До сегодня официальной медициной считалось, что мозг взрослого человека не способен обновляться. Он сродни машине, и не может ни меняться, ни восстанавливаться - только… сломаться. Но как тогда объяснить многочисленные случаи так называемых «чудесных исцелений», которые в наши дни уже трудно приписать к разряду мифов, поскольку факты слишком очевидны?
Последние исследования в области мозга показали, как мало мы о себе знаем и насколько скупо используем свои возможности.
В нашей власти «перепрограммировать» наш «персональный компьютер между ушами», и посредством этого изменять и восстанавливать свое физическое тело.
Теперь, в свете этого научного открытия, подробнее описанного в статье Сары Скотт «Гибкий мозг» и опубликованной в журнале «Ридерз Дайджест», даже скептикам будет трудно отмахнуться от очевидного факта: человек способен себя менять - не только на психологическом, но и на физическом уровне.
Гибкий мозг
Последние исследования показывают, что самый малоизученный человеческий орган обладает удивительной способностью перенастройки и восстановления.
В один из погожих сентябрьских дней 1995 года Говард Рокет, преуспевающий 48-летний предприниматель, играл в футбол в пригороде Торонто. Он хотел перехватить мяч, но поскользнулся, упал и ударился головой. Через минуту, придя в себя, почувствовал головную боль, которая становилась всё сильнее и сильнее. Потом перед глазами у него замелькали темные пятна. Он старался не обращать на это внимания, надеясь, что со временем всё пройдет. Однако три недели спустя, когда Говард был дома один, он вдруг почувствовал, что руки и ноги не слушаются его. Голову пронзила резкая боль, в глазах потемнело. Он на ощупь добрался до телефона, чудом набрал номер «скорой помощи» и потерял сознание.
У Говарда Рокета случился инсульт: образовавшийся тромб закупорил сосуд, по которому кровь поступает в ствол мозга. Большинство людей в подобном случае умирают, но его спасли врачи, которые успели вовремя ввести тромболитический препарат. Однако прогноз на будущее был мрачным: медики сказали, что его левая рука и нога останутся парализованными. Их мышцы были в порядке, но те участки мозга, которые раньше управляли ими, были серьезно повреждены. А значит, придется привыкать к инвалидному креслу.
Но Рокет не смирился с вердиктом врачей и начал усиленно заниматься лечебной физкультурой. Он считал, что если будет изо дня в день разрабатывать ногу, то со временем мозг «найдет возможность» восстановить контроль над мышцами. Научившись стоять, он стал пристегивать ногу к педали велотренажера и тренироваться. В первый раз он смог продержаться всего 30 секунд, но продолжал заниматься. Это была своего рода зарядка для мозга.
Спустя 12 лет, после тысяч часов упорных занятий, Рокет мог танцевать. Врачи были поражены. «Это просто удивительно, — говорит нейрокардиолог Роберт Виллински, который спас жизнь Рокета. — Он пример для подражания».
Сила мысли
Как выяснилось, Рокет оказался прав: головной мозг действительно можно «перенастроить» таким образом, чтобы он восполнил функции вышедших из строя областей. Ещё совсем недавно большинство практикующих врачей считали эту идею утопической. Они были уверены, что мозг взрослого человека сродни машине: он не может ни меняться, ни расти — он может только сломаться. Однако за последние несколько десятилетий такие методы сканирования головного мозга, как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнито-резонансная томография (ФМРТ) позволили ученым наблюдать за этим органом в действии. Теперь они убедились, что традиционное представление о мозге было неправильным.
Если какая-то часть головного мозга повреждается, особенно в области его коры (тонкий верхний слой мозга, отвечающий за обработку поступающей информации и регуляцию движений), то другие его части могут со временем взять ее функцию на себя. Однако это требует кропотливой работы, на которую иногда уходят годы. Тем не менее ученые говорят о пластичности нервных структур, о том, что интенсивные умственные и физические упражнения могут изменять мозг на структурном уровне. «Когда человек думает, в мозгу происходит обновление его «аппаратной части», — говорит психиатр Норман Дойдж из Торонто.
Нейрофизиолог Ричард Дэвидсон из Университета штата Висконсин (США) продемонстрировал действенность этой терапии, проведя эксперимент с медитацией — одной из разновидностей психической зарядки. Он измерял активность мозга у буддийских монахов, когда те предавались медитации «сочувствия», порождающей чувство любви ко всему живому, и обнаруживал существенную разницу между новичками и монахами с большим опытом медитации. Последние генерировали мощные гамма-волны, которые способствуют расширению сознания.
Медитация также может сильно влиять на наши физические ощущения, например на восприятие боли. Мелисса Монро, экс-чемпионка Канады по бодибилдингу, в возрасте 30 лет узнала, что опухль у нее в горле размером с куриное яйцо является злокачественной лимфомой Ходжкина. Заболевание оказалось настолько запущенным, что врачи сказали ей: “У вас рак по всему телу, с головы до пят” — и опредилили, что жить ей осталось три месяца.
Однако Мелисса Монро стала бороться, несмотря на то, что боль от опухолей, которые давили на внутренние органы, была невыносимой даже для нее, спортсменки, привыкшей работать на пределе физических возможностей. Она обратилась за помощью к психиатру Татьяне Мельник, которая научила, как надо «настраивать» себя, чтобы облегчить боль.
Боль - это физическое ощущение, объяснила Мельник, однако если эмоционально на нее реагировать, то она будет лишь усиливаться. Психиатр посоветовала Мелиссе воспринимать боль как данность: «Не давайте ей оценку - очень или не очень сильная; просто живите с ней».
Мысленно настраивая себя подобным образом, Монро научилась справляться со своей реакцией на ощущение боли: она чувствовала ее, но уже не зависела от нее. «Это было что-то, что я испытываю, — говорит она, — но это уже происходило как будто не со мной. Я абстрагировалась от боли и не дала ей скрутить меня».
Монро бросила вызов судьбе и начала интенсивную химиотерапию. После одной сложной процедуры она, вернувшись домой, даже потеряла сознание и пришла в себя лишь благодаря своей сестре, которая сделала ей непрямой массаж сердца и искусственное дыхание. А в 2006 году исполнилось 6 лет с тех пор, как врачи признали у нее отсутствие рака. И она продолжает заниматься медитацией.
