Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Мозг человека с точки зрения биологии - доктор Брюс Перри

Психиатр доктор Брюс Перри профессорСлайды и краткие тезисы для ознакомления с современными представлениями об устройстве человеческого мозга. Точка зрения биологии на, предположительно, вместилище психики, разума и сознания.

 

Доктор Перри является директором Нейросеквенциального сетевого центра и профессором в Междисциплинарной школе медицинских исследований, социальных служб и спорта Университета Ла Троба, Мельбурн, Виктория, Австралия.

Можно сказать много интересного о человеческом мозге, и не в последнюю очередь то, что он является самым удивительным устройством для решения проблем во Вселенной.

Мозг невероятно сложен: он состоит из 80–100 миллиардов нейронов и в 10 раз большего количества глиальных клеток. Все эти клетки организованы таким образом, что создают множество компонентов.

Мозг фактически состоит из нескольких частей. Есть нижние области, есть верхние области, и это изображение дает представление о некоторых внутренних структурах мозга.

схема человеческого мозга для разъяснения психиатрических проблем

Важно отметить, что этот замечательный орган, со всей его сложностью, позволяет людям делать то, что недоступно ни одному другому виду. Одна из самых удивительных способностей человеческого мозга - это возможность усваивать и хранить больше информации, чем любой другой вид животных.

Эта способность позволяет нам вбирать в себя накопленный опыт предыдущих поколений. Еще одно замечательное качество человеческого мозга заключается в том, что он по своей природе является социальным органом. Он позволяет людям создавать отношения, а эти отношения, в свою очередь, позволяют объединять и связывать наши мозги таким образом, что мы можем решать проблемы, изобретать, создавать и быть продуктивными на уровне, который выходит за рамки возможностей отдельного индивида и делает видимой силу группы. Человек по своей сути - социальное существо, и именно мозг позволяет нам быть социальными.

Нейроны

схема нейрон и дендритыПоговорим немного о микроструктуре мозга. Как уже упоминалось, в мозге присутствуют нейроны и глиальные клетки. Глиальных клеток значительно больше, чем нейронов, но нейроны особенно важны благодаря своей способности к коммуникации.

Типичный нейрон имеет воспринимающую область, включающую дендриты. На дендритах находятся рецепторы, которые реагируют на химические вещества, такие как нейротрансмиттеры и нейромодуляторы, выделяемые другими нейронами.

Когда суммарная активность и стимуляция в дендритах достигают определенного порога, происходит передача сигнала по аксону нейрона к пресинаптическому терминалу, где выделяется нейротрансмиттер. Этот нейротрансмиттер стимулирует другой нейрон, создавая цепочку взаимосвязанных нейронов, которые работают вместе, чтобы выполнять сложные функции.

Внутренние нейроны

Большинство нейронов в мозге можно назвать внутренними (или интернейронами). У них воспринимающая проекция и тело клетки находятся в одном и том же небольшом участке. Если взять небольшой участок коры и рассмотреть его под микроскопом, вы увидите тысячи клеток: нейроны с дендритными деревьями, телами клеток и синаптическими терминалами - все в пределах одного небольшого участка.

Из-за сложности мозга и разнообразия его частей необходимо наличие механизмов, организующих и координирующих работу разных областей мозга.

Во всех этих взаимосвязанных нейронных сетях, таких как серотонинергическая, норадренергическая и дофаминергическая, есть тела клеток и воспринимающие области в нижних частях мозга. Они посылают проекции как вверх в различные части мозга, так и вниз в тело, влияя на сигналы, исходящие из мозга в организм. Эти нейронные сети имеют непропорционально большое влияние на координацию функций разных частей мозга. Эта уникальная микроструктура играет важнейшую роль в стресс-реакции.

первичные регуляторные сети мозга

Ввод информации извне

Мозг постоянно получает информацию как из внешнего, так и из внутреннего мира. Мы все знаем о пяти чувствах: зрение, обоняние, осязание, вкус, слух. Все эти сенсорные системы преобразуют физическую энергию в упорядоченную нейронную активность, которая поступает в нижние части мозга и, по сути, сообщает ему о том, что происходит во внешнем мире.

Аналогично, в вашем теле есть сенсорные системы, которые непрерывно отправляют сигналы в нижние части мозга. Эти сигналы говорят вам о том, где вы находитесь в пространстве, сколько у вас кислорода, а также дают информацию о состоянии сердца, мышц и легких. Этот поток информации из внешнего и внутреннего мира постоянно контролируется, сохраняется и используется мозгом. Все это происходит для того, чтобы поддерживать равновесие, сохранять здоровье, обеспечивать безопасность и вашу способность быть здоровым и продуктивным членом вашей социальной группы.

