Мозговой человек. Мозг — основа слаженной работы организма. Как мозг человека обрабатывает информацию

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.

Головной мозг является главным регулятором всех функций живого организма. Он представляет собой один из элементов центральной нервной системы. Строение и функции головного мозга — предмет изучения медиков до сих пор.

Общее описание

Человеческий мозг состоит из 25 млрд. нейронов. Именно эти клетки представляют собой серое вещество. Мозг покрыт оболочками:

• твердой;
• мягкой;
• паутинной (по ее каналам циркулирует так называемый ликвор, который является спинномозговой жидкостью). Ликвор является амортизатором, защищающим головной мозг от ударов.

Несмотря на то, что мозг женщин и мужчин одинаково развит, он имеет разную массу. Так у представителей сильного пола его масса в среднем составляет 1375 г, а у дам – 1245 г. Вес мозга составляет около 2% от веса человека нормального телосложения. Установлено, что уровень умственного развития человека никак не связан с его весом. Он зависит от количества связей, созданных головным мозгом.

Клетки мозга – это нейроны, генерирующие и передающие импульсы и глии, выполняющие дополнительные функции. Внутри мозга есть полости, называемые желудочками. От него в разные отделы тела отходят парные черепно-мозговые нервы (12 пар). Функции отделов головного мозга бывают самыми разными.От них полностью зависит жизнедеятельность организма.

Строение

Строение головного мозга картинки которого представлены ниже, можно рассматривать в нескольких аспектах. Так в нем выделяют 5 главных отделов мозга:

• конечный (80% общей массы);
• промежуточный;
• задний (мозжечок и мост);
• средний;
• продолговатый.

Также головной мозг разделяют на 3 части:

• большие полушария;
• ствол мозга;
• мозжечок.

Строение головного мозга: рисунок с названием отделов.

Конечный мозг

Строение головного мозга кратко нельзя описать, поскольку без изучения его структуры невозможно понять его функции. Конечный мозг протянулся от затылочной до лобной кости. В нем различают 2 большие полушария: левое и правое. Он отличается от других отделов мозга наличием большого количества извилин и борозд. Строение и развитие головного мозга тесно взаимосвязаны. Специалисты различают 3 вида коры мозга:

• древнюю, к которой относятся обонятельный бугорок; продырявленное переднее вещество; полулунная, подмозолистая и боковая подмозолистая извилина;
• старую, к которой относят гиппокамб и зубчатую извилину (фасцию);
• новую, представленную всей остальной частью коры.

Строение полушарий головного мозга: они разделены продольной бороздой, в глубине которой расположен свод и мозолистое тело. Они соединяют полушария мозга. Мозолистое тело — это новая кора, состоящая из нервных волокон. Под ним находится свод.

Строение больших полушарий головного мозга представляется в качестве многоуровневой системы. Так в них различают доли (теменную, лобную, затылочную, височную), кору и подкорку. Большие полушария головного мозга выполняют много функций. Правое полушарие управляет левой половиной тела, а левое — правой. Они дополняют друг друга.

Кора

Гипоталамус — это подкорковый центр, в котором происходит регуляция вегетативных функций. Его влияние происходит через железы внутренней секреции и нервную систему. Он участвует в регуляции работы некоторых эндокринных желез и обмене веществ. Под ним находится гипофиз. Благодаря ему происходит регуляция температуры тела, пищеварительной и сердечнососудистой систем. Гипоталамус регулирует бодрствование и сон, формирует питьевое и пищевое поведение.

Задний мозг

Этот отдел состоит из расположенного спереди моста и находящегося позади него мозжечка. Строение моста головного мозга: дорсальная поверхность его накрыта мозжечком, а вентральная имеет волокнистое строение. Эти волокна направлены поперечно. Они с каждой стороны моста переходят в мозжечковую среднюю ножку. Сам мост имеет вид белого толстого валика. Он располагается над продолговатым мозгом. В бульбарно-мостовой борозде выходят корешки нервов. Задний головной мозг: строение и функции -на фронтальном разрезе моста заметно, что он состоит из большой вентральной (передней) и маленькой дорсальной (задней) части. Граница между ними — трапециевидное тело. Его толстые поперечные волокна относят к слуховому пути. Задний мозг обеспечивает проводниковую функцию.

