Нейроны головного мозга что это такое: Клетки мозга восстанавливаются даже у самых пожилых людей, выяснили медики

Создана самая подробная карта нейронных связей в мозге человека

В человеческом мозге насчитывается 86 миллиардов нейронов, сообщающихся между собой посредством сотни триллионов синапсов. Это запутанная сеть нейронных связей, в глубине которой таятся наши сознание, мысли чувства, воспоминания и индивидуальность.

Человеческий мозг сложнее любого существующего на сегодняшний день компьютера. Поэтому визуализация полной структуры всех его связей выглядит, на первый взгляд, совершенно непосильной задачей.

Однако исследователи со всего мира упорно трудятся, буквально собирая по кусочкам небольшие области головного мозга человека. К слову, такая карта нейронных связей называется «коннектомом», а наука, которая занимается «картографией» нервной системы – коннектомика.

В 2020 году исследователи из Google в сотрудничестве с коллегами из Медицинского института Говарда Хьюза создали коннектом мозга плодовой мушки. Звучит как довольно простая задача, однако пока что им удалось «нанести на карту» лишь около половины головного мозга насекомого.

Недавно Google совместно с исследователями из Гарварда выпустил похожую модель человеческого мозга. Точнее, его крохотного участка.

Исследователи использовали для этого образец из височной доли коры головного мозга размером всего в 1 мм³. Его окрасили специальными веществами и нарезали на 5 300 слоёв толщиной около 30 нанометров. Затем каждый из этих слоёв отсканировали с помощью электронного микроскопа.

Так учёные получили 225 миллионов двухмерных изображений, которые затем «сшили» в 3D-модель.

Разные клетки и их структуры внутри образца выявляли с помощью алгоритмов машинного обучения. Исследователи лишь изредка проверяли вручную точность, с которой машины определяли принадлежность разных клеток.

Конечный результат назвали набором данных H01, и он является одной из наиболее полных карт человеческого мозга из когда-либо созданных. Он содержит информацию о 50 000 нервных клеток, 130 миллионах синапсов и, кроме того, визуализирует дополнительные детали: аксоны и дендриты нейронов, миелин и клетки ресничного эпителия.

Самым впечатляющим в этом наборе данных стало то, что он занял целых 1,4 петабайта памяти. Это больше миллиона гигабайтов.

При этом в Google утверждают, что это всего одна миллионная часть полной карты человеческого мозга.

Выходит, что огромную сложность представит не только сама работа по картированию всего этого объёма, но и поиск места для хранения этого невероятного массива информации. К тому же исследователям ещё предстоит найти способ организации полученных данных и обеспечить удобный доступ к ним.

А пока для ознакомления онлайн доступен собранный ныне набор данных H01.

Научная статья, сопровождающая это достижение, была опубликована на сайте препринтов bioRxiv.

Напомним, ранее мы писали о создании карты мозга, показывающей, где в нём «хранятся» отдельные слова (кстати, она тоже доступна онлайн). Также мы сообщали о том, что учёные обнаружили сходство человеческого мозга с пчелиным роем.

Больше новостей из мира науки и технологий вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Щит для нейронов. Борьба с болезнями мозга начинается в пробирке

Материал газеты «Поиск»

Современную медицину невозможно представить без лекарств. Казалось бы, с помощью препаратов нужно лечить все, даже легкие недуги типа насморка или простуды, что уж говорить про сложные заболевания, например, поражения головного мозга! Но, оказывается, даже в таких случаях можно обойтись без фармакологии. Старший научный сотрудник, исполняющий обязанности директора Института биологии и биомедицины Национального исследовательского Нижегородского госуниверситета им. Н.И.Лобачевского доктор биологических наук Мария ВЕДУНОВА исследует механизмы адаптации нервной системы к ишемическому повреждению. Молодой ученый утверждает, что при определенных условиях в головном мозге может включаться защита, даже в тяжелых случаях. Как и когда это происходит?

— Современный мир агрессивен к человеку, — начинает рассказ Мария Валерьевна. — Огромное количество стрессирующих агентов влияют на организм, истощая его внутренние резервы и как следствие приводя к ряду заболеваний. Особенно губительно действие стресса на нервную систему и головной мозг. Все, что мы связываем с личностью, самосознанием, наши чувства и мысли, решения и переживания, — все это результат функции головного мозга. Поэтому перед учеными и практикующими врачами стоит глобальная задача — найти эффективный способ защиты клеток нервной системы и восстановления утраченных функций головного мозга после повреждения. Решение этой задачи изменит качество жизни людей, перенесших инсульт, тяжелую травму или операционное вмешательство, а также снизит социальное бремя и потери среди трудоспособного населения нашей страны.
Под социальным бременем понимается груз, который ложится на государство, когда появляется инвалид, и на близких людей, которые должны обслуживать лежачего пациента иногда годами. Потери среди трудоспособного населения связаны с тем, что инсульты молодеют и постоянно возрастает процент людей трудоспособного возраста, которые теряют возможность работать и платить налоги, а напротив, нуждаются в материальной помощи в виде пособий.