схема работы первичных регуляторных сетей мозга

Многоуровневая обработка

Одна из уникальных особенностей мозга - это способность обрабатывать информацию и реагировать на нее на нескольких уровнях. В нижних областях мозг устроен проще, а в верхних - сложнее. Именно верхние области мозга отвечают за сложные человеческие функции, такие как мышление, речь и язык. Средние области мозга, например лимбическая система, обрабатывают эмоциональное содержание, а диэнцефалон и мозжечок участвуют в модуляции и регулировании различных функций, включая моторную активность.

Нижние части мозга, в свою очередь, управляют фундаментальными физиологическими процессами. Когда информация из внешнего мира поступает в мозг в ходе какого-либо события, например взаимодействия с коллегой на работе, которое оказалось враждебным, мозг может отдать команду увеличить частоту сердцебиения. Другие части мозга изменят вашу осанку, дадут сигнал о том, что вы чувствуете раздражение, злость или разочарование, и подскажут, какие слова использовать. Иногда из-за последовательной обработки информации вы можете действовать на основе поступившего сигнала раньше, чем "умная" часть мозга успеет его обработать - это так называемая префронтальная обработка.

Многоуровневая обработка - один из ключевых аспектов понимания человеческого поведения. Эта фундаментальная архитектура мозга и способ его последовательной обработки информации объясняет, почему каждый опыт может вызывать множество разных реакций, которые обеспечиваются различными частями мозга. Вы можете напрячься, рассердиться или задуматься - и все это будет обеспечиваться разными сетями мозга.

многоуровневая обработка информации мозгом

Пластичность мозга

Наконец, важно отметить, что мозг удивительно сложен, но при этом пластичен. Он обладает способностью к изменению. Чем выше уровень сложности той или иной части мозга, тем более выражена ее пластичность. Верхние части мозга легче изменить и они более отзывчивы к опыту, чем нижние. Чем больше "подвижных частей" в какой-либо области мозга, чем больше клеток и динамической активности, тем легче изменить и повлиять на эту область.

Иными словами, нейропластичность напрямую связана с динамической активностью, а кора головного мозга - самая динамичная часть мозга. Она имеет больше всего "подвижных частей" и, следовательно, легче всего поддается изменениям и влиянию.

схема распространения сигналов в коре головного мозга

Кора головного мозга

Кора головного мозга является самой мощной его частью. Она играет ключевую роль в модуляции и регулировании нашей импульсивности, а также всех функций, за которые отвечают нижние части мозга.

стриатум - нижние отделы головного мозгаХотя это несколько упрощенное представление, нижние отделы мозга можно считать более примитивными; они в большей степени регулирующие. Многие из сложных и абстрактных способностей, которыми мы обладаем благодаря верхним отделам мозга, невозможны и не могут быть обеспечены нижними отделами. По мере того как мозг развивается снизу вверх, человек постепенно становится более способным контролировать свои импульсы, справляться с раздражением и другими эмоциями. Мы все наблюдаем этот процесс в ходе нормального развития детей.

Любые факторы, которые нарушают развитие или функционирование коры головного мозга, могут приводить к ухудшению ее регуляторной роли. Это может быть травма головы, употребление алкоголя или, например, пренебрежение в детстве, которое приводит к недоразвитию отдельных частей коры. Все эти факторы увеличивают вероятность того, что у человека возникнут трудности с саморегуляцией.

Один из ключевых механизмов работы исполнительных функций - это баланс между силой, степенью развития и функциональностью коры головного мозга и степенью дезорганизации нижних отделов мозга.

Первоисточник: https://youtu.be/uOsgDkeH52o

Небольшое дополнение от переводчика

Возможно, не лишней окажется ссылка на исследования отечественного нейробиолога Ивана Пигарева. Он экспериментально выяснил, что кора мозга также участвует в регуляции так называемых низших уровней организма, а именно - внутренних органов, таких как кишечник, селезенка, печень и т.п. И это происходит, когда организм спит. Т.е. сон нужен животным, чтобы мозг переключился на инспекцию и починку аппаратной части организма.

При этом, как он утверждает, имеется специальная блокировка, предотвращающая доступ данных из этой биологической области в сознание. Однако если такая блокировка по какой-либо причине нарушается, сознание видит сны, оно пытается интерпретировать привычным способом специфически биологические данные как кислотность желудка, активность микроорганизмов в кишечнике, метаболизм в печени, - отсюда получаются такие сюрреалистические сюжеты сновидений. Гипотеза сугубо биологическая, полностью отвергающая подход психологии к сновидениям, но интересная. Ниже видео его лекции на эту тему.