Часто называемый малым мозгом, располагается сзади моста. Он прикрывает ромбовидную ямку и занимает практически всю заднюю ямку черепа. Его масса составляет 120-150 г. Над мозжечком сверху нависают большие полушария, отделенные от него поперечной щелью мозга. Нижняя поверхность мозжечка прилежит к продолговатому мозгу. В нем различают 2 полушария, а также верхнюю и нижнюю поверхность и червя. Граница между ними называется глубокой горизонтальной щелью. Поверхность мозжечка изрезана множеством щелей, между которыми расположены тоненькие валики (извилины) мозгового вещества. Группы извилин, находящиеся между глубокими бороздками являются дольками, которые, в свою очередь, составляют доли мозжечка (переднюю, клочково-узелковую, заднюю).

В мозжечке различают 2 вида вещества. Серое находится на периферии. Оно образует кору, в которой есть молекулярный, грушевидных нейронов и зернистый слой. Белое вещество головного мозга всегда находится под корой. Так и в мозжечке оно образует мозговое тело. Оно проникает во все извилины в виде белых полосок, покрытых серым веществом. В самом белом веществе мозжечка есть вкрапления серого вещества (ядра). На разрезе их соотношение напоминает дерево. От функционирования мозжечка зависит наша координация движения.

Средний мозг

Этот отдел располагается от переднего края моста до сосочковых тел и зрительных трактов. В нем выделяют скопление ядер, которые называются буграми четверохолмия. Средний мозг отвечает за скрытое зрение. Также в нем расположен центр ориентировочного рефлекса, обеспечивающий поворот тела в сторону резкого шума.

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

Поразительный мир

10 поразительных фактов о собачьем мышлении

Собака - друг человека и нередко что-нибудь, да от него и перенимает

Жизнь без мозга: истории людей, которым удалили важнейшие части мозга, но они прекрасно живут и без них

Жить можно и с 10%

30 удивительных фактов о мозге и мышлении, которые заставляют призадуматься

ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА
орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами - двигательными и чувствительными.
См. также НЕРВНАЯ СИСТЕМА . Головной мозг - симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он - ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество - нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам. Головной и спинной мозг защищены костными футлярами - черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная - твердая мозговая оболочка, внутренняя - мягкая, а между ними - тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами. Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.
КЛЕТКИ МОЗГА
Клетки ЦНС называются нейронами; их функция - обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.

Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков - дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).
Нервные импульсы. Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель - синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами - нейромедиаторами. Нервный импульс обычно зарождается в дендритах - тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов. В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга). Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором. С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается - происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация. Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона - в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс). Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, - кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.
Миелин и глиальные клетки. Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, - т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз. Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.
КАК РАБОТАЕТ МОЗГ
Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие - на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов. Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности. На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга. Большие полушария - самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, а также, вероятно, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком; ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не связанные с регуляцией движений или анализом сенсорной информации, именуются ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Ассоциативная кора обеспечивает такие сложные функции, как научение, память, речь и мышление.
Подкорковые структуры. Ниже коры залегает ряд важных мозговых структур, или ядер, представляющих собой скопление нейронов. К их числу относятся таламус, базальные ганглии и гипоталамус. Таламус - это основное сенсорное передающее ядро; он получает информацию от органов чувств и, в свою очередь, переадресует ее соответствующим отделам сенсорной коры. В нем имеются также неспецифические зоны, которые связаны практически со всей корой и, вероятно, обеспечивают процессы ее активации и поддержания бодрствования и внимания. Базальные ганглии - это совокупность ядер (т.н. скорлупа, бледный шар и хвостатое ядро), которые участвуют в регуляции координированных движений (запускают и прекращают их). Гипоталамус - маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью, гипоталамус - важный центр, контролирующий гомеостатические функции организма. Он вырабатывает вещества, регулирующие синтез и высвобождение гормонов гипофиза (см. также ГИПОФИЗ). В гипоталамусе расположены многие ядра, выполняющие специфические функции, такие, как регуляция водного обмена, распределения запасаемого жира, температуры тела, полового поведения, сна и бодрствования. Ствол мозга расположен у основания черепа. Он соединяет спинной мозг с передним мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста, среднего и промежуточного мозга. Через средний и промежуточный мозг, как и через весь ствол, проходят двигательные пути, идущие к спинному мозгу, а также некоторые чувствительные пути от спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. Ниже среднего мозга расположен мост, связанный нервными волокнами с мозжечком. Самая нижняя часть ствола - продолговатый мозг - непосредственно переходит в спинной. В продолговатом мозгу расположены центры, регулирующие деятельность сердца и дыхание в зависимости от внешних обстоятельств, а также контролирующие кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника. На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. Мозжечок расположен под затылочными долями больших полушарий. Через проводящие пути моста он связан с вышележащими отделами мозга. Мозжечок осуществляет регуляцию тонких автоматических движений, координируя активность различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов; он также постоянно контролирует положение головы, туловища и конечностей, т.е. участвует в поддержании равновесия. Согласно последним данным, мозжечок играет весьма существенную роль в формировании двигательных навыков, способствуя запоминанию последовательности движений.
Другие системы. Лимбическая система - широкая сеть связанных между собой областей мозга, которые регулируют эмоциональные состояния, а также обеспечивают научение и память. К ядрам, образующим лимбическую систему, относятся миндалевидные тела и гиппокамп (входящие в состав височной доли), а также гипоталамус и ядра т.н. прозрачной перегородки (расположенные в подкорковых отделах мозга). Ретикулярная формация - сеть нейронов, протянувшаяся через весь ствол к таламусу и далее связанная с обширными областями коры. Она участвует в регуляции сна и бодрствования, поддерживает активное состояние коры и способствует фокусированию внимания на определенных объектах.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МОЗГА
С помощью электродов, размещенных на поверхности головы или введенных в вещество мозга, можно зафиксировать электрическую активность мозга, обусловленную разрядами его клеток. Запись электрической активности мозга с помощью электродов на поверхности головы называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Она не позволяет записать разряд отдельного нейрона. Только в результате синхронизированной активности тысяч или миллионов нейронов появляются заметные колебания (волны) на записываемой кривой.

