Wat is het menselijk brein?
Bij de overgrote meerderheid is het het belangrijkste orgaan van het centrale zenuwstelsel
Ondanks aanzienlijke vooruitgang in de studiehersenen in de afgelopen jaren, veel van zijn werk is nog steeds een mysterie. Het functioneren van individuele cellen is redelijk goed uitgelegd, maar begrijpen hoe, als gevolg van de interactie van duizenden en miljoenen neuronen, de hersenen als geheel functioneren, is alleen beschikbaar in een zeer vereenvoudigde vorm en vereist verder diepgaand onderzoek.
Menselijke brein:
1. Cerebrale hemisfeer (telencephalon)
2. Thalamus (diencephalon)
3. Hypothalamus (diencephalon)
4. Middenhersenen
5. Brug
6. Cerebellum
7. Medulla oblongata
8. Ruggenmerg
Hersencellen omvatten neuronen (cellen die zenuwimpulsen genereren en doorgeven) en gliacellen die belangrijke aanvullende functies vervullen.
De hersenen wegen anderhalve kilogram en bevatten 100 miljardneuronen (dit is 15 keer de wereldbevolking). Bovendien bevatten de hersenen gliacellen, die tien keer talrijker zijn dan neuronen. Vroeger dacht men dat gliacellen slechts neuronen dicht bij elkaar hielden. Recent onderzoek toont echter aan dat gliacellen, waarover het menselijk lichaam in grotere aantallen beschikt dan welke andere dan ook, cruciaal zijn voor de chemische overdracht van informatie en dus voor alle processen in de hersenen, evenals voor het langetermijngeheugen.
Waarom het menselijk brein bestuderen?
Elk orgaan van het menselijk lichaam wordt eerst onderzochtom te leren hoe u het indien nodig effectief kunt behandelen. Maar het brein is een te complex en interessant systeem om zich te beperken tot een utilitaire benadering. Er zijn honderden laboratoria op universiteiten over de hele wereld die totaal verschillende aspecten van hersenactiviteit bestuderen.
Sommige richten zich op specifieke soorten aandoeningenpsyche - bijvoorbeeld bij schizofrenie. Anderen zijn in een droom. Weer anderen gaan over emoties. Anderen willen weten wat er met de hersenen gebeurt als iemand stress ervaart of alcohol drinkt: dit wordt onder meer gedaan door het psychofysiologielaboratorium van het Instituut voor Psychologie van de Russische Academie van Wetenschappen.
De resultaten van dergelijke onderzoeken zijn niet altijdwordt een methode voor het oplossen van een specifiek probleem dat verband houdt met hersenactiviteit. Neurowetenschappers verkrijgen vaak informatie die ons vooral helpt de specifieke kenmerken van relaties tussen mensen beter te begrijpen en bijvoorbeeld te achterhalen op basis van welke criteria we anderen als ‘ons’ en ‘vreemdeling’ rangschikken.
Er zijn laboratoria die tegelijkertijd werkenzowel toegepast als fundamenteel onderzoek. In 2012 hebben wetenschappers van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem een apparaat gemaakt waarmee blinde mensen met hun gehoor kunnen 'zien'. Het bestond uit een bril en een kleine camera die visuele informatie vastlegde, en een speciaal programma zette deze om in geluidssignalen.
Er wordt ook aangenomen dat een van de resultatenEen grondige, uitgebreide studie van de hersenen zal het mogelijk maken om kunstmatige intelligentie te creëren. In 2005 werd het beroemde Blue Brain Project, dat meerdere miljarden dollars waard was, gelanceerd, met als doel een computermodel van het menselijk brein te maken en het bewustzijn te simuleren.
Menselijke hersenen (gefixeerd in formaline)
Wat wordt tegenwoordig door het menselijk brein gebruikt?
De huidige methoden voor hersenonderzoek kunnen worden gerangschikt op basis van twee criteria.
- De eerste is de frequentie waarmee informatie wordt verzameld: deze varieert van milliseconden tot enkele seconden.
- De tweede is de ruimtelijke resolutie: hoeveel details we in de hersenen zelf kunnen zien.
Dus elektro-encefalografie kan verzamelenzeer hoge frequentie data. Aan de andere kant kan fMRI (functionele magnetische resonantie beeldvorming) vierkante millimeters van de hersenen beslaan, wat best veel is, aangezien er ongeveer 100.000 neuronen in een vierkante millimeter zitten.
Er zijn ook magnetische encefalografie,positronemissietomografie, transcraniële magnetische stimulatie. Methoden worden meestal verbeterd in de richting van niet-invasiviteit: we willen zoveel mogelijk leren over de hersenen van een levend persoon met minimale gevolgen voor zijn gezondheid en psychische toestand. Tegelijkertijd begonnen wetenschappers met de komst van fMRI letterlijk alle aspecten van hersenactiviteit te bestuderen. We kunnen bijna elk soort gedrag aan en er zeker van zijn dat er zeker een laboratorium in de wereld zal zijn dat het onderzoekt met behulp van fMRI.
Openbaar beschikbare methoden voor het diagnosticeren van de hersenen:
- Echografie van de hersenen.Het meest voorkomende onderzoek van allemaalrichtingen zijn echografie. Er is ook een echografie van de hersenen. Deze test maakt gebruik van echografie om de hersenen te onderzoeken, wat in meerdere onderzoeken veilig is gebleken. De impact ervan stapelt zich niet op en maakt het mogelijk onderzoek zo vaak uit te voeren als nodig is.
