Количество нейронов в мозге человека: О мозге — CogniFit («КогниФит»)

Содержание

Уменьшение головного мозга. Человек глупеет?

В правой руке С.Дробышевский держит череп Кроманьон 1, в левой руке — череп современного человека. Заметна разница в размерах. Кадр из видео «Достающее звено #4. Эволюционный ряд черепов».

Уменьшение мозга началось примерно 25 тысяч лет назад и ещё около 10 тысяч лет назад продолжалось вполне ощутимо. Этот факт разные исследователи склонны объяснять по-разному. Одни, особенно гордящиеся собственной разумностью, склонны туманно рассуждать о важности количества и качества межнейронных связей, о непринципиальности абсолютной массы мозга, об отсутствии корреляции между этой массой и уровнем интеллекта, о различиях массы мозга и объёма мозговой полости черепа, о тонкостях методик, о соотношении нейронов и нейроглии. Однако, о нейронах неандертальцев и кроманьонцев мы ничего не знаем, а о размере мозга – знаем.

Есть и второй вариант: древние люди были умнее нас.

Этот вывод обычно удивляет слушателей и ставит в некоторое замешательство. Главных аргументов «против» два: во-первых, если неандертальцы с кроманьонцами были умнее, почему же они имели более низкую культуру, во-вторых, разве объём мозга жёстко связан с интеллектом?

На первое возражение ответить проще. Древние люди жили в гораздо более сложных условиях, чем мы сейчас. К тому же они были универсалами. В одной голове один человек должен был хранить сведения обо всём на свете: как делать все орудия труда, как добыть огонь, как построить жилище, как выследить добычу, как её поймать, выпотрошить, приготовить, где можно добыть ягодки-корешки, чего есть не следует, как спастить от непогоды, хищников, паразитов, соседей. Ещё помножьте всё это на четыре времени года. Да ещё добавьте мифологию, предания, сказки и прибаутки. Да необходимость по возможности бесконфликтно общаться с близкими и соседями. Поскольку не было ни специализации, ни письменности, ВСЁ это человек носил в ОДНОЙ голове. Понятно, что от обилия такой житейской премудрости голова должна была «пухнуть». К тому же оперировать всей этой информацией древний человек должен был быстро. Последнее, правда, несколько противоречит большому размеру: чем длинее и сложнее межнейронные связи, тем дольше идёт сигнал. Мозг мухи работает быстрее нашего в немалой степени из-за своего мизерного размера. Но и задачи у мушиного мозга попроще человеческих.

Современная жизнь резко отличается от палеолитической. Сейчас человек получает всё готовое: и пищу, и вещи, и информацию. Крайне мало современных цивилизованных людей способны сделать какое-либо орудие труда из природных материалов. В лучшем случае человек комбинирует уже готовые элементы, например, прилаживает лезвие топора на топорище. Но он не изготавливает топор с самого начала – от добычи руды и срубания палки для топорища (тем более срубания орудием, лично изготовленным). Современный человек дров не носил, палок не пилил, руды не копал, железо не ковал – вот и нет ему ничего, в смысле мозгов. Специализация – это не проблема XX века, как часто приходится слышать. Она появилась ещё в раннем неолите, с первым большим урожаем, позволившим кормить людей, занимающихся не добычей еды, а чем-то ещё. Появились гончары, ткачи, писцы, сказители и прочие специалисты. Одни стали уметь дрова рубить, другие – печь топить, третьи – кашу вариать. Цивилизация сделала мощнейший рывок вперёд, и количество общей информации сказочно выросло, но в голове каждого отдельного человека знаний заметно поубавилось. Цивилизация столь сложна, что один человек в принципе не может уместить в голове даже малой части общей информации, обычно он и не пытается, ему и не надо. Роль винтика устраивает подавляющее большинство цивилизованных людей.

Древний человек до всего доходил своим умом. При этом возможности обучения у него были минимальны. Продолжительность жизни была мала, отчего умудрённых опытом стариков, да ещё с педагогическим даром, было катастрофически мало. Вообще людей в группе было немного. Посему многие вещи приходилось постигать на личном опыте, причём очень быстро, да ещё без права на ошибку.

Сейчас же каждого сапиенса с рождения окружают толпы специально выдрессированных лекторов, наперегонки спешащих поведать о всех тайнах мироздания (в которых, как правило, сами ориентируются только с надёжной картой в виде статей, монографий и баз данных, накопленных долгими предшествующими поколениями).

Современный человек берёт нусом – коллективным разумом. У кроманьонцев нус не дорос, так что каждому приходилось работать своими мозгами.

А при всём при том, мозг – энергетически жутко затратная штука. Большой мозг пожирает огромное количество энергии. Неспроста палеолитические люди часто имели мощное телосложение – им надо было усиленно кормить свой мощный мозг, благо, ещё неистощённая среда со стадами мамонтов и бизонов позволяла. С неолита отбор пошёл на уменьшение размера мозга. Углеводная диета земледельцев позволяла неограниченно плодиться, но не кормить большие тело и мозг. Выигрывали индивиды с меньшими габаритами, но повышенной плодовитостью. У скотоводов с калорийностью пищи дело обстояло получше. Неспроста групповой рекорд размеров мозга сейчас принадлежит монголам, бурятам и казахам. Но жизнь скотовода несравненно стабильнее и проще, чем у охотника-собирателя; да и специализация имеется, плюс возможность грабить земледельцев позволяет не напрягать интеллект. Все скотоводческие культуры зависят от соседних земледельческих. Посему размер мозга уменьшался у всех – тотально по планете.

У многих на этом месте возникнет закономерный вопрос: почему же у современных охотников-собирателей объём мозга практически всегда очень мал? Австралийские аборигены, ведды, бушмены, пигмеи, андаманцы и прочие семанги – все как один имеют наименьшие значения размеров головы в мировом масштабе. Выходит, у них мозг уменьшался быстрее, чем у земледельцев и скотоводов. Неужели их жизнь стала настолько проще палеолитической, позволив не так сильно напрягать интеллект? Думается, есть разные причины особо активной редукции мозга именно среди охотников-собирателей.

Во-первых, прогресс шёл и в самых примитивных группах людей. Жизнь австралийских аборигенов XIX века – не то же самое, что жизнь их предков 30 тысяч лет назад. За минувшие тысячелетия появились бумеранги, микролиты, собаки динго. Жизнь стала лучше, жизнь стала веселее! А в подавляющем большинстве других охотничье-собирательских сообществ они жили в контакте с культурами производящего хозяйства. Бушмены, семанги и эвенки использовали железные наконечники стрел и копий, выменивали ткани и посуду у окружающих земледельцев-ремесленников. Вездесущая глобализация затрагивала охотников-собирателей, хотя бы и крайне слабо.

Вторая причина резкого уменьшения мозга у охотников-собирателей – ухудшение условий их жизни. В палеолите такой образ жизни вели все, стало быть, плотность населения и конкуренция были минимальны, нагрузка на окружающую среду тоже была весьма слабой. Стада непуганых бизонов покрывали степи до горизонта, низкий уровень технологий не позволял извести их всех, но давал вполне достаточно пищи для поддержания большого тела и мозга. Нельзя сказать, что палеолит был Золотым Веком. Жизнь была тяжела и регулярно голодна.

Но в целом, надо думать, неандертальцам и кроманьонцам жилось сытнее, чем нынешним бушменам в Калахари.

Причина очевидна. Современные охотники-собиратели оттеснены земледельцами и скотоводами в самые неблагоприятные места. Все плодородные места в первую очередь были распаханы или заселены овцами. Охотники сохранились лишь на самых бедных окраинах, где самые тяжёлые условия выживания и мало еды, которую к тому же трудно достать. В этом отношении показательно, что скелеты наиболее вероятных предков бушменов найдены не в Калахари или Намибе, а в пещерах южного побережья. Останки древнейших австралийцев покоятся не в песках пустыни Виктории, а в самой плодородной юго-восточной части континента. Со временем пищи становилось меньше. Где-то – как в Австралии – её за тысячи лет извели сами же охотники, где-то – в большинстве прочих мест – им помогли земледельцы и скотоводы.

Мало еды – мало возможностей для поддержания большого мозга. Неспроста современные охотники всегда имеют и очень малые размеры тела, и весьма субтильное телосложение, даже близко несравнимое с неандертальским. В свете всего этого закономерно, что с появлением производящего хозяйства размер мозга угнетаемых охотников-собирателей стал резко уменьшаться. Верхнепалеолитический рай закончился.

 

Во всех вышеприведённых рассуждениях одним из ключевых моментов является предположение о связи размера мозга с его функциональными возможностями. Тут стоит сделать подробное уточнение.

Размер мозга напрямую не коррелирует с интеллектом в пределах вида.

В рамках вида Homo sapiens размер мозга связан с размерами тела и качеством питания (отчего во многих странах в последние десятилетия наблюдается увеличение массы мозга – есть стали лучше, подросли малость), а интеллект в основном зависит не от размера мозга (тем более, что масса мозга процентов на 90 определяется глиальной тканью, а не нейронами; глия, конечно, тоже нужна, так как обеспечивает работоспособность нейронов, но не в ней происходят нервные процессы) и даже не от числа нейронов (ведь может быть много лишь двигательных или чувствительных клеток, что зависит и от размеров тела), и даже не от числа ассоциативных нейронов, а от числа связей между нейронами. Число же связей меняется в пределах нескольких порядков и частично обусловлено наследственно, частично же определяется образом жизни и опытом. Учится человек, наращивает число связей – будет умнее; не учится – будет глупее. Стремление к обучению, впрочем, тоже имеет наследственную составляющую, так что мозговитый человек с огромной интеллектуальной потенцией не захочет тренировать свой мозг, не нарастит связи и останется простофилей. Существенно, что число нейронов в течение жизни катастрофически уменьшается, а способности мозга продолжают расти; это определяется именно появлением новых межнейронных связей. Таким образом, приходится признать, что большой мозг сугубо потенциально должен бы стать более умным, но оговорок так много, что фактически эта связь отсутствует. Неспроста рекордсмены по размеру мозга никогда не являются рекордсменами по достижениям – ни в индивидуальном, ни в популяционном смысле. Доказывается это разными путями.

Во-первых, известны великие мыслители и с большим, и с малым мозгом. Средняя по этим мыслителям получается практически средней по миру (на самом деле она получается больше среднемировой средней, но тут надо учитывать два важных обстоятельства: в выборку мыслителей всегда включают только мужчин и почти одних северных европеоидов – крупных телом и, стало быть, мозгом; если бы сюда добавить женщин и южных мыслителей – древних египтян, греков, римлян, итальянцев, майя, индусов, южных китайцев, то средняя по мега-интеллектам сравнялась бы с общемировой).

Во-вторых, старые люди с капитально уменьшившимся мозгом могут иметь два жизненных пути. Если в течение жизни они вели интеллектуальную жизнь (пели, плясали, читали, а лучше – сочиняли стихи, занимались наукой, искусством, просто делали что-то умное), то старческое слабоумие им не грозит. Среди университетских профессоров людей с деменцией несравнимо меньше, чем среди людей неинтелектуальных профессий. Если же человек всю жизнь сидел на лавочке, щёлкал семечки и не читал ничего сложнее астрологического прогноза, то прогноз его старости неутешительный. Учиться, учиться и учиться – как завещал нам великий В.И. Ленин, и что спасёт нас от маразма на пенсии.

В-третих, в популяционном смысле всё то же самое. Великие достижения человеческой мысли принадлежат самым разным группам – и мозговитым, и не очень.

Все древнейшие цивилизации возникли в средиземноморском поясе, где живут далеко не самые крупнотелые и головастые популяции.

Как самые мелкоголовые, так и самые башковитые популяции (не будем тыкать пальцем) не числятся в создателях мировых цивилизаций.

Даже очевиднее факт отсутствия внутривидовой связи размера и функции мозга на примере собак. Пёсики разных пород не распределяются по интеллекту так же, как по росту. Мелкая левретка или чихаухуа может быть столь же сообразительной, что и огромный сенбернар или ирландский волкодав. Число двигательных и чувствительных нейронов у разноразмерных собак меняется капитально, а число связей между ассоциативными нейронами, видимо, остаётся более-менее постоянным.

Единственно, когда указанная корреляция чётко проявляется – в случае патологических крайностей. Ясно, что микроцефал не может быть особо умным по причине недоразвития коры, но и рекордсмены в сторону больших значений – сплошь тоже с патологиями интеллекта и психики.

Однако, в межвидовом масштабе связь размера мозга и интеллекта вполне очевидна, с поправками на массу тела, конечно. Мышь глупее слона, кошка глупее собаки. Шимпанзе никогда не достичь уровня человека. Кит имеет в три раза б?льший мозг, чем человек, но в тысячу раз превосходит его по весу тела, так что тоже не догоняет по разумности. Соразмерные с современным человеком неандертальцы и кроманьонцы (которые тоже вроде как Homo sapiens, но уж больно древние и специфичные) имели б?льший мозг. Хронологические изменения невозможно списать лишь на аллометрические связи размеров мозга и тела – тело-то не особо поменялось, а питание в целом стало, как минимум, стабильнее. Стало быть, изменения размеров связаны в первую очередь с интеллектом. С чего мы и начали.

 

Каков же прогноз? Усиливающаяся специализация и независимость от условий окружающей среды, обеспеченность выживания независимо от личных качеств делают прогноз неутешительным. С другой стороны, общий разум человечества неизмеримо растёт.

Обеспечит ли он счастливое будущее? Поживём, увидим…

Кто лучше? Эксперты из Пермского Политеха сравнили человеческий мозг и искусственный интеллект

22 июля, отмечался Всемирный день мозга. Часто человеческий интеллект сравнивают с другой сложной системой с огромными возможностями решения задач — цифровым компьютером. Ко дню мозга ученые Пермского Политеха рассказали, почему человек начал создавать искусственный интеллект и какие угрозы несет его развитие.

Головной мозг является главным органом центральной нервной системы человека. Несмотря на прогресс в области медицины, именно мозг и множественные его аспекты продолжают оставаться загадкой для науки. Кора головного мозга делится на 180 участков, которые состоят из нейронов с аналогичной структурой, функциями и связями, а всего человеческий мозг содержит около 84,6 млрд глиальных клеток, 86 млрд нейронов и примерно 1015 синапсов, которые соединяют нейроны друг с другом. Это настолько сложная сеть, что полное описание структуры всех связей в мозге человека — коннектом — до сих пор недоступно. Все, что до сих пор изучали исследователи: атом, галактика, мозг животного — было проще, чем мозг человека.

Исследования головного мозга привели к его цифровому моделированию: ученые создали «умную машину». Ученый Пермского Политеха рассказал, сможет ли искусственный интеллект в будущем сравниться по эффективности с человеческим органом или превзойти его.

— Я выделяю два главных отличия мозга человека от искусственного интеллекта. Во-первых, это плотность нейронов. В мозге человека значительное большее количество нейронов, чем в нейронной сети интеллекта машины. Во-вторых, производительность человеческого мозга намного выше. Найти искусственный интеллект, который обучался хотя бы 30 лет чему-то, достаточно тяжело, в отличие от головного мозга, — рассказывает доцент кафедры автоматики и телемеханики Пермского Политеха, кандидат технических наук Игорь Безукладников.

По словам эксперта, с одной стороны, человек создал искусственный интеллект, потому что не хотел делать различные повторяющиеся операции, которые он не мог запрограммировать при помощи стандартных методов и алгоритмов. Поэтому изначально искусственный интеллект рассматривался как автоматизация сложных процессов. С другой стороны, человек пытался сделать «думающую» машину. Сначала была попытка создать искусственный нейрон, а затем — научить его выполнять что-то полезное.