Новые открытия
Каким же образом мысли или упражнения могут изменить мозг?
Оказывается, они могут влиять на активность генов. Исследования, проводившиеся в 1980-1990 годах, показывают, что во время обучения другой умственной или физической деятельности гены могут «включаться» или «выключаться». Пока точно не известно, как это происходит, однако д-р Дойдж утверждает: «Когда мы многократно думаем об одном и том же, «включаются» определенные гены и начинают вырабатывать соответствующие белки, так что изменяется структура нейронов и увеличивается количество связей между ними». Другими словами, коммуникационные возможности нейронов увеличиваются.
В мозге также могут образовываться новые нейроны. В лаборатории Летбриджского университета канадской провинции Альберта нейробиолог Брайан Колб и его коллеги продемонстрировали это на крысах, вызывая у них нарушение мозгового кровообращения, приводившее к повреждению головного мозга. Оказалось, что, когда животным вводили фактор роста, у них не только образовывались новые нейроны, но и восполнялись структурно и функционально поврежденные участки мозга.
Ученые сделали и еще одно ошеломляющее открытие: спустя две недели новообразованные клетки головного мозга перемещались в область повреждения и, так сказать, ожидали дальнейших распоряжений. И если эти клетки должным образом стимулировать, они начинают функционировать, восстанавливая утраченные способности, например, управление движением конечностей.
Работа, проделанная Колбом, показывает, насколько важна для поврежденного мозга реабилитация. Сегодня ученые пытаются выяснить, может ли стимуляция, обеспечиваемая физической и психической реабилитацией, увеличивать производство новых клеток головного мозга и ускорять процесс выздоровления.
Одним из «инкубаторов» нейронов является гиппокамп, который играет ключевую роль в памяти. В ходе одного исследования ученые из Торонтского университета использовали химические метки для того, чтобы проследить движение образующихся естественным образом клеток головного мозга у здоровых мышей. Этих мышей приучали добираться вплавь до закрепленной платформы, и в конце концов, после многочисленных попыток, мыши запоминали ее местонахождение. Когда позже изучили головной мозг этих мышей, обнаружили, что новообразованные нейроны были задействованы для выполнения задачи по запоминанию - помеченные клетки сконцентрировали в «инкубаторах» гиппокампа.
Ученые также обнаружили, что новообразованные нейроны начали улучшать память уже через месяц. По словам нейрофизиолога Пола Франленда, который руководил этой работой, исследование показало, что количество новых клеток головного мозга зависит от окружающей среды. Употребление кокаина и стресс, например, ослабляет их образование, а бег трусцой и учеба усиливают.
Изменить жизнь
То, что ученые называют пластичностью нервной системы, 21-летний Иен Брэдли зовет просто надеждой. Участь в седьмом классе, он все еще не умел читать, а буквы и цифры писал как первоклассник. «Я думал, что я дурачок», — говорил он. Всю начальную школу его мать Мэри часами читала ему учебники и помогала выполнять письменные домашние задания.
А потом отец Брэдли услышал про школу Эрроусмит. У ее основательницы Барбары Эрроусмит-Янг в свое время тоже были проблемы из-за нарушения способностей к обучению. И тогда она придумала ментальные упражнения, с помощью которых могла преодолеть свою «неполноценность». Позже она разработала новые упражнения, способные помочь людям с подобными отклонениями. Сегодня обучение по программам Эрроусмит ведется по всей Северной Америке.
Бредли провел в такой школе три года, где снова и снова выполнял упражнения по тренировке памяти и вниманию, например, составлял пары из букв и соответствующих им символов. «Это было страшно утомительно», — говорит он. Однако по окончании курса он уже читал на уровне восьмого класса. А сегодня недавний выпускник средней школы, успеваемость которого улучшилась настолько, что в 11-м классе ему вручили почетную грамоту, мечтает стать летчиком. «Раньше моя жизнь была такой унылой, — говорит он. - А теперь у меня есть цель высотой до небес».
Новые открытия в области нейрофизиологии дают надежду многим: страдающим от последствий инсульта, тем, кто борется с хронической болью, молодым людям с нарушением способности к обучению.
— Пока что нам удалось лишь обнаружить механизмы, посредством которых мозг может изменяться, — говорит нейрохирург Андрес Лозано, один из тех, кто помогал спасать Говарда Рокета.
Сегодня врачи и ученые начинают понимать, что не желавший подчиниться болезни предприниматель из Торонто все-таки оказался прав. Многократное повторение упражнений - как ментальных, так и физических - может изменить ваш мозг. И вашу жизнь тоже.
Статья из журнала «Ридерз дайджест»
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:
- «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.
- «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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Каждый день ваш мозг генерирует напряжение, достаточное для образования молнии. Когда вы смотрите телевизор, мозг практически не работает, а когда решаете задачки начальной школы - трудится вовсю. А если вы пытаетесь делать несколько дел одновременно, то можете потерять часть серого вещества.
Рассказываем о результатах любопытных исследований в сфере нейробиологии, описанных в наших книгах.
Гендиректор мозга
Когда мы чему-нибудь учимся, в мозге задействуется целый ряд связанных между собой участков и отделов. Например, гиппокамп почти всегда работает под плотным «присмотром» со стороны префронтальной коры. Вообще префронтальная кора контролирует нашу активность - и физическую, и мыслительную, - получая сигналы извне и затем отдавая команды через нейронную сеть мозга. Префронтальную кору можно представить в виде своеобразного начальника. Она прежде всего отвечает за оценку окружающей ситуации, задействуя рабочую память, формируя импульсы и отдавая команды к действиям, суждениям, планированию, предвидению и так далее - то есть разнообразным исполнительным функциям.
Иллюстрация из книги «Как работает тело»
В качестве генерального директора мозга префронтальная кора всегда находится в тесном контакте с исполнительным директором - двигательной зоной коры головного мозга, а также с другими его отделами.
Гиппокамп представляет собой нечто вроде штурмана, который получает сведения из рабочей памяти, связывает их с уже имеющимися данными, сравнивает, создает новые ассоциации и направляет в префронтальную кору. Ученые полагают, что память - это набор фрагментов информации, рассредоточенных в мозге.
Гиппокамп, как некое депо, получает фрагменты информации из коры, связывает и направляет назад в виде новой карты нейронных связей.