При постоянной регистрации на ЭЭГ выявляются циклические изменения, отражающие общий уровень активности индивида. В состоянии активного бодрствования ЭЭГ фиксирует низкоамплитудные неритмичные бета-волны. В состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами преобладают альфа-волны частотой 7-12 циклов в секунду. О наступлении сна свидетельствует появление высокоамплитудных медленных волн (дельта-волн). В периоды сна со сновидениями на ЭЭГ вновь появляются бета-волны, и на основании ЭЭГ может создаться ложное впечатление, что человек бодрствует (отсюда термин "парадоксальный сон"). Сновидения часто сопровождаются быстрыми движениями глаз (при закрытых веках). Поэтому сон со сновидениями называют также сном с быстрыми движениями глаз (см. также СОН). ЭЭГ позволяет диагностировать некоторые заболевания мозга, в частности эпилепсию
(см. ЭПИЛЕПСИЯ). Если регистрировать электрическую активность мозга во время действия определенного стимула (зрительного, слухового или тактильного), то можно выявить т.н. вызванные потенциалы - синхронные разряды определенной группы нейронов, возникающие в ответ на специфический внешний стимул. Исследование вызванных потенциалов позволило уточнить локализацию мозговых функций, в частности связать функцию речи с определенными зонами височной и лобной долей. Это исследование помогает также оценить состояние сенсорных систем у больных с нарушением чувствительности.
НЕЙРОХИМИЯ МОЗГА
К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), эндорфины и энкефалины. Помимо этих хорошо известных веществ, в мозге, вероятно, функционирует большое количество других, пока не изученных. Некоторые нейромедиаторы действуют только в определенных областях мозга. Так, эндорфины и энкефалины обнаружены лишь в путях, проводящих болевые импульсы. Другие медиаторы, такие, как глутамат или ГАМК, более широко распространены.
Действие нейромедиаторов. Как уже отмечалось, нейромедиаторы, воздействуя на постсинаптическую мембрану, изменяют ее проводимость для ионов. Часто это происходит через активацию в постсинаптическом нейроне системы второго "посредника", например циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Действие нейромедиаторов может видоизменяться под влиянием другого класса нейрохимических веществ - пептидных нейромодуляторов. Высвобождаемые пресинаптической мембраной одновременно с медиатором, они обладают способностью усиливать или иным образом изменять эффект медиаторов на постсинаптическую мембрану. Важное значение имеет недавно открытая эндорфин-энкефалиновая система. Энкефалины и эндорфины - небольшие пептиды, которые тормозят проведение болевых импульсов, связываясь с рецепторами в ЦНС, в том числе в высших зонах коры. Это семейство нейромедиаторов подавляет субъективное восприятие боли. Психоактивные средства - вещества, способные специфически связываться с определенными рецепторами в мозгу и вызывать изменение поведения. Выявлено несколько механизмов их действия. Одни влияют на синтез нейромедиаторов, другие - на их накопление и высвобождение из синаптических пузырьков (например, амфетамин вызывает быстрое высвобождение норадреналина). Третий механизм состоит в связывании с рецепторами и имитации действия естественного нейромедиатора, например эффект ЛСД (диэтиламида лизергиновой кислоты) объясняют его способностью связываться с серотониновыми рецепторами. Четвертый тип действия препаратов - блокада рецепторов, т.е. антагонизм с нейромедиаторами. Такие широко используемые антипсихотические средства, как фенотиазины (например, хлорпромазин, или аминазин), блокируют дофаминовые рецепторы и тем самым снижают эффект дофамина на постсинаптические нейроны. Наконец, последний из распространенных механизмов действия - торможение инактивации нейромедиаторов (многие пестициды препятствуют инактивации ацетилхолина). Давно известно, что морфин (очищенный продукт опийного мака) обладает не только выраженным обезболивающим (анальгетическим) действием, но и свойством вызывать эйфорию. Именно поэтому его и используют как наркотик. Действие морфина связано с его способностью связываться с рецепторами эндорфин-энкефалиновой системы человека (см. также НАРКОТИК). Это лишь один из многих примеров того, что химическое вещество иного биологического происхождения (в данном случае растительного) способно влиять на работу мозга животных и человека, взаимодействуя со специфическими нейромедиаторными системами. Другой хорошо известный пример - кураре, получаемое из тропического растения и способное блокировать ацетилхолиновые рецепторы. Индейцы Южной Америки смазывали кураре наконечники стрел, используя его парализующее действие, связанное с блокадой нервно-мышечной передачи.
ИССЛЕДОВАНИЯ МОЗГА
Исследования мозга затруднены по двум основным причинам. Во-первых, к мозгу, надежно защищенному черепом, невозможен прямой доступ. Во-вторых, нейроны мозга не регенерируют, поэтому любое вмешательство может привести к необратимому повреждению. Несмотря на эти трудности, исследования мозга и некоторые формы его лечения (прежде всего нейрохирургическое вмешательство) известны с древних времен. Археологические находки показывают, что уже в древности человек производил трепанацию черепа, чтобы получить доступ к мозгу. Особенно интенсивные исследования мозга проводились в периоды войн, когда можно было наблюдать разнообразные черепно-мозговые травмы. Повреждение мозга в результате ранения на фронте или травмы, полученной в мирное время, - своеобразный аналог эксперимента, при котором разрушают определенные участки мозга. Поскольку это единственно возможная форма "эксперимента" на мозге человека, другим важным методом исследований стали опыты на лабораторных животных. Наблюдая поведенческие или физиологические последствия повреждения