Как работает человеческий мозг. Как работает мозг? Разберем основные отделы ствола мозга
Уже более 100 лет учёные бьются над вопросом: как работает мозг человека? Открытий сделано очень много, но тайн и загадок от этого меньше не стало. Серое вещество, покоящееся в черепной коробке, представляет собой уникальнейшее образование. При небольших размерах и массе, относительно человеческого тела, оно потребляет 20% всего кислорода, который поступает в лёгкие.
Мозговое вещество полностью формируется в возрасте 7 лет. При этом ему требуется гораздо больше энергии, чем в зрелые годы. Оно абсолютно нечувствительно к боли, так как не имеет соответствующих рецепторов. Благодаря серому веществу, люди осязают, ощущают, видят, говорят, слышат. Но самое главное, человек способен думать, выражать эмоции и принимать решения.
Сколько нейронов в человеческом мозге?
Нейрон - это специфическая нервная клетка, имеющая отростки. Эти отростки соприкасаются с отростками других нейронов. В результате получается огромная сеть, через которую передаются различные сигналы. А вот каналы или нервные пути, по которым идут сигналы, называются синапсами. Вся эта сложная система в совокупности и представляет собой мозг человека. Сколько же в нём содержится нейронов?
Уже давно существует число 100 млрд. Якобы, именно оно и обозначает общее количество нейронов. Но каждый понимает, что данная величина приблизительная. Да и действительно, как посчитать все микроскопические клетки, не упустив ни одной? Задача просто невыполнимая.
Однако нейробиологи из Дании сумели сделать это. Они взяли 4 мозга умерших людей и провели с ними изотропную фрактализацию. Выражаясь простым языком, разжижили мозги и превратили их в гомогенную эмульсию или "мозговой суп". После этого были изучены образцы "супа" и подсчитано количество нейронов в них. Далее математическим путём рассчитали общее количество нервных клеток во всех 4-х исследуемых образцах мозга.
В результате этого выяснилось, что серое вещество содержит в себе примерно 86 млрд. нейронов. Ни один из 4-х образцов не набрал 100 млрд. клеток. Конечно, неискушённому человеку может показаться, что разница в 14 млрд. абсолютно непринципиальная. Но именно из такого числа нейронов состоит серое вещество бабуина. А у гориллы насчитывается 28 млрд. нейронов. Так что числа 100 и 86 представляют собой довольно существенное различие.
Размеры мозга и умственные способности
Иногда в литературе проскальзывает мысль, что чем больше у человека объём серого вещества, тем, соответственно, больше и ума. Данное утверждение довольно сомнительное, но всё познаётся в сравнении. Если, к примеру, взять мозговое вещество дельфина и муравьеда, то здесь сразу видно, что у дельфина объём больше, а ума больше и подавно. Но не стоит торопиться с выводами.
Давайте посмотрим на корову и обезьяну. Кто умнее? Конечно, обезьяна. Но мозги коровы по своим размерам значительно превосходят мозги приматов. Можно сравнить человека и кита. Средний вес серого вещества человека составляет 1,2 кг, а у огромного млекопитающего этот показатель равен 6,8 кг. Однако интеллектуальные возможности людей на несколько порядков выше. Отсюда можно сделать вывод, что размеры мозга никак не связаны с умственными способностями.
Зависит ли количество нейронов от объёма мозга?
Данный вопрос совсем не простой, как может показаться на первый взгляд. Размеры мыслительного органа у разных животных сильно различаются. При этом до недавних пор превалировало мнение, что плотность нервных клеток (отношение количества к массе) является величиной постоянной, независимо от видов и классов живых существ.
Однако в настоящее время доказано, что это вовсе не так. В наши дни достоверно известно, что у разных млекопитающих абсолютно разные правила расчёта нейронов. То есть в 1 грамме мозговой ткани может быть совершенно разное количество клеток.
В мозгах тех же приматов количество нейронов увеличивается пропорционально объёму серого вещества. А вот у грызунов пропорциональности никакой нет. У этих животных с увеличением объёма мозговой ткани количество нервных клеток уменьшается. Что же касается насекомоядных, то тут наблюдается комбинация - грызуны + приматы. Серое вещество увеличивается быстрее по-сравнению с количеством нейронов. А вот для мозжечка характерна линейная скорость роста, как и у приматов.