Сканирование мозга человека показывает: когда он заучивает новое слово, префронтальная кора его головного мозга активизируется (как и гиппокамп, и некоторые другие прилегающие участки, например слуховая кора). После того как благодаря химическим сигналам глутамата создана новая нейронная цепочка и слово зафиксировано в памяти, активность префронтальной коры снижается. Она проконтролировала начальные этапы проекта, а теперь может переложить ответственность на других членов команды и заняться очередными проблемами.
У подростков мозг переформатируется
Постоянно работающий нейрон с течением времени покрывается оболочкой из особого вещества, которое называется миелин. Он значительно повышает эффективность нейрона как проводника электрических импульсов. Это можно сравнить с тем, что изолированные провода могут выдерживать значительно большую нагрузку, чем оголенные.
Покрытые миелиновой оболочкой нейроны работают без затраты излишних усилий, что свойственно медленным, «открытым» нейронам. В основном покрытие нейронов миелином завершается у ребенка к возрасту двух лет, по мере того как его тело научается двигаться, видеть и слышать.
К семи годам выработка миелина снижается, а в период полового созревания активизируется вновь.
Это происходит из-за того, что млекопитающему предстоит осуществить новую настройку своего мозга на поиск наилучшего брачного партнера. В это время наши предки нередко были вынуждены перемещаться в новые племена или кланы и постигать новые обычаи и культуру. Рост выработки миелина в период полового созревания как раз всему этому и способствует. Естественный отбор устроил мозг таким, что именно в этот период он меняет ментальную модель окружающего мира.
Мозг = движение
Мозг нужен только двигающемуся живому существу. Это доказывает исследование маленького, похожего на медузу морского животного под названием асцидия. Имеющее от рождения примитивный спинной мозг и три сотни нейронов, это мешкообразное существо плавает в неглубоких местах, пока не находит подходящий отросток коралла, к которому и прирастает. После появления асцидии на свет у нее всего 12 часов, чтобы сделать это, иначе она погибает. Прикрепившись к кораллу, асцидия медленно съедает свой мозг. Бóльшую часть жизни она выглядит скорее как растение, а не как животное. Поскольку асцидия не передвигается, мозг ей не нужен.
По мере того как человеческий вид эволюционировал, чисто физические навыки его представителей превращались в абстрактные способности предвидеть, оценивать, проводить связь между явлениями, планировать, наблюдать за собой, выносить суждения, исправлять ошибки, менять тактику, а затем и запоминать все, что делалось в целях выживания. Те нейронные цепочки, которые наши далекие предки использовали, чтобы добывать огонь, мы сегодня применяем, например, для изучения французского языка.
Молнии и белые вороны
Хотя электрический потенциал покоя у клеток мозга меньше, чем у обычной пальчиковой батарейки, заряд, проходящий через их мембраны, имеет колоссальное напряжение - около 50 милливольт на одну клетку. Умножьте это на 100 миллиардов клеток - минимум в четыре раза больше, чем нужно для появления молнии во время грозы!
С момента рождения мозг генерирует такие электрические импульсы во всей своей структуре. Каждая мысль, ощущение и действие сопровождаются различными их комбинациями в виде волн. Врач видит их на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), так же как сердечный ритм - на электрокардиограмме (ЭКГ). На графике генерируемые мозгом волны выглядят как непрерывные линии с повышенной или пониженной частотой, то есть быстрые и медленные.
Общаться. Передние части лобных долей активны и во время общения, особенно если беседовать глядя друг другу в глаза.
Во время телефонных разговоров лобные доли почти не действуют. Именно поэтому так важны личные встречи и живое общение.
Развивать мелкую моторику. Отлично «включает» мозг, когда человек, например, готовит еду, играет на музыкальных инструментах, рисует, пишет, шьет или занимается другим рукоделием. Но если просто перебирать пальцами, то есть совершать движения, при которых не задействовано зрение, передние части лобных долей мозга вообще не работают, поэтому такие движения неэффективны.
Кишечник защищает мозг
На риск развития болезней головного мозга оказывают большое влияние бактерии кишечника. Их баланс и разнообразие регулируют степень воспалительного процесса в организме. А именно воспаление - основа дегенеративных состояний, в том числе диабета, рака, заболеваний сердечно-сосудистой системы и болезни Альцгеймера.
Здоровый уровень разнообразия полезных бактерий ограничивает продуцирование воспалительных химических веществ. Кишечные бактерии также производят важные для здоровья головного мозга химические вещества, в том числе BDNF, различные витамины, такие как В12, и даже нейромедиаторы, такие как глутамат и GABA. Кроме того, они ферментируют определенные вещества, получаемые организмом с пищей, например полифенолы, на более мелкие противовоспалительные компоненты, которые путем абсорбции попадают в ток крови и защищают головной мозг.
Первые упоминания о наблюдениях за человеческим мозгом, а точнее за изменением поведения человека под влиянием мака, на 26 стр. относит к шумерским записям 4 000 года до н. э. Археологи же говорят, что примерно к этому же времени, может, тысячей лет позже, первые операции на мозге, известные нам как трепанация.
Насколько такие хирургические вмешательства были успешны, сейчас сказать сложно, однако именно с этого времени, как считается, и берет свое начало изучение человеческого мозга, психология, неврология. Внутри, как обычно, много фамилий, дат, ссылок на основные открытия и картинок человеческого мозга: Европа и Восток, от Папируса Эдвина Смита до осознанных сновидений.
Древняя Китайская медицина связана с полумифическим именем - Шень Нун , который кроме того, что определил на долгое время лечение травами, а по легенде и сам по несколько раз на дню «тестировал» их и самоотравлялся, еще и предупредил развитие акупунктуры, или иглоукалывания, которое и по сей день распространено в Китае. Датируется изобретение рефлексотерапии приблизительно 2 700 годом до нашей эры, а сегодня это - нематериальное наследие ЮНЕСКО .
Противоречив Древний Египет. И это неудивительно в стране, где медицина и наука очень тесно сосуществовала с религией. С одной стороны - отношение к мозгу было достаточно «прохладным», и после смерти его вытаскивали и откровенно говоря выбрасывали. Так как «центральным» органом считалось сердце, на что есть указания и в "Древнеегипетской Книге Мертвых ". Сердце - ключ к загробной жизни после процедур взвешивания на весах добра и зла.
