Человеческий мозг особенности и возможности: О мозге — CogniFit («КогниФит»)

На что способен наш мозг? 10 удивительных фактов

Благодаря многолетнему изучению наших внутренностей при любом удобном случае, учёные стали хорошо понимать, как работает практически каждая часть нашего тела. Однако самым загадочным отделом нашего организма является головной мозг. И чем больше мы его изучаем, тем более загадочным он становится. Вы даже не представляете, на какие удивительные вещи способна наша «думалка». Не переживайте, ученые долгое время тоже этого не знали.

Мозг-супергерой.

Сегодня мы расскажем о 10 самых невероятных возможностях нашего мозга, которые делают нас почти супергероями.

Содержание

• 1 Мозг умеет создавать ложные воспоминания
• 2 Наш мозг может предсказывать будущее
• 3 Наш мозг «видит» на 360 градусов
• 4 Наш мозг может точно оценить любого человека за доли секунды
• 5 Наш мозг – идеальный будильник
• 6 Наш мозг может «слушать» и учиться во время сна
• 7 Мозг способен обучаться за счёт воображения
• 8 Наш мозг имеет «режим автопилота»
• 9 Наш мозг способен наращивать мышцы в нашем теле
• 10 Наш мозг может ощущать магнитные поля

Мозг умеет создавать ложные воспоминания

Обмани меня.

Вот вам научный факт: наш мозг способен создавать ненастоящие воспоминания. Вы никогда не оказывались в ситуации, когда что-то помните, хотя в реальности этого никогда не было? Нет, мы сейчас не говорим о воспоминаниях о прошлых жизнях, где вы были Цезарем или Клеопатрой. Речь о идёт о том, что вы «помните», как делали вещи, которые в реальности не делали. Думали, что заняли денег у соседа, а на самом деле не занимали. Думали, что купили какую-то вещь, а на самом деле не покупали. Таких примеров куча.

Есть и более впечатляющие. Например, наш мозг может убедить нас в том, что мы совершили преступление. В одном из экспериментов учёные смогли внушить и создать ложные воспоминания у 70 процентов участников. Те стали думать, что совершили кражу или вооруженное нападение.

Как это работает? Есть мнение, что наш мозг может заполнять пробелы в нашей памяти неточной или полностью недостоверной информацией, когда мы пытаемся что-то вспомнить.

Также интересно почитать: Плохие запахи делают воспоминания более сильными

Наш мозг может предсказывать будущее

Ловкость.

Установлено, что во время поступления визуальной информации в наш мозг существует некоторая задержка, благодаря чему мы можем прогнозировать то, что должно произойти дальше. Эти предсказания строятся в том числе и на нашем прошлом опыте (в нас летит мяч — нужно увернуться; открытый дорожный люк – нужно обойти). Мы даже не подключаем к этому свое сознание (другими словами, не обдумываем). Все люди способны предсказывать будущее, что помогает нам избегать тех вещей, которые могут нам навредить.

Наш мозг «видит» на 360 градусов

Мозг может видеть лучше, чем глаза.

А эта возможность делает нас похожими на «Человека-паука». Да, мы, а точнее наш мозг способен очень внимательно следить за окружающей обстановкой и сообщать о том, что мы еще толком не осознали. Например, мы начинаем ощущать, за нами кто-то следит. Появляется чувство неловкости, начинаем потеть, кожа покрывается мурашками. Поворачиваем голову в эту сторону, и действительно видим, что какой-то человек на нас смотрит. Некоторые это называют «шестым чувством».

Глаз на затылке у нас нет, да и поле зрения у нас довольно узкое, по сравнению с другими животными. Но мозгу они там и не нужны. У него есть более эффективные средства для оценки окружающей обстановки. Например, слух, который способен замечать даже самые незначительные изменения в окружающем фоне. И эта способность особенно усиливается, когда мы не можем видеть часть этого окружения.

Наш мозг может точно оценить любого человека за доли секунды

Творчество доступно не всем.

У мозга очень хорошее чутье.

Неважно настолько непредвзятыми мы пытаемся себе казаться, у нашего мозга свое представление на этот вопрос. Он способен оценить впервые встреченного вами человека всего за 0,1 секунды (как выглядит, как говорит, как одет, побрит и так далее). Пока мы пытаемся все это сознательно понять, наш мозг на подсознательном уровне уже создает картинку человека (и причем довольно точную) и делает вывод – понравится вам этот человек или нет.

Читайте также: Величайшие загадки: что такое сознание?

Наш мозг – идеальный будильник

Мозг разбудит сам себя лучше любого смартфона.

«Мне не нужен будильник. Я сам себе будильник», говорят некоторые люди. Знайте, они не шутят. Если вы соблюдаете режим (ложитесь спать и встаете в одно и то же время), ваш мозг привыкает. Наши собственные биологические часы – лучше любого будильника. Поэтому многие люди могут просыпаться еще до того момента, как прозвенит мерзкий звонок, сообщающий о том, что пора вставать на работу. Часто такое наблюдается, например, у офисных работников.

Наш мозг может «слушать» и учиться во время сна

Хотели бы учиться во сне?

Мы привыкли думать, что во время сна наш мозг полностью отключается. На самом деле это не так. Да, некоторые отделы мозга действительно отдыхают, снижая свою активность. Но, мы можем даже учиться во сне! Во время так называемой фазы быстрого сна человек способен запоминать некоторые вещи. В ходе экспериментов перед спящими людьми ученые проигрывали определенные звуковые сигналы (которые люди никогда до этого не слышали). Затем люди просыпались, а исследователи проигрывали им эти сигналы снова и просили сказать, какие из этих звуков кажутся знакомыми. И люди их узнавали!

Крутая способность, но не советуем пользоваться ею для подготовки домашнего задания, зачетов и важных презентаций.

Также интересно: Электрическая стимуляция мозга временно омолаживает мозг человека на 50 лет

Мозг способен обучаться за счёт воображения

Творчество доступно не всем.

Простой эксперимент, впервые проведенный еще более 100 лет назад. Людей разделили на две группы. Одну группу стали обучать базовым навыкам игры на пианино с использованием инструмента. Обучение другой группы проходило без пианино. Людям просто рассказывали, как правильно ставить и двигать пальцами, а также описывали, как звучит та или иная нота. К концу обучения было установлено, что обе группы обладают одинаковыми навыками – обе смогли сыграть на пианино мелодию, которой их обучали.