Вывод здесь следующий: именно мозги приматов устроены наиболее эффективно, так как максимально используют весь доступный объём. Если количество нейронов у приматов увеличить в 10 раз, то это приведёт к 11-кратному увеличению объёма мозгового вещества. А у грызунов объём увеличится в 35 раз. Если представить грызуна, у которого насчитывается 86 млрд. нейронов, то тогда вес его серого вещества будет составлять 35 кг.
Мысли и мозг человека
Работа мозга человека напрямую связана с мыслительной деятельностью. И вот тут наблюдается самое интересное. Биологическая масса, из которой и состоит серое вещество, не может вырабатывать мысли. Да, в ней наблюдается огромное количество химических и электрических процессов. Но они никак не связаны с мыслительной деятельностью, а тем более с чувствами и переживаниями. То, что делает человека "венцом природы", лежит вовсе не под черепной коробкой. А где же тогда?
Существует мнение, что кора головного мозга является всего лишь передающим устройством. Откуда-то извне к ней идут сигналы. Они воспринимаются нейронами, и таким образом зарождаются мысли. А может быть, всем руководит молекула ДНК . Именно она и генерирует определённые мыслеобразы, а человеку кажется, что думает именно он и думает при этом головой.
В любом случае, можно лишь догадываться и фантазировать. Сам же процесс мыслеобразования представляет собой тайну за семью печатями. Познать её не дано никому. Остаётся лишь принять данную информацию как должное. В то же время напрашивается логический вывод: если мысли рождаются не у нас в голове, то, стало быть, они не наши, а тогда и слушать их не стоит? Они чужаки и частенько провоцируют людей на неправильные поступки.
Таким образом, вопрос - как работает мозг человека? - остаётся без ответа. Мы лишь знаем, что в нём существует огромное количество нейронов, связанных синапсами. Нейроны объединены в группы, каждая из которых выполняет определённые функции. Это осязание, обоняние, слух, зрение, координация и многое-многое другое. Но вот что порождает мысли и чувства - тут ответа нет. А ведь это самое главное в жизнедеятельности людей. Всё остальное – обычные химические процессы, которые может познать любой человек при должном усердии и трудолюбии.
Дмитрий Шестаков
Поводом написания данной статьи послужила публикация материала американских неврологов на тему измерения емкости памяти головного мозга человека, и представленная на GeekTimes днем ранее.
В подготовленном материале постараюсь объяснить механизмы, особенности, функциональность, структурные взаимодействия и особенности в работе памяти. Так же, почему нельзя проводить аналогии с компьютерами в работе мозга и вести исчисления в единицах измерения машинного языка. В статье используются материалы взятые из трудов людей, посвятившим жизнь не легкому труду в изучении цитоархитектоники и морфогенетике, подтвержденный на практике и имеющие результаты в доказательной медицине. В частности используются данные Савельева С.В. учёного, эволюциониста, палеоневролога, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАН.
Прежде, чем преступить к рассмотрению вопроса и проблемы в целом, мы сформулируем базовые представления о мозге и сделаем ряд пояснений, позволяющих в полной мере оценить представленную точку зрения.
Первое что вы должны знать: мозг человека - самый изменчивый орган, он различается у мужчин и женщин, расовому признаку и этническим группам, изменчивость носит как количественный (масса мозга) так и качественный (организация борозд и извилин) характер, в различных вариациях эта разница оказывается более чем двукратной.
Второе: мозг самый энергозатратный орган в человеческом организме. При весе 1/50 от массы тела он потребляет 9% энергии всего организма в спокойном состоянии, например, когда вы лежите на диване и 25% энергии всего организма, когда вы активно начинаете думать, огромные затраты.
Третье: в силу большой энергозатраты мозг хитер и избирателен, любой энергозависимый процесс невыгоден организму, это значит, что без крайней биологической необходимости такой процесс поддерживаться не будет и мозг любыми способами старается экономить ресурсы организма.
Вот, пожалуй, три основных момента из далеко не полного списка особенностей мозга, которые понадобится при анализе механизмов и процессов памяти человека.
Что же такое память? Память – это функция нервных клеток. У памяти нет отдельной, пассивной эноргоне затратной локализации, что является излюбленной темой физиологов и психологов, сторонников идеи нематериальных форм памяти, что опровергается печальным опытом клинической смерти, когда мозг перестает получать необходимое кровоснабжение и примерно через 6 минут после клинической смерти начинаются необратимые процессы и безвозвратно исчезают воспоминания. Если бы у памяти был энергоне зависимый источник она могла бы восстановиться, но этого не происходит, что означает динамичность памяти и постоянные энергозатраты на ее поддержание.