С другой стороны широко известен "Папирус Эдвина Смита ", названный по имени коллекционера, выкупившего бумагу в 1862 году. Записан был предположительно ок. 1 700 - 1 600 до н. э. На данный момент - это один из главных текстов древней медицинской литературы, в котором достаточное количество информации посвящено черепно-мозговым травмам, внутричерепным пульсациям, вперемежку, разумеется с традиционными заклинаниями против чумы и т. п.
Всего в бумаге, устные источники которой датируются чуть не 3 000 - 2 500 г. до н. э. приведены 48 «историй», большая часть которых касается неврологии, в том числе открытых травм головы и мозга. Первые описания черепных швов, мозговых оболочек и спинномозговых жидкостей пришли с этим документом . Авторство приписывается основателю Древнеегипетской медицины Имхотепу , личности весьма разносторонней, который служил при фараоне Джосере зодчим, а потом - подался в медицину.
Иероглиф «Мозг», ок. 1 700 до н. э.
Параллельно с этим, ок. 2 000 года до н. э., полагают ученые, в Южной Америке продолжают практиковать трепанацию черепа как профилактику головных болей и психических заболеваний, эпилепсии. При этом значительное количество «вскрытых» черепов указывает на систематическое использование этой «технологии».
В качестве хирургического инструмента использовались бронзовые «клинья» с острыми краями, предположительно, вулканической породы. Однако!
Некоторые историки и археологи предпочитают связывать эти доисторические дырки в головах большей частью с религией, так как первые упоминания об эпилепсии относятся к куда более позднему времени и немного иной культуре. Древняя Индийская медицина, начало которой положено в Атхарваведе , подарила миру ок. 6 века до н. э. Sushruta Samhita - одну из главных книг Аюрведы , где заложены основы хирургии.
Одна из частей - Уттара - посвящена малой хирургии, так называемой «шалакье», или хирургии «выше плеч», где приводятся описания и примеры офтальмологических заболеваний, в том числе сосудистых, а также говорится об удалении катаракты. Наряд с этим текстом, второй по значимости трактат о медицине того периода - описывает психические отклонения людей, рассматривает эпилепсию, ее симптомы и методы лечения. Книги Аюрведы .
Похожей точки зрения о том, что эпилепсия - болезнь, а не божественное наказание, придерживался Гиппократ. Древнегреческому медику отводится значительная роль в медицинской науке, в частности науке о мозге, и именно ему приписывается идея о том, что в мозге зарождается ум, интеллект. Однако веком ранее такую же мысль мог высказать Алкмеон , философ, который нигде не упоминается, однако, как практикующий врач. Несмотря на это, ему приписывают открытие, что мозг, а не сердце - ключевой орган для человека, определяющий его жизнь и судьбу.
Иные философы и теоретики, впрочем, достаточно великие также высказывали гипотезы относительно человеческого мозга, и Платон считал, что мозг место зарождения всех психических процессов, а Аристотель, увлеченный наукой о сне, отводил эту роль душе и сердцу. Так или иначе без серьезной практики изучение мозга было невозможно. Ключевой легендарной фигурой Древней Греции стал Эрасиаст - практикующий медик, анатом, который описал не только отделы мозга и функции мозжечка, но и оставил на тот момент единственное подробное описание кровеносной системы человека.
Эрасиаст работает в паре с «Отцом анатомии» Герофилом , который четко дифференцировал мозг и мозжечок, предположив функции каждого. По мнению Герофила, именно в мозжечке происходит «зарождение» интеллекта.
Герофил
Ученые на пару анатомируют трупы, оставляя нам подробные отчеты о структуре мозга и сердца, а также подробное описание кровеносной системы. На дворе 335 - 280 года до нашей эры, и это последние крупные открытия, касающиеся мозга человека, на тот период.
Мозжечок - красный
Римская классика
Приблизительно 177-м годом датируется работа о мозге выдающегося римского хирурга Галена. В круг его исследований попадали физиология, фармакология, неврология, хирургия, а многие из открытий подтверждались и во времена Возрождения, и в наши дни.
Ему принадлежит теория о том, что так как мозжечок более твердый относительно мозга, то он отвечает за мышцы, а сам мозг - так как более мягкий - за чувства. Он отводил мозгу место «одной из трех душ», а его происхождение видел в сперме, так как субстанция была холодная и влажная.
Надо отметить, что так как римское право на момент деятельности Галена запрещало вскрытие трупов, то большинство его экспериментов происходило на свиньях и приматах. Благодаря этому появились его описания трахеи, кровеносной системы, которые оказались очень близки человеческим. Также Галену принадлежит теория «Телесных соков» о темпераментах человека, точнее их зависимости от количества крови, желчи и черной желчи и флегмы.
Как и в Древней Греции, в Риме не было недостатка в философах, и один из них Немезий в работе Nature of Man около 390 года пытается описать человеческий организм, учитывая уже христианские традиции. Он не был врачом, но предполагал , что различные отделы мозга отвечают за различные функции, и тут, как считают ученые, его задачей было не описание строения человеческого мозга, а примирение дохристианской платоновской философии с философией нового времени.
Развивается медицина и на Востоке, куда проникают переводы в том числе греческих книг. Один из центральных памятников медицинской литературы - "Всеобъемлющая книга по медицине ", автор которой, Абу Бакр Мухаммад ибн Закария ар-Рази , был известен и как музыкант, и как меняла, а к 30-ти годам стал увлеченным медиком, оставив в наследие труды по химии, фармакологии, медицине.
Открытие гиппокампа в 1 564 году принадлежит выдающемуся итальянскому анатому Джулио Чезаре Аранци (1 530 - 1 589), и эта часть лимбической системы мозга называется так с тех самых времен. Гиппокамп - парная структура, расположенная в височных отделах и отвечает за образование эмоций и долговременную память.
Ученик Аранци, Костанцо Варолий вошел в историю медицины как первый, кто точно описал механизм эрекции, а также представил новый способ рассечения мозга, благодаря чему появилась возможность исследовать его от основания. В процессе своей работы открыл в 1 573 часть заднего мозга вместе с мозжечком, которая отвечает за передачу информации от спинного мозга к головному. Этот отдел мозга и сейчас носит имя автора - Варолиев мост .