Эксперт также рассказал об опасностях, которыми грозит развитие искусственного интеллекта.

— У нас есть человек, который не хочет всегда работать, у которого есть мнение, потребности, права, и есть робот, у которого ничего не нужно спрашивать. Всегда есть соблазн заменить человека роботом. И в случае, если робот выполняет операции человека не хуже, чтобы это было неприемлемо, соблазн часто переходит в практическую плоскость. Это приводит к безработице, социальным взрывам, общественным конфликтам и к другим социальным угрозам, — объясняет Игорь Безукладников.

С точки зрения философа Владимира Железняка, человек добился создания искусственных почек, искусственного сердца, и, возможно, в будущем появится искусственный мозг. По его словам, философы задаются фантастическим вопросом, сможет ли искусственный интеллект стать носителем сознания. Например, сможет ли человек перевести свое сознание на искусственный мозг, если человеческий погибнет от инсульта.

— При желании людей технологии все больше будут объединяться в то, что мы называем искусственным интеллектом. Появится гибридный интеллект. Это будет умная сеть каждого отдельного пользователя, для которых интеллект машины будет входить в некую гибридную связь с живым интеллектом. Мозг и компьютер будут обмениваться информацией при помощи набора импульсов, без символьной интерпретации, — поясняет заведующий кафедрой философии и права Пермского Политеха, кандидат философских наук Владимир Железняк.


ЧТО ЗНАЕТ НАУКА О МОЗГЕ

Несмотря на все достижения современной науки, человеческий мозг остается самым загадочным объектом. С помощью сложнейшей тонкой аппаратуры ученые Института мозга человека Российской АН смогли «проникнуть» в глубины мозга, не нарушая его работы, и выяснить, каким образом происходит запоминание информации, обработка речи, как формируются эмоции. Эти исследования помогают не только разобраться в том, как выполняет мозг свои важнейшие психические функции, но и разработать методы лечения тех людей, у которых они нарушены. Об этих и других работах Института мозга человека рассказывает его директор С. В. Медведев.

Интересные результаты дает такой эксперимент. Испытуемому рассказывают одновременно две разные истории: в левое ухо одну, в правое — другую.

Исследования, проведенные в последние годы в Институте мозга человека Российской академии наук, позволили определить, какие области мозга отвечают за осмысление различных особенностей воспринимаемой человеком речи.

Мозг против мозга — кто кого?

Проблема исследования мозга человека, соотношения мозга и психики — одна из самых захватывающих задач, которые когда-либо возникали в науке. Впервые поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось — и атом, и галактика, и мозг животного — было проще, чем мозг человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь, кроме приборов и методов, главным средством познания мозга остается опять-таки наш человеческий мозг. Обычно прибор, который изучает какое-то явление или объект, сложнее этого объекта, в этом же случае мы пытаемся действовать на равных — мозг против мозга.

Грандиозность задачи привлекала многие великие умы: о принципах работы мозга высказывались и Гиппократ, и Аристотель, и Декарт и многие другие.

В прошлом веке были обнаружены зоны мозга, отвечающие за речь, — по имени открывателей их называют области Брока и Вернике. Однако настоящее научное исследование мозга началось с работ нашего гениального соотечественника И. М. Сеченова. Далее — В. М. Бехтерев, И. П. Павлов… Здесь я остановлюсь в перечислении имен, так как выдающихся исследователей мозга в двадцатом веке много, и слишком велика опасность кого-нибудь пропустить (особенно из ныне здравствующих, не дай Бог). Были сделаны великие открытия, но возможности методик того времени для изучения человеческих функций весьма ограничены: психологические тесты, клинические наблюдения и начиная с тридцатых годов электроэнцефалограмма. Это все равно, что пытаться узнать, как работает телевизор, по гудению ламп и трансформаторов или по температуре футляра, либо попробовать понять роль составляющих его блоков, исходя из того, что произойдет с телевизором, если этот блок разбить.

Однако устройство мозга, его морфологию изучили уже довольно хорошо. А вот представления о функционировании отдельных нервных клеток были очень отрывочными. Таким образом, не хватало полноты знаний о кирпичиках, составляющих мозг, и необходимых инструментов для их исследования.

Два прорыва в исследованиях мозга человека

Реально первый прорыв в познании мозга человека был связан с применением метода долгосрочных и краткосрочных имплантированных электродов для диагностики и лечения больных. В то же время ученые начали понимать, как работает отдельный нейрон, как происходит передача информации от нейрона к нейрону и по нерву. В нашей стране первыми в условиях непосредственного контакта с мозгом человека стали работать академик Н. П. Бехтерева и ее сотрудники.

Так были получены данные о жизни отдельных зон мозга, о соотношении его важнейших разделов — коры и подкорки и многие другие. Однако мозг состоит из десятков миллиардов нейронов, а с помощью электродов можно наблюдать лишь за десятками, да и то в поле зрения исследователей часто попадают не те клетки, которые нужны для исследования, а те, что оказались рядом с лечебным электродом.

Тем временем в мире совершалась техническая революция. Новые вычислительные возможности позволили вывести на новый уровень исследование высших функций мозга с помощью электроэнцефалографии и вызванных потенциалов. Возникли и новые методы, позволяющие «заглянуть внутрь» мозга: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. Все это создало фундамент для нового прорыва. Он действительно произошел в середине восьмидесятых годов.

В это время научный интерес и возможность его удовлетворения совпали. Видимо, поэтому Конгресс США объявил девяностые годы десятилетием изучения человеческого мозга. Эта инициатива быстро стала международной. Сейчас во всем мире над исследова нием человеческого мозга трудятся сотни лучших лабораторий.

Надо сказать, что у нас в то время в верхних эшелонах власти было много умных и болеющих за державу людей. Поэтому и в нашей стране поняли необходимость исследования мозга человека и предложили мне на базе коллектива, созданного и руководимого академиком Бехтеревой, организовать научный центр по исследованию мозга — Институт мозга человека РАН.

Главное направление деятельности института: фундаментальные исследования организации мозга человека и его сложных психических функций — речи, эмоций, внимания, памяти. Но не только. Одновременно ученые должны вести поиск методов лечения тех больных, у которых эти важные функции нарушены. Соединение фундаментальных исследований и практической работы с больными было одним из основных принципов деятельности института, разработанных его научным руководителем Натальей Петровной Бехтеревой.

Недопустимо ставить эксперименты на человеке. Поэтому большая часть исследований мозга проводится на животных. Однако есть явления, которые могут быть изучены только на человеке. Например, сейчас молодой сотрудник моей лаборатории защищает диссертацию об обработке речи, ее орфографии и синтаксиса в различных структурах мозга. Согласитесь, что это трудно исследовать на крысе. Институт специально ориентирован на исследование того, что нельзя изучать на животных. Мы проводим психофизиологические исследования на добровольцах с применением так называемой неинвазивной техники, не «залезая» внутрь мозга и не причиняя человеку особенных неудобств. Так осуществляются, например, томографические обследования или картирование мозга с помощью электроэнцефалографии.

Но бывает, что болезнь или несчастный случай «ставят эксперимент» на человеческом мозге — например, у больного нарушается речь или память. В этой ситуации можно и нужно исследовать те области мозга, работа которых нарушена. Или, наоборот, у пациента утерян или поврежден кусочек мозга, и ученым предоставляется возможность изучить, какие свои «обязанности» мозг не может выполнять с таким нарушением.

Но просто наблюдать за такими пациентами , мягко говоря, неэтично, и в нашем институте не только исследуют больных с различными повреждениями мозга, но и помогают им, в том числе и с помощью новейших, разработанных нашими сотрудниками методов лечения. Для этой цели при институте существует клиника на 160 коек. Две задачи — исследование и лечение — неразрывно связаны в работе наших сотрудников.

У нас прекрасные высококвалифицированниые доктора и медсестры. Без этого нельзя — ведь мы на переднем крае науки, и нужна высочайшая квалификация, чтобы реализовать новые методики. Практически каждая лаборатория института замкнута на отделения клиники, и это залог непрерывного появления новых подходов. Кроме стандартных методов лечения у нас проводят хирургическое лечение эпилепсии и паркинсонизма, психохирургические операции, лечение мозговой ткани магнитостимуляцией, лечение афазии с помощью электростимуляции, а также многое другое. В клинике лежат тяжелые больные, и бывает удается помочь им в случаях, считавшихся безнадежными. Конечно, это возможно не всегда. Вообще, когда слышишь какие-либо безграничные гарантии в лечении людей, это вызывает очень серьезные сомнения.

Будни и звездные часы лабораторий

В каждой лаборатории есть свои достижения. Например, лаборатория, которой руководит профессор В. А. Илюхина, ведет разработки в области нейрофизиологии функциональных состояний головного мозга.

Что это такое? Попробую объяснить на простом примере. Каждый знает, что одна и та же фраза иногда воспринимается человеком диаметрально противоположно в зависимости от того, в каком состоянии он находится: болен или здоров, возбужден или спокоен. Это похоже на то, как одна и та же нота, извлекаемая, например, из органа, имеет разный тембр в зависимости от регистра. Наш мозг и организм — сложнейшая многорегистровая система, где роль регистра играет состояние человека. Можно сказать, что весь спектр взаимоотношений человека с окружающей средой определяется его функциональным состоянием. Оно определяет и возможность «срыва» оператора за пультом управления сложнейшей машиной, и реакцию больного на принимаемое лекарство.

В лаборатории профессора Илюхиной исследуют функциональные состояния, а также то, какими параметрами они определяются, как эти параметры и сами состояния зависят от регуляторных систем организма, как внешние и внутренние воздействия изменяют состояния, иногда вызывая болезнь, и как в свою очередь состояния мозга и организма влияют на течение заболевания и действие лекарственных средств. С помощью полученных результатов можно сделать правильный выбор между альтернативными путями лечения. Проводится и определение приспособительных возможностей человека: насколько он будет устойчив при каком-либо лечебном воздействии, стрессе.

Очень важной задачей занимается лаборатория нейроиммунологии. Нарушения иммунорегуля ции часто приводят к возникновению тяжелых заболеваний головного мозга. Это состояние надо диагносцировать и подобрать лечение — иммунокоррекцию. Типичный пример нейроиммун ного заболевания — рассеянный склероз, изучением которого в институте занимается лаборатория под руководством профессора И. Д. Столярова. Не так давно он вошел в совет Европейского комитета, занимающегося исследованием и лечением рассеянного склероза.

В двадцатом веке человек начал активно изменять окружающий его мир, празднуя победу над природой, но оказалось, что праздновать рано: при этом обостряются проблемы, созданные самим человеком, так называемые техногенные. Мы живем под воздействием магнитных полей, при свете мигающих газосветных ламп, часами смотрим на дисплей компьютера, говорим по мобильному телефону… Все это далеко не безразлично для организма человека: например, хорошо известно, что мигающий свет способен вызвать эпилептический припадок. Можно устранить вред, наносимый при этом мозгу, очень простыми мерами — закрыть один глаз. Чтобы резко снизить «поражающее действие» радиотелефона (кстати, оно еще точно не доказано), можно просто изменить его конструкцию так, чтобы антенна была направлена вниз и мозг не облучался. Этими исследованиями занимается лаборатория под руководством доктора медицинских наук Е. Б. Лыскова. Например, он и его сотрудники показали, что воздействие переменного магнитного поля отрицательно сказывается на процессе обучения.

На уровне клеток работа мозга связана с химическими превращениями различных веществ, поэтому для нас важны результаты, полученные в лаборатории молекулярной нейробиологии, руководимой профессором С. А. Дамбиновой. Сотрудники этой лаборатории разрабатывают новые методы диагностики заболеваний мозга, проводят поиск химических веществ белковой природы, которые способны нормализовать нарушения в ткани мозга при паркинсонизме, эпилепсии, наркотической и алкогольной зависимости. Оказалось, что употребление наркотиков и алкоголя приводит к разрушению нервных клеток. Их фрагменты, попадая в кровь, побуждают иммунную систему вырабатывать так называемые «аутоантитела». «Аутоантитела» остаются в крови еще долгое время, даже у людей, переставших употреблять наркотики. Это своеобразная память организма, хранящая информацию об употреблении наркотиков. Если измерить в крови человека количество аутоантител к специфическим фрагментам нервных клеток, можно поставить диагноз «наркомания» даже через несколько лет после того, как человек перестал употреблять наркотики.

Можно ли «перевоспитать» нервные клетки?

Одно из самых современных направлений в работе института — стереотаксис. Это медицинская технология, обеспечивающая возможность малотравматичного, щадящего, прицельного доступа к глубоким структурам головного мозга и дозированное воздействие на них. Это нейрохирургия будущего. Вместо «открытых» нейрохирургических вмешательств, когда, чтобы достичь мозга, делают большую трепанацию, предлагаются малотравматичные, щадящие воздействия на головной мозг.

В развитых странах, прежде всего в США, клинический стереотаксис занял достойное место в нейрохирургии. В США в этой сфере сегодня работают около 300 нейрохирургов — членов Американского стереотаксического общества. Основа стереотаксиса — математика и точные приборы, обеспечивающие прицельное погружение в мозг тонких инструментов. Они позволяют «заглянуть» в мозг живого человека. При этом используется позитронно-эмиссионная томография, магниторезонансная томография, компьютерная рентгеновская томография. «Стереотаксис — мерило методической зрелости нейрохирургии» — мнение ныне покойного нейрохирурга Л. В. Абракова. Для стереотаксического метода лечения очень важно знание роли отдельных «точек» в мозге человека, понимание их взаимодействия, знание того, где и что именно нужно изменить в мозге для лечения той или иной болезни.

В институте существует лаборатория стереотаксических методов, которой руководит доктор медицинских наук, лауреат Государственной премии СССР А. Д. Аничков. По существу, это ведущий стереотаксический центр России. Здесь родилось самое современное направление — компьютерный стереотакcис с программно-математическим обеспечением, которое осуществляется на электронной вычислительной машине. До наших разработок стереотаксические расчеты проводились нейрохирургами вручную во время операции, сейчас же у нас разработаны десятки стереотаксических приборов; некоторые прошли клиническую апробацию и способны решать самые сложные задачи. Совместно с коллегами из ЦНИИ «Электроприбор» создана и впервые в России серийно выпускается компьютеризированная стереотаксическая система, которая по ряду основных показателей превосходит аналогичные зарубежные образцы. Как выразился неизвестный автор, «наконец, робкие лучи цивилизации осветили наши темные пещеры».

В нашем институте стереотаксис применяется при лечении больных, страдающих двигательными нарушениями (паркинсонизмом, болезнью Паркинсона, хореей Гентингтона и другими), эпилепсией, неукротимыми болями (в частности, фантомно-болевым синдромом), некоторыми психическими нарушениями. Кроме того, стереотаксис используется для уточнения диагноза и лечения некоторых опухолей головного мозга, для лечения гематом, абсцессов, кист мозга. Стереотаксические вмешательства (как и все остальные нейрохирургические вмешательства) предлагаются больному только в том случае, если исчерпаны все возможности медикаментозного лечения и само заболевание угрожает здоровью пациента или лишает его трудоспособности, делает асоциальным. Все операции производятся только при согласии больного и его родственников, после консилиума специалистов разного профиля.

