Vad är den mänskliga hjärnan?
Det är huvudorganet i centrala nervsystemet hos de allra flesta
Trots betydande framsteg i studienhjärnan de senaste åren är mycket av dess arbete fortfarande ett mysterium. Enskilda cellers funktion är ganska väl förklarad, men att förstå hur hjärnan fungerar som ett resultat av interaktionen mellan tusentals och miljoner neuroner som helhet är endast tillgänglig i en mycket förenklad form och kräver ytterligare fördjupad forskning.
Mänsklig hjärna:
1. Cerebral halvklot (telencefalon)
2. Talamus (diencephalon)
3. Hypothalamus (diencephalon)
4. Mellanhjärna
5. Bro
6. Lillhjärnan
7. Medulla oblongata
8. Ryggmärg
Hjärnceller inkluderar nervceller (celler som genererar och överför nervimpulser) och gliaceller som utför viktiga ytterligare funktioner.
Hjärnan väger ett och ett halvt kilo och innehåller 100 miljarderneuroner (detta är 15 gånger världens befolkning). Dessutom innehåller hjärnan gliaceller, som är tio gånger fler än neuroner. Tidigare trodde man att gliaceller bara höll nervceller nära varandra. Senare forskning visar dock att gliaceller, som människokroppen besitter i större antal än någon annan, är avgörande för den kemiska överföringen av information och därmed för alla processer i hjärnan, samt för långtidsminnet.
Varför studera människans hjärna?
Alla organ i människokroppen undersöks förstvänd dig för att lära dig hur man behandlar det effektivt om det behövs. Men hjärnan är ett alltför komplext och intressant system för att begränsas till ett utilitaristiskt tillvägagångssätt. Det finns hundratals laboratorier på universitet runt om i världen som studerar helt olika aspekter av hjärnaktivitet.
Vissa fokuserar på specifika typer av störningarpsyke - till exempel om schizofreni. Andra är i en dröm. Ytterligare andra är på känslor. Ytterligare andra vill ta reda på vad som händer med hjärnan när en person upplever stress eller dricker alkohol: detta görs bland annat av psykofysiologilaboratoriet vid Institute of Psychology vid Ryska vetenskapsakademin.
Resultaten av sådana studier är inte alltidblir en metod för att lösa ett specifikt problem relaterat till hjärnans aktivitet. Neuroforskare får ofta information som främst hjälper oss att bättre förstå detaljerna i relationer mellan människor och ta reda på, till exempel, utifrån vilka kriterier vi rankar andra som "oss" och "främling".
Det finns laboratorier som arbetar samtidigtbåde tillämpad och grundforskning. År 2012 skapade forskare vid det hebreiska universitetet i Jerusalem en enhet som gör det möjligt för blinda människor att "se" med sin hörsel. Den bestod av glasögon och en liten kamera som spelade in visuell information, och ett specialprogram omvandlade det till ljudsignaler.
Det antas också att ett av resultatenEn grundlig, omfattande studie av hjärnan kommer att göra det möjligt att skapa artificiell intelligens. År 2005 lanserades det berömda Blue Brain-projektet för flera miljarder dollar, vars mål var att göra en datormodell av den mänskliga hjärnan och simulera medvetande.
Mänsklig hjärna (fixerad i formalin)
Vad används den mänskliga hjärnan idag?
Aktuella hjärnforskningsmetoder kan rangordnas utifrån två kriterier.
- Den första är frekvensen av informationsinsamling: den varierar från millisekunder till flera sekunder.
- Den andra är rumslig upplösning: hur mycket detaljer vi kan se i själva hjärnan.
Så elektroencefalografi kan samla inmycket högfrekventa data. Men fMRI (funktionell magnetisk resonanstomografi) kan täcka kvadratmillimeter i hjärnan, vilket är ganska mycket, eftersom det finns cirka 100 000 neuroner i en kvadratmillimeter.
Det finns också magnetisk encefalografi,positronemissionstomografi, transkraniell magnetisk stimulering. Metoder förbättras vanligtvis mot icke-invasivitet: vi vill lära oss så mycket som möjligt om hjärnan hos en levande person med minimala konsekvenser för hans hälsa och psykiska tillstånd. Samtidigt var det med tillkomsten av fMRI som forskare började studera bokstavligen alla aspekter av hjärnaktivitet. Vi kan ta nästan alla typer av beteenden och vara säkra på att det definitivt finns ett laboratorium i världen som studerar det med fMRI.
Allmänt tillgängliga metoder för att diagnostisera hjärnan:
- Ultraljud i hjärnan.Den vanligaste studien i allaanvisningarna är ultraljud. Det finns också ett ultraljud av hjärnan. Detta test använder ultraljud för att undersöka hjärnan, vilket har bevisats säkert i flera studier. Dess inverkan ackumuleras inte och gör att forskning kan utföras så ofta som behövs.