Важно знать, что нейроны, определяющие память человека, находятся преимущественно в неокортоксе. Неокортекс содержит порядка 11млрд. нейронов и в разы больше глии. (Глия – тип клеток нервной системы. Глия является средой для нейронов глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают.
Неокортекс:
Глии, связи нейронов:
Хорошо известно, что в памяти информация хранится разное время, существуют такие понятия как долговременная и кратковременная память. События и явления быстро забываются, если не обновляются и не повторяются, что очередное подтверждение динамичности памяти. Информация определенным образом удерживается, но в отсутствии востребованности исчезает.
Как говорилось ранее, память – энергозависимый процесс. Нет энергии – нет памяти. Следствием энергозависимости памяти является нестабильность ее содержательной части. Воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полной неадекватности. Счета времени у памяти нет, но его заменяет скорость забывания. Память о любом событии уменьшается обратно пропорционально времени. Через час забывается ½ от всего попавшего в память, через сутки – 2/3, через месяц – 4/5.
Рассмотрим принципы работы памяти, исходя из биологической целесообразности результатов ее работы. Физические компоненты памяти состоят из нервных путей, объединяющих одну или несколько клеток. В них входят зоны градуального и активного проведения сигналов, различные системы синапсов и тел нейронов. Представим себе событие или явление. Человек столкнулся с новой, но достаточно важной ситуацией. Через определенные сенсорные связи и органы чувств человек получил различную информацию, анализ события завершился принятием решения. При этом человек доволен результатом. В нервной системе осталось остаточное возбуждение – движение сигналов по сетям, которые использовались при решении проблемы. Это так называемые «старые цепи» существовавшие до ситуации с необходимостью запоминать информацию. Поддержания циркуляции разных информационных сигналов в рамках одной структурной цепи крайне энергозатратно. Потому сохранение в пямяти новой информации обычно затруднительно. Во время повторов или схожих ситуациях могут образоваться новые синаптические связи между клетками и тогда полученная информация запомнится на долго. Таким образом, запоминание – это сохранение остаточной активности нейронов участка мозга.
Память мозга – вынужденная компенсаторная реакция нервной системы. Любая информация переходит во временное хранение. Поддержка стабильности кратковременной памяти и восприятия сигналов от внешнего энергетически крайне затратна, к тем же клеткам приходят новые возбуждающие сигналы и, накапливаются ошибки передачи и происходит перерасход энергетических ресурсов. Однако ситуация не так плоха, как выглядит. Нервная система обладает долговременной памятью. Зачастую она так трансформирует реальность, что делает исходные объекты неузнаваемыми. Степень модификации хранимого в памяти объекта зависит от времени хранения. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется обладателю. В основе долговременной памяти лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить у млекопитающих примерно 3-4 раза в 2-5 дней. Несколько реже происходит ветвление коллатералей, содержащих сотни различных синапсов. Новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40-45 дней. Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне можно оценить ежедневную емкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн. новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием является включение в новообразованную сеть участков с совершенно не использованными, новообразованными контактами между клетками. Чем больше новых синаптических контактов участвует в сети первичной (кратковременной) памяти, тем больше у этой сети шансов сохраниться надолго.
Запоминание и забывание информации. Кратковременная память образуется на основании уже имеющихся связей. Её появление обозначено оранжевыми стрелками на фрагменте б. По одним и тем же путям циркулируют сигналы, содержащие как старую (фиолетовые стрелки), так и новую (оранжевые стрелки) информацию. Это приводит к крайне затратному и кратковременному хранению новой информации на базе старых связей. Если она не важна, то энергетические затраты на её поддержание снижаются и происходит забывание. При хранении «кратковременной», но ставшей нужной информации образуются новые физические связи между клетками по фрагментам а-б-в. Это приводит к долговременному запоминанию на основании использования вновь возникших связей (жёлтые стрелки). Если информация долго остаётся невостребованной, то она вытесняется другой информацией. При этом связи могут прерываться и происходит забывание по фрагментам в-б-а или в-a (голубые стрелки)."
Из выше сказанного ясно, что мозг динамическая структура, постоянно перестраивается и имеет определенные физиологические пределы, так же мозг чрезмерно энергозатратный орган. Мозг не физиологичен, а морфогенетичен, потому его активности некорректно и неправильно измерять в системах, используемых и применимых в информационных технологиях. Из за индивидуальной изменчивости мозга не представляется возможным делать какие либо выводы обобщающие различные функциональные показатели мозга человека. Математические методы так же не применимы в расчете структурного взаимодействия в работе мозга человека, из за постоянного изменения, взаимодействия и перестраивания нервных клеток и связей между ними, что в свою очередь доводит до абсурда работу американских ученых в исследовании емкости памяти головного мозга человека.