— Как сейчас решаются подобные проблемы?
— Есть широкий спектр лекарств, которые с той или иной эффективностью защищают клетки головного мозга от повреждения (инсульты, травмы, опухоли). Но фармакологическое действие этих препаратов ограничено, многие из них имеют серьезные побочные эффекты. Поэтому ученые обратились к изучению внутренних адаптационных механизмов головного мозга. Результаты их исследований помогут сделать прорывной шаг в разрешении данной проблемы.
Люди по-разному переносят повреждения головного мозга. Часто от врачей мы слышим, что невозможно сделать прогноз состояния пациента, так как организм каждого человека индивидуален. Кто-то быстро восстанавливается, продолжая активную жизнь, а кого-то даже незначительное повреждение мозга на долгие годы лишает дееспособности. Почему дети, рожденные с одной и той же степенью повреждения центральной нервной системы, по-разному выходят из этого состояния? Некоторые на пятый день жизни отправляются с мамой домой, а другие остаются под пристальным наблюдением специалистов несколько месяцев, находясь в тяжелом состоянии.
— Расскажите о ваших исследованиях.
— Наша научная группа изучает роль внутренних систем адаптации центральной нервной системы. Мы разрабатываем способы репарации (восстановления) повреждений головного мозга.
Что такое ишемия головного мозга? Это нарушение кровообращения в нем — прекращение или существенное снижение поступления крови в какой-либо его отдел. В области повреждения нервная ткань испытывает голод из-за отсутствия свежих порций кислорода (так называемая гипоксия) и питательных веществ (глюкозная депривация). Почему это так важно? Мозг взрослого человека относительно небольшой орган — примерно 2% от массы тела — а энергии и кислорода он потребляет 20-25% от общего количества. Только задумайтесь! Маленький орган постоянно нуждается в огромном количестве глюкозы и кислорода, гораздо большем, чем мышцы или все внутренние органы вместе взятые. Работа мозга — очень энергозатратный процесс, и уменьшение или остановка кровотока сразу же запускает целый каскад патологических реакций.
Нейроны — это клетки нервной системы, отвечающие за процессы обработки, хранения и передачи информации, они не способны остановить свою работу. Наоборот, в состоянии стресса начинают активнее тратить энергию, передавая все более сильные сигналы к окружающим клеткам, которые помогают им в работе. В нормальных условиях такой защитный механизм работает очень хорошо.
Если нейроны начинают более активно передавать нервные импульсы, астроциты откликаются на их потребности увеличением поставки питательных веществ. Астроциты — это клетки нервной системы, которые не участвуют напрямую в передаче нервного импульса, но активно связаны с процессом поступления питательных веществ к нейронам, они контролируют баланс биохимических веществ при передаче сигнала. То есть это клетки-няньки, без них нейроны беспомощны, и мозг работать не может.
При ишемии питательные вещества взять негде. Нейроны быстро расходуют всю свою энергию и после этого погибают. Недостаток кислорода также провоцирует активацию окислительного стресса — патологического события, приводящего к окислению функционально активных молекул и гибели клеток. Поэтому основными патологическими звеньями ишемии является гипоксия, глюкозная депривация и окислительный стресс. Когда нарушается кровоток, питательные вещества, прежде всего глюкоза, перестают поступать в мозг. Депривация — значит “отнятие”, недостаток. Запасы глюкозы в клетках ничтожно малы, а затраты огромны. Если с кровью перестает поступать питание, клетки начинают голодать и умирать. Это, например, объясняет голодные обмороки или сильнейшую нейродеградацию при анорексии.

Чтобы понять механизмы ишемии и эффективно бороться с этим заболеванием, необходимо исследовать каждый из ее ключевых звеньев, о которых я рассказала, по отдельности. Для этого ученые создают специальные модельные условия не на целом мозге, а на первичных культурах клеток различных его отделов — “мозг в пробирке”. Так можно проследить процессы, протекающие на нейросетевом уровне.
Почему это так важно? Да потому, что функции головного мозга выполняет не один нейрон, а их группа — нейронная сеть. Именно на уровне нейронной сети (минимальной структурно-функциональной единицы нервной системы) идут передача, обработка и хранение информации, происходят сложные когнитивные реакции.
В условиях культуры можно увидеть, как формируется нейронная сеть, как зарождается электрический импульс и как он распределяется и передается по сети, как весь этот функциональный ансамбль реагирует на ишемическое повреждение. Исследователи всего мира надеются, что понимание работы нейронных сетей в норме и при воздействии стрессирующих агентов откроет перспективы в разработках эффективных терапевтических стратегий.
В целом мозге исследовать работу нейронной сети практически невозможно, потому что нельзя выделить сигнал только этой сети. Кроме того, мозг очень хорошо защищен костями черепа, и добраться до него не так-то просто — слишком много клеток и сигналов. В культуре это можно сделать с применением специальной техники и сложных математических расчетов.
— Получается, вы изучаете “мозг в пробирке”?
— Мы исследуем особенности работы клеток головного мозга именно на уровне нейронной сети. Используем специальные мультиэлектродные матрицы — маленькие чашечки, изготовленные из прозрачного стекла, в центре которых на площади одного квадратного миллиметра располагаются 64 электрода. С каждого из этих электродов можно регистрировать электрический сигнал, на этих электродах растут нейроны и астроциты — главные представители центральной нервной системы. Их получают из эмбриональной ткани головного мозга мыши и высаживают на мультиэлектродную подложку.
Вначале клетки обособлены друг от друга, но в питательной культуральной среде быстро формируют связи, образуют контакты, по которым сигнал идет от нейрона к нейрону (синапсы), и вот уже через две-три недели мы может наблюдать полноценную нейронную сеть, такую же, как в нашем мозге. В таких условиях можно моделировать множество патологических состояний: эпилепсию, травму, гипоксию, глюкозную депривацию, окислительный стресс и огромное количество других патологий.
— Вы моделировали какие-то патологии?
— Мы разработали способы моделирования разных звеньев ишемии и изучили особенности работы нейронной сети при таких воздействиях. При моделировании ишемического повреждения гибнет очень большое количество нейронов, однако не все они умирают одновременно. Факторы ишемии запускают патологические реакции внутри активно работающих нейронов, которые приводят к гибели клеток в течение 3-6 дней после эпизода ишемии. В головном мозге происходит примерно то же самое — большая часть нейронов гибнет не в момент повреждения, а в течение первой недели после воздействия.
Сигнал, который получает клетка при недостатке кислорода и глюкозы или активации свободно-радикального окисления, приводит к тому, что клетка сама активирует процессы клеточной гибели. То есть существует промежуток времени, во время которого можно изменить программу нейрона и сохранить его жизнеспособность.
Ученые нашего университета определили для своих исследований несколько эндогенных сигнальных молекул, которые изначально повышают устойчивость нейронов к негативным воздействиям. Они обнаружили, что использование нейротрофических факторов (белков, которые вырабатываются в нервной системе в период ее развития и помогают стволовым клеткам превращаться в нейроны и астроциты) при моделировании различных звеньев ишемии, а также комплексного ишемического воздействия, препятствует гибели нейронов и сохраняет их функциональную активность.
Разные нейротрофические факторы оказывают разное действие на клетки нервной системы в условиях стресса. Например, нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) способен преобразовывать электрическую активность нейронной сети (изменять ее рисунок) и активировать факторы, тормозящие программу запрограммированной клеточной гибели. Глиальный нейротрофический фактор (GDNF) поддерживает электрическую активность нейронной сети в условиях стресса и сохраняет cинаптические контакты между нейронами.
Однако совместное применение нейротрофических факторов не вызывает столь выраженного положительного эффекта. Мы выявили, что они обладают антагонистическим эффектом и GDNF подавляет синтез BDNF. В организме эти факторы образуют сложную систему, похожую на “молекулярные качели”. Роль каждого из них огромна, но в определенный момент. На начальной стадии (сразу после повреждения) глиальный нейротрофический фактор более эффективно защищает клетки головного мозга, но в отдаленный период (через несколько дней после повреждения) нейротрофический фактор головного мозга способен не только затормозить клеточную гибель, но и стимулировать образование новых синапсов. Способность к частичному восстановлению — важная особенность нервной системы, она определяет возможность овладевать новыми знаниями и умениями даже при потере большого количества нервных клеток.
Все наши исследования имеют огромное фундаментальное значение. Но в недалеком будущем изучение адаптационных и регенерационных свойств нервной системы позволит разработать новую терапевтическую стратегию защиты головного мозга от травматических и ишемических повреждений, а также улучшить качество жизни людей и снизить риск тяжелой инвалидизации трудоспособного населения.