- MRI van de hersenen.De methode is onschadelijk, aangezien ioniserende stralingafwezig. U kunt de procedure naar behoefte uitvoeren, maar u krijgt niet meteen het resultaat. Soms kan het ontcijferen en diagnosticeren enkele tientallen minuten tot een paar dagen duren.
- PET-scan van de hersenen.De afkorting staat voorpositron emissie tomografie. Zijn belangrijkste taak is het diagnosticeren van het hersenmetabolisme bij een aantal ziekten. Hiervoor wordt een inschatting gemaakt van verschillende processen die op cellulair niveau in het hersenweefsel plaatsvinden.
- CT-scan van het hoofd en de hersenen. Computertomografie geeft niet alleende mogelijkheid om een gedetailleerd dwarsdoorsnedebeeld van de hersenen te verkrijgen, maar stelt u ook in staat de positie van formaties of schade te bepalen, evenals hun schaal. De procedure wordt als redelijk veilig beschouwd, maar er is nog steeds blootstelling aan straling. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het kiezen van de frequentie van onderzoeken en het combineren ervan met andere röntgenonderzoeken.
Het nieuwste op het gebied van hersenonderzoek
Nieuwe technologieën stellen ons in staat de structuur van de hersenen beter te begrijpen, maar hun functionaliteit is preciezer. Eind oktober hebben wetenschappers bijvoorbeeld een uitvinding gedaaneen nieuw type microscoop waarmee je biologisch weefsel door een intacte schedel kunt zien.Het maakt gebruik van een combinatie van hardware- en software-adaptieve optica om een beeld van een object te reconstrueren.
Een groep onderzoekers onder leiding van een professorChoi Wonshika van het Centrum voor Moleculaire Spectroscopie en Dynamica van het Instituut voor Basiswetenschappen (IBS) in Seoul, Zuid-Korea, heeft een grote doorbraak bereikt op het gebied van optische beeldvorming in het diepe weefsel. Ze heeft een nieuwe optische microscoop ontwikkeld die beelden kan maken door de intacte schedel van een muis. Als gevolg hiervan hebben wetenschappers toegang tot een microscopische kaart van neurale netwerken in hersenweefsels zonder verlies van ruimtelijke resolutie.
Nog een sensationele ontwikkeling:De hersenchip van Elon MuskHij zal volgens de ontwikkelaars mensen toestaanhoor geluiden buiten de normale frequenties. Het belangrijkste doel van de ontwikkelaars is om een technologie te creëren waarmee elektronische interfaces kunnen worden geïmplanteerd bij verlamde mensen, zodat ze computers en smartphones kunnen gebruiken voor communicatie.
Neuralink-wetenschappers zijn van plan om te gebruikenspeciale "filamenten" van elk 4-6 micron dik, die informatie naar de hoofdprocessor kunnen verzenden. Deze "draden" zullen in het menselijk brein worden geïmplanteerd. In theorie kunt u ze gebruiken zoals u wilt. Hier kunnen we echt praten over het verbeteren van iemands capaciteiten.
De "bundel" van zes neurondraden bevat 192elektroden, die met behulp van een robotchirurg in de hersenen worden geïmplanteerd. Tijdens de operatie probeert de chirurg interactie met bloedvaten te vermijden, waardoor ontstekingen tot een minimum worden beperkt.
Nog een recente uitvinding:nanodeeltjes die de hersenen kunnen binnendringen.Met hun hulp zal het mogelijk zijn de ontwikkeling van medicijnen voor de ziekte van Alzheimer, Parkinson en andere neurodegeneratieve ziekten te versnellen.
Eind juli schreef Hi-Tech gedetailleerd over hoe de technologieën van de toekomst al ten goede komen aan de mens: het ging overimplantatie van neurointerfaces in de hersenen.We hebben het over een systeem dat voorziet ininteractie tussen de hersenen en de computer en zorgt ervoor dat ze informatie met elkaar kunnen uitwisselen. Het eenvoudigste voorbeeld is het genereren van opdrachten voor een extern apparaat met behulp van hersenactiviteit. Een extern apparaat kan een computer, een applicatie, een robot, een drone, een prothese, een exoskelet of iets anders zijn. Het toepassingsgebied van dergelijke interfaces is zeer breed.
Wat weten we nog niet over de hersenen?
Wetenschappers hebben de hele tijd van onderzoek niets gevondenhet verschil in de structuur van de hersenen van een genie en een gewoon persoon. Hoogstwaarschijnlijk treden de verschillen op in de tot dusver ongrijpbare interactie tussen neuronen. Misschien kan hier enige pathologie een rol spelen. Pathologie alleen zal iemand niet tot een genie maken.
Het is nog onbekend wat het menselijk brein isanders dan de hersenen van dieren. En bovendien is het niet duidelijk waarom onze hersenen in deze specifieke vorm zijn ontstaan, omdat we ze aanvankelijk niet van deze omvang nodig hadden om te overleven. We hebben nog steeds geen overgangsbrug gevonden tussen Pithecanthropus en Homo sapiens. We hebben de genen van Neanderthalers, maar waarom ze op een gegeven moment de andere kant op zijn gegaan en niet verder met ons mee zijn gegaan, is ook onduidelijk.
En natuurlijk hebben wetenschappers nog steeds niet ontdekt hoeons brein werkt holistisch: als we de functies van individuele gebieden begrijpen, is het nog onbekend hoe deze ‘machine’ als geheel functioneert.
Lees ook
Vond het vermeende koninkrijk van de verdwenen Hettieten. Wat hebben archeologen gevonden?
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste
Biologen hebben ontdekt hoe ze winnend sperma kunnen identificeren