Даже сегодня остается настоящей загадкой для исследователей. Однако многое им уже удалось выяснить. Так по каким «проводам» мозг получает сообщения, и на чем основывается его работа?
Принцип работы человеческого мозга
Мозг зрелого человека весит порядка полутора килограмм, куда «вмещается» около сотни миллиардов активных клеток. Большинство клеток - это нейроны, которые служат проводниками
Как работает мозг? Принцип его деятельности можно условно сравнивать с работой электрического выключателя. Нейроны могут находиться как в «выключенном», так и «включенном» состоянии, когда электрические импульсы передаются по соответствующим проводящим путям.
Сформированы нейроны в виде тела клетки и передающих нервные импульсы аксонов. В свою очередь, нейронные аксоны связаны между собой синапсами, благодаря которым происходит передача информации между отдельными нейронами.
Роль химических веществ в деятельности мозга
Особенности мозга человека предполагают активность особых химических составляющих, известных как нейромедиаторы. Присутствие таких веществ, как дофамин или адреналин, способствует активизации тех или иных его функций. Причем различные отделы, так же как их нейроны, «применяют» в своей работе разные химические составляющие.
Благодаря химической активности мозга, его нейроны способны воспроизводить электрический заряд, мощность которого в целом может достигать около 60 Вт. Деятельность мозга, основанная на электрической активности, может быть измерена при помощи специализированного оборудования.
По каким «проводам» мозг получает сообщения?
Основным проводником для передачи информации к нейронам посредством нервных синапсов выступает спинной мозг. Сравнить можно с многожильным телефонным кабелем. Повреждение такого «кабеля» может приводить к потере человеком контроля как над отдельными конечностями, так и телом в целом. Именно посредством электрических импульсов осуществляется передача команд головного мозга телу.
Минуя синапсы спинного мозга, непосредственно в передается информация лишь от слуховых и зрительных рецепторов. Именно поэтому при парализации всего тела человек сохраняет способность слышать и видеть.
В целом же активность мозга обусловлена функционированием серого вещества, которое располагается на его поверхности и формирует кору головного мозга. Особую роль в работе головного мозга играет которое практически полностью состоит из проводящих импульсы аксонов.
Мозг: строение и функции
Человеческий мозг сформирован из двух полушарий - левого и правого, которые отвечают за выполнение отдельных функций. Так, правое полушарие мозга человека позволяет группировать поступающую информацию. В свою очередь, на возложен в основном анализ «входящих» данных. Например, правое полушарие идентифицирует предмет, а левое определяет его особенности, качества, характеристики, прочее.
По каким «проводам» мозг получает сообщения? По мнению исследователей, получая электрические импульсы, правое полушарие мозга воспринимает преимущественно абстрактные вещи и понятия, анализирует форму и цвет. В то же время левое полушарие оставляет за собой математические способности, речь и логику. Из года в год ученые находят такому специфическому разделению функций человеческого мозга и его дифференциации все новые подтверждения.
Мифы о человеческом мозге
На сегодняшний день распространенным остается мнение о том, что современный человек способен задействовать не более 10% собственного мозга. Несмотря на многочисленные споры вокруг данного вопроса, существует целая масса доказательств использования человеком всего потенциала головного мозга. Согласно данным исследователей, даже выполнение довольно простых задач нуждается в активизации практически всех областей мозга.
Ошибочно также полагать, что у слепых людей слух развит лучше, по сравнению со зрячими. Впрочем, незрячие могут похвастаться более развитой слуховой памятью. Такие люди быстрее идентифицируют источники звуков, а также активнее улавливают смысл иностранной речи.
Величина мозга абсолютно не влияет на интеллектуальные способности. Определяющим фактором в развитии интеллекта становится лишь количество нервных связей между отдельными нейронами.
Человеку сложно пощекотать самого себя. Все дело в настрое мозга на восприятие раздражителей из внешнего мира, что позволяет выделять действительно важные для организма сигналы из обширного потока ощущений. Ведь причиной возникновения большинства из них являются бессознательные действия самого человека.
Зевота является не просто условным рефлексом при отходе от сна, но и позволяет мозгу быстрее прийти в активное состояние, благодаря его активному насыщению кислородом.