De Nervis Opticis, Варолий
16 век подходит к финалу , и последняя крупная фамилия - Феликс Платтер , основоположник судебной медицины, который немало времени посвятил изучению психических отклонений. Ему принадлежит первая классификация психических расстройств, описание психозов и обсессивно-компульсивного расстройства . Заметил и описал внутричерепные опухоли, в частности доброкачественную менингиому .
В 1 609 году Джулио Кассерио определяет маммилярные тела гипоталамуса , располагающиеся в задней части, которые отвечают за некоторые поведенческие факторы. И в это же время Роберт Бертон, священник, философ и поэт, пишет "Анатомию меланхолии " - прозаическую книгу о депрессии. И надо сказать, если совсем грубо, то начиная с 17-ого века в «неврологию» стало попадать и то, из чего состоит мозг, и то, что в нем происходит, проще говоря: все, что связано с головой прямо или косвенно.
1 641 год. С именем Франциска Сильвия связано открытие латеральной борозды головного мозга, одну из самых глубоких, которая отделяет височную часть от теменной и лобной. И хотя впервые на рисунках она была запечатлена и ранее, а первый, кто заговорил о ней - Каспар Бартолин - скончался к этому времени, подробное описание приводит именно Сильвий.
Почти в середине столетия на центральное место в мозге - Эпифиз, или шишковидную железу, обратил внимание философ Рене Декарт и отвел ей место, «где зарождается душа и все наши мысли». На сегодняшний день функции шишковидной железы изучены не до конца , и к основным относят торможения гормонов роста, торможение полового развития и влияние на половое влечение в целом. Также шикшовидная железа отвечает за выработку мелатонина.
Шишковидная железа в иллюстрации к Декарту
В 1 658 году Иоганн Якоб Вепфер описывает цереброваскулярные болезни и впервые говорит о том, что такое инсульт и описывает его симптомы и причины. Его трактат об этом называется Historiae apoplecticorum , и он оцифрован.
Одна из самых главных фигур в науке этого столетия Томас Уиллис, который и ввел в обиход термин «Неврология». Ему принадлежит ряд важный открытий, в частности, разделение диабета на «сладкий, как мед», сахарный и несахарный, так как он впервые обратил внимание на вкус мочи.
Впервые именно им были пронумерованы черепные нервы, и этот порядок до сих пор применяется в клинической практике, а также в честь Уиллиса назван Виллизиев круг - артериальный круг в основании мозга. Особая роль в его работах была отведена и заболеваниям мозга, и Уиллис впервые проговорил причины эпилепсии, судорожных заболеваний.
Виллизиев круг обеспечивает достаточное кровоснабжение мозга, если произошла закупорка каких-либо сосудов, и абсолютно нормально развитый он встречается лишь в 50% случаев. Большая часть аневризмов сосудов берет начало именно здесь.
В 1 664 году голландский врач Жерар Власий обнаружил и описал арахноидальную, или паутинную оболочку головного мозга. Это одна из трех оболочек, средняя, покрытая с обеих сторон глиальными клетками , которые составляют до 40% центральной нервной системы.
Через 6 лет Уильям Молинс дополняет «картину» черепно-мозговых нервов - блоковым, отклонения в котором вызывает диплопию , или двоение в глазах.
Под занавес 17 века появляются сразу несколько интересных исследований. Ряд из них принадлежит анатому Раймонду Виесессенсу , который, наследуя традиции Уиллиса, дал ряд точных, исчерпывающих описаний многим современным недугам. Его именем назван Полуовальный центр - белое вещество мозга, которое расположено в каждом полушарии и расположено под серым веществом.
С развитием технологий, начинается поиск методов лечения различных заболеваний. Например, известный физик, чьи опыты с электричеством послужили базой для последующих открытий, Жан-Батист ле Рой , предложил лечить психические заболевания с помощью тока, и провел первые опыты в 1 755 году.
Впечатляющие заявления о функциях мозжечка в 1 760 году делает Шарль Лорри , отмечая, что повреждение этой части мозга рушит координацию движений, а также указал, между какими шейными позвонками нужно сделать прокол, чтобы смерть наступила мгновенно.
Крупнейший итальянский ученый Доменико Кутуньо , которому принадлежит ряд открытий в отоларингологии и неврологии, отмечает связь между спинномозговой жидкостью и желудочками головного мозга, впрочем, сделано, это было, видимо, «походя», так как основные работы медика были обращены к спине, и открытие-то спинномозговой жидкости приписывается ему. Также он оставил подробное описание седалищного нерва.
В это же время работает один из представителей медицинской династии Александр Монро II , который позднее опишет межжелудочковое отверстие, или "отверстие Монро ", при закрытии которого может развиваться гидроцефалия. Также оно обеспечивает нормальную циркуляцию цереброспинальной (спинномозговой) жидкости.
А подробное научное описание спинномозговой жидкости в 1 766 оставит Альбрехт фон Галлер . Его исследования в области нервной и мышечной систем позволили доказать реакции мозга на различные воздействия на мышцы, и он же продемонстрировал, что при удалении определенных частей мозга, эти реакции прекращаются.
Галлер. Icones anatomicae
В 1 773 году английский медик Джон Фозергилл описывает невралгию троичного нерва , которая долгое время называлась его именем. Болезнь достаточно распространенная и очень мучительная, сопровождающаяся дикими простреливающими болями, которые снимают противоэпилептическими препаратами или костными блокадами.
Средства воздействия на человеческий мозг, химические или «психологические», также открываются в 18 веке. В 1 773 году Джозеф Пристли открывает «веселящий газ», или оксид азота , который используется в качестве ингаляционного наркоза, а в 1 774 году Месмер открывает «животный магнетизм», одну из форм гипноза , ныне не применяемую в медицине.
В 1 776 году Винченцо Малакарне занят исследованиями мозжечка и центральной нервной системы, которые определили направления изысканий многих будущих классиков неврологии. Он стал первым, кто полностью описал верно анатомию мозжечка.
Малакарне - не единственный, кто обобщает и совершенствует опыт предшественников. Так, двумя годами позднее, Самуэль Томас Земмеринг описывает классификацию 12 черепных нервов, которая актуальна до сих пор . Ученому на тот момент было 23 года, и классификация стала частью его дипломной работы.