Источник: http://www.poisknews.ru/theme/science/31636/

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Ученые-нейробиологи обнаружили уникальную форму клеточного обмена в человеческом мозге, которую никогда раньше не видели. Это открытие утверждает, что мозг может быть более мощным органом обработки информации, чем предполагали исследователи. Выводы специалистов опубликованы в журнале Science.

В прошлом году немецкие и греческие ученые сообщили о механизме, с помощью которого новые «плавные» сигналы уникальным образом генерируются во внешних клетках коры головного мозга. Это может обеспечить для отдельных нейронов еще один способ выполнять логические функции. Измеряя электрическую активность участков ткани, иссеченной во время операции у пациентов с эпилепсией, и анализируя их структуру с помощью флуоресцентного микроскопа, неврологи заметили, что отдельные клетки в коре головного мозга используют не только ионы натрия, но и кальций.

Материалы по теме

00:03 — 23 марта 2020

00:04 — 17 апреля 2017

Вон отсюда!

Опровергнута главная теория происхождения человека

Эта комбинация положительно заряженных ионов создала волну напряжения, так называемые потенциалы действия дендритов, вызванные кальцием, или dCaAP. В нейронах сигнал имеет форму волн, которые открывают и закрывают каналы. По ним происходит обмен заряженными частицами — натрием, хлоридом и калием. Этот импульс протекающих ионов обладает потенциалом действия. Нейроны химически управляют этими коммуникациями в конце ветвей, дендритов.

Ученые также вводили в клетки так называемый блокатор натриевых каналов тетродотоксин. Но и при этом обнаруживали сигнал. Только блокировка кальция смогла затормозить процесс. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы увидеть, как dCaAP работает во всех нейронах и биологических системах. Также ученые намерены выяснить, принадлежит ли тип межклеточного сигнала людям или аналогичные механизмы развились у кого-то еще в животном мире.

В апреле ученые Байройтского университета в Германии заявили о вредном воздействии бытовых вещей на мозг. Они выяснили, что пластификаторы, содержащиеся во многих предметах быта, могут нарушать важные функции человеческого мозга. Статья исследователей опубликована в журнале Communications Biology.

ЭЭГ (электроэнцефалограмма) головного мозга — что это за обследование и что оно показывает?

Как проводится ЭЭГ? Когда необходимо проходить это обследование? Есть ли противопоказания к прохождению обследования? Как подготовиться к диагностике? На эти и многие другие вопросы отвечают специалисты медицинского центра «Адмиралтейские верфи».

В чем суть процедуры ЭЭГ?

Электроэнцефалограмма регистрирует электрические сигналы клеток головного мозга и позволяет выявить эпилепсию, травмы, новообразования, воспалительные процессы, изменения в сосудах. На патологию указывают нарушения электрической активности нейронов, которые фиксируются при помощи специальных датчиков, размещаемых на голове пациента.

По электроэнцефалограмме врач может: 

• проанализировать работоспособность головного мозга;
• определить очаги патологий;
• оценить характер и степень повреждений; 
• подтвердить или уточнить диагноз;
• осуществлять контроль эффективности проводимого лечения. 

В каких случаях назначают ЭЭГ?

После беседы с пациентом и изучения истории болезни специалист принимает решение о назначении энцефалографии. Обычно показаниями к ЭЭГ являются частые головные боли, проблемы со сном, обмороки, быстрая утомляемость и хроническая усталость.

Ухудшение самочувствия может быть признаком нарушений в функционировании головного мозга. Вышеперечисленные недомогания нередко возникают из-за:

• вегетососудистой дистонии;
• нарушений работы сердца; 
• патологии сосудов шеи и головы;
• воспалительных процессов при менингите и энцефалите;
• эндокринных нарушений;
• злокачественных или доброкачественных новообразований.

Для пациентов, страдающих эпилепсией, перенесших нейрохирургические оперативные вмешательства и травмы головы, ЭЭГ-мониторинг является обязательным. 

Как подготовиться к обследованию на электроэнцефалографе? 

Мониторинг электрической активности головного мозга не требует сложной подготовки. В процессе обследования важно просто выполнять указания врача и сохранять спокойствие. Вспышки света и шумы являются частью процедуры. 

За трое суток до обследования рекомендуется прекратить прием транквилизаторов, противосудорожных и седативных препаратов. За 24 часа до обследования не пить чай, кофе и энергетики, не есть шоколад. Накануне мониторинга вымыть голову. За час до обследования перекусить. Перед его началом распустить волосы и снять металлические украшения. 

Как проводится ЭЭГ? 

Обследование проходит в несколько этапов.