Существуют два вида стереотаксиса. Первый, нефункциональный, применяется тогда, когда в глубине мозга имеется какое-то органическое поражение, например опухоль. Если ее удалять с помощью обычной техники, придется затронуть здоровые, выполняющие важные функции структуры мозга и больному случайно может быть нанесен вред, иногда даже несовместимый с жизнью. Предположим, что опухоль хорошо видна с помощью магниторезонансного и позитронно-эмиссионного томографов. Тогда можно рассчитать ее координаты и ввести с помощью малотравматичного тонкого щупа радиоактивные вещества, которые выжгут опухоль и за короткое время распадутся. Повреждения при проходе сквозь мозговую ткань минимальны, а опухоль будет уничтожена. Мы провели уже несколько таких операций, бывшие пациенты живут до сих пор, хотя при традиционных методах лечения у них не было никакой надежды.

Суть этого метода в том, что мы устраняем «дефект», который четко видим. Главная задача — решить, как до него добраться, какой путь выбрать, чтобы не задеть важные зоны, какой метод устранения «дефекта» выбрать.

Принципиально другая ситуация при «функциональном» стереотаксисе, который тоже применяется при лечении психических заболеваний. Причина болезни часто заключается в том, что одна маленькая группа нервных клеток или несколько таких групп работают неправильно. Они либо не выделяют необходимые вещества, либо выделяют их слишком много. Клетки могут быть патологически возбуждены, и тогда стимулируют «нехорошую» активность других, здоровых клеток. Эти «сбившиеся с пути» клетки надо найти и либо уничтожить, либо изолировать, либо «перевоспитать» с помощью электростимуляции. В такой ситуации нельзя «увидеть» пораженный участок. Мы должны его вычислить чисто теоретически, как астрономы вычислили орбиту Нептуна.

Именно здесь для нас особенно важны фундаментальные знания о принципах работы мозга, о взаимодействии его участков, о функциональной роли каждого участка мозга. Мы используем результаты стереотаксической неврологии — нового направления, разработанного в институте покойным профессором В. М. Смирновым. Стереотаксическая неврология — это «высший пилотаж», однако именно на этом пути нужно искать возможность лечения многих тяжелых заболеваний, в том числе и психических.

Результаты наших исследований и данные других лабораторий указывают на то, что практически любая, даже очень сложная психическая деятельность мозга обеспечивается распределенной в пространстве и изменчивой во времени системой, состоящей из звеньев различной степени жесткости. Понятно, что вмешиваться в работу такой системы очень трудно. Тем не менее сейчас мы это умеем: например, можем создать новый центр речи взамен разрушенного при травме.

При этом происходит своеобразное «перевоспитание» нервных клеток. Дело в том, что существуют нервные клетки, которые от рождения готовы к своей работе, но есть и другие, которые «воспитываются» в процессе развития человека. Научаясь выполнять одни задачи, они забывают другие, но не навсегда. Даже пройдя «специализацию», они в принципе способны взять на себя выполнение каких-то других задач, могут работать и по-другому. Поэтому можно попытаться заставить их взять на себя работу утраченных нервных клеток, заменить их.

Нейроны мозга работают как команда корабля: один хорошо умеет вести судно по курсу, другой — стрелять, третий — готовить пищу. Но ведь и стрелка можно научить готовить борщ, а кока — наводить орудие. Нужно только объяснить им, как это делается. В принципе это естественный механизм: если травма мозга произошла у ребенка, у него нервные клетки самопроизвольно «переучиваются». У взрослых же для «переучивания» клеток нужно применять специальные методы.

Этим и занимаются исследователи — пытаются стимулировать одни нервные клетки выполнять работу других, которые уже нельзя восстановить. В этом направлении уже получены хорошие результаты: например, некоторых пациентов с нарушением области Брока, отвечающей за формирование речи, удалось обучить говорить заново.

Другой пример — лечебное воздействие психохирургических операций, направленных на «выключение» структур области мозга, называемой лимбической системой. При разных болезнях в разных зонах мозга возникает поток патологических импульсов, которые циркулируют по нервным путям. Эти импульсы появляются в результате повышенной активности зон мозга, и такой механизм приводит к целому ряду хронических заболеваний нервной системы, таких, как паркинсонизм, эпилепсия, навязчивые состояния. Пути, по которым проходит циркуляция патологических импульсов, надо найти и максимально щадяще «выключить».

В последние годы проведены многие сотни (особенно в США) стереотаксических психохирургических вмешательств для лечения больных, страдающих некоторыми психическими нарушениями (прежде всего, навязчивыми состояниями), у которых оказались неэффективными нехирургические методы лечения. По мнению некоторых наркологов, наркоманию тоже можно рассматривать как разновидность такого рода расстройства, поэтому в случае неэффективности медикаментозного лечения может быть рекомендовано стереотаксическое вмешательство.

Детектор ошибок

Очень важное направление работы института — исследование высших функций мозга: внимания, памяти, мышления, речи, эмоций. Этими проблемами занимаются несколько лабораторий, в том числе та, которой руковожу я, лаборатория академика Н. П. Бехтеревой, лаборатория доктора биологических наук Ю. Д. Кропотова.

Присущие только человеку функции мозга исследуются с помощью различных подходов: используется «обычная» электроэнцефалограмма, но на новом уровне картирования мозга, изучение вызванных потенциалов, регистрация этих процессов совместно с импульсной активностью нейронов при непосредственном контакте с мозговой тканью — для этого применяются имплантированные электроды и техника позитронно-эмиссионной томографии.

Работы академика Н. П. Бехтеревой в этой области достаточно широко освещались в научной и научно-популярной печати. Она начала планомерное исследование психических процессов в мозге еще тогда, когда большинство ученых считали это практически непознаваемым, делом далекого будущего. Как хорошо, что хотя бы в науке истина не зависит от позиции большинства. Многие из тех, кто отрицал возможность таких исследований, теперь считают их приоритетными.

В рамках этой статьи можно упомянуть только о самых интересных результатах, например о детекторе ошибок. Каждый из нас сталкивался с его работой. Представьте, что вы вышли из дому и уже на улице вас начинает терзать странное чувство — что-то не так. Вы возвращаетесь — так и есть, забыли выключить свет в ванной. То есть, вы забыли выполнить обычное, стереотипное действие — щелкнуть выключателем, и этот пропуск автоматически включил контрольный механизм в мозге. Этот механизм в середине шестидесятых был открыт Н. П. Бехтеревой и ее сотрудниками. Несмотря на то, что результаты были опубликованы в научных журналах, в том числе и зарубежных, сейчас они «переоткрыты» на Западе людьми, знающими работы наших ученых, но не гнушающимися прямым заимствованием у них. Исчезновение великой державы привело и к тому, что в науке стало больше случаев прямого плагиата.

Детекция ошибок может стать и болезнью, когда этот механизм работает больше, чем нужно, и человеку все время кажется, что он что-то забыл.

В общих чертах нам сегодня ясен и процесс запуска эмоций на уровне мозга. Почему один человек с ними справляется, а другой — «западает», не может вырваться из замкнутого круга однотипных переживаний? Оказалось, что у «стабильного» человека изменения обмена веществ в мозге, связанные, например, с горем, обязательно компенсируются направленными в другую сторону изменениями обмена веществ в других структурах. У «нестабильного» же человека эта компенсация нарушена.

Кто отвечает за грамматику?

Очень важное направление работы — так называемое микрокартирование мозга. В наших совместных исследованиях обнаружены даже такие механизмы, как детектор грамматической правильности осмысленной фразы. Например, «голубая лента» и «голубой лента». Смысл понятен в обоих случаях. Но есть одна «маленькая, но гордая» группа нейронов, которая «взвивается», когда грамматика нарушена, и сигнализирует об этом мозгу. Зачем это нужно? Вероятно, затем, что понимание речи часто идет в первую очередь за счет анализа грамматики (вспомним «глокую куздру» академика Щербы). Если с грамматикой что-то не так, поступает сигнал — надо проводить добавочный анализ.

Найдены микроучастки мозга, которые отвечают за счет, за различение конкретных и абстрактных слов. Показаны различия в работе нейронов при восприятии слова родного языка (чашка), квазислова родного языка (чохна) и слова иностранного (вахт — время по-азербайджански).

В этой деятельности по-разному участвуют нейроны коры и глубоких структур мозга. В глубоких структурах в основном наблюдается увеличение частоты электрических разрядов, не очень «привязанное» к какой-то определенной зоне. Эти нейроны как бы любую задачу решают всем миром. Совершенно другая картина в коре головного мозга. Один нейрон словно говорит: «А ну-ка, ребята, помолчите, это мое дело, и я буду выполнять его сам». И действительно, у всех нейронов, кроме некоторых, понижается частота импульсации, а у «избранников» повышается.

Благодаря технике позитронно-эмиссионной томографии (или сокращенно ПЭТ) стало возможно детальное изучение одновременно всех областей мозга, отвечающих за сложные «человеческие» функции. Суть метода состоит в том, что малое количество изотопа вводят в вещество, участвующее в химических превращениях внутри клеток мозга, а затем наблюдают, как меняется распределение этого вещества в интересующей нас области мозга. Если к этой области усиливается приток глюкозы с радиоактивной меткой — значит, увеличился обмен веществ, что говорит об усиленной работе нервных клеток на этом участке мозга.

А теперь представьте, что человек выполняет какое-то сложное задание, требующее от него знания правил орфографии или логического мышления. При этом у него наиболее активно работают нервные клетки в области мозга, «ответственной» именно за эти навыки. Усиление работы нервных клеток можно зарегистрировать с помощью ПЭТ по увеличению кровотока в активизированной зоне. Таким образом удалось определить, какие области мозга «отвечают» за синтаксис, орфографию, смысл речи и за решение других задач. Например, известны зоны, которые активизируются при предъявлении слов, неважно, надо их читать или нет. Есть и зоны, которые активизируются, чтобы «ничего не делать», когда, например, человек слушает рассказ, но не слышит его, следя за чем-то другим.

Что такое внимание?

Не менее важно понять, как «работает» внимание у человека. Этой проблемой в нашем институте занимается и моя лаборатория, и лаборатория Ю. Д. Кропотова. Исследования ведутся совместно с коллективом ученых под руководством финского профессора Р. Наатанена, который открыл так называемый механизм непроизвольного внимания. Чтобы понять, о чем идет речь, представьте ситуацию: охотник крадется по лесу, выслеживая добычу. Но он и сам является добычей для хищного зверя, которого не замечает, потому что настроен только на поиск оленя или зайца. И вдруг случайный треск в кустах, может быть, и не очень заметный на фоне птичьего щебета и шума ручья, мгновенно переключает его внимание, подает сигнал: «Рядом опасность». Механизм непроизвольного внимания сформировался у человека в глубокой древности, как охранный механизм, но работает и сейчас: например, водитель ведет машину, слушает радио, слышит крики детей, играющих на улице, воспринимает все звуки окружающего мира, внимание его рассеянно, и вдруг тихий стук мотора мгновенно переключает его внимание на машину — он осознает, что с двигателем что-то не в порядке (кстати, это явление похоже на детектор ошибок).

Такой переключатель внимания работает у каждого человека. Мы обнаружили зоны, которые активизируются на ПЭТ при работе этого механизма, а Ю. Д. Кропотов исследовал его с помощью метода имплантированных электродов. Иногда в самой сложной научной работе бывают смешные эпизоды. Так было, когда мы в спешке закончили эту работу перед очень важным и престижным симпозиумом. Ю. Д. Кропотов и я поехали на симпозиум делать доклады, и только там с удивлением и «чувством глубокого удовлетворения» неожиданно выяснили, что активизация нейронов происходит в одних и тех же зонах. Да, иногда двоим сидящим рядом надо поехать в другую страну, чтобы поговорить.

Если механизмы непроизвольного внимания нарушаются, то можно говорить о болезни. В лаборатории Кропотова изучают детей с так называемым дефицитом внимания и гиперактивностью. Это трудные дети, чаще мальчики, которые не могут сосредоточиться на уроке, их часто ругают дома и в школе, а на самом деле их нужно лечить, потому что у них нарушены некоторые определенные механизмы работы мозга. Еще недавно это явление не рассматривалось как болезнь и лучшим методом борьбы с ним считались «силовые» методы. Мы сейчас можем не только определить это заболевание, но и предложить методы лечения детей с дефицитом внимания.

Однако хочется огорчить некоторых молодых читателей. Далеко не каждая шалость связана с этим заболеванием, и тогда… «силовые» методы оправданы.

Кроме непроизвольного внимания есть еще и селективное. Это так называемое «внимание на приеме», когда все вокруг говорят разом, а вы следите только за собеседником, не обращая внимания на неинтересную вам болтовню соседа справа. Во время эксперимента испытуемому рассказывают истории: в одно ухо — одну, в другое — другую. Мы следим за реакцией на историю то в правом ухе, то в левом и видим на экране, как радикально меняется активизация областей мозга. При этом активизация нервных клеток на историю в правом ухе значительно меньше — потому, что большинство людей берут телефонную трубку в правую руку и прикладывают ее к правому уху. Им следить за историей в правом ухе проще, нужно меньше напрягаться, мозг возбуждается меньше.

Тайны мозга еще ждут своего часа

Мы часто забываем очевидное: человек - это не только мозг, но еще и тело. Нельзя понять работу мозга, не рассматривая все богатство взаимодействия мозговых систем с различными системами организма. Иногда это очевидно — например, выброс в кровь адреналина заставляет мозг перейти на новый режим работы. В здоровом теле — здоровый дух — это именно о взаимодействии тела и мозга. Однако далеко не все здесь понятно. Изучение этого взаимодействия еще ждет своих исследователей.

Сегодня можно сказать, что мы хорошо представляем, как работает одна нервная клетка. Многие белые пятна исчезли и на карте мозга, определены области, отвечающие за психические функции. Но между клеткой и областью мозга находится еще один, очень важный уровень — совокупность нервных клеток, ансамбль нейронов. Здесь пока еще много неясного. С помощью ПЭТ мы можем проследить, какие области мозга «включаются» при выполнении тех или иных задач, а вот что происходит внутри этих областей, какие сигналы посылают друг другу нервные клетки, в какой последовательности, как они взаимодействуют между собой — об этом мы пока знаем мало. Хотя определенный прогресс есть и в этом направлении.

Раньше считали, что мозг поделен на четко разграниченные участки, каждый из которых «отвечает» за свою функцию: это зона сгибания мизинца, а это зона любви к родителям. Эти выводы основывались на простых наблюдениях: если данный участок поврежден, то и функция его нарушена. Со временем стало ясно, что все более сложно: нейроны внутри разных зон взаимодействуют между собой весьма сложным путем и нельзя осуществлять везде четкую «привязку» функции к области мозга в том, что касается обеспечения высших функций. Можно только сказать, что эта область имеет отношение к речи, к памяти, к эмоциям. А сказать, что этот нейронный ансамбль мозга (не кусочек, а широко раскинутая сеть) и только он отвечает за восприятие букв, а этот — слов и предложений, пока нельзя. Это задача будущего.

Работа мозга по обеспечению высших видов психической деятельности похожа на вспышку салюта: мы видим сначала множество огней, а потом они начинают гаснуть и снова загораться, перемигиваясь между собою, какие-то кусочки остаются темными, другие вспыхивают. Также и сигнал возбуждения посылается в определенную область мозга, но деятельность нервных клеток внутри нее подчиняется своим особым ритмам, своей иерархии. В связи с этими особенностями разрушение одних нервных клеток может оказаться невосполнимой потерей для мозга, а другие вполне могут заменить соседние «переучившиеся» нейроны. Каждый нейрон может рассматриваться только внутри всего скопления нервных клеток. По-моему, сейчас основная задача — расшифровка нервного кода, то есть понимание того, как конкретно обеспечиваются высшие функции мозга. Скорее всего, это можно будет сделать через исследование взаимодействия элементов мозга, через понимание того, как отдельные нейроны объединяются в структуру, а структура — в систему и в целостный мозг. Это главная задача следующего века. Хотя кое-что еще осталось и на долю двадцатого.