В 90-х годах уже с использованием более современных научных инструментов ученые действительно выяснили, что воображаемое обучение и практика может оказывать такое же воздействие на мозг, как и реальные.

Наш мозг имеет «режим автопилота»

Испытывали когда-нибудь чувство автопилота?

Как только мы хорошо овладеваем каким-нибудь навыком, наш мозг подключает к работе определенный отдел, так называемую сеть пассивного режима работы. Она используется для выполнения задач, не требующих сложного анализа, поскольку их решение уже многократно опробовано и доведено до автоматизма.

Людей обучили одной карточной игре, которая требует небольшого мыслительного процесса. Люди играли хорошо, но когда после многочисленных партий к работе подключилась эта самая сеть пассивного режима работы, они стали играть еще лучше.

Обучение другим видам навыков дается людям сложнее. Например, игра на инструментах. Сначала – очень сложно. Но после, когда ваши руки и пальцы запомнили, как нужно правильно играть — ваш мозг фактически отключается. И вы начинаете делать это на автоматизме.

Наш мозг способен наращивать мышцы в нашем теле

Воображаемые тренировки, они такое.

Сейчас лето и многие из нас, наверно, опять с горечью вздыхают о том, что не смогли к нему подготовиться. Все эти диеты и фитнес-центры так и остались нашими желаниями и воспоминаниями. Не отчаивайтесь! Наш мозг способен увеличивать силу наших тел, если мы об этом просто подумаем.

В эксперименте одну группу людей попросили каждый день (в течение 5 дней) по 11 минут представлять, что они занимаются повышением силы кистей рук. К окончанию опыта было установлено: у той группы людей, что думали о накачке рук, сила хвата оказалась в два раза выше, чему тех, которые этого не делали.

Можно ли получить шесть кубиков пресса таким же методом? Не узнаете, пока не попробуете.

Наш мозг может ощущать магнитные поля

Мозг — тот еще компас.

Некоторые виды животных и птиц, а также насекомых способны чувствовать магнитное поле Земли. Это позволяет им ориентироваться в пространстве и находить нужный путь. Вы удивитесь, но человек такой возможностью тоже обладает. Почитать подробнее об этом можно в нашей статье. Если кратко, эксперименты показали, что наш мозг способен определять изменения направления магнитного поля. Правда, мы этой способностью не пользуемся. А вот наши далекие предки – очень даже могли.

Читайте также: Взломать человеческий мозг: грандиозный план Брайана Джонсона

Подписавшись на наш Telegram-канал, вы сможете узнать еще больше интересных научных фактов.

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Как устроен наш мозг и что происходит в нем? На основе чего человек принимает решения и чем они обусловлены? Об этом рассказал кандидат физико-математических наук, ученый секретарь Курчатовского комплекса НБИКС-технологий НИЦ «Курчатовский институт» Вячеслав Демин в лекции, состоявшейся в образовательном центре «Сириус». «Лента.ру» публикует выдержки из его выступления.

Прорыв через разрыв

Вячеслав Демин

Мозг состоит примерно из ста миллиардов нейронов, то есть нервных клеток, которые с помощью электрических и химических сигналов через отростки (дендриты и аксоны) получают и передают друг другу информацию. Соприкасаясь, нейроны создают нейронные сети. Место контакта называется синапсом. В мозге есть порядка квадриллиона синапсов (квадриллион — цифра с 15 нулями, то есть миллион миллиардов). Это значит, что у каждого нейрона около 10 тысяч соединений — весьма показательная иллюстрация того, сколь разнообразны и многогранны могут быть связи лишь одной нервной клетки. Вещество, помогающее передавать информацию, называется нейромедиатором. Таких веществ науке известно несколько сотен.

Научное сообщество подходит к вопросу изучения мозга с разных позиций. Есть нейрофизиологи, рассматривающие конкретные процессы на нейронном уровне, их условно можно назвать «материалистами». С другой стороны, находятся нейропсихологи, их условно можно назвать «идеалистами», в центре их внимания — мир идей, пространство высших когнитивных функций человека, отвечающих за память и мышление, сознание и подсознание, эмоции и принятие решений, отношение к себе и другим людям. Между первым подходом и вторым — фундаментальный «объяснительный разрыв» (explanatory gap). Его и изучает когнитология, научное направление, относительно недавно сложившееся на стыке нейрофизиологии и нейропсихологии. Видимо, именно когнитология в первую очередь сможет привести к прорыву в области создания искусственного интеллекта.

Поиск оптимального решения

Что такое мышление? Это постоянный поиск оптимального решения стоящих перед нами задач. Как правило, при принятии даже самого незначительного решения у человека возникает несколько вариантов, перед каждым шагом он оказывается на развилке, и исход не предопределен. Человек должен сделать наилучший ход. То есть ежесекундно каждый из нас строит у себя в голове «дерево возможностей», и порой это дерево невероятно ветвисто.

Как выбрать правильный вариант, особенно если алгоритм поиска неизвестен? Интеллект прибегает к помощи так называемых эвристик. Для иллюстрации можно привести пример из шахмат. На доске возможна такая расстановка фигур, когда у белых, например, остался только король и пешки, но расставлены пешки так, что не дают пройти черным. Человек сразу понимает, что при таких условиях самый благоприятный и вполне вероятный для белых исход партии — это ничья.

А вот компьютерная программа Deep Thought, которая впоследствии обыграла чемпиона мира Гарри Каспарова, рассматривала ситуации исключительно с математической точки зрения. Она видела, что белая пешка может взять ладью черных, а это приведет к заметному ослаблению противника и улучшению позиции по очкам. Компьютер не понимал, что этим ходом он открывает брешь в своей защите. В результате он уже не мог рассчитывать на ничью, получал мат и проигрывал партию.

Фото: Carina Johansen / NTB Scanpix / Reuters

Впоследствии программисты ввели в компьютер алгоритм действий в подобных ситуациях, и таких промахов машина больше не совершала. Естественный интеллект, в отличие от искусственного, способен самостоятельно делать выводы, анализировать ошибки и не повторять их.