- MRT av hjärnan. Metoden är ofarlig, eftersom joniserande strålningär frånvarande. Du kan utföra proceduren efter behov, men du kommer inte att kunna få resultatet direkt. Ibland kan det ta flera tiotals minuter till ett par dagar att dechiffrera och diagnostisera.
- PET-skanning av hjärnan.Förkortningen står förpositronemissionstomografi. Dess huvuduppgift är att diagnostisera hjärnmetabolism i ett antal sjukdomar. För detta görs en bedömning av olika processer som förekommer i hjärnvävnaderna på mobilnivå.
- Datortomografi av huvudet och hjärnan. Datortomografi ger inte baraförmågan att få en detaljerad tvärsnittsbild av hjärnan, men låter dig också bestämma positionen för formationer eller skador, såväl som deras skala. Förfarandet anses vara ganska säkert, men det finns fortfarande strålningsexponering. Detta bör beaktas när man väljer undersökningsfrekvens och kombinerar dem med andra röntgenundersökningar.
Det senaste inom hjärnforskning
Ny teknik gör att vi bättre kan förstå hjärnans struktur, men deras funktionalitet är mer exakt. Till exempel, i slutet av oktober uppfann forskare en ny typ av mikroskop som låter dig se biologisk vävnad genom en intakt skalle.Den använder en kombination av hårdvara och mjukvara adaptiv optik för att rekonstruera en bild av ett objekt.
En grupp forskare som leds av en professorChoi Wonshika från Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics vid Institute for Basic Sciences (IBS) i Seoul, Sydkorea, har gjort ett stort genombrott inom optisk avbildning av djupa vävnader. Hon har utvecklat ett nytt optiskt mikroskop som kan ta bilder genom en intakt skalle av en mus. Som ett resultat har forskare tillgång till en mikroskopisk karta över neurala nätverk i hjärnvävnader utan förlust av rumslig upplösning.
En annan sensationell utveckling:Elon Musks hjärnchip... Enligt utvecklarna tillåter han människorhör ljud utanför normala frekvenser. Huvudmålet för utvecklarna är att skapa en teknik som gör det möjligt att implantera elektroniska gränssnitt till förlamade människor så att de kan använda datorer och smartphones för kommunikation.
Neuralink forskare planerar att användaspeciella "trådar" 4-6 mikron tjocka vardera, som kan överföra information till huvudprocessorn. Dessa "trådar" kommer att implanteras i den mänskliga hjärnan. I teorin kan du använda dem som du vill. Här kan vi verkligen prata om att förbättra mänskliga förmågor.
"Bunten" med sex neurontrådar innehåller 192elektroder, som implanteras i hjärnan med hjälp av en robotkirurg. Under operationen försöker kirurgen undvika interaktion med blodkärlen, vilket minimerar inflammation.
En annan ny uppfinning:nanopartiklar som kan tränga igenom hjärnan.Med deras hjälp kommer det att vara möjligt att påskynda skapandet av läkemedel mot Alzheimers, Parkinsons och andra neurodegenerativa sjukdomar.
I slutet av juli skrev Hi-Tech i detalj om hur framtidens teknologier redan fungerar till nytta för människor: det handlade omimplantation av neurogränssnitt i hjärnan.Vi talar om ett system som gerinteraktion mellan hjärnan och datorn och gör att de kan utbyta information med varandra. Det enklaste exemplet är genereringen av kommandon för en extern enhet med hjälp av hjärnaktivitet. En extern enhet kan vara en dator, en applikation, en robot, en drönare, en protes, ett exoskelett eller något annat. Tillämpningsområdet för sådana gränssnitt är mycket brett.
Vad vet vi fortfarande inte om hjärnan?
Under hela forskningens tid har forskare inte hittat detskillnaden i hjärnstrukturen hos ett geni och en vanlig person. Troligtvis uppstår skillnaderna i den hittills svårfångade interaktionen mellan nervceller. Kanske kan en del patologi spela en roll här. Patologi ensam kommer inte att göra en person till ett geni.
Det är fortfarande okänt vad den mänskliga hjärnanskiljer sig från djurets hjärna. Och dessutom är det inte klart varför vår hjärna uppstod i just denna form, eftersom vi först inte behövde den av denna storlek för att överleva. Vi har fortfarande inte hittat någon övergångsbro mellan Pithecanthropus och Homo sapiens. Vi har neandertalarnas gener, men varför de någon gång vek åt sidan och inte gick vidare med oss är också oklart.
Och naturligtvis har forskarna fortfarande inte kommit på hurvår hjärna fungerar holistiskt: om man förstår funktionerna i enskilda områden är det fortfarande okänt hur denna "maskin" fungerar som helhet.
Läs också
Hittade det påstådda riket för de försvunna hettiterna. Vad har arkeologer funnit?
Doomsday-glaciären visade sig vara farligare än forskare trodde. Vi berättar det viktigaste
Biologer har räknat ut hur man identifierar vinnande spermier