определенной мозговой структуры, можно судить о ее функции. Электрическую активность мозга у экспериментальных животных регистрируют с помощью электродов, размещенных на поверхности головы или мозга либо введенных в вещество мозга. Таким образом удается определить активность небольших групп нейронов или отдельных нейронов, а также выявить изменения ионных потоков через мембрану. С помощью стереотаксического прибора, позволяющего ввести электрод в определенную точку мозга, исследуют его малодоступные глубинные отделы. Другой подход состоит в том, что извлекают небольшие участки живой мозговой ткани, после чего ее существование поддерживают в виде среза, помещенного в питательную среду, или же клетки разобщают и изучают в клеточных культурах. В первом случае можно исследовать взаимодействие нейронов, во втором - жизнедеятельность отдельных клеток. При изучении электрической активности отдельных нейронов или их групп в различных областях мозга вначале обычно регистрируют исходную активность, затем определяют эффект того или иного воздействия на функцию клеток. Согласно другому методу, через имплантированный электрод подается электрический импульс, с тем чтобы искусственно активировать ближайшие нейроны. Так можно изучать воздействие определенных зон мозга на другие его области. Этот метод электрической стимуляции оказался полезен при исследовании стволовых активирующих систем, проходящих через средний мозг; к нему прибегают также и при попытках понять, как протекают процессы научения и памяти на синаптическом уровне. Уже сто лет назад стало ясно, что функции левого и правого полушарий различны. Французский хирург П.Брока, наблюдая за больными с нарушением мозгового кровообращения (инсультом), обнаружил, что расстройством речи страдали только больные с повреждением левого полушария. В дальнейшем исследования специализации полушарий были продолжены с помощью иных методов, например регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов. В последние годы для получения изображения (визуализации) мозга используют сложные технологии. Так, компьютерная томография (КТ) произвела революцию в клинической неврологии, позволив получать прижизненное детальное (послойное) изображение структур мозга. Другой метод визуализации - позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) - дает картину метаболической активности мозга. В этом случае человеку вводится короткоживущий радиоизотоп, который накапливается в различных отделах мозга, причем тем больше, чем выше их метаболическая активность. С помощью ПЭТ было также показано, что речевые функции у большинства обследованных связаны с левым полушарием. Поскольку мозг работает с использованием огромного числа параллельных структур, ПЭТ дает такую информацию о функциях мозга, которая не может быть получена с помощью одиночных электродов. Как правило, исследования мозга проводятся с применением комплекса методов. Например, американский нейробиолог Р.Сперри с сотрудниками в качестве лечебной процедуры производил перерезку мозолистого тела (пучка аксонов, связывающих оба полушария) у некоторых больных эпилепсией. В последующем у этих больных с "расщепленным" мозгом исследовалась специализация полушарий. Было выявлено, что за речь и другие логические и аналитические функции ответственно преимущественно доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как недоминантное полушарие анализирует пространственно-временные параметры внешней среды. Так, оно активируется, когда мы слушаем музыку. Мозаичная картина активности мозга свидетельствует о том, что внутри коры и подкорковых структур существуют многочисленные специализированные области; одновременная активность этих областей подтверждает концепцию мозга как вычислительного устройства с параллельной обработкой данных. С появлением новых методов исследования представления о функциях мозга, вероятно, будут видоизменяться. Применение аппаратов, позволяющих получать "карту" метаболической активности различных отделов мозга, а также использование молекулярно-генетических подходов должны углубить наши знания о протекающих в мозгу процессах.
См. также НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ .
СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ
У различных видов позвоночных устройство мозга удивительно схоже. Если проводить сопоставление на уровне нейронов, то обнаруживается отчетливое сходство таких характеристик, как используемые нейромедиаторы, колебания концентраций ионов, типы клеток и физиологические функции. Фундаментальные различия выявляются лишь при сравнении с беспозвоночными. Нейроны беспозвоночных значительно крупнее; часто они связаны друг с другом не химическими, а электрическими синапсами, редко встречающимися в мозгу человека. В нервной системе беспозвоночных выявляются некоторые нейромедиаторы, не свойственные позвоночным. Среди позвоночных различия в устройстве мозга касаются главным образом соотношения отдельных его структур. Оценивая сходство и различия мозга рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих (в том числе человека), можно вывести несколько общих закономерностей. Во-первых, у всех этих животных строение и функции нейронов одни и те же. Во-вторых, весьма сходны устройство и функции спинного мозга и ствола головного мозга. В-третьих, эволюция млекопитающих сопровождается ярко выраженным увеличением корковых структур, которые достигают максимального развития у приматов. У земноводных кора составляет лишь малую часть мозга, тогда как у человека - это доминирующая структура. Считается, однако, что принципы функционирования мозга всех позвоночных практически одинаковы. Различия же определяются числом межнейронных связей и взаимодействий, которое тем выше, чем более сложно организован мозг. См. также