Представление знаний

Второй аспект мышления — это представление знаний. Мы все смотрим на мир через призму восприятия и формируем у себя в голове модель какого-либо процесса или объекта. Эти представления индивидуальны. И когда мы мыслим, то оперируем моделями, а не реальными объективными данными.

Есть известная шутка про стакан, наполовину заполненный водой. Оптимист считает, что он наполовину полон, пессимист — наполовину пуст. Но могут быть и другие представления. Например, программист скажет, что емкость в два раза больше, чем нужно. Исходные объективные данные одинаковые, а модели, которыми оперируют на их основании люди, разные. В результате, если со стаканом связана некая задача, то и решения могут отличаться друг от друга. Важно подобрать подходящее представление, в котором найдется алгоритм, решающий задачу. В другом, неудачном, представлении задача может оказаться крайне сложной или вовсе неразрешимой.

Поэтому мышление должно сочетаться с обучением, то есть накоплением информации с последующим обобщением. Можно бесконечно долго наблюдать за гроссмейстером, записывать и зазубривать его ходы, потом их воспроизводить. Но это не научит игре в шахматы. Наоборот, попытки понять саму систему или тактику игры, дающую идеи об общем представлении гроссмейстером шахматных проблем, в итоге со временем и практикой дадут положительный результат. Это и есть обучение.

Типы мышления

Как развивается мышление человека? В детстве — через наглядно-действенное представление: «увидел — совершил действие». Постепенно формируется наглядно-образное мышление: «увидел — вспомнил или представил связанные объекты или варианты действий — совершил действие». Отдельные объекты заменяются категориями, представлениями, моделируются отдельные связи между ними. Следующий этап — полностью абстрактное словесно-логическое мышление, когда для самого процесса мышления уже нет необходимости совершать какие-либо действия, все происходит в воображении.

В середине XX века немецкий психолог Вольфганг Келлер провел эксперимент. Рядом с клеткой обезьян положил банан и дал животным палку. Те почти сразу сообразили, как дотянуться палкой до банана и пододвинуть к клетке. Происходило это за счет наглядно-действенного мышления: обезьяны брали палку и экспериментировали, быстро находя решение.

Затем задачу усложнили: банан положили дальше, а обезьянам дали две палки, из которых можно было собрать одну длинную. Эта головоломка для подавляющего большинства оказалась непосильной. Обезьяны бесились, но не могли сообразить, что делать, прыгали по клетке, стучали палкой по решетке.

Самые умные садились, задумывались и через некоторое время понимали, что надо делать. Этот момент перехода к наглядно-образному мышлению называется «гештальт-переключение»: обезьяна прекращала активные, но беспорядочные и неэффективные действия и задумывалась. Иными словами, мысль — это «свернутое действие», то есть действие, перенесенное в воображение.

Фото: Depositphotos

Так возникает универсальное мышление: если выбранный алгоритм не подходит, мозг ищет новое представление и новые возможные связи, путешествует по «дереву возможностей», пока не найдет подходящий вариант. Найденное решение затем воздействует на внешнюю среду (банан ваш) и идет (возможно, вместе с новым найденным представлением) в базу знаний, пополняя персональный опыт.

Важную роль в универсальном мышлении играют эмоции. Они модулируют цель, модифицируют ее. Представьте робота, который идет выполнять поставленную задачу. Вдруг впереди все начинает взрываться. Машина не чувствует страха, поэтому ни цель, ни линия поведения не меняются. Взрыв — робот уничтожен. А человек на его месте попытался бы сохранить свою жизнь, чтобы затем выполнить первоначальную задачу.

Где обрабатывается информация

Первая задача мозга — это распознавание образов. Что происходит, если вы видите, скажем, лицо человека? Информация поступает в зрачок, проецируется на сетчатке. Сигнал передается в первичную зрительную кору. Она располагается ближе к затылку и отвечает за распознавание только простейших геометрических объектов, таких как, например, линии с разными углами наклона. Информация отфильтровывается и передается во вторичную зрительную кору — там распознаются уже более сложные паттерны, например, полуокружности.

Далее обработанная информация передается в височную область коры мозга (это так называемый вентральный путь обработки зрительной информации), где распознаются такие простейшие элементы, как нос, глаз, ухо. Как это происходит? Есть нейроны, реагирующие только на нос, есть нейроны, реагирующие только на глаз, и так далее. В то же время, есть нейроны без особой специализации, и они могут реагировать как на нос, так и на глаз.

В итоге активность всей совокупности этих клеток передается в орбитофронтальную кору головного мозга в лобных долях. Там картинка собирается воедино, и вы распознаете лицо уже целиком. По мере продвижения информация сжимается, с каждым разом кодируется все меньшим числом нейронов — она как будто архивируется. В передних же долях мозга кодируется склад различных высокоуровневых образов, которыми человек в итоге и оперирует.

Мозг не самостоятелен в своих действиях. Им дирижирует таламус — парный орган, которым заканчивается средний мозг, идущий от спинного. У таламуса к каждому участку коры прикреплены ниточки. Дергая за них, он активизирует те или иные участки, отвечающие в настоящий момент за оптимальное решение текущей задачи.

Но даже дирижер не независим. Таламусом управляют так называемые базальные ядра (ганглии). У ключевых нейронов этих ядер сильная зависимость от дофамина, нейромедиатора, вызывающего у человека острое удовольствие.

Мы все с вами дофаминовые наркоманы, как ни грустно это признавать, — базальные ядра все время хотят много дофамина. Но он выделяется в ответ на субъективную ценность того или иного решения, за которое отвечает определенный участок коры.

Мозг человека

Изображение: Diomedia

Если ценность активации участка коры высока, то есть это решение для нас в текущей ситуации предположительно оптимальное, то дофамина выделится больше, и мы испытаем радость. Что определяет ценность? Во-первых, наш опыт. У маленького ребенка опыт минимален, и он радуется почти всему на свете, любому кубику. Проявляя любопытство, человек пробует различные варианты, закрепляет те, которые приносят субъективную пользу и, соответственно, выбросы дофамина, и избегает тех, которые, напротив, причиняют неприятные или болевые ощущения. По мере взросления и приобретения опыта планка ценности повышается.

Во-вторых, ценность определяется эмоциями (и не только положительными): чем они ярче, тем выше ценность. Отсюда следует еще один нейрофизиологический регулятор — области мозга, отвечающие за эмоции (миндалины, гиппокамп, передние и височные доли коры и другие).

