Kas ir cilvēka smadzenes?
Lielākajai daļai cilvēku tas ir galvenais centrālās nervu sistēmas orgāns
Neskatoties uz ievērojamo progresu pētījumāsmadzenēs pēdējos gados, liela daļa tā darba joprojām ir noslēpums. Atsevišķu šūnu darbība ir diezgan labi izskaidrota, taču izpratne par to, kā tūkstošiem un miljonu neironu mijiedarbības rezultātā smadzenes darbojas kopumā, ir pieejama tikai ļoti vienkāršotā formā un prasa turpmāku padziļinātu izpēti.
Cilvēka smadzenes:
1. Smadzeņu puslode (telencefalons)
2. talams (diencefalons)
3. Hipotalāms (diencefalons)
4. Vidējās smadzenes
5. Tilts
6. Smadzenītes
7. Medulla iegarena
8. Muguras smadzenes
Smadzeņu šūnas ietver neironus (šūnas, kas ģenerē un pārraida nervu impulsus) un glijas šūnas, kas veic svarīgas papildu funkcijas.
Smadzenes sver pusotru kilogramu un satur 100 miljardusneironiem (tas ir 15 reizes vairāk nekā pasaules iedzīvotāju skaits). Turklāt smadzenēs ir glia šūnas, kuru skaits ir desmit reizes lielāks nekā neironiem. Iepriekš tika uzskatīts, ka glia šūnas tikai turēja neironus tuvu viens otram. Tomēr jaunākie pētījumi liecina, ka glia šūnas, kuru cilvēka organismā ir vairāk nekā jebkura cita, ir ļoti svarīgas informācijas ķīmiskai pārraidei un līdz ar to visiem procesiem smadzenēs, kā arī ilgtermiņa atmiņai.
Kāpēc pētīt cilvēka smadzenes?
Vispirms tiek pārbaudīts jebkurš cilvēka ķermeņa orgānsgriezties, lai vajadzības gadījumā iemācītos to efektīvi ārstēt. Bet smadzenes ir pārāk sarežģīta un interesanta sistēma, lai aprobežotos ar utilitāru pieeju. Visā pasaulē universitātēs ir simtiem laboratoriju, kas pēta pilnīgi dažādus smadzeņu darbības aspektus.
Daži koncentrējas uz īpašiem traucējumu veidiempsihe - piemēram, par šizofrēniju. Citi ir sapnī. Vēl citi ir uz emocijām. Citi vēlas uzzināt, kas notiek ar smadzenēm, kad cilvēks piedzīvo stresu vai lieto alkoholu: to cita starpā izdara Krievijas Zinātņu akadēmijas Psiholoģijas institūta psihofizioloģijas laboratorija.
Šādu pētījumu rezultāti ne vienmēr irkļūst par metodi konkrētas ar smadzeņu darbību saistītas problēmas risināšanai. Neirozinātnieki bieži iegūst informāciju, kas galvenokārt palīdz labāk izprast cilvēku savstarpējo attiecību specifiku un noskaidrot, piemēram, pēc kādiem kritērijiem mēs citus ierindojam kā “mēs” un “svešie”.
Ir laboratorijas, kas strādā vienlaicīgigan lietišķie, gan fundamentālie pētījumi. Jeruzalemes Ebreju universitātes zinātnieki 2012. gadā izveidoja ierīci, kas ļauj neredzīgajiem cilvēkiem “redzēt” ar dzirdi. Tas sastāvēja no brillēm un nelielas kameras, kas ierakstīja vizuālo informāciju, un īpaša programma to pārveidoja par skaņas signāliem.
Tiek arī pieņemts, ka viens no rezultātiemRūpīga, visaptveroša smadzeņu izpēte ļaus izveidot mākslīgo intelektu. 2005. gadā tika uzsākts slavenais vairāku miljardu dolāru projekts Blue Brain Project, kura mērķis bija izveidot cilvēka smadzeņu datormodeli un simulēt apziņu.