Словарик

Афазия — расстройство речи в результате повреждения речевых зон мозга или нервных путей, ведущих к ним.

Магнитоэнцефалография — регистрация магнитного поля, возбуждаемого электрическими источниками в мозге.

Магниторезонансная томография - томографическое исследование мозга, основанное на явлении ядерного магнитного резонанса.

Позитрон-эмиссионная томография — высокоэффективный способ слежения за чрезвычайно малыми концентрациями ультракороткоживущих радионуклидов, которыми помечены физиологически значимые соединения в мозге. Используется для изучения обмена веществ, участвующих в реализации функций мозга.

РНК показала отличия мозга человека от мозга остальных приматов

Основным различием между головным мозгом человека и других видов приматов является экспрессия генов, отвечающих за биосинтез различных нейромедиаторов, включая дофамин. Это выяснили американские ученые, которые провели анализ транскриптома головного мозга трех видов приматов: шимпанзе, макаки-резуса и человека. Работа опубликована в журнале Science.

В процессе эволюции человеческий мозг приобрел больший размер (он примерно в три раза больше мозга ближайшего сохранившегося родственника современных людей — шимпанзе) и большее количество нервных клеток, тем самым расширив диапазон когнитивных (и других) способностей Homo sapiens. Тем не менее, для лучшего понимания причин появившихся в процессе эволюции функциональных и анатомических различий между человеческим мозгом и мозгом других видов приматов, их необходимо изучить на более глубоком уровне.

Для того, чтобы лучше изучить молекулярные и клеточные различия между мозгами различных видов приматов, авторы новой работы под руководством профессора Йельского университета Ненада Сестана (Nenad Sestan) провели анализ транскриптома 16 различных участков мозга человека, обыкновенного шимпанзе (Pan troglodytes) и макаки-резуса (Macaca mulatta). Ученые секвенировали 26,5 тысяч цепочек РНК, включая как 16,5 тысяч матричных РНК (мРНК), хранящих информацию о первичной структуре кодируемых белков, так и 3,2 тысячи некодирующих РНК. С помощью этого ученые смогли проследить различия в экспрессии генов в различных участках мозга среди трех разных видов.

Исследователи обнаружили пониженную или повышенную экспрессию (англ. down-regulation/up-regulation) 11,9 процента мРНК и 13,6 процента микроРНК в различных участках головного мозга, характерную для человека. Эти участки включали полосатое тело (важную часть как моторной системы, так и системы вознаграждения), таламус (он обрабатывает сенсорную и моторную информацию, а также участвует в регуляции циркадных ритмов и внимания), первичную зрительную кору и дорсолатеральную часть префронтальной коры — одного из главных участков мозга, принимающих участие в высшей нервной деятельности. Интересно, что различия в экспрессии генов в новой коре (или неокортексе — наиболее эволюционировавшей части головного мозга, которая лучше всего развита у приматов) указали на пониженную экспрессию всего 31 гена, среди которых — подавленный TWIST1, мутацию которого связывают с умственной отсталостью.

Диаграмма различий в экспрессии генов в разных участках головного мозга (столбцы). Каждая строка матрицы соответствует группе различий (H — человек, C — шимпанзе, M — макак). Больший размер пузырька указывает на большее количество различий

Sousa et al. / Science 2017

Кроме того, ученые обнаружили характерную для мозга человека повышенную экспрессию генов, включающих два фермента (тирозингидроксилазу и декарбоксилазу), участвующих в биосинтезе нейромедиатора дофамина в полосатом теле, гиппокампе и миндалевидном теле. Анализ экспрессии генов других приматов, наоборот, указал на сниженную экспрессию этих ферментов. Проанализировав данные предыдущих исследований, проведенные на развивающемся человеческом мозге, исследователи также выяснили, что экспрессия фермента тирозингидроксилазы увеличивается во время внутриутробного развития и периода взросления.

Экспрессия энзимов в различных участках головного мозга (по оси x) в мозге человека (красным), шимпанзе (синим) и макаки (зеленым)

Sousa et al. / Science 2017

Разная чувствительность генов мозга человека и других приматов объясняет эволюционное преимущество человеческого мозга. В частности, дофаминергические нейроны в полосатом теле принимают участие в регуляции моторной деятельности и связывают гиппокамп с префронтальной корой. Кроме того, дофамин, например, участвует в системе вознаграждения головного мозга (в процессах получения удовольствия, выражения мотивации и обучения). Ученые, поэтому, отмечают, что для изучения эволюционного развития головного мозга необходимо проводить анализ экспрессии генов, отвечающих за синтез и других нейромедиаторов.

В начале этого года ученые разработали методику эффективного анализа ДНК исторических биологических образцов, сохраненных в формалине, — об этом вы можете прочитать здесь. Подробнее о технологиях чтения ДНК читайте в нашем материале.

Елизавета Ивтушок

особенности роста и развития у детей

От простого к сложному

Нервная система малыша развивается поэтапно, с каждым днём она становится всё более сложной. Примерно на 15-й день после зачатия образуются первые нервные клетки, которые в дальнейшем будут управлять всем организмом. Развитие головного и спинного мозга, а также всей нервной системы ребёнка начинается с формирования нервной трубки. Это полоса нервных клеток, которая неравномерно растёт. В области головы она образует пузырьки, которые затем станут головным мозгом. В остальных частях тела полоса изгибается — это будущие отделы спинного мозга.

На 22-й день после зачатия головной и спинной мозг малыша ещё ничем не защищены3. Кости, образующие череп и позвоночник, появятся позднее. Но так как ребёнок ещё находится в твоей матке и плавает в околоплодных водах, он надёжно оберегается от травм и сотрясений. К концу первого месяца в области головы малыша можно увидеть три мозговых пузыря: передний, средний и задний. На шестой и седьмой неделях передний и задний пузыри раздваиваются и из трёх пузырей получается пять.

В дальнейшем передняя пара развивается в большие полушария головного мозга и промежуточный мозг (таламус и гипоталамус). Средний мозговой пузырь превратится в средний мозг, которому природа «поручила» выполнение большого количества жизненно важных функций: он отвечает за зрение, слух, контроль движений, регуляцию циклов сна и бодрствования, ориентировочные, защитные и оборонительные рефлексы, концентрацию внимания, болевую чувствительность, репродуктивное поведение и температуру тела.

Задний мозговой пузырь станет ромбовидным мозгом, основные функции которого — контроль дыхания и кровообращения, передача информации из спинного мозга в головной, координация движений, регуляция равновесия и мышечного тонуса.

Когда формируется нервная система, внутриутробное развитие становится очень тонким процессом, на который влияют любые негативные изменения. Поэтому так важно, чтобы ты оберегала себя от заболеваний и стресса, регулярно проходила профилактические осмотры и прислушивалась к советам врачей. Посещение акушера-гинеколога и соблюдение его рекомендаций — залог того, что твой малыш будет правильно развиваться и хорошо себя чувствовать с первых дней его внутриутробной жизни4.

Чему учится твой малыш

На шестой и седьмой неделях беременности параллельно с головным и спинным мозгом формируется периферическая нервная система ребёнка: в ней уже можно различить самые крупные черепно-мозговые нервы5. Они нужны, чтобы мозг малыша оперативно собирал и обрабатывал информацию, полученную от всех частей его тела. К этому времени у него начинают развиваться и другие крупные системы органов: бьётся сердце, печень создаёт первые клеточки крови, растут почки. Также у ребёнка растут ручки и ножки, формируются глаза и уши, малыш уже становится похожим на тебя. С каждым днём он всё больше совершенствуется, постоянно учится новому.

Во втором триместре беременности развитие продолжается: малыш уже слышит твой голос и все внешние шумы, активно исследует при помощи рук своё тело и окружающую среду. Он трогает пуповину, сосёт большой палец, у него развиваются необходимые в будущем рефлексы. Он координирует движения конечностей, ежедневно тренируется. Ты уже чувствуешь его ритмичные пинки и толчки изнутри. Также во втором триместре кроха начинает открывать глаза, теперь он может испугаться яркого света и вздрогнуть.

Во втором триместре также начинается процесс миелинизации. Это «защитная изоляция» для каждого нерва, она улучшает его работу, чтобы твой малыш быстро учился новому. К моменту родов процесс миелинизации не завершается полностью, он продолжается и в течение первых лет жизни ребёнка. На пятом месяце беременности большие полушария мозга ещё гладкие, но когда твой кроха появится на свет, на них уже будут извилины и борозды.

Развитие головного мозга: полезные занятия

Учёные считают, что на формирование нервной системы ребёнка положительно влияют прослушивание классической музыки, просмотр произведений искусства, чтение книг, твой ласковый голос. Каждую свободную минутку старайся развивать нервную систему малыша. Как можно больше читай, в том числе и вслух, чтобы тебя было слышно, любуйся прекрасным, наслаждайся приятными мелодиями. Твои положительные эмоции крайне важны для развития мозга и всей нервной системы твоего ребёнка.

После 30-й недели, когда начинается декретный отпуск, можно запланировать программу культурных мероприятий: посещение выставок, музеев или выезды на природу. Однако посоветуйся с врачом и узнай, какие мероприятия стоит исключить из списка. Так, длительное стояние, подъёмы по крутым лестницам или нахождение в шумных помещениях стоит исключить.

Попугаи обогнали большинство млекопитающих по числу нейронов в переднем отделе мозга

У птиц в переднем отделе мозга, отвечающем за сложное поведение, содержится больше нейронов, чем у большинства млекопитающих, включая низших приматов. Такое неожиданное открытие сделали ученые из университета Вандербильдта (США) под руководством доктора Сюзаны Эркулано-Хаузел (Suzana Herculano-Houzel), совместно с коллегами из Карлова университета в Праге (Чехия). Статью об этом, опубликованную в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пересказывает портал Medical Xpress.

Исследовав строение головного мозга 28 видов птиц, от зебровой амадины до страуса эму, ученые пришли к выводу, что в среднем они имеют больше нервных клеток в паллиуме, соответствующем коре больших полушарий, нежели млекопитающие. Самыми «мозговитыми» оказались попугаи и певчие птицы: у них количество нейронов в паллиуме варьирует от 227 млн до 3,14 млрд и от 136 млн до 2,17 млрд, соответственно. Это вдвое больше, чем у приматов, имеющих мозг той же массы, и вчетверо больше, чем у грызунов.

Как же так получается? Дело в том, что мозговые нервные клетки птиц меньше, чем у зверей, и плотнее упакованы. Кроме того, более значительная их доля концентрируется именно в переднем отделе мозга.

«При проектировании мозгов, природа может регулировать два параметра: размер и количество нейронов, и их распределение между разными мозговыми центрами. В случае с птицами мы видим, что используются оба этих приема», — объяснила Эркулано-Хаузел.

Неудивительно, что умнейшие из птиц могут делать такие вещи, доступные, как считалось до недавнего времени, только приматам. Например, использовать орудия труда, делать сложные умозаключения и строить планы на будущее, запоминать и различать человеческие лица, и даже — после соответствующей дрессировке — с высокой точностью диагностировать у человека рак.

Одним словом, пренебрежительное выражение «птичьи мозги» нужно выбросить на свалку истории, уверены ученые. На самом деле, в ходе своей эволюции птицы «разработали» альтернативный способ стать умными: не гнаться за размером мозга, а компактно упаковывать маленькие нейроны, позволяя лишь некоторым из них вырастать до такого размера, чтобы формировать длинные нервные цепочки.

При этом сделанное открытие ставит новые интересные вопросы. Например, приводит ли более плотная упаковка птичьих нейронов к большим затратам энергии (метаболизм у птиц, как известно, гораздо быстрее, чем у млекопитающих). И не сыграла ли компактность мозга — от которой предки млекопитающих в свое время отказались — свою роль в возникновению способности к полету. Для того, чтобы разобраться в этом, потребуются дальнейшие исследования.

5 удивительных фактов о человеческом мозге

Содержание статьи

Наш мозг — это самый удивительный и необычный орган, который хранит в себе множество тайн. Мы подготовили 5 необычных фактов, о которых вы точно еще не слышали.

Объем нашей памяти не ограничен

Удивительно, но в нашем мозге всегда есть место для новой информации. Хотя после долгого совещания или подготовки к экзамену кажется, что все-таки ограничения есть. Но в отличие от компьютера или телефона наш головной мозг никогда не выдаст предупреждение об окончании объема памяти. Но важно помнить, что мозгу необходимо высыпаться, чтобы лучше запомнить новую информацию.

Мозг производит такой объем электричества, которого будет достаточно для включения лампочки

На протяжении дня наши нейроны вырабатывают такое количество энергии, которого будет достаточно для зажжения лампочки. Кстати, наш интеллект работает быстрее любых компьютеров.

Пройдите онлайн-курсы бесплатно и откройте для себя новые возможности Начать изучение

Влюбленность можно увидеть на МРТ

Многие считают, что влюбленность — это состояние души человека. Но на самом деле, когда человек влюблен, происходят интересные изменения в мозге. Если сделать снимок головного мозга на МРТ, то будет заметно выделяться места, в которых преобладает гормон дофамин, вызывающий у нас состояние удовольствия.

В мозге содержится до 60% жира

Мозг — это тот орган, в котором больше всего содержится жира. Поэтому для мозга очень полезно употреблять продукты с высоким содержанием Омега 3 и Омега 6, которые не только укрепляют стенки мозга, но и снимают воспаления в организме.

Наш мозг, как и мышцы, нуждается в постоянной прокачке

Чем меньше вы используете свой мозг, тем больше вы теряете свои когнитивные способности. Вы начинаете многое забывать, долго анализировать ситуацию и принимать решения. Поэтому важно постоянно развиваться и нагружать свой мозг интеллектуальной деятельностью. Изучать что-то новое: смотреть вебинары, онлайн-курсы, проходить тесты. Все это есть на платформе «Россия — страна возможностей». Это уникальный сайт, на котором собраны полезные и бесплатные материалы по маркетингу, финансам, менеджменту, психологии и многое другое. Откройте для себя мир возможностей!

Парадокс слоновьего мозга — Наутилус

Мы долгое время считали себя вершиной когнитивных способностей среди животных. Но это отличается от пребывания на вершине эволюции в ряде очень важных аспектов. Как указывал Марк Твен в 1903 году, предполагать, что эволюция была долгим путем, ведущим к человеку в качестве ее венчающего достижения, так же нелепо, как и предполагать, что вся цель строительства Эйфелевой башни состояла в том, чтобы нанести последний слой краски на ее верхушку. .Более того, эволюция не является синонимом прогресса, а просто меняется с течением времени. И люди даже не самый молодой вид, появившийся совсем недавно. Например, более 500 новых видов цихлид в озере Виктория, самом молодом из великих африканских озер, появилось с тех пор, как оно наполнилось водой около 14 500 лет назад.

Тем не менее, в нашем мозгу есть что-то уникальное, что делает его когнитивно способным обдумывать даже свою собственную конституцию и причины своего собственного предположения, что он господствует над всеми другими мозгами.Если мы изучаем других животных под микроскопом, а не наоборот, , то в человеческом мозгу должно быть что-то, чего нет ни в одном другом мозгу.