Получается, что мозг в процессе поиска оптимального решения стоящей перед ним задачи работает как саморегулирующаяся система. С одной стороны, он задействует знания из опыта (то есть из соответствующих участков коры), с другой — взвешивает эти решения за счет системы переживания эмоций (включающих эти же и другие участки коры и органы лимбической системы мозга). Все это собирается базальными ядрами, и через таламус дается «добро» на активацию участка коры, приносящего наибольшее вознаграждение дофаминовым нейронам базальных и других структур мозга.

Мозжечок

Чрезвычайно важную роль играет мозжечок. Считается, что он отвечает за координацию движений, чувство баланса и равновесия. Но известно, что в мозжечке, на который приходится всего около 10 процентов объема мозга, почему-то нейронов примерно в два раза больше, чем во всем остальном мозге, — 70 миллиардов против 30. Неужели столько нервных клеток нужно только для координации движений?

Материалы по теме:

Ученые лишь с недавнего времени начали понимать, что мозжечок отвечает не только за движения, а вообще за все автоматизмы, включая «свернутые действия» — шаблоны мысленных ответов из базы знаний. Например, для тренированного спортсмена не составит особого труда выполнить сальто назад с винтом на 360 градусов. Он сделает это, не задумываясь, потому что его мозжечок в нужный момент извлечет из хранилища информацию, мозг получит необходимые команды, и тело выполнит этот акробатический элемент автоматически. Спортсмен практически не задумывается, работает его подсознание.

Точно так же, похоже, дело обстоит с другими автоматизмами, например, с речью. Человек мыслит высшими образами, а мозжечок уже сам решает, как это лучше облечь в средство общения. При этом, безусловно, задействуются давно и надежно установленные центры обработки речи в коре мозга, но в тесной связи с мозжечком, непрерывно предлагающим готовые, до автоматизма отработанные решения и/или корректирующим в соответствии с ними неизбежно возникающие ошибки.

Анатомия мозга, Анатомия человеческого мозга

Обзор

Мозг — это удивительный трехфунтовый орган, который контролирует все функции тела, интерпретирует информацию из внешнего мира и воплощает сущность разума и души. Интеллект, креативность, эмоции и память — вот лишь некоторые из многих вещей, которыми управляет мозг. Защищенный внутри черепа, мозг состоит из большого мозга, мозжечка и ствола мозга.

Мозг получает информацию через наши пять органов чувств: зрение, обоняние, осязание, вкус и слух — часто многие из них одновременно. Он собирает сообщения таким образом, который имеет для нас значение, и может хранить эту информацию в нашей памяти. Мозг контролирует наши мысли, память и речь, движения рук и ног, а также работу многих органов нашего тела.

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система (ПНС) состоит из спинномозговых нервов, отходящих от спинного мозга, и черепно-мозговых нервов, отходящих от головного мозга.

Головной мозг

Головной мозг состоит из большого мозга, мозжечка и ствола (рис. 1).

Рисунок 1. Головной мозг состоит из трех основных частей: большого мозга, мозжечка и ствола мозга.

Головной мозг: — самая большая часть головного мозга, состоящая из правого и левого полушарий. Он выполняет более высокие функции, такие как интерпретация осязания, зрения и слуха, а также речь, рассуждение, эмоции, обучение и точное управление движением.

Мозжечок: расположен под головным мозгом. Его функция заключается в координации движений мышц, поддержании осанки и баланса.

Ствол головного мозга: действует как релейный центр, соединяющий головной мозг и мозжечок со спинным мозгом. Он выполняет множество автоматических функций, таких как дыхание, частота сердечных сокращений, температура тела, циклы бодрствования и сна, пищеварение, чихание, кашель, рвота и глотание.

Правое полушарие – левое полушарие

Головной мозг делится на две половины: правое и левое полушария (рис. 2). Они соединены пучком волокон, называемым мозолистым телом, передающим сообщения с одной стороны на другую. Каждое полушарие контролирует противоположную сторону тела. Если инсульт происходит с правой стороны мозга, ваша левая рука или нога могут быть слабыми или парализованными.

Не все функции полушарий являются общими. В целом левое полушарие контролирует речь, понимание, арифметику и письмо. Правое полушарие контролирует творческие способности, пространственные способности, художественные и музыкальные навыки. Левое полушарие доминирует в использовании рук и языке примерно в 9 лет.2% людей.

Рис. 2. Головной мозг делится на левое и правое полушария. Две стороны соединены нервными волокнами мозолистого тела.

Доли головного мозга

Полушария головного мозга имеют отчетливые борозды, которые делят мозг на доли. Каждое полушарие имеет 4 доли: лобную, височную, теменную и затылочную (рис. 3). Каждая доля может быть снова разделена на области, которые выполняют очень специфические функции. Важно понимать, что каждая доля мозга не функционирует в одиночку. Существуют очень сложные взаимоотношения между долями головного мозга и между правым и левым полушариями.

Рис. 3. Головной мозг делится на четыре доли: лобную, теменную, затылочную и височную.

Лобная доля

• Личность, поведение, эмоции
• Суждение, планирование, решение проблем
• Речь: разговорная и письменная (зона Брока)
• Движение кузова (моторная полоса)
• Интеллект, концентрация, самосознание

Теменная доля

• Интерпретирует язык, слова
• Осязание, боль, температура (сенсорная полоска)
• Интерпретирует сигналы зрения, слуха, моторики, сенсорики и памяти
• Пространственное и зрительное восприятие

Затылочная доля

• Интерпретирует зрение (цвет, свет, движение)

Височная доля

• Понимание языка (зона Вернике)
• Память
• Слух
• Последовательность и организация

Язык

В целом левое полушарие мозга отвечает за язык и речь и называется «доминирующим» полушарием. Правое полушарие играет большую роль в интерпретации визуальной информации и пространственной обработке. Примерно у трети левшей речевая функция может располагаться в правом полушарии мозга. Левшам может потребоваться специальное обследование, чтобы определить, находится ли их речевой центр на левой или правой стороне, до какой-либо операции в этой области.

Афазия — это нарушение речи, влияющее на воспроизведение речи, понимание, чтение или письмо, вызванное повреждением головного мозга — чаще всего в результате инсульта или травмы. Тип афазии зависит от пораженной области мозга.