Cilvēka smadzenes (fiksētas formalīnā)
Ko cilvēka smadzenes lieto šodien?
Pašreizējās smadzeņu izpētes metodes var sarindot, pamatojoties uz diviem kritērijiem.
- Pirmais ir informācijas vākšanas biežums: tas svārstās no milisekundēm līdz vairākām sekundēm.
- Otrais ir telpiskā izšķirtspēja: cik daudz detaļu mēs varam redzēt pašās smadzenēs.
Tātad elektroencefalogrāfija spēj savāktļoti augstas frekvences dati. Bet fMRI (funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana) var aptvert smadzeņu kvadrātveida milimetrus, kas ir diezgan daudz, jo vienā kvadrātveida milimetrā ir aptuveni 100 000 neironu.
Ir arī magnētiskā encefalogrāfija,pozitronu emisijas tomogrāfija, transkraniālā magnētiskā stimulācija. Metodes parasti tiek uzlabotas pret neinvazivitāti: mēs vēlamies pēc iespējas vairāk uzzināt par dzīvas personas smadzenēm ar minimālām sekām viņa veselībai un psiholoģiskajam stāvoklim. Tajā pašā laikā tieši ar fMRI parādīšanos zinātnieki sāka burtiski izpētīt visus smadzeņu darbības aspektus. Mēs varam veikt gandrīz jebkura veida izturēšanos un būt pārliecināti, ka pasaulē noteikti ir laboratorija, kas to pēta, izmantojot fMRI.
Publiski pieejamas smadzeņu diagnostikas metodes:
- Smadzeņu ultraskaņa.Visizplatītākais pētījums visāvirzieni ir ultraskaņa. Ir arī smadzeņu ultraskaņa. Šis tests izmanto ultraskaņu, lai pārbaudītu smadzenes, kas ir pierādīts, ka tas ir drošs vairākos pētījumos. Tā ietekme neuzkrājas un ļauj veikt pētījumus tik bieži, cik nepieciešams.
- Smadzeņu MRI. Metode ir nekaitīga, jo jonizējošais starojumsnav klāt. Jūs varat veikt procedūru pēc nepieciešamības, taču rezultātu nevarēsit iegūt uzreiz. Dažreiz atšifrēšana un diagnozes noteikšana var ilgt no vairākiem desmitiem minūšu līdz pat pāris dienām.
- Smadzeņu PET skenēšana.Saīsinājums apzīmēpozitronu emisijas tomogrāfija. Tās galvenais uzdevums ir diagnosticēt smadzeņu metabolismu vairākās slimībās. Tam tiek veikts dažādu procesu novērtējums, kas notiek smadzeņu audos šūnu līmenī.
- Galvas un smadzeņu CT skenēšana. Datortomogrāfija ne tikai dodiespēja iegūt detalizētu smadzeņu šķērsgriezuma attēlu, bet arī ļauj noteikt veidojumu vai bojājumu stāvokli, kā arī to mērogu. Procedūra tiek uzskatīta par diezgan drošu, taču joprojām pastāv radiācijas iedarbība. Tas jāņem vērā, izvēloties izmeklējumu biežumu un apvienojot tos ar citiem rentgena izmeklējumiem.
Jaunākais smadzeņu pētījumos
Jaunās tehnoloģijas ļauj labāk izprast smadzeņu uzbūvi, taču to funkcionalitāte ir precīzāka. Piemēram, oktobra beigās zinātnieki izgudrojajauna veida mikroskops, kas ļauj caur neskartu galvaskausu redzēt bioloģiskos audus.Tā izmanto aparatūras un programmatūras adaptīvās optikas kombināciju, lai rekonstruētu objekta attēlu.