Подготовительный этап

• пациент заходит в кабинет, защищенный от проникновения света и звуков;
• на него надевают «шапочку» энцефалографа, состоящую из специальных датчиков;
• провода датчиков подключаются к аппарату, который фиксирует биоэлектрические импульсы мозга.

Диагностический этап

• энцефалограф передает данные на монитор в виде графика;
• фиксируется мощность электрических полей и её распределение разными участками мозга;
• проводятся функциональные пробы: пациента просят поморгать, посмотреть на вспышки света, дышать реже или глубже, послушать резкий звук.

Завершающий этап

• с пациента снимают электроды;
• распечатывают полученные результаты.

Противопоказания

Исследование практически не имеет противопоказаний. Но поражения поверхности головы, воспаления и послеоперационные швы делают проведение электроэнцефалограммы головного мозга невозможным или затруднительным. Кроме того, пациент не должен двигаться в процессе диагностики. Беременность и слишком юный возраст противопоказаниями не являются. 

Сколько длится процедура электроэнцефалограммы головного мозга?

Обычная энцефалограмма (рутинная ЭЭГ или диагностика пароксизмального состояния) занимает от 20 до 30 минут. В ходе обследования проводится ряд проб:

• ритмичная фотостимуляция;
• гипервентиляция;
• нагрузка в виде медленного моргания.

При необходимости оценить определенные функции мозга, специалист добавляет дополнительные тесты, о чем заранее сообщает пациенту. К таким тестам относятся:

• сжатие пальцев в кулак;
• нахождение в темноте;
• лишение сна на определенный период;
• мониторинг ночного сна.

Интерпретация результатов обследования

Даже квалифицированный специалист не всегда способен с абсолютной точностью назвать причину плохого самочувствия пациента и сразу же поставить диагноз. Врача могут насторожить очаговые изменения на ЭЭГ. В таком случае потребуется проведение магнитно-резонансной томографии для исключения опухоли или кисты. 

При обращении в медицинский центр «Адмиралтейские верфи» вы сможете пройти все обследования максимально быстро, не откладывая поход к специалистам.

Если вам необходимо сделать ЭЭГ головного мозга и вы хотите это сделать на современном оборудовании экспертного класса и в кратчайшие сроки, позвоните по номеру телефона, указанному на сайте, или оставьте заявку в форме обратной связи. 

Сотрудники медицинского центра «Адмиралтейские верфи» ответят на ваши вопросы и проведут все необходимые обследования в течение одного рабочего дня. Давайте заботиться о вашем здоровье вместе!

зачем ученые создают нейроморфный чип, думающий как человек?

Ученые мечтают создать чип, который бы работал как человеческий мозг — быстро, мог обрабатывать параллельные процессы и тратил бы меньше энергии на все это. Такой чип станет основой для полноценного искусственного интеллекта, который будет думать как человек. «Хайтек» рассказывает, как ученые создают искусственный мозг и почему это так сложно.

Работа человеческого мозга до сих пор загадка, его изучают с точки зрения биологии, математики, физики и электронной инженерии. Если соединить все эти знания, получится нейроморфный чип — устройство, которые имитирует работу нашего мозга. Зачем ученые хотят перенести мозг в физическую память? И почему мы до сих пор не создали искусственный интеллект, похожий на нас?

Нейроморфные чипы будут работать как наш мозг. Что это значит?

В основе нейроморфного чипа лежит принцип работы человеческого мозга. Чип повторяет функцию нейронов головного мозга, а также отвечает за передачу информации и ее обработку.

Между нейронами существуют связи, которые появляются благодаря синапсисам, по которым перемещаются электрические сигналы.

Если соблюдены все эти условия, то получается процессор, функционирующий похожим образом, что и наш мозг — он воспринимает поступающую информацию, а также меняет связи между нейронами под воздействием внешнего раздражителя — так работает процесс обучения.

Зачем разрабатывать нейроморфные чипы? Чем они лучше обычных?

Ученые считают, что именно нейроморфные чипы помогут нам создать полноценный искусственный интеллект (ИИ). Еще одна задача таких устройств — сделать быстрее обучение сверточных нейросетей, которые распознают изображения. В таком случае системе на базе ИИ не нужно делать запрос в хранилище с данными, так как все необходимое для работы уже записано в нейронах искусственного мозга.

Также нейроморфные чипы помогут организовать работу алгоритмов машинного обучения внутри самого устройства, это значит, что их можно будет использовать в смартфонах и IoT-технике.

Какие ИТ-компании разрабатывают нейроморфные чипы?

Чтобы сделать нейроморфный чип, нужно перенести и воспроизвести процесс работы человеческого мозга на цифровой носитель. Наука давно занимается этой задачей с разной степенью успешности.

В 2014 году IBM создала модульную систему TrueNorth — это искусственная сеть, которая разработана на основе нескольких процессоров. В ней есть 4,5 млрд транзисторов с 256 млн эмулируемых синапсов. Также инженеры смогли сделать систему энергоэффективной, как и наш мозг.

В 2018 году компания Intel представила свой чип под названием Loihi из 128 нейроморфных ядер, каждое из них приводит в работу 1 024 нейрона. Конфигурацию разработки можно менять с помощью API, написанного на Python.

Разработчики представляют все более похожие на наш мозг устройства, например инженеры из Манчестерского вуза создали архитектуру SpiNNaker, она состоит из 1 млн. ядер, которые запускают в работу 100 млн нейронов. Систему использовали, чтобы симулировать процессы в мозге мыши.

Еще один прорыв в этой области — работа специалистов Samsung и ученых из Гарвардского университета. Они разработали концепт имитации человеческого мозга с полупроводниковыми чипами. С помощью нового метода авторы хотят создать микросхему памяти, которая будет работать так же эффективно, как и мозг,

Почему сделать искусственный мозг сложно?

Основная проблема заключается в том, что человеческий мозг обрабатывает информацию с помощью химических соединений: нейронов в мозге может быть миллиарды, а синаптических связей между ними еще больше. Из-за такой объемной структуры почти невозможно напрямую перенести принцип получения и обработки информации на цифровое устройство. Также полноценное воспроизведение мозга требует много свободной памяти — около нескольких триллионов единиц.