Компьютерные игры дают мозгу отдых и расслабление за счет отвлечения от повседневных задач, а также учат одновременному выполнению нескольких дел одновременно. Причем лучшей в данном случае выступают активные игры, например экшны и шутеры, когда игроку приходится отражать атаки целой группы врагов, которые наступают с различных сторон в ограниченном пространстве. Участие в подобных виртуальных развлечениях позволяет человеку молниеносно реагировать на быстрое изменение ситуации и рассредоточивать внимание.
Физические упражнения способствуют поддержанию головного мозга в хорошей форме. Регулярные физические нагрузки влияют на рост количества капилляров в мозгу, что дает возможность лучше насыщать его и кислородом.
Простую песню без сложной музыкальной структуры и особой смысловой нагрузки гораздо сложнее забыть по сравнению с действительно «интеллектуальными» произведениями. Причина кроется в способности мозга к построению автоматических, привычных алгоритмов действий, куда могут встраиваться подобные мелодии.
В заключение
Человеческий мозг является крайне сложной структурой, включающей в себя целую массу функциональных отделов, работа которых основана на активизации и затухании миллиардов нейронов.
По каким «проводам» мозг получает сообщения? Роль таких проводящих путей выполняют нейронные связи. Каждый нейрон действует подобно микроскопическому электрическому выключателю, включение которого активизирует передачу нервных импульсов в нужные Поступающая из внешнего мира информация в конечном итоге передается в большие полушария головного мозга, где и происходит ее окончательный анализ и обработка.
Очень важно понимать, насколько сложный механизм - человеческий мозг . Мозг человека весит всего примерно 1300 г, но в нем насчитывается около 100 миллиардов клеток. Трудно представить себе число такой величины (или такие микроскопические связи). Попробуем понять и представить, насколько сложен мозг, сравнив его с чем-либо, что создано самим человеком - например, с телефонной системой всей планеты . Даже если мы представим себе все телефоны мира и все провода (а население земли уже 7 миллиардов), число соединений и триллионы сообщений в день НЕ будут эквивалентны сложности или активности одного человеческого мозга. А теперь посмотрим на "маленькую проблему" - если сломаются все телефоны штата Мичиган и нарушатся все провода, сколько времени потребуется всему штату (где проживают около 15 млн человек) восстановить телефонную связь? Неделю, месяц, несколько лет? Если вы выбрали "лет", то вы близки к истине и примерно представляете всю сложность восстановления мозга после травмы . В примере со штатом Мичиган его жители окажутся без телефонной связи, в то время как во всем остальном мире телефонные службы будут работать нормально. То же самое происходит с человеком при травме головы. Некоторые части мозга будут продолжать нормально функционировать, в то время как другие будут нуждаться в восстановлении или "перезагрузке".
Электрический и химический механизм
Посмотрим на строительные кирпичики мозга. Как уже было сказано, мозг состоит из 100 миллиардов клеток. Большинство из этих клеток называются нейронами. Нейроны - это что-то вроде переключателей, ну, примерно, как всем хорошо известные домашние электрические выключатели. Они либо в состоянии покоя (выключены) или передают электрический импульс по проводам (включены). Нейрон имеет клеточное тело , длинный маленький провод-отросток (этот "провод" называется аксон), а самый кончик его может испускать химический сигнал. Этот химический импульс передается через узкую щель (синапс), где запускает передачу сигнала другим нейроном. Таким образом множество нейронов передают сигнал по проводам (аксонам). Между прочим, каждый из этих миллиардов аксонов генерирует небольшой электрический импульс, общая мощность этих импульсов по примерным подсчетам равняется мощности лампочки в 60 вт. Врачи установили, что измерения этой электрической активности могут быть показателями работы мозга. Устройство для измерения электрической активности мозга называется ЭЭГ (электроэнцефалограф).
Каждый из миллиарда нейронов "выплевывает" химическое вещество, запускающее соседние нейроны. У разных нейронов и химическое вещество разное. Эти вещества считаются "передатчиками" и называются адреналин, норадреналин, дофамин. Уж очень просто, да? Ну, не совсем. Даже в этой упрощенной модели все гораздо сложнее.
Наш мозг - один большой компьютер?
Наш мозг - большой телефонный коммутатор (из-за множества соединений и контактов) или это большой компьютер с режимами вкл/выкл (соответственно компьютерным ноликам и единичкам)? Ни то, ни другое.