Pētnieku grupa, kuru vada profesorsSeija, Dienvidkoreja, Pamatzinātņu institūta (IBS) Molekulārās spektroskopijas un dinamikas centra Choi Wonshika ir veikusi lielu izrāvienu dziļo audu optiskajā attēlveidošanā. Viņa ir izstrādājusi jaunu optisko mikroskopu, kas var uzņemt attēlus caur neskartu peles galvaskausu. Tā rezultātā zinātniekiem ir pieejama smadzeņu audu nervu tīklu mikroskopiska karte, nezaudējot telpisko izšķirtspēju.
Vēl viena sensacionāla attīstība:Elona Muska smadzeņu mikroshēma... Viņš, pēc izstrādātāju domām, ļaus cilvēkiemdzirdēt skaņas ārpus parastajām frekvencēm. Izstrādātāju galvenais mērķis ir radīt tehnoloģiju, kas ļautu paralizētiem cilvēkiem implantēt elektroniskās saskarnes, lai viņi saziņai varētu izmantot datorus un viedtālruņus.
Neuralink zinātnieki plāno izmantotkatrs īpašs 4–6 mikronu biezs „pavediens”, kas spēj pārsūtīt informāciju galvenajam procesoram. Šie "pavedieni" tiks implantēti cilvēka smadzenēs. Teorētiski jūs varat tos izmantot, kā vēlaties. Šeit mēs patiešām varam runāt par cilvēka spēju uzlabošanu.
Sešu neironu pavedienu "saišķī" ir 192elektrodi, kurus implantē smadzenēs ar robotu ķirurga palīdzību. Operācijas laikā ķirurgs cenšas izvairīties no mijiedarbības ar asinsvadiem, kas mazina iekaisumu.
Vēl viens nesens izgudrojums:nanodaļiņas, kas var iekļūt smadzenēs.Ar to palīdzību būs iespējams paātrināt Alcheimera, Parkinsona un citu neirodeģeneratīvu slimību medikamentu radīšanu.
Jūlija beigās Hi-Tech detalizēti rakstīja par to, kā nākotnes tehnoloģijas jau strādā cilvēku labā: tas bija parneirointerfeisu implantācija smadzenēs.Mēs runājam par sistēmu, kas nodrošinamijiedarbība starp smadzenēm un datoru un tādējādi ļauj tām apmainīties ar informāciju savā starpā. Vienkāršākais piemērs ir komandu ģenerēšana ārējai ierīcei, izmantojot smadzeņu darbību. Ārējā ierīce var būt dators, aplikācija, robots, drons, protēze, eksoskelets vai jebkas cits. Šādu saskarņu pielietojuma joma ir ļoti plaša.
Ko mēs joprojām nezinām par smadzenēm?
Visu pētījumu laiku zinātnieki nav atradušiatšķirība ģēnija un parasta cilvēka smadzeņu struktūrā. Visticamāk, atšķirības rodas līdz šim netveramā mijiedarbībā starp neironiem. Varbūt kāda loma šeit var būt loma. Tikai patoloģija nepadarīs cilvēku par ģēniju.
Joprojām nav zināms, kas ir cilvēka smadzenesatšķiras no dzīvnieku smadzenēm. Un turklāt nav skaidrs, kāpēc mūsu smadzenes radās tieši šādā formā, jo sākumā mums tās nebija vajadzīgas šāda izmēra izdzīvošanai. Mēs joprojām neesam atraduši pārejas tiltu starp Pithecanthropus un Homo sapiens. Mums ir neandertāliešu gēni, taču nav skaidrs arī tas, kāpēc viņi kādā brīdī pagriezās malā un netika tālāk ar mums.
Un, protams, zinātnieki joprojām nav izdomājuši, kāmūsu smadzenes strādā holistiski: ja ir saprotamas atsevišķu zonu funkcijas, tad vēl nav zināms, kā šī “mašīna” funkcionē kopumā.
Lasīt arī
Atrada pazudušo hetītu iespējamo valstību. Ko ir atraduši arheologi?
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno
Biologi ir izdomājuši, kā identificēt uzvarējušos spermu