в центральную нервную систему патологических агентов.

Твёрдая оболочка прилегает к костям черепа, вместе с ними обеспечивает стабильность серого и белого мозгового вещества, защищает его от сотрясений, сдвигов при механических воздействиях на голову. Также твёрдая оболочка разделяет его отделы.

Отделы

Из чего состоит головной мозг?

Строения и основные функции головного мозга осуществляются его разными частями. С точки зрения анатомии орган из пяти отделов, которые сформировались в процессе онтогенеза.

Различные отделы головного мозга контролируют и отвечают за работу отдельных систем и органов человека. Мозг это главный орган человеческого организма, конкретные его отделы отвечают за функционирование человеческого тела в целом.

Продолговатый

Этот отдел головного мозга является естественной частью спинного. Он был сформирован в процессе онтогенеза первым из всех, и именно здесь расположены центры, отвечающие за безусловные рефлекторные функции, а также дыхание, кровообращение, метаболизм, другие процессы, не контролируемые сознанием.

Задний мозг

За что отвечает задний мозг?

В этой области располагается мозжечок, представляющий из себя уменьшенную модель органа. Именно задний мозг ответственен за координацию движений, способность удерживать равновесие.

И именно задний мозг это участок, где через нейроны мозжечка передаются нервные импульсы, поступающие как от конечностей и других частей тела, так и обратно, то есть контролируется вся двигательная активность человека.

Средний

Эта часть мозга до конца не изучена. Средний мозг, его строение и функции изучены не полностью. Известно, что здесь располагаются центры, отвечающие за периферическое зрение, реакцию на резкие шумы. Также известно, что здесь располагаются части мозга, отвечающие за нормальную работу органов восприятия.

Промежуточный

Здесь расположен отдел, именуемый таламус. Через него проходят все нервные импульсы, посылаемые разными частями организма в центры, находящиеся в полушариях. Роль таламуса заключается в контроле за адаптацией организма, обеспечивает реакцию на внешние раздражители, поддерживает в норме сенсорное восприятие.

Полезно узнать: Кора головного мозга, строение и функции

В промежуточном отделе находится гипоталамус. Этот отдел мозга стабилизирует работу периферической нервной системы, а также контролирует функционирование всех внутренних органов. Здесь происходит включение-выключение организма.

Именно гипоталамус регулирует температуру тела, тонус кровеносных сосудов, сокращение гладкой мускулатуры внутренних органов (перистальтику), а также формирует чувство голода и насыщения. Гипоталамус контролирует работу гипофиза. То есть отвечает за функционирование эндокринной системы, контролирует синтез гормонов.

Конечный

Конечный мозг, является одним из самых молодых отделов мозга. Мозолистое тело обеспечивает сообщение между правым и левым полушариями. В процессе онтогенеза он был сформирован последним из всех составных частей, он составляет основную часть органа.

Участки конечного головного мозга осуществляют всю высшую нервную деятельность. Здесь находится подавляющее число извилин, он тесно связан с подкоркой, через него контролируется вся жизнь организма.

Мозг, его строение и функции во многом остаются непонятными для учёных.

Его изучением занимается множество учёных, но они всё ещё далеки от разгадки всех тайн. Особенность этого органа в том, что его правое полушарие контролирует работу левой стороны тела, а также отвечает за общие процессы в организме, а левое полушарие координирует правую сторону тела, а отвечает за таланты, способности, мышление, эмоции, память.