Попробуем взглянуть на мозг, используя другую модель. Сравним его с оркестром. Оркестр состоит из разных музыкальных инструментов. Ударные инструменты, струнные, духовые и т.д. У каждого своя работа и в то же время, он должен гармонично звучать вместе с другими. А управляет ими всеми дирижер. По взмаху дирижерской палочки все члены оркестра вступают одновременно и на одной и той же ноте. Если ударник недостаточно репетировал, он испортит игру остальных. Бывают моменты, когда кажется, что общее звучание музыки, "выключено" или она исполняется плохо. Пожалуй, эта модель лучше поможет представить работу мозга. Мы привыкли к стереотипному сравнению мозга с одним компьютером, но на самом деле он как миллионы маленьких компьютеров, работающих слаженно вместе.
Как мозг получает и передает информацию
Как мозг получает информацию? Большая часть информации поступает через спинной мозг в основание головного. Представьте, что спинной мозг - это толстый телефонный кабель, связывающий тысячи линий. Если перерезать этот кабель, человек потеряет чувствительность тела и способность двигаться. Информация поступающая, ИСХОДЯЩАЯ из головного мозга дает команды частям тела (рукам и ногам). ВХОДЯЩЕЙ информации очень много и она бывает разная (жарко, холодно, боль , смешанные ощущения , и т.д.). Зрение и слух не проходят через спинной мозг, а поступают непосредственно в головной. Этим объясняется способность парализованного человека (лишенного возможности двигать руками и ногами) слышать и видеть.
Информация из спинного мозга поступает в центр головного. Она разветвляется, как дерево и проходит к поверхности мозга. Поверхность головного мозга серая, благодаря цвету клеток (поэтому ее часто называют серым веществом). Отростки нейронов или аксионы имеют белую поверхность (их называют белым веществом).
Два мозга - левое и правое полушария
У нас по два глаза , две руки и ноги , почему бы не иметь два мозга? Наш мозг разделен на две половины - правое и левое полушария. Работа, которую выполняет правое полушарие, отличается от работы левого. Правое полушарие занято визуальной деятельностью и играет важную роль в соединении вещей. Например, оно принимает визуальную информацию, соединяет и перерабатывает ее и говорит: "я это узнаю - это стул " или "это машина ", или "это дом ". Оно организует и группирует информацию. Левое полушарие больше является аналитической частью; оно анализирует информацию, собранную правым. Оно берет информацию из правого полушария и превращает ее в языковую форму. В то время, как правое полушарие "видит" дом, левое говорит: "А, я знаю, чей это дом, это дом дядюшки Боба ".
Что же происходит, если одна часть мозга повреждена? Люди , у которых травмирована правая часть мозга, "не соединяют вещи вместе" и не могут перерабатывать информацию. У них часто развивается "синдром отрицания", и они утверждают, что с ними "все в порядке". Приведем такой пример: у человека повреждено правое полушарие - задний его отдел, отвечающий за визуальную информацию - и он теряет частично зрение. Поскольку деятельность правого полушария нарушена, мозг не способен "собирать" информацию, и не понимает, что чего-то не хватает. В сущности, человек слеп на один глаз , но не сознает этого. И что самое страшное, он все еще управлял автомобилем и въехал на нем в офис врача. После ознакомления с результатами тестов, которые врач провел с ним , доктор спросил: "У вас много вмятин на левой стороне Вашего автомобиля?" Пациент был поражен, что каким-то таинственным способом врач знал об этом, не видя его автомобиль. Увы, пришлось убедить его не ездить до выздоровления . Но вы теперь наглядно видите, как правое полушарие обрабатывает и соединяет информацию.
Левое полушарие мозга отвечает за язык и анализ информации, поступающей в мозг. Если нарушено левое полушарие мозга, человек сознает, что что-то не в порядке (правое полушарие делает свою работу), но не в состоянии решать сложные задачи или справляться со сложной деятельностью. Люди с поврежденным левым полушарием более подвержены депрессии, у них возникают организационные проблемы и проблемы с речью.
Зрение - как мы видим
От глаз информация поступает в затылочный отдел мозга. Нам всем знакомо явление, когда при ударе по голове "звезды из глаз сыплются". Такое точно происходит (поверьте мне на слово, экспериментов в домашних условиях ставить не надо). При сильном ударе по затылку, эта часть мозга ударяется о череп , что стимулирует мозг и человек видит звезды или вспышки света. Помните про два полушария? Каждое полушарие обрабатывает половину визуальной информации. То, что мы видим слева, перерабатывает правое полушарие. Информация справа обрабатывается левым полушарием. Провода, по которым информация попадает в мозг "пересекаются" - визуальная информация слева идет в правое полушарие.