Зона Брока: лежит в левой лобной доле (рис. 3). Если эта область повреждена, у человека могут возникнуть трудности с движением языка или лицевых мышц для воспроизведения звуков речи. Человек по-прежнему может читать и понимать устную речь, но испытывает трудности с речью и письмом (т. е. с формированием букв и слов, не пишет в пределах строк) — это называется афазией Брока.

Зона Вернике: лежит в левой височной доле (рис. 3). Повреждение этой области вызывает афазию Вернике. Человек может говорить длинными бессмысленными предложениями, добавлять ненужные слова и даже создавать новые слова. Они могут издавать звуки речи, однако с трудом понимают речь и поэтому не замечают своих ошибок.

Кора

Поверхность головного мозга называется корой. Он имеет складчатый вид с холмами и долинами. Кора содержит 16 миллиардов нейронов (всего в мозжечке 70 миллиардов = 86 миллиардов), которые расположены в определенных слоях. Тела нервных клеток окрашивают кору в серо-коричневый цвет, что и дало ей название – серое вещество (рис. 4). Под корой находятся длинные нервные волокна (аксоны), которые соединяют области мозга друг с другом, называемые белым веществом.

Рис. 4. Кора содержит нейроны (серое вещество), которые связаны с другими областями мозга аксонами (белое вещество). Кора имеет складчатый вид. Складка называется извилиной, а долина между ними — бороздой.

Складывание коры увеличивает площадь поверхности мозга, позволяя большему количеству нейронов поместиться внутри черепа и обеспечивая более высокие функции. Каждая складка называется извилиной, а каждая борозда между складками — бороздой. Существуют названия складок и борозд, которые помогают определить определенные области мозга.

Глубокие структуры

Проводящие пути, называемые трактами белого вещества, соединяют области коры друг с другом. Сообщения могут перемещаться из одной извилины в другую, из одной доли в другую, из одной части мозга в другую и в структуры глубоко в мозгу (рис. 5).

Рисунок 5. Корональный разрез, показывающий базальные ганглии.

Гипоталамус: расположен в дне третьего желудочка и является главным органом управления вегетативной системы. Он играет роль в контроле поведения, такого как голод, жажда, сон и сексуальная реакция. Он также регулирует температуру тела, кровяное давление, эмоции и секрецию гормонов.

Гипофиз: находится в небольшом костном кармане у основания черепа, называемом турецким седлом. Гипофиз соединяется с гипоталамусом головного мозга ножкой гипофиза. Известная как «главная железа», она контролирует другие железы внутренней секреции в организме. Он выделяет гормоны, которые контролируют половое развитие, способствуют росту костей и мышц и реагируют на стресс.

Шишковидная железа : располагается позади третьего желудочка. Он помогает регулировать внутренние часы организма и циркадные ритмы, выделяя мелатонин. Он играет определенную роль в половом развитии.

Таламус : служит ретрансляционной станцией для почти всей информации, которая поступает и уходит в кору. Он играет роль в ощущении боли, внимании, бдительности и памяти.

Базальные ганглии: включает хвостатое ядро, скорлупу и бледный шар. Эти ядра работают с мозжечком для координации тонких движений, таких как движения кончиков пальцев.

Лимбическая система: — это центр наших эмоций, обучения и памяти. В эту систему входят поясная извилина, гипоталамус, миндалевидное тело (эмоциональные реакции) и гиппокамп (память).

Память

Память — это сложный процесс, который включает три этапа: кодирование (определение важности информации), сохранение и вызов. Различные области мозга участвуют в различных типах памяти (рис. 6). Ваш мозг должен обращать внимание и репетировать, чтобы событие переместилось из кратковременной памяти в долговременную — это называется кодированием.

Рис. 6. Структуры лимбической системы, участвующие в формировании памяти. Префронтальная кора ненадолго удерживает недавние события в кратковременной памяти. Гиппокамп отвечает за кодирование долговременной памяти.

 

• Кратковременная память , также называемая рабочей памятью, возникает в префронтальной коре. Он хранит информацию около одной минуты, а его емкость ограничена примерно 7 элементами.
  Например, он позволяет вам набрать телефонный номер, который кто-то только что сказал вам. Он также вмешивается во время чтения, чтобы запомнить предложение, которое вы только что прочитали, чтобы следующее имело смысл.
• Долговременная память обрабатывается в гиппокампе височной доли и активируется, когда вы хотите что-то запомнить на более длительное время. Эта память имеет неограниченное содержание и продолжительность. Он содержит личные воспоминания, а также факты и цифры.
• Память о навыках обрабатывается в мозжечке, который передает информацию в базальные ганглии. Он хранит автоматически заученные воспоминания, такие как завязывание шнурков на ботинках, игра на музыкальном инструменте или езда на велосипеде.

Желудочки и спинномозговая жидкость

Головной мозг имеет полые заполненные жидкостью полости, называемые желудочками (рис. 7). Внутри желудочков находится лентовидная структура, называемая сосудистым сплетением, из которой вырабатывается прозрачная бесцветная спинномозговая жидкость (ЦСЖ). ЦСЖ течет внутри и вокруг головного и спинного мозга, помогая защитить его от повреждений. Эта циркулирующая жидкость постоянно поглощается и пополняется.

Рис. 7. ЦСЖ вырабатывается внутри желудочков глубоко в головном мозге. ЦСЖ циркулирует внутри головного и спинного мозга, а затем снаружи в субарахноидальное пространство. Обычные места обструкции: 1) отверстие Монро, 2) сильвиев водопровод и 3) obex.

В глубине полушарий головного мозга находятся два желудочка, называемые боковыми желудочками. Оба они соединяются с третьим желудочком через отдельное отверстие, называемое отверстием Монро. Третий желудочек соединяется с четвертым желудочком через длинную узкую трубку, называемую сильвиевым водопроводом. Из четвертого желудочка спинномозговая жидкость поступает в субарахноидальное пространство, где омывает и смягчает мозг. CSF перерабатывается (или поглощается) специальными структурами в верхнем сагиттальном синусе, называемыми паутинными ворсинками.

Поддерживается баланс между количеством абсорбируемой и продуцируемой спинномозговой жидкости. Нарушение или блокировка в системе может вызвать накопление спинномозговой жидкости, что может вызвать увеличение желудочков (гидроцефалия) или вызвать скопление жидкости в спинном мозге (сирингомиелия).