Привет, красавчик: С конца 1960-х годов психологи размышляли о том, свидетельствует ли способность узнавать себя в зеркале об интеллекте и самосознании. Джеймс Балог / Getty Images

Очевидным кандидатом была бы чистая масса: если мозг — это то, что генерирует сознательное познание, наличие большего мозга должно означать только больше когнитивных способностей.Но здесь слон в комнате — это слон — вид, у которого мозг больше, чем у людей, но у которого нет такого сложного и гибкого поведения, как у нас. Кроме того, приравнивание большего размера мозга к более высоким когнитивным способностям предполагает, что все мозги устроены одинаково, начиная с похожей зависимости между размером мозга и количеством нейронов. Но мы с коллегами уже знали, что не все мозги устроены одинаково. У приматов есть явное преимущество перед другими млекопитающими, которое заключается в эволюционном повороте событий, который привел к экономичному способу добавления нейронов в их мозг без значительного увеличения среднего размера клеток, наблюдаемого у других млекопитающих.

Мы также знали, из скольких нейронов состоят разные мозги, поэтому мы могли перефразировать «больше мозга» и проверить это. Само количество нейронов было бы очевидным кандидатом, независимо от размера мозга, потому что, если нейроны — это то, что генерирует сознательное познание, то большее количество нейронов должно означать больше когнитивных способностей. Действительно, хотя когда-то считалось, что когнитивные различия между видами носят качественный характер, а ряд когнитивных способностей когда-то считался исключительным для человека, теперь признано, что когнитивные различия между людьми и другими животными являются вопросом степени.То есть это количественные, а не качественные различия.

Действительно ли мозг африканского слона, более чем в три раза тяжелее нашего, имеет больше нейронов, чем наш мозг?

Использование инструментов впечатляет своей сложностью, и мы даже разрабатываем инструменты для изготовления других инструментов, но шимпанзе используют ветки в качестве инструментов, чтобы копать термитов, обезьяны учатся использовать грабли, чтобы достать пищу, которая находится вне поля зрения, а вороны не только формируют провода, чтобы использовать их в качестве инструментов для добычи еды, а также хранить их в безопасном месте для последующего повторного использования.Алекс, африканский серый попугай, принадлежащий психологу Ирэн Пепперберг, научился произносить слова, которые символизируют объекты, а шимпанзе и гориллы, хотя они и не могут издавать звуки по анатомическим причинам, учатся общаться с помощью языка жестов. Шимпанзе могут выучить иерархические последовательности: они играют в игры, в которых они должны касаться квадратов в порядке возрастания ранее показанных чисел, и они делают это так же хорошо и быстро, как хорошо обученные люди. Шимпанзе и слоны сотрудничают, чтобы добыть пищу, которая находится далеко и не может быть достигнута их усилиями в одиночку.Шимпанзе, а также другие приматы, по-видимому, делают выводы о психическом состоянии других, что является требованием для демонстрации лживого поведения. Кажется, что даже птицы знают о психическом состоянии других людей, поскольку сороки открыто прячут пищу в присутствии посторонних, а затем извлекают и перемещают ее в тайное место, как только посторонние исчезают. Шимпанзе и гориллы, слоны, дельфины, а также сороки как бы узнают себя в зеркале, рассматривая с его помощью видимую метку, нанесенную на их голову.

Это фундаментальные открытия, свидетельствующие о когнитивных способностях нечеловеческих видов, но такие единственные в своем роде наблюдения не служат тем типам межвидовых сравнений, которые нам необходимо провести, если мы хотим выяснить, о чем идет речь. мозг, который позволяет некоторым видам достигать когнитивных способностей, недостижимых для других. И здесь мы сталкиваемся с другой проблемой, самой серьезной на данный момент: как измерить когнитивные способности у большого числа видов и таким образом, чтобы получить измерения, сопоставимые для всех этих видов.

Исследование, проведенное в 2014 году, проверяло самоконтроль, когнитивную способность, которая опирается на префронтальную, ассоциативную часть коры головного мозга, у ряда видов животных, в основном приматов, но также и у мелких грызунов, собакоподобных хищников, азиатского слона и разнообразие видов птиц. Они обнаружили, что лучшим коррелятом с правильным выполнением теста на самоконтроль был абсолютный объем мозга — за исключением азиатского слона, который, несмотря на то, что у него был самый большой мозг в наборе, с треском провалил задание.На ум приходит ряд причин, от «Его не заботила еда или задание» до «Ему нравилось раздражать своих опекунов, не выполняя задания». (Мне нравится думать, что причина, по которой так сложно научить обезьян делать вещи, которые легко усваиваются людьми, заключается в их смятении от очевидности задачи: «Да ладно, ты хочешь, чтобы я пошевелился, чтобы сделать именно это?

Brainiac: Suzana Herculano-Houzel стремится узнать, что такого особенного в человеческом мозге, что позволяет ему выполнять гораздо более сложные маневры, чем мозг других животных.Здесь она выступает на TED Talk. Джеймс Дункан Дэвидсон, любезно предоставлено TED

Однако наиболее интересная возможность для меня заключается в том, что у африканского слона может не быть всех префронтальных нейронов в коре головного мозга, необходимых для принятия решения о самоконтроле. задачи, подобные тем, что в исследовании. Как только мы узнали, что мозг приматов и грызунов устроен по-разному, с разным количеством нейронов для их размера, мы предсказали, что мозг африканского слона может иметь всего 3 миллиарда нейронов в коре головного мозга и 21 миллиард нейронов в мозжечке. по сравнению с нашими 16 миллиардами и 69 миллиардами, несмотря на его гораздо больший размер — если бы он был устроен как мозг грызуна.

С другой стороны, если бы он был устроен как мозг примата, то мозг африканского слона мог бы иметь колоссальные 62 миллиарда нейронов в коре головного мозга и 159 миллиардов нейронов в мозжечке. Но слоны, конечно, не грызуны и не приматы; они принадлежат к надотряду Afrotheria, как и ряд мелких животных, таких как землеройка-слон и золотой крот, которых мы уже изучали, и определили, что их мозг действительно очень похож на мозг грызунов.

Это был очень важный тест: действительно ли мозг африканского слона, который более чем в три раза тяжелее нашего, имеет больше нейронов, чем наш мозг? Если бы это было так, то моя гипотеза о том, что когнитивные способности связаны с абсолютным числом нейронов, была бы опровергнута.Но если бы в человеческом мозгу по-прежнему было намного больше нейронов, чем в мозге намного большего африканского слона, то это поддержало бы мою гипотезу о том, что простейшим объяснением замечательных когнитивных способностей человеческого вида является замечательное количество нейронов в его мозгу, с которым не может сравниться ни один другой мозг. , независимо от размера мозга. В частности, я ожидал, что количество нейронов в коре головного мозга человека будет больше, чем в коре головного мозга африканского слона.

Мои ожидания объяснялись логикой когнитивной литературы, которая долгое время превозносила кору головного мозга (или, точнее, префронтальную часть коры головного мозга) как единственный центр высшего познания — абстрактного мышления, сложного принятия решений и планирования действий. будущее.Тем не менее, почти вся кора головного мозга связана с мозжечком через петли, которые связывают корковую и мозжечковую обработку информации друг с другом, и все больше и больше исследований вовлекают мозжечок в когнитивные функции коры головного мозга, при этом две структуры работают. в тандеме. А поскольку эти две структуры вместе составляют подавляющее большинство всех нейронов в мозге, когнитивные способности должны одинаково хорошо коррелировать с количеством нейронов во всем мозге, в коре головного мозга и в мозжечке.

Вот почему наши результаты исследования мозга африканского слона оказались лучше, чем ожидалось.

Суп из мозгов галлонами

Полушарие мозга африканского слона весит более 2,5 кг, а это означает, что его, очевидно, придется разрезать на сотни более мелких частей для обработки и подсчета, так как мозги превращают в суп для определения количество нейронов внутри работает с кусками не более 3-5 граммов ткани за раз.Я хотел, чтобы вырезание было систематическим, а не случайным. Ранее мы использовали гастрономический слайсер, чтобы превратить полушарие человеческого мозга в одну такую ​​серию тонких надрезов. Слайсер прекрасно подходил для разделения корковых извилин, но у него был один существенный недостаток: слишком много вещества человеческого мозга оставалось на его круглом лезвии, что не позволяло оценить общее количество клеток в полушарии. Если бы мы хотели узнать общее количество нейронов в полушарии мозга слона, нам пришлось бы разрезать его вручную и на более толстые срезы, чтобы минимизировать возможные потери до такой степени, что ими можно было бы пренебречь.

Зачем тратить 100 000 долларов, если с этой задачей вполне справился бы ручной мясницкий нож?

Итак, день начался в хозяйственном магазине, куда мы с дочерью (каникулы только начались) отправились искать Г-образные скобы в качестве прочных, плоских, правильных рамок для вырезания полусферы слона, плюс самый длинный нож I мог держать в одной руке. (Это была возможность, которую нельзя было упустить для подростка, который годы спустя мог сказать: «Эй, мама, помнишь тот день, когда мы разрезали мозг слона?») внутрь поместился мозг слона.Конечно, есть причудливые машины за 100 000 долларов, которые идеально справятся с этой задачей, но зачем тратить столько денег, если ручной мясницкий нож справится с этой задачей достаточно хорошо?

Я положил полусферу горизонтально на столешницу, обрамленную двумя L-образными кронштейнами. Студент удерживал рамки в нужном положении, в то время как я удерживал полушарие левой рукой, а правой твердо, но аккуратно разрезал мозг, совершая движения вперед-назад. Несколько разрезов спустя, также в задней половине, а также в мозжечке, и у нас была полностью разрезанная «буханка» мозга слона, лежащая на нашем столе: 16 срезов через корковое полушарие, восемь через мозжечок, плюс весь ствол мозга и мозжечок. гигантская 20-граммовая обонятельная луковица (в 10 раз больше массы мозга крысы), лежащая отдельно.

Подсчет нейронов: Сюзанна Эркулано-Хаузель и ее студенты сделали поперечное сечение головного мозга слона, показанного здесь, чтобы определить количество нейронов в нем и сравнить его с тем, что обнаружено в человеческом мозгу. Предоставлено автором

Далее мы пришлось отделить внутренние структуры — полосатое тело, таламус, гиппокамп — от коры, затем разрезать кору на более мелкие части для обработки, затем разделить каждую из этих частей на серое и белое вещество. Всего у нас был 381 кусок ткани, большинство из которых были в несколько раз больше, чем 5 граммов, которые мы могли обрабатывать за один раз.Это была самая большая ткань, которую мы обработали. Одному человеку, работающему в одиночку и обрабатывающему один кусок ткани в день, потребуется более года без перерыва, чтобы закончить работу. Очевидно, что это должны были быть командные усилия, особенно если я хотел получить результаты не более чем через шесть месяцев. Но даже с небольшой армией студентов это заняло слишком много времени: прошло два месяца, а обработана была только десятая часть полушария мозга. Что-то должно было быть сделано.

Капитализм пришел на помощь.Я немного подсчитал и понял, что у меня есть лишние 2500 долларов — примерно 1 доллар за грамм обрабатываемой ткани. Я собрал команду и сделал им предложение: кто угодно может помочь, и все будут вознаграждены материально одинаково. Вскоре образовались небольшие партнерства: один ученик занимался измельчением, другой считал, и оба делили выручку. Это творило чудеса. Мой муж приходил в лабораторию и с трепетом комментировал толпу студентов на скамейке, оживленно болтавших во время работы (до этого они в основном работали посменно, так как это была небольшая лаборатория).Хайро Порфирио взял на себя большую партию окрашивания антител, я подсчитал все нейроны под микроскопом, и менее чем за шесть месяцев мы, как и планировали, обработали все полушарие мозга африканского слона.

И победителем становится…

И вот, в мозгу африканского слона нейронов больше, чем в человеческом. И не просто больше: в три раза больше нейронов, 257 миллиардов против наших 86 миллиардов нейронов. Но — и это было огромное, огромное «но» — колоссальные 98 процентов этих нейронов располагались в мозжечке, в задней части мозга.У всех остальных млекопитающих, которых мы до сих пор исследовали, в мозжечке сосредоточено большинство нейронов головного мозга, но никогда не более 80 процентов из них. Исключительное распределение нейронов в мозге слона оставило относительно скудные 5,6 миллиарда нейронов во всей коре головного мозга. Несмотря на размер коры головного мозга африканского слона, 5,6 миллиарда нейронов в ней бледнеют по сравнению со средними 16 миллиардами нейронов, сконцентрированными в гораздо меньшей коре головного мозга человека.

Итак, вот наш ответ.Нет, в человеческом мозгу не больше нейронов, чем в гораздо большем мозге слона, но в коре головного мозга человека почти в три раза больше нейронов, чем в коре головного мозга слона более чем в два раза больше. Если бы мы не были готовы признать, что слон, у которого в три раза больше нейронов в мозжечке (и, следовательно, в его мозгу), должен быть более когнитивным, чем мы, люди, мы могли бы исключить гипотезу о том, что общее число нейронов в мозжечок каким-либо образом ограничивал или был достаточным для определения когнитивных способностей мозга.

Значит, осталась только кора головного мозга. Природа провела необходимый нам эксперимент, отделив количество нейронов в коре головного мозга от количества нейронов в мозжечке. Превосходящие когнитивные способности человеческого мозга по сравнению с мозгом слона можно просто — и только — приписать удивительно большому количеству нейронов в его коре головного мозга.

Хотя у нас нет измерений когнитивных способностей, необходимых для сравнения всех видов млекопитающих или, по крайней мере, тех, для которых у нас есть количество кортикальных нейронов, мы уже можем сделать проверяемый прогноз на основе этих чисел.Если абсолютное количество нейронов в коре головного мозга является основным ограничением когнитивных способностей вида, то мое предсказанное ранжирование видов по когнитивным способностям, основанное на количестве нейронов в коре головного мозга, будет выглядеть так:

, что больше интуитивно разумнее, чем текущий рейтинг, основанный на массе мозга, который ставит таких животных, как жираф, выше многих видов приматов, например:

Как оказалось, существует простое объяснение того, как человеческий мозг, и только он, может быть в то же время похожа на другие в своих эволюционных ограничениях, и все же настолько отличается от нее, что наделяет нас способностью размышлять о нашем собственном материальном и метафизическом происхождении.Во-первых, мы приматы, и это дает людям преимущество большого количества нейронов, упакованных в маленькую кору головного мозга. И, во-вторых, благодаря технологическим инновациям, введенным нашими предками, мы избежали энергетического ограничения, которое ограничивает всех других животных меньшим количеством кортикальных нейронов, которое может быть обеспечено сырой пищей в дикой природе.

Так что же есть у нас такого, чего нет ни у одного другого животного? Поразительное количество нейронов в коре головного мозга, самое большое в мире, недостижимое ни для одного другого вида, говорю я.И что мы делаем такого, чего не делает ни одно другое животное, и что, я считаю, позволило нам накопить такое замечательное количество нейронов? Мы готовим нашу еду. Остальное — все технологические новшества, ставшие возможными благодаря этому выдающемуся количеству нейронов в нашей коре головного мозга, и последующая культурная передача этих нововведений, которая удерживала спираль, превращающую способности в способности, — это история.

Сюзана Эркулано-Хоузель — бразильский нейробиолог.Она является доцентом и руководителем лаборатории сравнительной анатомии Института биомедицинских наук Федерального университета Рио-де-Жанейро.

Выдержки из книги «Преимущество человека: новое понимание того, как наш мозг стал выдающимся» Сюзаны Херкулано-Хаузель, опубликованной в этом месяце издательством MIT Press. Все права защищены.

Сноски
    • Сюзана Эркулано-Хаузель

      Опубликовано 5 апреля 2016 г.

    Получить информационный бюллетень Nautilus

    Самые новые и самые популярные статьи доставляются прямо на ваш почтовый ящик!