Человек – это сложный организм, состоящий из множества органов, объединённых в единую сеть, работа которой регулируется точно и безукоризненно. Основную функцию регулирования работы организма осуществляет центральная нервная система (ЦНС). Это сложнейшая система, включающая несколько органов и периферийных нервных окончаний и рецепторов. Важнейшим органом этой системы является головной мозг — сложный вычислительный центр, отвечающий за правильную работу всего организма.

Общая информация о строении мозга

Изучить его пытаются давно, но за все время ученые так и не смогли точно и однозначно на все 100% ответтить на вопрос что это и как работает данный орган. Многие функции изучены, по некоторым имеются только догадки.

Визуально его можно разделить на три основные части: , мозжечок и большие полушария. Однако это деление не отображает всей многогранности функционирования этого органа. Более детально эти части подразделяют на отделы, отвечающие за определенные функции организма.

Продолговатый отдел

Центральная нервная система человека является неразрывным механизмом. Плавным переходным элементом от спиномозгового сегмента цнс является продолговатый отдел. Визуально его можно представить в виде усеченного конуса с основанием вверху или небольшой головки лука с расходящимися от него утолщениями — , соединяющимися с промежуточным отделом.

Выделяют три различные функции отдела — сенсорные, рефлекторные и проводниковые. В его задачи входит контроль за основными защитными (рвотный рефлекс, чхание, кашель) и бессознательными рефлексами (сердцебиение, дыхание, моргание, слюноотделение, секреция желудочного сока, глотание, обмен веществ). Кроме этого, продолговатый мозг отвечает за такие чувства, как равновесие и координацию движений.

Средний мозг

Следующим отделом, отвечающим за связь со спинным мозгом является средний. Но основная функция данного отдела – обработка нервных импульсов и корректировка работоспособности слухового аппарата и зрительного центра человека. После обработки поступившей информации эта формация подает импульсные сигналы для ответной реакции на раздражители: поворот головы в сторону звука, изменение положения тела в случае опасности. К дополнительным функциям можно отнести регулирование температурного режима тела, мышечного тонуса, возбуждение.

Средний мозг человека отвечает за такую важную способность организма, как сон.

Средний отдел имеет сложное строение. Выделяют 4 скопления нервных клеток – бугров, два из которых отвечают за зрительное восприятие, два других за слух. Между собой и с другими отделами головного и спинного мозга связаны нервные скопления все той же нервнопроводящей тканью, визуально похожих на ножки. Общий размер сегмента не превышает 2 см у взрослого человека.

Промежуточный мозг

Еще более сложный по строению и выполняемым функциям отдел. Анатомически промежуточный мозг делится на несколько частей: Гипофиз. Это небольшой придаток мозга, который отвечает за секрецию необходимых гормонов и регулирование эндокринной системы организма.

Условно разделен на несколько частей, каждая из которых выполняет свою функцию:

• Аденогипофиз – регулятор периферийных эндокринных желез.
• Нейрогипофиз – связан с гипоталамусом и накапливает в себе выработанные им гормоны.

Гипоталамус

Небольшой участок мозга, важнейшей функцией которого является контроль сердечного ритма и давления крови в сосудах. Дополнительно гипоталамус отвечает за часть эмоциональных проявлений путем выработки необходимых гормонов для подавления стрессовых ситуаций. Еще одна важная функция – контроль голода, насыщения и жажды. В довершение, гипоталамус является центром сексуальной активности и удовольствия.

Эпиталамус

Основная задача этого отдела – регулирование суточного биологического ритма. При помощи вырабатываемых гормонов влияет на продолжительность сна в ночное время и нормального бодрствования в дневное. Именно эпиталамус приспосабливает наш организм к условиям «светового дня» и делит людей на «сов» и «жаворонков». Еще одна задача эпиталамуса – регулирование обмена веществ организма.