Череп

Костяной череп предназначен для защиты головного мозга от повреждений. Череп образован 8 костями, сросшимися по линиям швов. К таким костям относятся лобная, теменная (2), височная (2), клиновидная, затылочная и решетчатая (рис. 8). Лицо образовано 14 парными костями, включая верхнюю, скуловую, носовую, небную, слезную, нижние носовые раковины, нижнюю челюсть и сошник.

Рисунок 8. Мозг защищен внутри черепа. Череп образован восемью костями.

Внутри черепа различают три области: переднюю ямку, среднюю ямку и заднюю ямку (рис. 9). Врачи иногда называют локализацию опухоли этими терминами, например, менингиома средней ямки.

Рис. 9. Вид черепных нервов у основания черепа при удаленном головном мозге. Черепные нервы берут начало в стволе головного мозга, выходят из черепа через отверстия, называемые отверстиями, и направляются к частям тела, которые они иннервируют. Ствол мозга выходит из черепа через большое затылочное отверстие. Основание черепа делится на 3 области: переднюю, среднюю и заднюю ямки.

Подобно кабелям, выходящим из задней части компьютера, все артерии, вены и нервы выходят из основания черепа через отверстия, называемые отверстиями. Большое отверстие посередине (большое затылочное отверстие) — место выхода спинного мозга.

Черепные нервы

Головной мозг сообщается с телом через спинной мозг и двенадцать пар черепных нервов (рис. 9). Десять из двенадцати пар черепно-мозговых нервов, которые контролируют слух, движение глаз, мимические ощущения, вкус, глотание и движение мышц лица, шеи, плеч и языка, берут начало в стволе головного мозга. Черепные нервы, отвечающие за обоняние и зрение, берут начало в головном мозге.

Римская цифра, название и основная функция двенадцати черепных нервов:

 

Номер	Имя	Функция
я	обонятельный	запах
II	оптика	прицел
III	глазодвигательный	двигает глаз, зрачок
IV	блокирующий	перемещает глаз
В	тройничный	ощущение лица
ВИ	похищение	перемещает глаз
VII	лицо	движения лица, слюна
VIII	преддверно-улитковый	слух, равновесие
IX	языкоглоточный	вкус, проглотить
Х	блуждающий нерв	пульс, пищеварение
XI	аксессуар	перемещает головку
XII	подъязычный	перемещает язык

Мозговые оболочки

Головной и спинной мозг покрыты и защищены тремя слоями ткани, называемыми мозговыми оболочками. От наружного слоя внутрь: твердая мозговая оболочка, паутинная мозговая оболочка и мягкая мозговая оболочка.

Твердая мозговая оболочка: представляет собой прочную толстую мембрану, которая плотно выстилает внутреннюю часть черепа; два ее слоя, надкостничная и менингеальная твердая оболочка, сливаются и расходятся только с образованием венозных синусов. Твердая мозговая оболочка образует небольшие складки или отделения. Имеются две особые складки твердой мозговой оболочки: серп и намет. Намет отделяет правое и левое полушария головного мозга, а намет отделяет большой мозг от мозжечка.

Паутинная оболочка: представляет собой тонкую паутинообразную мембрану, покрывающую весь мозг. Паутинная оболочка состоит из эластичной ткани. Пространство между твердой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой называется субдуральным пространством.

Мягкая мозговая оболочка: прилегает к поверхности мозга по его складкам и бороздкам. Мягкая мозговая оболочка имеет множество кровеносных сосудов, которые проникают глубоко в головной мозг. Пространство между паутинной и мягкой мозговой оболочкой называется субарахноидальным пространством. Именно здесь спинномозговая жидкость омывает и смягчает мозг.

Кровоснабжение

Кровоснабжение головного мозга осуществляется двумя парными артериями, внутренними сонными артериями и позвоночными артериями (рис. 10). Внутренние сонные артерии кровоснабжают большую часть головного мозга.

Рисунок 10. Общая сонная артерия идет вверх по шее и делится на внутреннюю и наружную сонные артерии. Передний круг кровообращения головного мозга питается внутренними сонными артериями (ВСА), а задний круг кровообращения питается позвоночными артериями (ПА). Две системы соединяются на Круге Уиллиса (зеленый кружок).

Позвоночные артерии кровоснабжают мозжечок, ствол мозга и нижнюю часть большого мозга. Пройдя через череп, правая и левая позвоночные артерии соединяются вместе, образуя базилярную артерию. Базилярная артерия и внутренние сонные артерии «сообщаются» друг с другом в основании мозга, называемом кругом Уиллиса (рис. 11). Связь между внутренней сонной и позвоночно-базилярной системами является важной функцией безопасности головного мозга. Если один из крупных сосудов блокируется, коллатеральный кровоток может пересечь круг Уиллиса и предотвратить повреждение головного мозга.

Рис. 11. Круг Уиллиса, вид сверху. Внутренняя сонная и позвоночно-базилярная системы соединяются передней соединительной (Acom) и задней соединительной (Pcom) артериями.

Венозное кровообращение головного мозга сильно отличается от венозного кровообращения остального тела. Обычно артерии и вены идут вместе, поскольку они снабжают и дренируют определенные области тела. Таким образом, можно было бы подумать, что будет пара позвоночных вен и внутренних сонных вен. Однако в мозгу это не так. Основные венозные коллекторы интегрированы в твердую мозговую оболочку и образуют венозные синусы — не путать с воздушными синусами на лице и в области носа. Венозные синусы собирают кровь от головного мозга и передают ее во внутренние яремные вены. Верхний и нижний сагиттальные синусы дренируют головной мозг, кавернозные синусы дренируют переднюю часть основания черепа. Все пазухи в конечном итоге сливаются в сигмовидные пазухи, которые выходят из черепа и образуют яремные вены. Эти две яремные вены, по сути, являются единственными оттоками головного мозга.

Клетки головного мозга

Головной мозг состоит из двух типов клеток: нервных клеток (нейронов) и клеток глии.

Нервные клетки

Нейроны бывают разных размеров и форм, но все они состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейрон передает информацию посредством электрических и химических сигналов. Попробуйте представить электрическую проводку в вашем доме. Электрическая цепь состоит из множества проводов, соединенных таким образом, что при включении выключателя загорается лампочка. Возбужденный нейрон передает свою энергию соседним нейронам.