    Человеческий интеллект: что могут рассказать нам отдельные нейроны

    Вы, наверное, помните, как в детстве учились считать, читать и понимать истории, а также решать головоломки.Сейчас эти задачи могут показаться вам простыми, но на самом деле они довольно требовательны, поскольку требуют высокой вычислительной мощности мозга. На протяжении десятилетий ученые разрабатывали способы количественной оценки нашей способности воспринимать знания и применять их в новых ситуациях — другими словами, нашего интеллекта. Они также исследовали характеристики человеческого мозга, которые способствуют индивидуальным различиям в выполнении таких задач.

    Тесты IQ

    используются для количественной оценки интеллекта путем оценки ответов человека на заданные по времени вопросы в отношении вербального понимания, перцептивного мышления и рабочей памяти.Было выдвинуто множество гипотез, связывающих нейронные особенности с индивидуальными различиями в результатах тестов. Некоторые исследования показали, что у людей общий размер мозга коррелирует с уровнем интеллекта; другая работа показала, что интеллект связан с наличием лучших связей между определенными областями мозга, такими как префронтальная и теменная кора (McDaniel, 2005; Hearne et al., 2016). Кроме того, сравнение видов млекопитающих позволяет предположить, что исполнительные когнитивные способности могут коррелировать с размером мозга или с количеством нейронов в коре головного мозга (MacLean et al., 2014; Эркулано-Хоузель, 2017). Хотя эти результаты способствуют нашему пониманию того, как мозг устроен для выполнения сложных вычислений, никогда не было возможности проверить, коррелирует ли тонкая структура нейронов с вариациями человеческого интеллекта.

    Теперь в eLife Наталья Гориунова из Амстердамского свободного университета и ее коллеги сообщают, что микроскопическая анатомия нейронов и их физиологические характеристики связаны с индивидуальными различиями в показателях IQ (рисунок 1; Гориунова и др., 2018). У группы была замечательная возможность изучить образцы живой височной коры, удаленной во время операций у больных раком и эпилепсией. Горюнова и др. исследовали определенные характеристики нейронов внутри этих тканей и записали их электрическую активность. Затем они проверили, связаны ли эти переменные с показателями интеллекта, основанными на оценке IQ. Присвоение единственного значения интеллекту было спорным (Gould, 1981), но команда использовала баллы IQ в качестве удобной меры, которая может отражать некоторые аспекты когнитивной обработки информации.

    Архитектура отдельных нейронов коры головного мозга человека связана с показателями IQ.

    Височная кора головного мозга человека организована слоями, которые содержат пирамидальные нейроны (черные). Эти клетки собирают информацию от своих соседей через разветвленные структуры, известные как дендриты, а затем интегрируют и передают сообщение в другие области коры. .Горюнова и др. обнаружили, что более высокий показатель IQ (слева) связан с более толстой височной корой, в которой больше пирамидальных нейронов, которые имеют более сложные дендритные сети и активируются быстрее (график). Более низкий показатель IQ (справа) был связан с более тонкой височной корой, которая содержит пирамидальные нейроны, которые имеют менее сложные дендритные сети и активируются медленнее.

    Во-первых, исследователи из различных институтов в Амстердаме, Зволле и Антверпене подтвердили, что более высокие показатели IQ коррелируют с более толстой височной корой, основываясь на измерениях предоперационных МРТ.Затем для каждого пациента отбирали и измеряли два-три пирамидных нейрона из верхних слоев коры. Эти крупные клетки являются основным типом нейронов коры головного мозга. Они получают информацию от соседних клеток через дендриты, ветвистые отростки, которые соединяются с другими нейронами в структурах, называемых синапсами. Затем пирамидальные нейроны «загораются», чтобы передать сообщение. Различия в длине дендритов и их ветвлении объясняют примерно 25% различий в показателях IQ между людьми в выборке из 25 пациентов.Более длинные дендриты имеют дополнительную площадь поверхности, что может помочь увеличить количество синапсов, которые может образовать нейрон. Имея больше таких соединений, пирамидальные нейроны могут генерировать выходной сигнал, который интегрирует больше входных сигналов от соседних нейронов в данный момент времени.

    Наконец, компьютерные модели использовались для изучения того, как изменения в морфологии дендритов могут влиять на работу нейронов. Анализ показывает, что пирамидальные нейроны с более крупными дендритными деревьями активируются быстрее, что позволяет им быстрее передавать информацию.Действительно, регистрация активности клеток в срезах мозга, полученных от 31 пациента, показала, что более высокие показатели IQ были связаны с более быстрым возбуждением нейронов, особенно во время устойчивой активности нейронов. Даже это небольшое увеличение скорости передачи информации нейронами может улучшить время реакции и, в конечном счете, повлиять на поведенческие реакции (Nemenman et al., 2008). В коре головного мозга человека насчитывается около 16 миллиардов нейронов, поэтому небольшие различия в анатомических и физиологических свойствах могут влиять на интеллектуальные способности (Herculano-Houzel, 2009).

    Горюнова и др. показали, что отчетливые изменения микроанатомии пирамидных нейронов влияют на рабочие свойства этих клеток. Соответственно, более толстая кора может возникать из пирамидных клеток с более сложной дендритной сетью. В свою очередь, это привело бы к более быстрой обработке информации и, в конечном счете, к повышению интеллектуальной производительности. Подобные наблюдения были сделаны у одного из наших ближайших ныне живущих родственников, шимпанзе, у которых более толстая кора головного мозга связана с более высокими баллами по тестам интеллекта (Hopkins et al., 2018). Кора головного мозга человека также имеет более прочные дендритные сети, чем у шимпанзе, что может объяснить различия в когнитивных способностях между людьми и нечеловеческими обезьянами (Bianchi et al., 2013).

    Однако характеристики на уровне нейрона объясняют лишь небольшую часть вариаций показателей IQ; другие молекулярные, соединительные или регуляторные особенности также могут играть существенную роль. В совокупности эти результаты помогают нам понять нейронную основу и эволюцию человеческого интеллекта.

    У всех ли людей одинаковое количество нейронов?

    В этом кратком руководстве мы собираемся ответить на вопрос: «Все ли люди имеют одинаковое количество нейронов?» и сколько нейронов мы можем потерять в день и почему они важны.

    У всех ли людей одинаковое количество нейронов?

    Да, у всех людей примерно одинаковое количество нейронов. На самом деле, в человеческом мозгу более 86 миллиардов нейронов, согласно новым данным бразильского нейробиолога доктора К.Сюзанна Эркулано-Хаузель.

    Ранее считалось, что у человека 100 миллиардов нейронов в мозгу, однако новое исследование показывает, что на самом деле мозг содержит меньше нейронов, чем считалось ранее.

    Бразильский исследователь Дра. Сюзана Эркулано-Хаузель решила провести расследование, чтобы определить, соответствует ли количество нейронов, принятое научным сообществом, истинным, однако это принесло свои проблемы.

    Все люди имеют одинаковый размер мозга, но плотность нейронов в разных областях мозга разная.Подсчет нейронов в части мозга с высокой плотностью может привести к высокой оценке, в то время как подсчет нейронов в области с более низкой плотностью может привести к чрезмерно низкой оценке.

    Чтобы решить эту проблему, Сюзана использовала метод, заключающийся в растворении клеточных мембран для создания своего рода «мозгового супа», позволяющего подсчитывать количество клеточных ядер в образце. И она обнаружила, что в человеческом мозгу в среднем 86 миллиардов нейронов, потому что она не нашла ни одного мозга со 100 миллиардами.

    Что такое нейрон?

    Нейрон — это высокоспециализированный тип клеток, составляющих нервную систему, отвечающую за контроль произвольных и непроизвольных функций организма.

    Нейроны характеризуются своей электрической возбудимостью, которая выражается в способности проводить нервные импульсы по огромной сети нервной системы, передавая их также другим клеткам, например, мышечным.

    Строение нейронов

    Нейроны имеют определенную морфологию и состоят из четырех частей:

    • Ядро: Там, где находится генетическая информация нейрона, она обычно занимает центральное и очень заметное положение, особенно у самых молодых особей.
    • Перикарион: Пространство, окружающее ядро ​​и составляющее тело клетки, в котором находятся различные органеллы нейрона, такие как свободные рибосомы, неровный ретикулум, аппарат Гольджи и т. д.
    • Дендриты: Это расширения цитоплазмы клетки, обернутые плазматической мембраной, лишенной миелина, изобилующие органеллами и везикулами, обеспечивающими взаимосвязь и синапсы.
    • Аксон: Это трубчатое расширение тела нейрона, покрытое миелином и изобилующее микротрубочками, позволяющее передавать электрический импульс от одного конца клетки к другому.На конце аксона есть ряд терминалов, которые позволяют ему физически соединяться с другими нейронами и клетками другого типа.

    Что такое нейрогенез?

    Нейрогенез (рождение новых нейронов) — это процесс образования новых нейронов из стволовых клеток и клеток-предшественников. Благодаря точным генетическим механизмам, определяющим происхождение клеток, из разных типов нейральных стволовых клеток образуются различные разновидности возбуждающих и тормозных нейронов.Нейрогенез наиболее активен во время внутриутробного развития и отвечает за заселение растущего мозга нейронами.

    Как увеличить количество нейронов?

    Количество нейронов можно увеличить следующим образом:

    • Бег: Аэробные упражнения, как и бег, положительно влияют на функцию и структуру мозга. В частности, он увеличивает нейрогенез гиппокампа.
    • Плавание: Одно исследование показало, что регулярное плавание увеличивает и стимулирует нейрогенез.Помимо стимуляции нейрогенеза, длительные аэробные тренировки по плаванию высвобождают эндорфины, которые могут снижать стресс и уменьшать боль.
    • Медитация и йога: Одним из упражнений, повышающих нейрогенез, является сочетание йоги и медитации. Если вы регулярно практикуете йогу или выделяете 10 минут в день на медитацию в тишине, вы знаете, какие преимущества и чувство ясности могут возникнуть благодаря этому.
    • Велосипед: Вы также можете научиться повышать нейрогенез с помощью тренировок на свежем воздухе, таких как езда на велосипеде.Езда на велосипеде является отличной формой аэробных упражнений и идеально подходит для поддержания здоровья мозга.
    • Танец: Как упражнение для нейрогенеза, танец также требует большой координации. Вы должны активно задействовать свой мозг, чтобы запомнить шаги, что отлично подходит для нейрогенеза.
    • Умственное упражнение: Не забывайте также тренировать свой мозг. Даже если вы не двигаетесь физически, не менее важно, чтобы ваш мозг был активным и занятым посредством регулярных умственных упражнений.

    Сколько нейронов мы теряем в день?

    Каждый день люди могут терять до 10 000 нейронов. Цифра, которая, если мы сложим ее, в год представляет собой потерю более трех с половиной миллионов. Это касается только людей в возрасте от 20 до 30 лет.

    Несмотря на это, не тревожьтесь. Гибель клеток — это естественный процесс, который контролируется нашим организмом и является частью процесса старения.

    На самом деле, если учесть, что у людей 86 миллиардов нейронов, кажется логичным предположить, что их достаточно для функционального мозга.

    Какие привычки могут убить нейроны?

    Определенные привычки могут причинить вред, потому что они убивают ваши нейроны и изменяют активность вашего мозга, ниже мы расскажем вам, что это такое:

    • Не завтракать: Недостаток белков, витаминов и питательных веществ во время завтрака вызывает дегенерацию головного мозга, которая впоследствии вызывает гибель нейронов из-за перегрузки, возникающей в течение дня.
    • Слишком много еды: Употребление пищи в чрезмерных количествах вызывает замедление кровообращения и ограничивает транспортировку кислорода к мозгу.Если мы добавим к этому потребление продуктов, богатых насыщенными жирами, мы должны знать, что они повышают уровень холестерина и вызывают воспаление в основных тканях организма.
    • Курение: Некоторые наиболее распространенные и опасные наркотики, такие как кокаин, героин, ЛСД, более известный как кислота, марихуана и даже алкоголь, воздействуют на нейрон, обманывают его, препятствуют его работе, нарушают его или атрофируют, и может повредить его навсегда или убить его.
    • Высокое потребление сахаров : Задерживает усвоение других питательных веществ, нарушает деятельность мозга.
    • Загрязнение воздуха: Окружающая среда с высоким уровнем загрязнения влияет на тех, кто подвергается непосредственному воздействию. Мозг — это орган, который потребляет больше всего кислорода, и в такой среде потребность в нем ограничена.
    • Лишение сна : Недостаток сна вызывает потерю клеток головного мозга и оказывает вредное воздействие в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе, а также сон с покрытой головой.
    • Принуждение мозговой активности при болезни : Большинство состояний вызывают некоторое ослабление на уровне тела, включая способность выполнять функции мозга.Работать, учиться или заниматься какой-либо познавательной деятельностью во время болезни очень вредно для человека.

    • Стресс: Стресс убивает нейроны и даже препятствует образованию новых в гиппокампе. Согласно исследованию, опубликованному в Journal of Neuroscience, острый стресс позволяет новым нейронам выживать только в течение нескольких дней.
    • Отсутствие стимуляции: Мышление — лучший способ стимулировать мозг. Чтение книги, игра в интеллектуальные игры или что-либо еще, связанное с мышлением, — это способ тренировать этот орган, чтобы у него не развивались серьезные патологии.
    • Отсутствие физических упражнений: Физическая активность стимулирует клетки-предшественники, из которых берет начало нейрогенез, увеличивая их пролиферацию и поддержание, одновременно обогащая и способствуя выживанию незрелых нейронов.

    Нейроны регенерируют?

    Еще несколько лет назад считалось, что клетки человеческого мозга необратимо и постепенно исчезают в результате естественного процесса старения.

    Это совершенно неверное представление предполагало, что каждый человек рождается с ограниченным количеством нейронов, утраченных с возрастом или под пагубным влиянием таких неправдоподобных внешних факторов, как душ со слишком горячей водой или длительные периоды бессонницы.

    Сегодня была научно продемонстрирована способность нейрорегенерации в определенных областях мозга, в областях, непосредственно связанных с памятью и обучением, благодаря исследованию, недавно проведенному в Европе и опубликованному престижным журналом Science , где это было показано что мозг взрослого человека способен генерировать новые клетки мозга.

    Эта способность человеческого мозга связана с явлением, называемым «церебральной синаптической пластичностью», которое заключается в генерации электрических стимулов в нейронах, которые активируют механизм нейрорегенерации.

    Почему важны нейроны?

    Причина, по которой нейроны важны, заключается в том, что нейроны соответствуют основным клеткам, из которых состоят нервные ткани, таким образом передавая информацию от нервной системы ко всем частям нашего тела.

    Клетки, которые используются для запоминания и размышления о чем-либо, известны как нейроны; нейроны являются основными клетками, образующими центральную и периферическую нервную систему.

    Ты можешь в это поверить? 86 миллиардов нейронов отвечают за все функции мозга.

    Часто задаваемые вопросы: у всех людей одинаковое количество нейронов?

    Сколько нейронов в среднем у человека?

    Мы обнаружили, что в среднем человеческий мозг имеет 86 миллиардов нейронов.

    У людей больше всего нейронов?

    Человеческий мозг часто считается выдающимся среди мозгов млекопитающих: он наиболее когнитивно способен, больше, чем ожидалось, из-за размера тела, наделен сверхразвитой корой головного мозга, которая составляет более 80% массы мозга и которая предположительно содержит 86 миллиардов нейронов и в 10 раз больше глиальных клеток.

    Все ли нейроны в головном мозге?

    Первый — это головной мозг с 86 миллиардами нейронов и спинной мозг, который соединяет наш мозг с остальным телом. Но есть еще один большой кластер нейронов в периферической нервной системе, центральным ядром которого является ганглий пищеварительной системы.