На самом рубеже, в 1 800 году уже помянутый Самуэль Томас Земмеринг описывает черную субстанцию мозга, которая отвечает за большинство важнейших функций, необходимых для жизни: дыхание, сердечная деятельность, моторика, движения глаз…
В это же время формируются и некоторые лженауки, одна из которых - френология - существовала вплоть до начала XX века. Основоположником теории является Франц Йозеф Галь, который полагал, что психика человека обусловлена строением его черепа. Позднее было доказано, что форма мозга не тождественна форме черепа, и его рельеф не может объяснять психические особенности.
В 1 808 году Луиджи Роландо описывает центральную кору головного мозга, открывая в ней «элементы», которые в дальнейшем будет именоваться в честь него: трещина роландо (центральная борозда), роландические крышки, роландическая кора мозга и другие. Он же открывает один из типов эпилепсии .
Центральная борозда
В 1 813 году Вик-д’Азир открывает Claustrum, или Ограду - тончайшую часть мозга под корой больших полушарий. Ее функции в организме до сих пор оспариваются .
В 1 817 году был описан «Дрожательный паралич», получивший в будущем имя своего «первооткрывателя» - болезнь Паркинсона с характерными симптомами в виде тремора, неэластичность мышц, замедленность движений и трудности при дыхании. Болезнь возникает при поражении нейронов черной субстанции головного мозга и нейромедиаторов ЦНС.
В 1 821 году впервые выявлен нервный паралич, названный именем Чарльза Белла. По сей день остается одним из самых распространенных заболеваний, при этом начинается внезапно и предпосылки до конца не определены.
Параллельно с Беллом нервную систему исследует Мажанди. Также французский физиолог описал отверстие Мажанди , или медиальное отверстие головного мозга, которое соединяет третий и четвертый желудочек.
Median aperture, или отверстие Мажанди
Примерно к этому же времени относятся работы Карла Бурдаха, который в 1 822 году указывает на поясную кору мозга, которая является частью лимбической системы и контролирует болевые ощущения и эмоциональные настроения, а также участвует в процессах памяти.
Начиная с середины 19 века исследования стали все более «точечными», и ученые фокусируются на отдельных органах, широко обсуждается офтальмология, органы слуха. Неврология интересуется позвоночником и нервной системой в целом, слегка «уйдя» из головы человека. К этому периоду относятся открытия дегенерации нервных волокон, спинального шока , ядер серого вещества спинного мозга, Генрих Мюллер описывает клетки сетчатки , а его «коллега» в середине века развивает мысль о том, что рефлексы берут свое начало не только в спинном, но и в головном мозге, определяет таламус как место, где зарождается сознание и впервые указывает на то, что алкоголизм - это болезнь.
В 1 859 один из основоположников клеточной теории Рудольф Вихров вводит и описывает термин нейроглии , совокупности клеток нервной ткани, исследования которых продолжалось и в будущем, в частности Гольджи именно за открытия в этой части нервной системы был удостоен Нобелевской премии.
Карл Кальбаум описывает психическое расстройство, которое позднее «включат» в шизофрению - какатонический синдром , проявлениями которого является невосприимчивость к раздражителям, двигательные расстройства.
В это же время продолжает свою работу Теодор Мейнерт и публикует «Трактат о заболеваниях переднего мозга». В 1 883 Эмиль Крепелин , которого называют основателем современной психиатрии, вводит в обиход и описывает неврозы и психозы, и в его работах впервые называются маниакальная депрессия и раннее слабоумие. В 1 884 году работает Жорж Жиль де ля Туррет, который описывает вокальные и моторные тики, «объединенные» в синдром Туррета.
Под занавес века были изобретены рентген и осциллограф , выделено несколько обезболивающих, фармацевты Байер начали лечить кашель героином, кокаин применяется в качестве анестезии на спинном мозге, а Джон Лэнгли вводит термин автономная (вегетативная) нервная система.
Начинается XX век...
Ситуация еще больше «усложнилась», и исследования становятся все более глубокими, точечными, практически без метафор - на клеточном уровне. И при этом продолжается попытка «разгадать» человеческую психику, эмоциональные закономерности и процессы, чувства и мысли, «привязав» их к конкретным органам или отделам нервной системы.
Самой заметной фигурой в области изучения сознания и подсознания в этот период стал Зигмунд Фрейд. Психика человека и возможности на нее влиять, а не просто исследовать, порождают многочисленные теории в медицине и педагогике, в частности, примечательна деятельность Альфреда Бине по адаптации умственно отсталых детей и выявлении закономерностей интеллектуальных отклонений.
К таким же попыткам исследования процессов в мозге стоит отнести работу Роршаха, автора одноименного теста, изобретение полиграфа, первой энцефалографии (ЭЭГ), которую в 1 928 году продемонстрировал Ганс Бергер .
Во многом, кстати, эта процедура сделала возможным «круглосуточное» изучение деятельности мозга человека, и первые исследования мозга во сне. В 1 935 Бремер проводит первые опыты на кошках, которые дают ему некоторое подтверждение догадкам о «разных» фазах сна. Однако мировую известность в этой области обретет Натаниэл Клейтман (Клайтман), который не только даст начало сомнологии, но и позволит плотнее заняться "осознанными сновидениями ", историю которых я подробно рассказывал на Geektimes, когда делал обзор .
Американский нейробиолог Джон Медина написал книгу «Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям », в которой доступно рассказывает о 12 закономерностях работы мозга человека, знание которых позволит вам эффективнее учить и учиться. Книгу «Правила мозга » выпустило издательство «Манн, Иванов и Фербер». Одну главу книги вы можете прочитать на сайте издательства.
9 основных правил мозга
Лейтмотивом книги стала мысль автора о том, что учителя и учёные должны иметь больше возможностей обмениваться опытом; в противном случае открытия учёных и практика учителей будут существовать как будто в параллельных мирах. Сейчас связь ученых с учителями недостаточная и зыбкая.
Физическая активность улучшает работу мозга
С точки зрения эволюции человеческий мозг развивался в процессе тяжёлого труда, постоянно меняющейся обстановки, новых вызовов и преодоления расстояний свыше 19 км в день. Физическая активность по-прежнему для когнитивной системы - как конфета: физические упражнения способствуют улучшению долговременной памяти, логического мышления, внимания и способности решать поставленные задачи. Изменчивость окружающей среды приводит к особой гибкости мозга. В результате эволюции человек физически не стал сильнее, но стал умнее. «Клыки мы отрастили не во рту, а в голове», что довольно-таки разумно, считает ученый Джон Медина.