Нейроны передают свою энергию или «разговаривают» друг с другом через крошечную щель, называемую синапсом (рис. 12). Нейрон имеет много ответвлений, называемых дендритами, которые действуют как антенны, принимающие сообщения от других нервных клеток. Эти сообщения передаются в тело ячейки, которое определяет, следует ли передавать сообщение. Важные сообщения передаются на конец аксона, где мешочки, содержащие нейротрансмиттеры, открываются в синапс. Молекулы нейротрансмиттера пересекают синапс и встраиваются в специальные рецепторы принимающей нервной клетки, что стимулирует эту клетку к передаче сообщения.

Рис. 12. Нервные клетки состоят из тела клетки, дендритов и аксона. Нейроны общаются друг с другом, обмениваясь нейротрансмиттерами через крошечную щель, называемую синапсом.

 

Клетки глии

Глия (греческое слово, означающее клей) — это клетки мозга, которые обеспечивают нейроны питанием, защитой и структурной поддержкой. Клеток в 10-50 раз больше, чем нервных клеток, и они являются наиболее распространенным типом клеток, вовлеченных в опухоли головного мозга.

• Астроглии или астроциты являются сторожами — они регулируют гематоэнцефалический барьер, позволяя питательным веществам и молекулам взаимодействовать с нейронами. Они контролируют гомеостаз, защиту и восстановление нейронов, образование рубцов, а также влияют на электрические импульсы.
• Клетки олигодендроглии создают жировое вещество, называемое миелином, которое изолирует аксоны, позволяя электрическим сообщениям проходить быстрее.
• Эпендимальные клетки выстилают желудочки и секретируют спинномозговую жидкость (ЦСЖ).
• Микроглия — это иммунные клетки мозга, защищающие его от захватчиков и очищающие от мусора. Они также обрезают синапсы.

Источники и ссылки

Если у вас есть дополнительные вопросы, обращайтесь в Mayfield Brain & Spine по телефону 800-325-7787 или 513-221-1100.

Ссылки

brainfacts.org

thebrain.mcgill.ca

обновлено > 4. 2018
просмотрено > Tonya Hines, CMI, Mayfield Clinic, Цинциннати, Огайо

Материалы Mayfield Certified Health Info написаны и разработаны клиникой Mayfield. Мы соблюдаем стандарт HONcode для достоверной медицинской информации. Эта информация не предназначена для замены медицинской консультации вашего поставщика медицинских услуг.

Основы мозга: знай свой мозг

Изображение

Мозг — самая сложная часть человеческого тела. Этот трехфунтовый орган является местопребыванием разума, интерпретатором чувств, инициатором движений тела и контролером поведения. Лежащий в своей костлявой оболочке и омываемый защитной жидкостью, мозг является источником всех качеств, определяющих нашу человечность. Мозг является жемчужиной в короне человеческого тела.

Этот информационный бюллетень представляет собой базовое введение в человеческий мозг. Это может помочь вам понять, как работает здоровый мозг, как сохранить его здоровым и что происходит, когда мозг болен или дисфункционален.

 

Структура мозга

Изображение

Мозг подобен группе экспертов. Все части мозга работают вместе, но у каждой части есть свои особые обязанности. Мозг можно разделить на три основные единицы: передний мозг , средний мозг и задний мозг .

Задний мозг включает верхнюю часть спинного мозга, ствол головного мозга и складчатый шар ткани, называемый мозжечком . Задний мозг контролирует жизненно важные функции организма, такие как дыхание и частота сердечных сокращений.

Мозжечок координирует движения и участвует в заученных механических движениях. Когда вы играете на пианино или бьете по теннисному мячу, вы активируете мозжечок.

Самая верхняя часть ствола головного мозга — это средний мозг, который контролирует некоторые рефлекторные действия и является частью схемы, участвующей в контроле движений глаз и других произвольных движений. Передний мозг — самая большая и наиболее высокоразвитая часть человеческого мозга: он состоит в основном из головной мозг и структуры, скрытые под ним ( см. » Внутренний мозг «).

Изображение

Когда люди видят изображения головного мозга, обычно они замечают именно головной мозг. Головной мозг находится в самой верхней части мозга и является источником интеллектуальной деятельности. Он хранит ваши воспоминания, позволяет вам планировать, позволяет вам воображать и думать. Это позволяет узнавать друзей, читать книги и играть в игры.

Головной мозг разделен на две половины (полушария) глубокой трещиной. Несмотря на разделение, два полушария головного мозга сообщаются друг с другом через толстый тракт нервных волокон, лежащий в основании этой трещины. Хотя два полушария кажутся зеркальным отражением друг друга, они разные. Например, способность образовывать слова, по-видимому, в основном принадлежит левому полушарию, в то время как правое полушарие, по-видимому, контролирует многие навыки абстрактного мышления.

По какой-то пока неизвестной причине почти все сигналы от мозга к телу и наоборот пересекаются на пути к мозгу и от него. Это означает, что правое полушарие головного мозга в основном контролирует левую сторону тела, а левое полушарие – правую сторону. При поражении одной стороны мозга поражается противоположная сторона тела. Например, инсульт в правом полушарии мозга может привести к параличу левой руки и ноги.

Кора головного мозга

Поверхность головного мозга и мозжечка покрыта жизненно важным слоем ткани толщиной в стопку двух или трех десятицентовиков. Она называется корой, от латинского слова «кора». Большая часть фактической обработки информации в мозгу происходит в коре головного мозга. Когда люди говорят о «сером веществе» мозга, они имеют в виду эту тонкую оболочку. Кора серая, потому что нервы в этой области лишены изоляции, из-за которой большинство других частей мозга кажутся белыми. Складки в мозгу увеличивают площадь его поверхности и, следовательно, увеличивают количество серого вещества и количество информации, которая может быть обработана.

География мысли

Изображение

Каждое полушарие головного мозга можно разделить на отделы или доли, каждая из которых выполняет различные функции. Чтобы понять каждую долю и ее особенности, мы совершим экскурсию по полушариям головного мозга.