Движение
Область мозга, контролирующая движение, располагается в узкой полосе, проходящей от макушки головы прямо к тому месту, где находится ухо . Она называется моторная полоска. Если она повреждена, человек не может контролировать половину своего тела. При повреждении левого полушария перестанет работать правая часть тела. При повреждении правого полушария в этой области левая сторона тела прекращает работать (не забывайте, у нас две половины мозга). Вот почему одна часть лица может быть неподвижной, если человек перенес удар.
Язык и речь
95% людей на земле праворукие, это означает, что у них доминирует левое полушарие. У левшей доминирующее полушарие правое. У правшей способность понимать и язык и выражать мысли находится в левой височной доле. Если взять металлический электрод, зарядить его немного и поместить его у начала левой височной доли, то человек скажет: "эй, я слышу звук ". Если передвинуть электрод к более сложной части доли, то человек разберет произнесенное слово. Если продолжать двигать его к еще более сложной части, можно различить знакомый голос : "О, да это голос дядюшки Боба ". У нас есть простые зоны в лобной доле, которые отвечают за звуки и другие зоны, воспринимающие более сложную информацию на слух.
Правая височная доля тоже отвечает за слух. Однако, при этом ее задача перерабатывать музыкальную информацию и помогать идентифицировать шумы. Если эта область повреждена, человек не различает музыки и не может петь. Поскольку мы думаем и выражаем мысли посредством языка, функционирование левой височной доли изо дня в день нам важнее.
Имеется пограничная зона , где область слуха и область зрения взаимодействуют. Это та область, с помощью которой мы читаем. Мы берем визуальные образы и трансформируем их в звуки. Если этот отдел мозга поврежден или не был развит должным образом в детстве, у человека развивается дислексия. Люди с дислексией могут видеть буквы перевернутыми или не понимать значения написанных слов.
Чувствительность кожи
Если какая-нибудь муха сядет вам на левую руку, эта информация мгновенно будет передана в правый отдел мозга, в ту часть, что расположена рядом с отделом мозга, отвечающим за движение . Тактильная область мозга имеет дело с физическими ощущениями. Движения и ощущения тесно связаны, так что отделы мозга, за них отвечающие, не зря расположены рядом. Поскольку в нашем мозгу движение и ощущения рядом, то понятно, почему люди теряют способность движения и чувствительность в какой-либо части тела при повреждении этой области мозга. Запомните - тактильные ощущения левой стороны тела передаются в правую часть мозга, как и при движении и зрении.
Лобная доля - планирование, организация, контроль
Самый большой и наиболее развитый отдел головного мозга - лобная доля. (Она называется лобной , потому что располагается в передней части мозга.) Одна из задач лобной доли - планирование. Вы, возможно, слышали о "фронтальной лоботомии". В начале века такую операцию делали крайне агрессивным и жестоким людям или слишком возбудимым психическим больным. Хирургическим путем этот отдел мозга повреждали. После такой операции человек становился пассивным и не таким жестоким. Поначалу это воспринималось как великое научное достижение. Нейрохирургия оказалась способной решать такие поведенческие проблемы как насилие. Но вся беда была в том, что больные после операции прекращали делать и многое другое. Они больше не могли делать привычные повседневные дела и обслуживать себя. Они просто сидели безучастно. При травмах головы, ведущих к повреждению лобной доли мозга, человек теряет способность выполнять многоступенчатые задачи (например, ремонтировать машину, готовить еду). Он не может планировать действия.
Организация - это тоже задача лобной доли. Когда мы что-то делаем, мы сначала выполняем шаг А, затем шаг В, потом шаг С. Мы выполняем действия последовательно, по порядку. Такой организацией и занимается лобная доля мозга. При травме лобной доли эта способность к последовательности и организации нарушается. Типичный пример - когда люди во время приготовления еды пропускают какой-либо шаг в последовательности действий. Они забывают добавить важный ингредиент или выключить плиту. На их счету много сожженных кастрюль и сковородок.
Кроме всего сказанного, лобная доля играет важную роль в контроле эмоций. Секторы контроля эмоций лежат глубоко в центре мозга. Это первичные эмоции - голод , агрессия , сексуальное возбуждение. Эти отделы посылают сигналы "делай что-нибудь". Если ты взбешен, дай кому-нибудь по шее. Если голоден, съешь чего-нибудь. Лобная доля "управляет" эмоциями. Простыми словами, у нее есть функции НЕТ или СТОП. Если ваши эмоции подстегивают вас врезать своему начальнику, то именно лобная доля заботливо удерживает вас "СТОП или ты лишишься работы. Если кто-то говорит: "Я завожусь с пол-оборота и зверею ", это означает, что лобная доля не срабатывает, чтобы выключить эмоциональную систему.