Кроме этого, чтобы повторить структуру мозга, нужно изучить, как он функционирует с точки зрения биологии, математики, электронной инженерии, физики и все это попытаться воплотить в одном устройстве.

Также есть мнение, что архитектура фон Неймана, которая описывает принцип хранения команд и данных в памяти у современных компьютеров, не подходит для нейроморфных чипов, так как она строится на принципах однородности памяти, адресности и программного управления. А это противоречит идее о чипе, работающем как мозг. От этой концепции нужно отказаться и полагаться на нейробиологию.

Архитектура фон Неймана — это когда данные и инструкции хранятся в одной памяти. Этот тип архитектуры строится на принципах однородности памяти, адресности и программного управления. Большинство современных компьютеров работает по этой концепции.

Как будет работать нейроморфный чип, когда мы его изобретем?

Нейроморфный чип совершит революцию в современной технике. Все устройства, которые работают с информацией, станут намного быстрее. И это благодаря тому, что информация будет обрабатываться так же, как и в нашем мозге: автономно и параллельно.

Нейроморфный чип поможет избавиться от задержки при обработке данных или сигналов, которые посылает пользователь. Техника станет самостоятельной и автономной, также снизится расход потребления энергии.

Читать далее:

В американской пустыне вылупились «живые ископаемые». Они спали десятки лет

Посмотрите на гибидную яхту с футуристичным дизайном

Гигантская улитка поедает дома и заражает людей менингитом

Младенчество мозга: как распускается цветок нового разума

• Дэвид Робсон
• BBC Future

29 декабря 2015

Автор фото, dHCP

Человеческий мозг начинает учиться, исследовать окружающий мир и приспосабливаться к нему еще в утробе матери. Многое об этом процессе мы можем узнать благодаря новому исследованию, проводящемуся в Лондоне. Корреспондент BBC Future побывал в святая святых эксперимента.

Комнатка, в которой я нахожусь, немного напоминает кабину космического корабля.

За несколькими мониторами – группа ученых, сосредоточенно настраивающих оборудование. Никто не говорит ни слова, лишь мощные моторы гудят вокруг нас.

Мы в неонатологическом отделении лондонской больницы Св. Томаса, однако наша одиссея впечатляет не меньше, чем космическая: мы наблюдаем за становлением человеческого разума.

Таланты новорожденного ребенка, издающего похожие на мяуканье звуки, легко недооценить. В помощь младенцу, покидающему уютную утробу матери, дается удивительный орган, позволяющий ему чувствовать, исследовать и учиться.

Мозг продолжает расти по мере того, как мы развиваем необходимые нам в жизни навыки – от способности улыбаться любимому человеку и расшифровывания звучания слов в языке до формирования собственной воли и идентичности.

Как же мы совершаем это удивительное путешествие? До недавнего времени нейробиологи знали крайне мало о младенчестве мозга.

Однако благодаря проекту «Развитие коннектома человека» у ученых появляется информация об этом важнейшем периоде человеческой жизни.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Мозг новорожденного представляет собой густую сеть нейронных связей, картографирование которых – основная задача проекта «Развитие коннектома человека»

При помощи современных технологий они отслеживают развитие младенческого мозга – от последних месяцев в материнской утробе до появления на свет, а также в течение несколько последующих недель.

Получив разрешение от одного из главных исследователей проекта Дэвида Эдвардса, я пришел в лабораторию, чтобы составить собственное представление об их работе.

Этот проект стартовал в 2013 году при участии трех крупнейших исследовательских вузов Британии – Королевского колледжа Лондона, Имперского колледжа Лондона и Оксфордского университета.

«Коннектом» в его названии относится к сложным нейронным сетям, которые предположительно отвечают за обработку поступающей в мозг информации.

Еще один перспективный проект, на этот раз в США, посвящен картографированию коннектома взрослого мозга – в то время как лаборатория Эдвардса исследует развитие мозга в первые месяцы и годы, чтобы понять, как растут нейронные сети у младенцев.

Встречая меня в больничном отделении, исследователи рассказывают, что днем ранее в истории проекта случилось важное событие – число младенцев, которые прошли через необходимую для исследования процедуру магнитно-резонансной томографии, перевалило за сотню.

Всего же необходимо обследовать примерно тысячу детей. Некоторые томограммы были сделаны еще до рождения этих младенцев, пока плод находился в материнской утробе.

Это нелегкое дело: поймать плод в состоянии полного покоя получается редко, а движение приводит к нечеткому сигналу томографа, так что ученым пришлось придумать затейливую математическую формулу для компенсации внутриутробной физкультуры.

Сегодня исследователи работают с младенцем, родившимся менее суток назад. Его только что покормили, и шум в помещении его совершенно не беспокоит.

«Он уснул сам и всем доволен», — говорит мне Мишель Слит, руководитель клинического исследования.

Прежде чем поместить мальчика в томограф, лаборанты обернули его в уютный кокон и поместили вокруг его головы надувную подушку, чтобы приглушить жужжание аппарата.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Разные цвета обозначают нервные волокна, идущие в разных направлениях – таким образом ученые выясняют, какие именно проводящие пути связывают различные отделы мозга

Жужжание сопровождает работу мощных магнитов, позволяющих томографу отследить движение постоянно сталкивающихся друг с другом молекул воды в мозге.

Поскольку вода лучше перемещается вдоль нейронных связей, в результате получается подробное изображение аксонов – длинных отростков нервных клеток, по которым идут импульсы.

По словам Дэвида Эдвардса, это своего рода «мозговая карта метро» – на ней изображены основные проводящие пути, передающие электрические импульсы от одного отдела мозга к другому.

Направляя поток информации, они закладывают основу наших когнитивных способностей.

Обследование не всегда идет по плану. Как правило, один из десяти младенцев просыпается в течение двух-трех часов, которые занимает процедура, и не может снова уснуть — а это значит, что время было потрачено зря.

«Нам нужны очень терпеливые и спокойные радиологи», — говорит Эдвардс. Однако в случае успеха полученная информация становится важным дополнением растущего массива данных о зарождающемся разуме.

«Мы крайне благодарны за каждую томограмму – все они очень важны», — добавляет Слит.