Лобные доли

Изображение

Две лобных долей лежат непосредственно за лбом. Когда вы планируете расписание, представляете будущее или используете обоснованные аргументы, эти две доли выполняют большую часть работы. Один из способов, которым лобные доли, кажется, делают это, — это то, что они действуют как места кратковременного хранения, позволяя держать в уме одну идею, пока обдумываются другие идеи.

Моторная кора

Изображение

В самой задней части каждой лобной доли находится моторная кора , которая помогает планировать, контролировать и выполнять произвольные или преднамеренные движения, такие как движение рукой или удар ногой по мячу.

Теменные доли

Изображение

Когда вы наслаждаетесь хорошей едой — вкусом, ароматом и консистенцией пищи, — работают две части позади лобных долей, называемые теменными долями . Чтение и арифметика также входят в репертуар каждой теменной доли.

Соматосенсорная кора

Изображение

Передние части этих долей, сразу за моторными областями, представляют собой соматосенсорную кору . Эти области получают информацию о температуре, вкусе, прикосновении и движении от остальной части тела.

Затылочные доли

Изображение

Когда вы смотрите на слова и изображения на этой странице, вы видите, что работают две области в задней части мозга. Эти доли, называемые затылочными долями , обрабатывают изображения от глаз и связывают эту информацию с изображениями, хранящимися в памяти. Поражение затылочных долей может привести к слепоте.

Височные доли

Image

Последними в нашем туре по полушариям головного мозга являются височные доли , которые лежат перед зрительными областями и гнездятся под теменными и лобными долями. Любите ли вы симфонии или рок-музыку, ваш мозг отвечает за активность этих долей. В верхней части каждой височной доли находится область, отвечающая за получение информации от ушей. Нижняя сторона каждой височной доли играет решающую роль в формировании и извлечении воспоминаний, в том числе связанных с музыкой. Другие части этой доли, по-видимому, объединяют воспоминания и ощущения вкуса, звука, зрения и осязания.

Внутренний мозг

Глубоко в мозгу, скрытые от глаз, находятся структуры, которые являются привратниками между спинным мозгом и полушариями головного мозга. Эти структуры не только определяют наше эмоциональное состояние, но также изменяют наше восприятие и реакцию в зависимости от этого состояния и позволяют нам инициировать движения, которые вы совершаете, не задумываясь о них. Как и доли в полушариях головного мозга, описанные ниже структуры располагаются парами: каждая дублируется в противоположной половине мозга.

Image

  Гипоталамус размером с жемчужину управляет множеством важных функций. Он будит вас по утрам и заряжает адреналином во время экзамена или собеседования. Гипоталамус также является важным эмоциональным центром, контролирующим молекулы, которые заставляют вас чувствовать себя воодушевленным, злым или несчастным. Рядом с гипоталамусом находится таламус , главный центр обмена информацией, поступающей в спинной и головной мозг и обратно.

Дугообразный тракт нервных клеток ведет от гипоталамуса и таламуса к гиппокампу . Этот крошечный выступ действует как индексатор памяти, отправляя воспоминания в соответствующую часть полушария головного мозга для долговременного хранения и извлекая их при необходимости. Базальные ганглии (не показаны) представляют собой скопления нервных клеток, окружающих таламус. Они отвечают за инициирование и интеграцию движений. Болезнь Паркинсона, которая приводит к тремору, ригидности и жесткой шаркающей походке, представляет собой заболевание нервных клеток, ведущих к базальным ганглиям.

Нейрон

Мозг и остальная часть нервной системы состоят из множества различных типов клеток, но основной функциональной единицей является клетка, называемая нейроном. Все ощущения, движения, мысли, воспоминания и чувства являются результатом сигналов, проходящих через нейроны. Нейроны состоят из трех частей: клеточного тела , дендритов и аксона .

Image

Тело клетки содержит ядро, в котором производится большинство молекул, необходимых нейрону для выживания и функционирования. Дендриты отходят от тела клетки, как ветви дерева, и получают сообщения от других нервных клеток. Затем сигналы проходят от дендритов через тело клетки и могут перемещаться от тела клетки по аксону к другому нейрону, мышечной клетке или клеткам какого-либо другого органа.

Нейрон обычно окружен множеством опорных клеток. Некоторые типы клеток обвивают аксон, образуя изолирующую миелиновую оболочку . Миелин — это жировая молекула, которая обеспечивает изоляцию аксонов и помогает нервным импульсам проходить быстрее и дальше. Аксоны могут быть очень короткими, например те, которые передают сигналы от одной клетки коры к другой клетке, расположенной на расстоянии менее ширины волоса. Или аксоны могут быть очень длинными, например те, которые передают сообщения от головного мозга по всему спинному мозгу.

Синапс

Image

Ученые многое узнали о нейронах, изучая синапс — место, где сигнал проходит от нейрона к другой клетке. Когда сигнал достигает конца аксона, он стимулирует высвобождение крошечных пузырьков. Эти структуры выделяют химические вещества, известные как нейротрансмиттеры , в синапс. Нейротрансмиттеры пересекают синапс и прикрепляются к рецепторам соседней клетки. Эти рецепторы могут изменять свойства воспринимающей клетки. Если принимающая клетка также является нейроном, сигнал может продолжать передачу к следующей клетке.

Некоторые ключевые нейротрансмиттеры на работе взаимодействуют с другими клетками мозга. Некоторые нейротрансмиттеры делают клетки более активными (называемые

возбуждающими ), в то время как другие блокируют или ослабляют активность клеток (называемые тормозящими ).

• Ацетилхолин  является возбуждающим нейротрансмиттером , поскольку обычно делает клетки более возбудимыми. Он регулирует мышечные сокращения и заставляет железы выделять гормоны. Болезнь Альцгеймера, которая изначально влияет на формирование памяти, связана с нехваткой ацетилхолина.
• Глутамат является основным возбуждающим нейротрансмиттером. Слишком много глутамата может убивать или повреждать нейроны и связано с такими расстройствами, как болезнь Паркинсона, инсульт, судороги и повышенная чувствительность к боли.
• ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) представляет собой тормозной нейротрансмиттер, который помогает контролировать мышечную активность и является важной частью зрительной системы. Препараты, повышающие уровень ГАМК в головном мозге, используются для лечения эпилептических припадков и тремора у пациентов с болезнью Гентингтона.
• Серотонин — это нейротрансмиттер, сужающий кровеносные сосуды и вызывающий сон.