Если бы вы поставили перед собой цель создать учебную среду, абсолютно препятствующую хорошей работе мозга, то она была бы похожа на класс.
В рамках одного исследования дети занимались бегом по полчаса 2–3 раза в неделю. После 12 недель их когнитивные способности значительно улучшились по сравнению с периодом до занятий бегом. По завершении программы показатели вернулись к прежнему уровню. Опытным путем было определено, что золотая середина для физической активности - 30-ти минутные занятия аэробикой три раза в неделю. Если добавить к ним упражнения для укрепления мышц, когнитивная система получит ещё больше пользы.
Физическая активность совершенствует детей. Дети в хорошей физической форме быстрее распознают визуальные стимулы, чем их малоподвижные сверстники, и лучше концентрируются. Дети уделяют больше внимания вещам, которые требуют движения. Им по душе активность, а не сдержанное поведение в классе. Дети чувствуют себя комфортнее, их самооценка выше, они менее подвержены депрессии и тревоге. Конечно, интуитивно нам это всем понятно.
Почему же школьная система не поддерживает и не воплощает в жизнь то, что давно известно учёным?
Ответа на этот вопрос у нас нет, зато, если вам интересно, как с точки зрения физиологии интенсивная физическая активность улучшает работу мозга, то это автор книги рассказывает достаточно подробно.
Нейробиолог Джон Медина предлагает школам включить физическое воспитание в ежедневное расписание уроков, например, дважды в день. Ученики могут слушать урок по математике или учить английский язык и при этом 1–2 минуты в час заниматься ходьбой на беговых дорожках, расположенных рядом с рабочим столом. А повлияет ли применение такой методики на успеваемость, узнать возможно после экспериментов учёных, исследующих мозг, и специалистов системы образования.
Сам автор книги поставил беговую дорожку у себя в офисе и теперь регулярные перерывы заполняет не чашкой кофе, а упражнениями. Он придумал конструкцию, которая позволяет установить компьютер так, чтобы можно было писать электронные письма, пока занимаешься спортом. Ему потребовалось 15 минут, чтобы приловчиться печатать на лэптопе при ходьбе со скоростью 3 км/час.
Способность учиться и доминирование
У мозга есть два важных качества, требующих взаимодействия: хранение приобретённых знаний, то есть своеобразная база данных, и способность импровизировать на основе этих данных.
Некоторые школы пропагандируют использование стабильной, механически заученной базы данных, игнорируя импровизаторские инстинкты, формировавшиеся миллионы лет.
От этого страдает креативность. Другие, напротив, поддерживают способности к творчеству, не ставя на первое место создание фонда знаний. Они игнорируют нашу потребность в глубоких знаниях об объекте, которые запоминаются и сохраняются в высокоструктурированной базе данных.
Исторически способность к обучению развивалась из-за необходимости поддерживать отношения с другими особями. Мы научились сотрудничать, то есть ставить общие цели, учитывающие интересы всех союзников. Для того чтобы понимать интересы союзника, нужно уметь распознавать мотивацию других, что им нравится и чего они боятся. Необходимо знать об их заветных желаниях. Осознав, что передача опыта и групповая сплочённость позволяют доминировать, люди увидели в этом свою силу. Многие учёные полагают, что умение предсказывать и манипулировать другими и интеллектуальное доминирование имеют прямую зависимость. Наше интеллектуальное мастерство (язык, математика, искусство), возможно, возникло благодаря сильной потребности предугадывать психологическое состояние союзников.
Процесс обучения подвергается влиянию эмоционального окружения. Качество обучения частично зависит от отношений между учеником и учителем. Если человек не чувствует себя в безопасности рядом с учителем или руководителем, он не сможет работать хорошо. Если в отношениях с учеником существует непонимание, учитель не сможет установить с ним контакт, а ученик может замкнуться в себе.
Электрический язык мозга
Язык, который понимает мозг, - электрические импульсы. Мозг каждого человека имеет различную электропроводимость нейронов, «проводку». Мозг подвержен воздействию внешних факторов, и его «проводка» зависит от культурной среды, в которой он находится.
Нейробиолог и биохимик Эрик Кандел, нобелевский лауреат 2000 года, доказал, что в процессе обучения «проводка» человеческого мозга меняется. Мозг постоянно обучается новым вещам, следовательно, и его «проводка» постоянно меняется (если говорить научным языком, то устанавливаются новые синаптические связи).
На мозге каждого новорожденного можно сделать надпись: «Укомплектовать».
Человеческий мозг лишь частично формируется при рождении, и процесс окончательной комплектации происходит в последующие годы. Самые важные работы завершаются к двадцати годам, а окончательная наладка - когда человеку уже за сорок.
Из-за разной электропроводимости унифицированное образование неэффективно
Школьная система образования предполагает, что каждый мозг обучается одинаково. Существующая система базируется на ожидании того, что результаты обучения должны быть достигнуты к определенному возрасту.
Ученики одного возраста обладают разными интеллектуальными способностями.
Отличия между учениками могут серьёзно повлиять на работу в классе. В результате исследований обнаружилось, что около 10% учеников не могут читать в том возрасте, в котором этого от них ожидают, из-за недостаточно сформированной «проводки» мозга.
Поскольку «проводка» мозга у всех различна, способность учителя «считывать» мысли ученика становится важным инструментом. Эта способность понимать внутренние мотивы других людей и строить предположения относительно работы их мозга на основе имеющейся информации обеспечивает главный подход к пониманию внутренней жизни ученика.
Например, учителя могут знать, когда ученики ошибаются или когда они работают в полную силу. Тонко чувствующим учителям это даёт понимание, трансформировалось ли то, чему они обучают, в изученное. Поскольку учитель не может следить за большим количеством учеников, должны существовать определенные пределы количества обучающихся.
Для надежной памяти нужны циклы повторений
Дети забывают 90% того, что изучают в классе, в течение 30 дней. Самый высокий процент забывания приходится на первые часы после урока. Можно продлить срок хранения информации в памяти путём её повторения через определенный интервал времени. Чем больше циклов повторения проходит воспоминание, тем лучше оно сохраняется в памяти.