В оригинале этой статьи на английском языке вы найдете видеоролик авторства Дафниса Баталя из Королевского колледжа Лондона, позволяющий взглянуть на мозг новорожденного в трехмерной проекции – как снаружи, так и изнутри.

Если задуматься о том, что многие связи слишком малы в диаметре и их нельзя увидеть в таком разрешении, поневоле понимаешь, почему мозг порой называют «самым сложным объектом на Земле».

Хотя проект «Развитие коннектома человека» уникален по масштабу и задачам, существуют и другие проекты, цель которых – узнать больше о первых месяцах развития мозга.

В частности, мы теперь знаем, что младенцы начинают изучать и исследовать мир задолго до рождения.

Используя различные технологии измерения нейронной активности плода в режиме реального времени, ученые установили, что мозг еще не родившихся младенцев, по всей вероятности, реагирует на яркие вспышки света и громкие звуки.

Кроме того, в последнем триместре беременности они, похоже, учатся распознавать успокаивающие звуки материнского голоса и музыкальную заставку ее любимого телесериала.

Возможно, они даже могут попробовать недавно съеденные ей блюда: так, вкус чеснока предположительно проникает в околоплодные воды.

В результате младенцев, начинающих питаться взрослой едой, зачастую притягивает аромат блюд, которые мать ела во время беременности.

Наша способность к обучению увеличивается после того, как мы покидаем материнскую утробу.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Томограф способен зафиксировать 10 млн проводящих путей в мозге новорожденного, совокупность которых закладывает основу для развития навыков младенца

В первые дни жизни ребенок уже прислушивается к звукам речи и начинает распознавать структуру умильного воркования своих родителей, закладывая основу собственного понимания грамматики языка.

Примерно тогда же мозг вовсю настраивает эти пучки новых нейронных связей, одновременно отращивая и укорачивая аксоны по мере наработки новых навыков и умственного развития; его задача – создание максимально эффективных нейронных сетей.

В настоящее время исследователям, работающим под руководством Дэвида Эдвардса, приходится корректировать свою методику в процессе исследования, однако ученый надеется, что в будущем появится возможность сравнить томограммы мозга с результатами тестирования когнитивных способностей детей.

Например, с помощью простых видеоигр можно оценить такие характеристики, как внимательность, скорость реакции на движение и скорость обучения, и на основании этих данных составить базовое представление о когнитивных способностях ребенка.

Посмотрев на коннектом этого ребенка, можно будет сделать выводы о том, отражают ли его способности имеющиеся различия в нейронных связях.

По профессии Эдвардс врач, поэтому главный вопрос для него – результаты исследования детей, прошедших через те или иные сложности в развитии.

В первую очередь его интересовали недоношенные дети. По его словам, поражает их жизнестойкость: мозг рожденных раньше срока младенцев зачастую развивается на удивление активно.

«Они покинули материнскую утробу на три-четыре месяца раньше, чем положено, перенесли массу перегрузок, поэтому тот факт, что мозг их выглядит нормально, совершенно невероятен», — говорит он.

Тем не менее, Эдвардс стремится узнать, существуют ли более тонкие различия в нейронных связях, которые могли бы сказаться на развитии таких детей по мере взросления.

Автор фото, dHCP

Подпись к фото,

Эта информационная магистраль, соединяющая кору головного мозга со спинным мозгом, позволяет нам контролировать движения и чувствовать прикосновения

В качестве примера он указывает на особенно плотный пучок волокон, соединяющих область в центре головного мозга под названием таламус и кору головного мозга – его складчатую поверхность.

«Таламус – это интернет-портал мозга, обрабатывающий всю входящую и исходящую информацию», — поясняет Эдвардс.

Таламус собирает информацию от органов чувств, контролирует ее пересылку между различными областями, а также передает результаты нашему телу, управляя таким образом нашим поведением.

«Эти связи активно растут в период, когда ребенок находится в отделении интенсивной терапии, поэтому с медицинской точки зрения изучение их представляет большую ценность», — заключает он.

Возможно, более слабые связи в этой области могут служить индикатором потенциальных когнитивных трудностей у ребенка в дальнейшем.

Дэвид Эдвардс также надеется, что исследование поможет пролить свет на такие медицинские проблемы, как шизофрения, аутизм и депрессия – не исключено, что их провоцируют небольшие изменения нейронных связей в мозге пациентов относительно нормальной конфигурации.

«Насколько нам известно, структуры, связанные с этими состояниями, закладываются в последние три месяца беременности», — говорит Эдвардс.

Это отклонения, которые порой проявляются лишь через несколько лет или даже десятилетий после рождения.

Однако вполне возможно, что в истории конкретной семьи уже были случаи подобных отклонений. Тогда исследователи смогут заняться поиском небольших различий, которые потенциально являются факторами развития у детей психических заболеваний.

Конечно, технологии постоянно развиваются, и через 10 лет, по словам Эдвардса, наши нынешние открытия могут оказаться устаревшими.

Однако любой путь нуждается в карте, и эти первые томограммы помогают проложить дорогу для новых исследований.

Наш разговор заканчивается, и я слышу детский плач – малыша только что вынули из томографа. Он проснулся, покинул свой уютный кокон и вновь столкнулся с непривычной реальностью – но родители готовы его утешить.

Как только данные обработают, ребенок получит копию своей томограммы – снимок его зарождающегося разума, впервые попавшего в этот дивный новый мир.