    Чем больше нейронов, тем выше интеллект

    Нет, сегодня мы знаем, что интеллект измеряется не количеством нейронов, а количеством нейронных связей.

    Какие нейроны находятся в головном мозге?

    Существует три основных типа нейронов: сенсорные нейроны, двигательные нейроны и интернейроны. Все три имеют разные функции, но все они нужны мозгу для эффективного взаимодействия с остальным телом (и наоборот).

     

    В этом руководстве мы ответили на вопрос «У всех ли людей одинаковое количество нейронов» и сколько нейронов мы можем потерять в день и почему они важны.

    Итак, у всех людей одинаковое количество нейронов?

    Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, сообщите нам об этом.

    Каталожные номера

    Действительно ли в человеческом мозгу столько же нейронов, сколько звезд в Млечном Пути? | Мозг Метрики | Изучайте науку в Scitable. (2013). Получено 27 сентября 2020 г. с веб-сайта Nature.com: ttps://www.nature.com/scitable/blog/brain-metrics/are_there_really_as_many/

    .

    В мозгу умных людей нейроны крупнее и быстрее – Новости.(2018). Получено 26 сентября 2020 г. с веб-сайта Humanbrainproject.eu: https://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/brains-of-smarter-people-have-bigger-and-faster-neurons/

    .

    Сравнение количества нейронов в мозге человека и разных животных. Получено 26 сентября 2020 г. с веб-сайта Verywell Mind: https://www.verywellmind.com/how-many-neurons-are-in-the-brain-2794889

    .

    ‌Herculano-Houzel, S. (2009). Человеческий мозг в цифрах: линейно увеличенный мозг приматов. Frontiers in Human Neuroscience 3 . https://doi.org/10.3389/neuro.09.031.2009

    нейронов человека разительно отличаются от нейронов других млекопитающих, говорится в исследовании

    Нейроны человека имеют гораздо меньшее количество каналов, которые контролируют поток ионов (таких как калий и натрий), чем ожидалось, по сравнению с нейронами других млекопитающих, согласно новому исследованию, проведенному нейробиологами Массачусетского технологического института; и это снижение плотности каналов, возможно, помогло человеческому мозгу развиваться, чтобы работать более эффективно, позволяя ему перенаправлять ресурсы на другие энергоемкие процессы, необходимые для выполнения сложных когнитивных задач.

    Сильно различающиеся размеры нейронов и свойства ввода-вывода у 10 видов млекопитающих. Изображение предоставлено: Beaulieu-Laroche et al ., doi: 10.1038/s41586-021-04072-3.

    Нейроны в мозге млекопитающих могут получать электрические сигналы от тысяч других клеток, и этот вход определяет, будут ли они запускать электрический импульс, называемый потенциалом действия.

    В 2018 году исследователь Массачусетского технологического института Марк Харнетт и его коллеги обнаружили, что нейроны человека и крысы различаются по некоторым своим электрическим свойствам, в первую очередь в частях нейрона, называемых дендритами — древовидными антеннами, которые получают и обрабатывают входные данные от других клеток.

    Одним из результатов этого исследования было то, что нейроны человека имели более низкую плотность ионных каналов, чем нейроны в мозге крысы.

    Исследователи были удивлены этим наблюдением, поскольку обычно считалось, что плотность ионных каналов постоянна для разных видов.

    В своем новом исследовании ученые решили сравнить нейроны нескольких разных видов млекопитающих, чтобы увидеть, смогут ли они найти какие-либо закономерности, управляющие экспрессией ионных каналов.

    Они изучили два типа потенциалзависимых калиевых каналов и канал HCN, который проводит как калий, так и натрий, в пирамидных нейронах слоя 5, типе возбуждающих нейронов, обнаруженных в коре головного мозга.

    Им удалось получить мозговую ткань от 10 видов млекопитающих: этрусских землероек (одно из самых маленьких известных млекопитающих), песчанок, мышей, крыс, морских свинок, хорьков, кроликов, мартышек и макак, а также человеческие ткани, изъятые у пациентов с эпилепсией во время операций на головном мозге.

    Это разнообразие позволило команде охватить различные толщины коры и размеры нейронов в царстве млекопитающих.

    Авторы обнаружили, что почти у всех изученных видов млекопитающих плотность ионных каналов увеличивалась по мере увеличения размера нейронов.

    Единственным исключением из этого паттерна были нейроны человека, в которых плотность ионных каналов была гораздо ниже ожидаемой.

    «Увеличение плотности каналов у разных видов было неожиданным, потому что чем больше каналов, тем больше энергии требуется для закачки ионов в клетку и из нее», — сказал доктор Харнетт.

    «Однако это начало обретать смысл, как только мы начали думать о количестве каналов в общем объеме коры головного мозга».

    В крохотном мозгу этрусской землеройки, состоящем из очень мелких нейронов, в данном объеме ткани содержится больше нейронов, чем в том же объеме ткани мозга кролика, нейроны которого намного крупнее.

    Но поскольку нейроны кролика имеют более высокую плотность ионных каналов, плотность каналов в заданном объеме ткани одинакова у обоих видов или любого из нечеловеческих видов, проанализированных исследователями.

    «Этот план здания одинаков для девяти различных видов млекопитающих, — сказал доктор Харнетт.

    «Похоже, кора головного мозга пытается поддерживать одинаковое количество ионных каналов на единицу объема у всех видов. Это означает, что для данного объема коры энергетические затраты одинаковы, по крайней мере, для ионных каналов.

    Однако человеческий мозг представляет собой поразительное отклонение от этого строительного плана.

    Вместо увеличения плотности ионных каналов авторы обнаружили резкое снижение ожидаемой плотности ионных каналов для данного объема мозговой ткани.

    Они считают, что эта более низкая плотность могла развиться как способ расходовать меньше энергии на прокачку ионов, что позволяет мозгу использовать эту энергию для чего-то другого, например, для создания более сложных синаптических связей между нейронами или запуска потенциалов действия с более высокой скоростью.

    «Мы думаем, что люди эволюционировали из этого плана строительства, который ранее ограничивал размер коры, и они нашли способ стать более энергетически эффективными, поэтому вы тратите меньше АТФ на объем по сравнению с другими видами», — доктор Харнетт. сказал.

    Исследование было опубликовано в журнале Nature .

    _____

    Л. Болье-Ларош и др. . Аллометрические правила для биофизики нейронов коркового слоя 5 млекопитающих. Nature , опубликовано в сети 10 ноября 2021 г.; дои: 10.1038/с41586-021-04072-3

    Сколько глиальных клеток в головном мозге?

    Одним из фундаментальных принципов научного мышления является скептицизм. Хороший ученый отказывается принимать что-либо вслепую, вместо этого тщательно исследуя каждое предполагаемое утверждение факта, чтобы убедиться, что доказательства подтверждают его.

    Поскольку такое мышление настолько распространено в научных дисциплинах, трудно понять, как необоснованные утверждения могут приниматься в качестве факта в науке.Но это иногда случается. Некоторые недоказанные утверждения даже нашли свой путь на хваленую территорию общеизвестности — обозначение , которое означает, что что-то настолько хорошо установлено как истинное, что вам даже не нужен источник, чтобы подтвердить это. В течение последних нескольких десятилетий это был статус утверждений о том, что глиальных клеток намного больше, чем нейронов в головном мозге.

    Нейробиологи интересовались поиском точных оценок количества нейронов и глии в мозге по крайней мере полтора столетия.Хотя вычисление этих чисел является огромным подвигом, независимо от того, как вы его обрезаете, определение количества глиальных клеток было особенно сложным из-за небольшого размера глии и трудности в отличии их от других мелких клеток. Тем не менее, методы подсчета клеток значительно улучшились за последние несколько десятилетий, и есть основания полагать, что у нас наконец-то есть достоверные оценки как нейронов, так и глиальных клеток.

    Методы подсчета клеток головного мозга

    Несмотря на технические ограничения, такие как низкое разрешение микроскопа и неразработанные подходы к окрашиванию клеток, ранним нейробиологам иногда все же удавалось получить достоверное количество нейронов в мозге.Хелен Брэдфорд Томпсон, например, в 1899 году опубликовала оценку числа нейронов в коре головного мозга (около 9 миллиардов), которая хорошо совпадает с текущими оценками примерно в 10-20 миллиардов.

    Ранние нейробиологи, такие как Хелен Брэдфорд Томпсон, получили число нейронов, фактически считая нейроны. На самом деле, этот подход используется и сегодня, только в более совершенной форме. Но общая идея та же: подсчитать количество клеток в различных образцах мозговой ткани и экстраполировать полученные числа на большую область мозга или на весь мозг.

    Недавно разработанный метод подсчета клеток использует несколько дополнительных шагов, чтобы сделать процесс немного проще и точнее. Он включает в себя взятие образца мозговой ткани и его гомогенизацию — разрушение клеточных мембран, оставление ядер нетронутыми и создание супообразной смеси разжиженного мозга. Ядра можно окрашивать флуоресцентным красителем, для дифференциации нервных и ненейронных клеток можно использовать антитела, а затем можно подсчитывать ядра.

    Этот процесс называется изотропным фракционированием.Изотропия представляет собой однородность и относится к смеси, образовавшейся после гомогенизации мозговой ткани. И фракционирование указывает на то, что клетки подсчитываются во фракции всей ткани, а затем результаты используются для вывода чисел в остальной части мозга.

    Оценка клеток Гиала

    Изотропное фракционирование — относительно новый метод. До того, как он был разработан, поиск точного количества клеток в мозге был более кропотливым и подвержен ошибкам. И, как упоминалось выше, особенно проблематичными были глиальные клетки.

    Эта трудность подсчета глии была представлена ​​некоторыми исследователями в неопределенности относительно количества глиальных клеток в головном мозге до 1980-х годов. Хотя было широко распространено мнение, что крошечная глия превосходит числом нейроны, было не так много веских доказательств, подтверждающих, что это так. Так что ученые нередко использовали квалификаторы вроде «возможно», когда делали заявления о подсчете глиальных клеток. Общепринятая оценка того времени заключалась в том, что глиальных клеток было «возможно» в десять раз больше, чем нейронов.

    Но были и те, кто сделал более категоричные заявления. Хольгер Хайден, например, авторитетный биохимик и нейробиолог, более решительно заявил в 1960-х годах, что глиальных клеток в десять раз больше, чем нейронов. Вероятно, дело в том, что Хайден основывал свои заявления на определенных областях ствола мозга, которые он изучал, где глия действительно значительно превосходит число нейронов. Но экстраполяция на весь мозг была все же спекулятивной, хотя и была сформулирована убедительно.

    Как это часто бывает в научной литературе, исследователи находили декларации Хайдена и им подобные и цитировали их при написании журнальных статей или учебников. Со временем этого произошло достаточно, чтобы утверждения, которые никогда не должны были быть окончательными, стали общеизвестными.

    К 1980-м годам даже самые авторитетные источники в области неврологии утверждали, что глии в мозгу как минимум в десять раз больше, чем нейронов. Например, в издании 1985 года знаменитого учебника по неврологии «Принципы нейронауки» (иногда называемого «библией нейробиологии») утверждается, что глия превосходит числом нейронов от 10 до 50 раз.Поскольку в тексте также оценивается количество нейронов в мозге примерно в 1 триллион (теперь это считается огромным завышением), предполагается, что количество глии находится где-то между 10 и 50 триллионами.

    Но опять же, все эти числа были спекулятивными, и они не совпадали с данными, полученными исследователями, которые фактически подсчитывали клетки. Например, респектабельная оценка количества нейронов и глии в мозге была опубликована в 1986 году, и в ней предполагалось, что существует около 70-80 миллиардов нейронов и 40-50 миллиардов глиальных клеток.Наибольшее количество глиальных клеток, указанное в отчете о первичных исследованиях, составляло 130 миллиардов в 1968 году. Только в конце 2000-х годов, когда исследователи начали публиковать данные с использованием изотропного фракционирования, ученые обратили внимание на расхождения.

    Развенчание мифа

    Новаторская статья в этом отношении была опубликована бразильским нейробиологом Сузаной Эркулано-Хоузель и ее коллегами в 2009 году.Они использовали метод изотропного фракционирования для подсчета нейронов и глии в головном мозге и получили оценки в 86 миллиардов нейронов и 85 миллиардов ненейрональных клеток (включая глию и другие клетки, такие как эндотелиальные клетки). Это свидетельствовало о том, что на самом деле глиальных клеток было на 90 268 меньше, чем 90 269 нейронов, что согласовывалось с некоторыми данными, полученными ранее.

    Сначала было некоторое сопротивление принятию этих цифр, поскольку некоторые утверждали, что изотропное фракционирование еще не было подтверждено путем сравнения его результатов с результатами, полученными с помощью более известных методов подсчета клеток.Однако эти проверочные исследования пришли со временем, и последующие исследования подтвердили результаты группы Геркулано-Хаузеля. Сегодня большинство исследователей приняли данные, полученные с помощью изотропного фракционирования, и большинство доказательств поддерживает идею о том, что соотношение глии и нейронов составляет примерно 1:1.

    Конечно, это не умаляет значения глии. Исторически сложилось так, что им не придавалось должного значения за неотъемлемую роль, которую они играют в мозге. Однако в последние годы ситуация меняется, поскольку мы узнаем больше о функциях глии.И по мере того, как мы получаем более точное представление обо всем, что делает глия, мы, кажется, также избавляемся от неточных оценок их количества.

    Возможно, больше всего история подсчета глиальных клеток учит нас тому, что мы должны скептически относиться к любым источникам, которые делают утверждения, которые напрямую не подтверждаются первичными исследованиями. Тот факт, что авторитетный источник говорит что-то окончательно, не обязательно означает, что это правда или даже то, что это подтверждается исследованиями. Очень важно, особенно в наш век чрезвычайной доступности информации, очень критично относиться к информации, которую мы потребляем.

    Ссылка (в дополнение к связанному тексту выше):

    von Bartheld CS, Bahney J, Herculano-Houzel S. Поиск истинного количества нейронов и глиальных клеток в человеческом мозге: обзор 150-летнего опыта подсчета клеток. J Комп Нейрол. 2016 15 декабря; 524 (18): 3865-3895. doi: 10.1002/cne.24040. Epub 2016 Jun 16.

    Google нанес на карту часть человеческого мозга с максимальной точностью

    Майкл Маршалл

    Около 4000 нервных волокон соединяются с этим единственным нейроном

    Лаборатория Google/Lichtman

    Google помог создать самую подробную карту связей в человеческом мозгу.Он раскрывает ошеломляющее количество деталей, в том числе модели связей между нейронами, а также то, что может быть новым типом нейронов.

    Карта мозга, которая находится в свободном доступе в Интернете, включает 50 000 ячеек, все они представлены в трех измерениях. Они соединены сотнями миллионов паутинных усиков, образующих 130 миллионов соединений, называемых синапсами. Объем набора данных составляет 1,4 петабайта, что примерно в 700 раз превышает емкость среднего современного компьютера.

    Набор данных настолько велик, что исследователи не изучали его подробно, говорит Вирен Джейн из Google Research в Маунтин-Вью, Калифорния.Он сравнивает его с геномом человека, который все еще исследуется спустя 20 лет после публикации первых черновиков.

    Мы впервые увидели реальную структуру такого крупного участка человеческого мозга, — говорит Кэтрин Дюлак из Гарвардского университета, не участвовавшая в работе. «В этом есть что-то немного эмоциональное».

    Это грандиозное предприятие началось, когда группа под руководством Джеффа Лихтмана из Гарвардского университета получила крошечный фрагмент мозга 45-летней женщины с лекарственно-устойчивой эпилепсией.Ей сделали операцию по удалению левого гиппокампа, источника ее припадков, из ее мозга. Для этого хирургам пришлось удалить часть здоровой мозговой ткани, которая покрывала гиппокамп.