Знания фиксируются в памяти не в момент обучения, а при благотворно влияющем повторении через определённые временные интервалы.
Многочисленные исследования подтвердили, что обсуждение или обдумывание события непосредственно после происшествия улучшает его запоминание.
Непосредственно после изучения (от нескольких минут до часов и дней) система воспроизведения позволяет восстанавливать чёткий и детализированный образ полученной информации. Со временем воспоминания о событиях и фактах, которые когда-то были ясными и конкретными, ослабевают. Пытаясь заполнить эти пробелы, мозг полагается на частичные фрагменты, рассуждения, догадки и часто на другие воспоминания, не связанные с конкретным событием. Мозг связывает новую информацию с ранее полученной, из чего следует, что новые данные постоянно изменяют предыдущие, и отправляет вновь созданные на хранение. Таким образом формируется лишь приблизительное представление о реальности.
Памяти, как и цементной смеси, чтобы приобрести постоянную форму, нужно длительное время. Нужны годы, чтобы отправить определённую информацию на долговременное хранение в абсолютно неизменном виде. Пока происходит «застывание», человеческая память подвержена изменениям. Путаница возрастает, когда информация подается непрерывными блоками, как в большинстве школ.
Циклы повторения формируют опыт, который добавляется в базу знаний, а не переплетается с уже имеющимся.
Стресс
При кратковременной стрессовой ситуации организм вбрасывает в кровь гормоны адреналин и кортизол. Резкий гормональный всплеск в течение короткого времени устраняет самые неприятные последствия воздействия стресса, приводя в норму гомеостаз, но на протяжении нескольких лет хронического стресса гормоны отравляют организм. Тонко настроенная система выходит из-под контроля. При длительном воздействии избыток адреналина приводит к нерегулируемым перепадам кровяного давления, в результате чего на поверхности кровеносных сосудов образуются шероховатости, которые затем превращаются в шрамы, а в крови образуется вязкая субстанция, закупоривающая артерии.
Слишком сильный и продолжительный стресс вредит обучению.
Люди, страдающие от стресса, не демонстрируют выдающихся способностей в математике, не очень успешно обучаются языкам. Их память гораздо слабее, чем у других.
Им трудно сосредоточиться. Сильный стресс приводит к повреждению тканей головного мозга. Гормоны стресса могут победить естественную защиту организма и полностью отключить ее. Успех в управлении стрессом связан с восстановлением контроля в жизни. Для того чтобы выявить проблемы, вызванные стрессом, следует выяснить, когда человек чувствует себя беспомощным.
Начинать противостоять негативному влиянию стресса автор предлагает с создания стабильной домашней атмосферы и курсов семейной терапии. Джон Медина призывает создавать программы совместными усилиями ученых, работающих в области исследования мозга, и специалистов системы образования.
Мы никогда не утрачиваем жажду знаний
Автор убежден, что мы можем всю жизнь оставаться учениками. Согласно результатам исследований, некоторые области мозга взрослого человека остаются столь же пластичными, как в мозге ребенка, поэтому он способен формировать новые связи, закреплять существующие и создавать новые нейроны; этот дар позволяет нам учиться в течение всей жизни.
Большинство специалистов по возрастной психологии полагают, что потребность ребенка в знании естественна.
И если бы детям позволяли оставаться любопытными, они продолжали бы развивать свои естественные наклонности к исследованию и открытиям, пока им не исполнился бы 101 год.
Детям исследование приносит радость. Подобно наркотику, жажда познания только растёт и, следовательно, приносит и большое удовольствие, и немедленное вознаграждение. А если она поощряется родителями, то сохраняется и в школьные годы. Когда дети взрослеют, они понимают, что учение приносит не только радость, но и компетентность. Важно, чтобы ребенок чувствовал радость от получения знаний, а не только выгоду, чтобы чувство восторга не сменялось стремлением только получить хорошую оценку.
Создайте педагогический вуз, где занимаются изучением мозга
Напоследок Джон Медина предлагает объединить усилия учёных и учителей созданием педагогического вуза нового типа. Программа такого института будет учитывать особенности работы человеческого мозга. В нём три направления. Участники образовательного процесса - традиционные преподаватели-лекторы, учителя-практики и научные сотрудники, изучающие работу мозга. Последняя группа преподавателей в своих исследовательских лабораториях выясняет, как обучается человеческий мозг, а затем активно тестирует гипотезы в условиях реальных ситуаций в классах. Курс программы включает разные вопросы - от анатомии мозга до психологии, от молекулярной биологии до последних открытий в области когнитивной нейробиологии.
После первого года обучения студенты начинают принимать активное участие в жизни института. Один семестр может быть посвящён изучению вопросов развития умственных способностей подростков. Следующий семестр - отклонениям в поведении, таким как синдром гиперактивности с дефицитом внимания; кроме того, учащиеся ассистируют в специализированных классах. На следующем курсе они изучают, какова роль семьи в обучении ребенка, и посещают родительские собрания, чтобы наблюдать за сотрудничеством учителей и родителей.
В рамках такого двустороннего сотрудничества исследователи и участники программы обучения становятся единой интеллектуальной средой. Такая модель образования применяет мощную практическую стратегию исследования и развития. Практикующие учителя становятся коллегами, активными партнерами, помогают направить науку в необходимое русло, а ученые-исследователи, в свою очередь, задают новое направление их профессиональной деятельности.
Ну а самым важным правилом мозга, которое нет необходимости доказывать научными фактами, автор считает любознательность. Ради этого автор хотел бы, чтобы классы и офисы планировались с учетом особенностей нашего мозга.
Как вы думаете, насколько интереснее было бы учиться в школе, в которой обучение основано на знании реальных механизмов работы мозга?
Где поощрялось бы любопытство и физическая активность? Где образовательный процесс подстраивался бы под детей, а не дети - под мысли (далеко не самые умные) чиновников от образования? Согласитесь, было бы здорово посмотреть на такую школу. С другой стороны - а что мешает нам работать над достижением такого идеала? Каждый учитель может делать свои, пусть и маленькие шаги в этом направлении. И когда-нибудь крошечные ручейки сольются в полноводную реку.