Какую проблему это решает? Электроэнцефалография (ЭЭГ) – это метод исследования функциональной активности головного мозга, основанный на регистрации электрических потенциалов мозга. Известно, что основными элементами центральной нервной системы являются нервные клетки – нейроны. В головном мозге человека насчитываются миллиарды нервных клеток. Нейроны обладают уникальной особенностью – они способны генерировать и проводить электрические импульсы. Суммарная активность большого количества нейронов формирует так называемую биоэлектрическую активность головного мозга. Ее можно регистрировать с электродов, располагаемых на поверхности головы пациента. Набор кривых линий, получаемых в ходе электроэнцефалографического исследования, называется электроэнцефалограммой. ЭЭГ отражает функциональное состояние структур головного мозга при различных состояниях человека, например во время сна, бодрствования, активной умственной или физической работы и т.д. По сути, запись ЭЭГ является отражением работы мозга. У детей методика ЭЭГ позволяет правильно оценить не только состояние функциональной активности мозга, но и этапы качественного развития биоэлектрической активности головного мозга в течение первых лет жизни, а также дает ценную информацию о наличии патологических изменений биоэлектрической активности при различных заболеваниях центральной нервной системы. Электроэнцефалограмма является абсолютно безопасным методом, простым и безболезненным. Исследование проводится по-разному, в зависимости от вида ЭЭГ. Нервные импульсы, распространяющиеся в тканях центральной нервной системы человека, имеют электрическую природу. Напряжение электрических импульсов, которые вырабатывают клетки мозга, измеряется в миллионных долях вольта, поэтому зафиксировать их можно только с помощью специальной высокочувствительной и высокоточной аппаратуры. Именно таким устройством и является электроэнцефалограф. При проведении исследования прибор с использованием специальных датчиков фиксирует биоэлектрическую активность различных участков головного мозга и записывает их в виде графического изображения колебаний разности электрических потенциалов, как в состоянии покоя, так и при воздействии внешних раздражителей. Такое изображение, состоящее из множества кривых линий, называется энцефалограммой. Результаты исследования позволяют врачу выявить различные функциональные нарушения в деятельности головного мозга, определить наличие отклонений или неврологических патологий, диагностировать заболевания, а у детей — отследить динамику и темпы развития нервной системы. Повторные и регулярные исследования дают возможность контролировать эффективность действия лекарственных препаратов и своевременно вносить коррективы в избранный курс лечения. Электроэнцефалограмма демонстрирует текущее функциональное состояние коры головного мозга, подкорковых структур и качество их взаимодействия, при этом ЭЭГ обеспечивает миллисекундное временное разрешение при фиксации изменений электрических потенциалов мозга — такая точность недоступна другим, даже более дорогостоящим методам диагностики, таким как позитронно-эмиссионная томография и функциональная магнитно-резонансная томография.Кому пройти это исследование? Людям с нарушением сна, повышенной возбудимостью и плаксивостью; страдающим головными болями; в случае появления судорожных приступов, неоднократных обмороков, при подозрении на эпилепсию; отставание в психическом и речевом развитии; черепно-мозговой травме и для контроля эффективности лечения антиконвульсантами. Как проводится исследование? Электроэнцефалография — совершенно безопасная, безвредная и безболезненная процедура, занимающая в среднем 10-15 минут. Ребенок не подвергается воздействию каких-либо вредных излучений, поскольку электроэнцефалограф является приемником, а не передатчиком сигналов. В процессе исследования пациент сидит в расслабленном состоянии в удобном кресле, на его голове закрепляются специальные ремешки, к которым подключаются датчики. В ходе процедуры проводится проба с внешним раздражителем (мигающий свет) и дыхательная проба (пациента просят дышать определенным образом в течение нескольких минут). Перед проведением электроэнцефалографии пациенту рекомендуется вымыть (и высушить) волосы для обеспечения лучшего контакта датчиков с кожей головы, а также перекусить, поскольку чувство голода может оказать влияние на результаты исследования.

Какую проблему это решает?

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – это метод исследования функциональной активности головного мозга, основанный на регистрации электрических потенциалов мозга. Известно, что основными элементами центральной нервной системы являются нервные клетки – нейроны. В головном мозге человека насчитываются миллиарды нервных клеток. Нейроны обладают уникальной особенностью – они способны генерировать и проводить электрические импульсы. Суммарная активность большого количества нейронов формирует так называемую биоэлектрическую активность головного мозга. Ее можно регистрировать с электродов, располагаемых на поверхности головы пациента. Набор кривых линий, получаемых в ходе электроэнцефалографического исследования, называется электроэнцефалограммой. ЭЭГ отражает функциональное состояние структур головного мозга при различных состояниях человека, например во время сна, бодрствования, активной умственной или физической работы и т.д. По сути, запись ЭЭГ является отражением работы мозга.

У детей методика ЭЭГ позволяет правильно оценить не только состояние функциональной активности мозга, но и этапы качественного развития биоэлектрической активности головного мозга в течение первых лет жизни, а также дает ценную информацию о наличии патологических изменений биоэлектрической активности при различных заболеваниях центральной нервной системы.

Электроэнцефалограмма является абсолютно безопасным методом, простым и безболезненным. Исследование проводится по-разному, в зависимости от вида ЭЭГ.

Нервные импульсы, распространяющиеся в тканях центральной нервной системы человека, имеют электрическую природу. Напряжение электрических импульсов, которые вырабатывают клетки мозга, измеряется в миллионных долях вольта, поэтому зафиксировать их можно только с помощью специальной высокочувствительной и высокоточной аппаратуры. Именно таким устройством и является электроэнцефалограф.

При проведении исследования прибор с использованием специальных датчиков фиксирует биоэлектрическую активность различных участков головного мозга и записывает их в виде графического изображения колебаний разности электрических потенциалов, как в состоянии покоя, так и при воздействии внешних раздражителей. Такое изображение, состоящее из множества кривых линий, называется энцефалограммой. Результаты исследования позволяют врачу выявить различные функциональные нарушения в деятельности головного мозга, определить наличие отклонений или неврологических патологий, диагностировать заболевания, а у детей — отследить динамику и темпы развития нервной системы. Повторные и регулярные исследования дают возможность контролировать эффективность действия лекарственных препаратов и своевременно вносить коррективы в избранный курс лечения.

Электроэнцефалограмма демонстрирует текущее функциональное состояние коры головного мозга, подкорковых структур и качество их взаимодействия, при этом ЭЭГ обеспечивает миллисекундное временное разрешение при фиксации изменений электрических потенциалов мозга — такая точность недоступна другим, даже более дорогостоящим методам диагностики, таким как позитронно-эмиссионная томография и функциональная магнитно-резонансная томография.

Кому пройти это исследование?