Таламус

Данная формация очень важна для правильного осознания окружающего нас мира. Именно таламус отвечает за обработку и интерпритацию импульов, поступающих от переферийных рецепторов. В данный центр обработки информации сходятся данные от зриттельных нервой, слухового аппарата, температурных рецепторов тела, обонятельных рецепторов и болевых точек.

Задний отдел

Как и предыдущие отделы задний мозг включает в себя подразделы. Основная часть – мозжечок, вторая – варолиев мост, представляющий собой небольшой валик нервных тканей для связи мозжечка с другими отделами и кровеносных сосудов, питающих мозг.

Мозжечок

По своей форме мозжечок напоминает большие полушария, он состоит из двух частей, соединённый «червяком» — комплексом проводящей нервной ткани. Основные полушария состоят из ядер нервных клеток или «серого вещества», собранных для увеличения поверхности и объема в складки. Эта часть располагается в затылочной части черепной коробки и полностью занимает всю ее заднюю ямку.

Основная функция этого отдела — координация двигательных функций. Однако мозжечок не инициирует движения рук или ног – только контролирует точность и четкость, порядок выполнения движений, моторика и осанка.

Второй немаловажной задачей является регулирование когнитивных функций. К ним относятся: внимание, понимание, осознание языка, регулирование ощущения страха, ощущение времени, осознание характера удовольствия.

Большие полушария мозга

Основная масса и объем мозга приходиться именно на конечный отдел или большие полушария. Полушарий два: левое – большей часть отвечающее за аналитическое мышление и речевые функции организма, и правое — основная задача которого абстрактное мышление и все процессы, связанные с творчеством и взаимодействием с окружающим миром.

Строение конечного мозга

Большие полушария мозга — это основной «процессорный блок» ЦНС. Несмотря на различную «специализацию» эти сегменты являются дополнением друг друга.

Большие полушария представляют собой сложную систему взаимодействия ядер нервных клеток и нервнопроводящих тканей соединяющих основные участки мозга. Верхняя поверхность,называемая корой, состоит из огромного количества нервных клеток. Её называют серым веществом. В свете общего эволюционного развития, кора – это самое молодое и наиболее развитое образование ЦНС и наивысшее развитие достигло именно у человека. Именно она ответственна за становление высших нервно-психических функций и сложных форм поведения человека. Для увеличения полезной площади поверхность полушарий собрана в складки или извилины. Внутренняя поверхность больших полушарий состоит из белого вещества – отростков нервных клеток, отвечающих за проведение нервных импульсов и связь с остальным сегментами ЦНС.

В свою очередь, каждое из полушарий условно разделяют на 4 части или доли: затылочные, теменные, височные и лобные.

Затылочные доли

Главной функцией этой условной части является обработка нейронных сигналов, поступающих от зрителных центров. Именно тут из световых раздражителей формируются привычные понятия цвета, объема и прочих трехмерных свойств видимого объекта.

Теменные доли

Этот сегмент ответственен за возникновение болевых ощущений и обработку сигналов от тепловых рецепторов организма. На этом их общая работа заканчивается.

Теменная доля левого полушария отвечает за структурирование информационных пакетов, позволяет оперировать логическими операторами, считать и читать. Также этот участок формирует осознание целостной структуры тела человека, определение правой и левой частей, координация отдельных движений в единое целое.

Правая же, занимается обобщением информационных потоков, которые генерируются затылочными долями и левой теменной. На этом участке формируется общая объемная картина восприятия окружающей среды, пространственного положения и риентации, просчет перспективы.

Височные доли

Данный сегмент можно сравнить с «жестким диском» компьютера – долговременное хранилище информации. Именно тут хранятся все воспоминая и знания человека, собранные за всю жизнь. Правая височная доля отвечает за визуальную память – память образов. Левая – тут хранятся все понятия и описания отдельных объектов, происходит интерпретация и сопоставление образов, их названий и характеристик.