С другой стороны, мы обсуждали выше, как лобная доля планирует деятельность. Но иногда некоторые типы эмоций оказываются сильнее и опережают мысль. Например, сексуальное влечение предполагает определенный уровень воображения, планирования и подготовки. Без этого интерес падает. А гнев , наоборот, опережает обдумывание действий. Иногда говорят: "Травма на него положительно повлияла, он теперь спокойнее ". Но если вдуматься, это означает "он больше не такой активный ". Запомните, лобная доля планирует наши действия и контролирует эмоции.
Доктор Глен Джонсон, клинический нейропсихолог
Любая концепция раскрывается через ряд принципов (от лат. principium - основание), в том числе и концепция взаимосвязи мозга и психики. В работах А.Р. Лурия, Е.Д. Хомской, О.С. Адрианова, Л.С. Цветковой, Н.П. Бехтеревой и др. суммируются основные принципы строения и работы мозга. Благодаря этим исследователям, в мозговой организации можно выявить как общие принципы строения и функционирования, характерные для всех макросистем, так и динамически изменяющиеся индивидуальные особенности этих систем.
А.Р. Лурия выделяет следующие принципы эволюции и строения мозга как органа психики:
- - принцип эволюционного развития, заключающийся в том, что на различных этапах эволюции отношения организма со средой и его поведение регулировались различными аппаратами нервной системы и, следовательно, мозг человека представляет собой продукт длительного эволюционного развития;
- - принцип сохранности древних структур, предполагающий, что прежние аппараты мозга сохраняются, уступая ведущее место новым образованиям и приобретая новую роль. Они все больше становятся аппаратами, обеспечивающими фон поведения;
- - принцип вертикального строения функциональных систем мозга, означающий, что каждая форма поведения обеспечивается совместной работой разных уровней нервного аппарата, связанных между собой как восходящими, так и нисходящими связями, превращающими мозг в саморегулирующуюся систему;
- - принцип иерархического взаимодействия разных систем мозга, согласно которому возбуждение, возникающее в периферических органах чувств, сначала приходит в первичные (проекционные) зоны, затем распространяется на вторичные зоны коры, которые играют интегрирующую роль, объединяя соматотопические проекции возникших на периферии возбуждений в сложные функциональные системы. Данный принцип, по сути, обеспечивает интегративную деятельность мозга;
- - принцип соматотопической организации первичных зон мозговой коры, по которому каждому участку тела соответствуют строго определенные пункты коры больших полушарий (точка в точку).
- - принцип функциональной организации коры отражающий взаимосвязь роли функции и ее проекции в коре больших полушарий мозга: чем большее значение имеет та или иная функциональная система, тем большую площадь занимает ее проекция в первичных отделах коры головного мозга. Иллюстрацией данного принципа являются известные схемы Пенфилда; мозг психика нейроанатомический
- - принцип прогрессивной кортиколизации, суть которого в том, что чем выше на эволюционной лестнице стоит животное, тем в большей степени его поведение регулируется корой и тем больше возрастает дифференцированный характер этих регуляций.
Кроме того, А.Р. Лурия указывал, на то, что, и формирование психической деятельности человека идет от простых к более сложным, опосредованным формам.
О.С. Адрианов, дополняя и развивая науку о мозге, сформулировал два принципа:
- - принцип многоуровневого взаимодействия вертикально организованных путей проведения возбуждения, что дает возможности для различных типов переработки афферентных сигналов;
- - принцип иерархического соподчинения различных систем мозга, благодаря которому уменьшается число степеней свободы каждой системы и становится возможным управление одного уровня иерархии другим.
Е.Д. Хомская, опираясь на современные представления об основных принципах организации мозга как субстрата психики, обосновывает два основных принципа теории локализации высших психических функций:
- - принцип системной локализации функций (каждая психическая функция опирается на сложные взаимосвязанные структурно-функциональные системы мозга);
- - принцип динамической локализации функций (каждая психическая функция имеет динамическую, изменчивую мозговую организацию, различную у разных людей и в разные возрасты их жизни).
Выделенные выше главные принципы структурно-функциональной организации мозга сформулированы на основе анализа нейроанатомических данных.