    Лихтман и его команда немедленно погрузили образец в консерванты, а затем окрасили его тяжелыми металлами, такими как осмий, так что внешние мембраны каждой клетки были видны под электронным микроскопом. Затем они залили его смолой, чтобы сделать его более жестким. Наконец, они нарезали его на кусочки толщиной около 30 нанометров, что составляет примерно одну тысячную ширины человеческого волоса, и использовали электронный микроскоп для изображения каждого кусочка.

    В этот момент за дело взялась команда Джейна из Google, которая собрала двумерные срезы, которые Джейн называет «подходом к мозгу, основанным на гастрономических слайсерах», чтобы сформировать трехмерный объем. Они использовали машинное обучение для реконструкции усиков, соединяющих один нейрон с другим, и пометили различные типы клеток.

    Все это детализирует лишь крошечную часть мозга. Джайн говорит, что его масштаб лучше всего понять, если подумать о функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), используемой для демонстрации активности в различных областях мозга.«Весь набор данных, который мы произвели, представляет собой кубический миллиметр, что обычно соответствует одному пикселю на МРТ-скане», — говорит он. «Интересно раскрыть все, что скрывается за одним пикселем МРТ».

    Для Дюлака набор данных — это «кладезь вкусностей на долгие годы». Команда уже сделала новые открытия о том, как устроен наш мозг: например, было резкое несоответствие в количестве связей между нейронами.

    В норме, когда отросток одного нейрона проходит рядом с другим, он образует только один синапс, реже от двух до четырех.Но были также некоторые усики, которые образовывали до 20 синапсов на один нейрон-мишень, а это означало, что этот усик сам по себе, вероятно, мог бы вызвать возбуждение этого нейрона.

    Непонятно почему, но Лихтман предполагает, что мультисинаптические связи лежат в основе усвоенного поведения. «Есть много вещей, которые ваш мозг делает с помощью познания, думая, разгадывая их и принимая решение, и есть много вещей, которые вы делаете автоматически, но которые не могли быть заложены генетически», — говорит он, например, тормозит, когда вы видите красный свет. .Сверхпрочные соединения позволили бы сообщению быстро пройти через сеть.

    Команда также обнаружила загадочные пары нейронов глубоко в коре головного мозга, которые ранее не наблюдались. «Две клетки указывали точно в противоположном направлении на одной и той же оси», — говорит Лихтман. Никто не знает почему.

    Картирование мозга, или коннектомика, прошло долгий путь с момента своего первого прорыва в 1980-х годах, когда исследователи картировали 302 нейрона в нервной системе червя под названием Caenorhabditis elegans .Джайн, Дулак и Лихтман были частью группы, которая в 2020 году выступила за картографирование всего мозга мыши с аналогичным уровнем детализации.

    «Весь мозг мыши всего в 1000 раз больше этого, эксабайт вместо петабайта», — говорит Лихтман. «Я подозреваю, что это в масштабе, при котором мы, вероятно, сможем сделать это в течение десятилетия». Дюлак хочет увидеть, как кора головного мозга связана с другими частями мозга, и картирование мозга мыши покажет это.

    Для картирования всего человеческого мозга потребуется набор данных еще в 1000 раз больше, зеттабайт, который, по словам Лихтмана, «сопоставим с объемом цифрового контента, генерируемого за год планетой Земля».

    Но делать это может и не стоит. «Мы можем обнаружить, что многое из этого кодирует информацию, полученную в результате опыта, и поэтому каждый мозг будет чем-то отличаться от любого другого», — говорит он. По его словам, без понимания того, как хранится информация, данные будут бессмысленными.

    Более непосредственным преимуществом было бы изучение того, как карта клеток отличается у людей с психическими заболеваниями, говорит Дюлак. «Аналогичные исследования можно было бы провести на пациентах, у которых также есть некоторые психические заболевания», — говорит она, чтобы пролить больше света на то, как проявляются такие состояния, как шизофрения.

    Ссылка на журнал: bioRxiv , DOI: 10.1101/2021.05.29.446289

    Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку Health Check, чтобы получать сводку всех новостей о здоровье и фитнесе, которые вам нужно знать, каждую субботу

    В статью внесены изменения 8 июня 2021 г.

    Мы выяснили, кто участвовал в исследовании

    Еще по этим темам:

    Думаете, перепись населения — это сложно? Попробуйте подсчитать их мозговые клетки!

    Еда на вынос

    В 2013 году У.Правительство С. начало инвестировать 100 миллионов долларов в расшифровку анатомии человеческого мозга в рамках крупного совместного проекта под названием «Инициатива BRAIN». Исследователи создали инструменты и установили стандарты для описания всех клеток мозга. 7 октября 2021 года инициатива достигла важной вехи, когда в журнале Nature была опубликована исчерпывающая перепись типов клеток в первичной моторной коре головного мозга мыши, обезьяны и человека.

    Прочитайте о вкладе CSHL в нейроанатомию за последние годы и узнайте больше о соответствующих вехах в нашей интерактивной хронологии.

    Как работает человеческий мозг? В течение последних 150 лет исследователи пытались оценить его функцию по структуре, но ответ все еще не найден. 7 октября 2021 года ученые достигли важной вехи, опубликовав исчерпывающий каталог типов клеток в первичной моторной коре мыши, обезьяны и человека в журнале Nature .

    Каталог является кульминацией восьми лет целенаправленных инвестиций в инновации в области нейроанатомии. В 2013 году правительство США запустило программу стоимостью 100 миллионов долларов, направленную на изучение анатомии человеческого мозга.Большой совместный проект получил название «Инициатива исследования мозга посредством продвижения инновационных нейротехнологий» (BRAIN). После трех лет разработки инструментов для вычислений и визуализации нейробиологи и спонсоры инициативы BRAIN встретились в конференц-центре CSHL в Банбери, чтобы решить, как лучше двигаться вперед. Генетики встретились двумя десятилетиями ранее в том же месте, чтобы начать одно из первых крупных международных совместных проектов в области биологии: проект «Геном человека». Заинтересованные стороны Инициативы BRAIN решили провести перепись каждой клетки в мозге и выяснить, как клетки связаны друг с другом.Соавторы исследовали небольшие участки мозга в мельчайших деталях, а затем увеличивали масштаб и изучали все более крупные участки.

    Консорциум сотрудников

    Одним из значительных достижений BICCN стало создание консорциума ученых из многих областей, в том числе нейробиологов, ученых-вычислителей, физиков, генетиков и производителей приборов. В начале инициативы доцент CSHL Павел Остен, бывший профессор CSHL Грегори Хэннон, профессор CSHL Парта Митра и доцент CSHL Дину Флорин Альбеану (финансируется Национальным институтом здравоохранения и Национальным научным фондом) разработали вычислительные инструменты и инструменты для визуализации. .

    Заинтересованные стороны встретились в конференц-центре Банбери лаборатории Колд-Спринг-Харбор в 2016 году, чтобы обсудить инициативу BRAIN. Они решили инвестировать в перепись клеток мозга, которая стала сетью переписи клеток Инициативы BRAIN (BICCN).

    З. Джош Хуанг, в то время профессор CSHL, вспоминает, что сто лет назад исследователи изучали форму и организацию клеток мозга. Позже другие использовали функциональную МРТ человека для измерения активности мозга во время определенных поведенческих задач.Ни один из методов не позволял понять, как на самом деле работают нейронные цепи со скоростью мысли. По Хуану:

    «В конечном счете, мозг вычисляет через отдельные клетки, общаясь друг с другом на уровне синапсов. Мозг, конечно же, представляет собой сложную нейронную сеть или вычислительную машину. Итак, чтобы понять сеть любого типа, вам нужно сначала понять основные компоненты и то, как они связаны».

    Разработки во многих областях позволили ученым открыть и охарактеризовать типы клеток различными способами.Митра говорит:

    «Нейронаука не была большой наукой. Это было небольшое научное исследование, проводимое отдельными исследователями. Так что я бы сказал, что BICCN является одним из самых последовательных и, я бы сказал, успешных консорциумов, которые существуют в рамках Инициативы BRAIN. Создание этих ресурсов — сложная и негламурная работа. Что интересно, так это то, что ученые готовы объединяться для такой негламурной работы. И в результате сумма больше, чем части».

    Как совершить революцию в нейроанатомии

    Для революции нужны не только деньги и люди; требуется четкий набор целей.Поколение назад проект «Геном человека» определил наборы инструментов и стандарты, чтобы вызвать революцию в геномике, в конечном итоге позволив любому секвенировать ключевые части своего генома и сравнить его с 30 миллионами других людей менее чем за 100 долларов. Точно так же BICCN создал инструменты и стандарты, на которых будут основываться все нейроанатомы в будущем. Технология, разработанная для понимания части мозга, теперь будет применяться для подсчета и картирования каждой клетки человеческого мозга, структуры, намного большей, чем все, что исследовалось ранее.

    Цели BICCN:

    1. создавайте перепись каждого типа ячеек и их местоположений, а затем разрабатывайте инструменты для работы с этими типами ячеек.
    2. создать атлас с высоким разрешением типов клеток в мозге мыши и карты связей других областей мозга.
    3. создать атлас типов клеток человеческого мозга от развития до взрослых для изучения болезней.
    4. профилируют типы клеток у нечеловеческих приматов, охватывая эволюционный разрыв между мозгом мыши и человека.

    Атласы и каталоги, опубликованные BICCN до сих пор, предназначены для использования в качестве рамок. В июле 2022 года инициатива BRAIN начнет следующий этап под названием Сеть атласа клеток инициативы BRAIN (BICAN), финансируемый за счет гранта Национального института здравоохранения. Исследователи будут создавать поклеточные атласы человека и нечеловеческих приматов. Нейроанатомы смогут сравнивать человеческий мозг с мозгом других видов, важных для исследований. Исследователи надеются, что в течение следующих десяти лет тысячи человеческих мозгов будут нанесены на карту и включены в справочные атласы.Эти знания могут быть использованы для изучения и лечения шизофрении, депрессии, болезни Альцгеймера и черепно-мозговых травм, что произведет революцию в нейронауке в целом.

    взносов CSHL

    Пять главных исследователей CSHL руководили ключевыми проектами BICCN и BRAIN Initiative. Перейдите по ссылкам, чтобы узнать больше о каждом из их вкладов.

    Доцент лаборатории Колд-Спринг-Харбор Джесси Гиллис и его лаборатория разработали вычислительный инструмент под названием MetaNeighbor, который может анализировать большие объемы данных, объединяя и стандартизируя результаты.Они используют его для сравнения и каталогизации типов и функций клеток. Изображение: sunward5/Adobe Stock
    Джесси Гиллис (адъюнкт-профессор CSHL): вина по ассоциации

    Адъюнкт-профессор CSHL Джесси Гиллис и его лаборатория разработали компьютерный инструмент для категоризации клеток на основе сходства их составных частей. Эта основанная на статистике программа под названием MetaNeighbor использует транскрипты РНК (инструкции для компонентов) и определяет, какие транскрипты работают вместе. Он находит эти отношения, предполагая «вину по ассоциации»: если два транскрипта действуют одинаково от клетки к клетке, то они, вероятно, связаны с одинаковыми функциями в обеих.Используя панель транскриптов, охватывающую множество различных функций, MetaNeighbor сравнил и классифицировал клетки мозга млекопитающих для BICCN. Он объединил данные из разных лабораторий, использующих разные методы, в один всеобъемлющий набор данных.

    На фото аксо-аксонная клетка (ААК), обнаруженная в коре головного мозга мыши. Хуанг и его коллеги обнаружили, что существует несколько подтипов AAC. Каждый из них отличается расположением важных связей, которые клетки в форме люстры образуют с соседними нейронами.(Источник: Ван и др. Cell Reports 2019)
    З. Джош Хуанг (адъюнкт-профессор CSHL): Классификация клеток мозга

    В рамках BICCN Хуанг возглавляет Комплексный центр Атласа мозга мышей , в который входят пять главных исследователей из CSHL и исследователи из нескольких других учреждений. Он наметил способы классификации новых подтипов клеток на основе их формы, связей с другими нейронами и используемых ими генов. Команда собирает анатомическую и молекулярную информацию в переднем мозге мыши.Хуанг только что получил престижную награду директора Национального института здоровья США за разработку нового поколения точных и настраиваемых технологий клеточной инженерии. Исследователи смогут отслеживать и редактировать функции различных типов клеток в органах и видах животных, что потенциально может иметь широкое применение в биомедицинских исследованиях, биотехнологиях и терапии.

    Исследователи лаборатории Колд-Спринг-Харбор создали виртуального нейроанатома, который намного точнее, чем предыдущие программы искусственного интеллекта, созданные для отслеживания нейронов.Одним из ключевых шагов новой техники является сопоставление возможных нейронов с топологическим миром. В этом примере линии между холмами представляют собой вероятные соединения. Изображение: лаборатория Митра
    Партха Митра (профессор CSHL): Создание компьютера, способного составить карту мозга

    Митра и другие сотрудники CSHL значительно повысили эффективность автоматизированных методов отслеживания нейронных связей. Они научили компьютер распознавать различные части нейронов, а затем нанесли клетки на топологический мир, чтобы увидеть, как эти нейроны могут соединяться.Такие карты связей имеют решающее значение для изучения того, как мозг обрабатывает информацию, чтобы генерировать мысли и поведение.

    Ассоциированный профессор CSHL Павел Остен разработал qBrain для идентификации и картирования различных типов нейронов. На этом изображении один тип нейронов окрашен в зеленый цвет, второй — в красный, а третий — в синий. Обратите внимание, что разные типы нейронов концентрируются в определенных структурах и неравномерно распределены по всему мозгу. Изображение: лаборатория Остен
    Павел Остен (доцент CSHL): Стандартизация мозгов

    Остен возглавляет Коллаборацию по атласизации анатомии типов клеток в мозге самок и самцов мышей , еще одно отделение BICCN, занимающееся установлением распределения типов клеток в мозге самок и самцов мышей.Он и его лаборатория разработали qBrain, метод, который сочетает в себе различные методы визуализации мозга для картирования клеток и соединений первичной моторной коры мыши в трех измерениях. Однако наблюдения за одним мозгом, так называемым «n = 1», недостаточно, чтобы понять, что типично для популяции мозгов. Остен говорит: «100 мозгов было бы для начала, хотя 1000 было бы лучше», отмечая:

    «Если вы делаете наблюдение за ‘n=1’, вы не знаете, что важно, а что нет, потому что у вас есть n=1 всего.

    Благодаря многочисленным наблюдениям, говорит Остен, «вы можете начать изучать изменчивость человеческого мозга, экспрессию генов человека. Что стереотипно, что такое шум? И это своего рода критическая часть». Имея большой объем данных, исследователи смогут выяснить, чем отличаются мужчины и женщины, молодые и старые, больные и здоровые состояния.

    В этом поле клеток мозга мыши каждый цвет соответствует уникальному нейрону, окрашенному для определенного фрагмента РНК — или «штрих-кода».Этот метод позволяет ученым одновременно изучать тысячи клеток, сохраняя их естественные связи. Изображение: Xiaoyin Chen/лаборатория Zador
    Энтони Задор (профессор CSHL): Штриховое кодирование предназначено не только для розничных магазинов

    CSHL Профессор Энтони Задор и его лаборатория разработали MAPseq, который используется для картирования связей различных клеток мозга и лучшего понимания того, как они взаимодействуют друг с другом.

    Написать ответ

    Ваш адрес email не будет опубликован.