Что касается распознавания речи, то в данной процедуре участвуют обе височные доли. Однако функции у них разные. Если левая доля призвана распознавать смысловую нагрузку услышанных слов, то правая интерпретирует интонационную окраску и сопоставление её с мимикой говорящего. Еще одной функцией данного участка мозга является восприятие и расшифровка нейронных импульсов приходящих от обонятельных рецепторов носа.

Лобные доли

Эта часть ответственна за такие свойства нашего сознания, как критическая самооценка, адекватность поведения, осознания степени бессмысленности поступков, настроения. Общее поведение человека тоже зависит от правильной работы лобных долей мозга, нарушения приводят к неадекватности и асоциальности поступков. Процесс обучения, освоения навыков, приобретения условных рефлексов зависит от правильной работы этой части мозга. Это касается и степени активности и любознательности человека, его инициативности и осознанности решений.

Для систематизации функций ГМ они представлены таблицей:

Отдел мозга	Функции
Продолговатый мозг	Контроль основных защитных рефлексов. Контроль бессознательных рефлексов. Контроль равновесия и координации движений.
Средний мозг	Обработка нервных импульсов, зрительных и слуховых центров, ответная реакция на них. Регулирование температурного режима организма, мышечного тонуса, возбуждение, сон.
Промежуточный мозг Гипоталамус Эпиталамус	Секрецию гормонов и регулирование эндокринной системы организма. Осознание окружающего мира, обработка и интерпритацию импульсов, поступающих от переферийных рецепторов. Обработка информации от периферийных рецепторов Контроль сердечного ритма и давления крови. Выработка гормонов. Контроль состояния голода, жажды, насыщения. Регулирование суточного биологического ритма, регулирование обмена веществ организма.
Задний мозг Мозжечок	Координация двигательных функций. Регулирование когнитивных функций: внимание, понимание, осознание языка, регулирование ощущения страха, ощущение времени, осознание характера удовольствия.
Большие полушария мозга Затылочные доли Теменные доли Височные доли Лобные доли.	Обработка нейронных сигналов, поступающих от глаз. Интерпретация болевых и тепловых ощущений, ответственность за возможность читать и писать, логическая и аналитическая способность мышления. Долговременное хранилище информации. Интерпретация и сопоставление информации, распознавание речи и мимики, расшифровка нейронных импульсов приходящих от обонятельных рецепторов. Критическая самооценка, адекватность поведения, настроения. Процесс обучения, освоения навыков, приобретения условных рефлексов.

Взаимодействие отделов мозга

Кроме того, что каждый отдел мозга имеет собственные задачи, целостная структура определяет сознание, характер, темперамент и прочие психологические особенности поведения. Формирование определенных типов определяется различной степенью влияния и активности того или иного сегмента головного мозга.

Первый психотип или холерический. Формирование такого типа темперамента происходит при доминированном влиянии лобных долей коры и одного из подотделов промежуточного мозга – гипоталамуса. Первая генерирует целеустремленность и желание, второй участок подкрепляет эти эмоции необходимыми гормонами.

Характерным взаимодействием отделов, определяющим второй тип темперамента – сангвиника, является совместная работа гипоталамуса и гиппокампа (нижней части височных долей). Основная функция гиппокампа – поддержание краткосрочной памяти и конвертация получаемых знаний в долгосрочную. Результатом такого взаимодействия является открытый, любознательный и интересующийся тип поведения человека.

Меланхолики – третий тип темпераментного поведения. Такой вариант образуется при усиленном взаимодействии гиппокампа и другой формацией больших полушарий – миндалевидного тела. При этом активность коры и гипоталамуса снижена. Миндалина принимает на себя весь «удар» возбуждающих сигналов. Но так как восприятие основных участков мозга заторможено, то реакция на возбуждение низкая, что в свою очередь сказывается и на поведении.

В свою очередь, формируя прочные связи, лобная доля способна задать активную модель поведения. При взаимодействии коры этого участка и миндалин центральная нервная система генерирует только высокозначимые импульсы, игнорируя при этом малозначимые события. Все это приводит к формированию Флегматичной модели поведения – сильного, целеустремленного человека с осознанием приоритетных целей.