• Людям с нарушением сна, повышенной возбудимостью и плаксивостью;

• страдающим головными болями;

• в случае появления судорожных приступов, неоднократных обмороков, при подозрении на эпилепсию;

• отставание в психическом и речевом развитии;

• черепно-мозговой травме и для контроля эффективности лечения антиконвульсантами.

Как проводится исследование?

Электроэнцефалография — совершенно безопасная, безвредная и безболезненная процедура, занимающая в среднем 10-15 минут. Ребенок не подвергается воздействию каких-либо вредных излучений, поскольку электроэнцефалограф является приемником, а не передатчиком сигналов. В процессе исследования пациент сидит в расслабленном состоянии в удобном кресле, на его голове закрепляются специальные ремешки, к которым подключаются датчики. В ходе процедуры проводится проба с внешним раздражителем (мигающий свет) и дыхательная проба (пациента просят дышать определенным образом в течение нескольких минут).

Перед проведением электроэнцефалографии пациенту рекомендуется вымыть (и высушить) волосы для обеспечения лучшего контакта датчиков с кожей головы, а также перекусить, поскольку чувство голода может оказать влияние на результаты исследования.

Как работает мозг?

Имея 80–100 миллиардов нервных клеток, известных как нейроны, человеческий мозг способен на удивительные подвиги. Каждый нейрон связан более чем с 1000 другими нейронами, в результате чего общее количество связей в мозгу составляет около 60 триллионов! Нейроны организованы в структуры и сети в мозгу и общаются друг с другом с невероятной скоростью.

Как работают нейроны?

Каждый нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки (также известного как сома), аксона и дендритов.Нейроны общаются друг с другом с помощью электрохимических сигналов. Другими словами, определенные химические вещества в организме, известные как ионы, имеют электрический заряд. Ионы входят и выходят из нейрона через клеточную мембрану и влияют на электрический заряд нейрона.

Когда нейрон находится в состоянии покоя, тело клетки или сома нейрона заряжается отрицательно по отношению к внешней стороне нейрона. Нейрон в состоянии покоя имеет отрицательный заряд электричества примерно -70 милливольт (мВ). Однако, когда появляется стимул (например, удар пальцем ноги или слышание своего имени), он заставляет нейрон принимать больше положительных ионов, и нейрон становится более положительно заряженным.Как только нейрон достигает определенного порога примерно -55 мВ, происходит событие, известное как потенциал действия, которое заставляет нейрон «срабатывать». Потенциал действия движется вниз по аксону, где он достигает конца аксона.

На окончании аксона электрические сигналы преобразуются в химические сигналы, которые проходят между нейронами через небольшой промежуток, называемый синапсом. Эти химические вещества называются нейротрансмиттерами. Нейротрансмиттеры пересекают синапс и прикрепляются к рецепторам на дендритах соседних нейронов.Дендриты представляют собой ветвистые выступы, по которым передаются импульсы, полученные от соседних нейронов, к соме

.

Как устроен мозг?

Нейротрансмиттеры отличаются от ионов, потому что вместо того, чтобы напрямую влиять на заряд нейронов, нейротрансмиттеры взаимодействуют, активируя рецептор. Другими словами, нейромедиатор подобен ключу, а рецептор — замку. Как только «ключ» поворачивает «замок» или когда нейромедиатор присоединяется к рецептору, сообщение передается, и нейротрансмиттеры повторно используются.Передача информации от нейрона к нейрону и между сетями нейронов дает начало всему: от мышления до занятий спортом, решения проблем и даже сновидений.

Нейроны головного и спинного мозга человека организованы в центральную и периферическую нервные системы. Центральная нервная система разделена на различные функциональные области:

1) Неокортекс, состоящий из долей, показанных на рисунке ниже.
2) Неостриатум или базальные ганглии, которые можно найти глубоко внутри структуры.
3) Промежуточный мозг, содержащий таламус и гипоталамус, также находится глубоко в головном мозге.
4) Ствол мозга.
5) Спинной мозг.

Часто разные доли и области работают вместе, чтобы выполнить сложное поведение, такое как разговор или обучение. Эти нейроны не только постоянно общаются друг с другом, но и взаимодействуют с нейронами периферической нервной системы.

Периферическая нервная система состоит из сенсорных и моторных нейронов всего остального тела.Сенсорные нейроны собирают информацию из внешнего мира через пять органов чувств, в то время как мотонейроны позволяют вам двигаться и реагировать на сигналы из головного и спинного мозга.

Когда вы родились, у вас были почти все нейроны, которые у вас когда-либо были, и гораздо больше нейронных связей, чем сегодня. Мозг продолжает изменяться и расти на протяжении всей вашей жизни, потому что связи между нейронами пластичны. Другими словами, ваш мозг может добавлять новые связи или вычитать неиспользуемые.По мере взросления ваш опыт и окружающая среда помогают вашему мозгу решать, какие связи важны и полезны. Помимо вашего опыта, генетическая информация также влияет на развитие вашего мозга. Хотя очень сложно различить то, что передается по наследству и чему учатся, многие модели поведения, по-видимому, являются комбинацией как генетических факторов, так и факторов окружающей среды

Загрузите эту страницу в формате PDF

Подробнее:

Перейти к BrainFacts.org, чтобы проверить трехмерную модель мозга

Ваш мозг и нервная система (для детей)

Как вы запомнили дорогу к дому друга? Почему ваши глаза моргают, а вы даже не задумываетесь об этом? Откуда берутся мечты? Ваш мозг отвечает за все это и многое другое.

Фактически, ваш мозг — хозяин вашего тела. Он запускает шоу и контролирует практически все, что вы делаете, даже когда вы спите. Неплохо для чего-то похожего на большую серую морщинистую губку.

В вашем мозгу много разных частей, которые работают вместе. Мы собираемся поговорить об этих пяти частях, которые являются ключевыми фигурами в мозговой команде:

1. головного мозга (скажем: suh-REE-brum)
2. мозжечок (скажем: sair-uh-BELL-um)
3. ствол мозга
4. гипофизарная (скажем: пух-ТО-э-э-э-э) железа
5. гипоталамус (скажем: hy-po-THAL-uh-mus)

Самая большая часть: мозг

Самая большая часть мозга — это головной мозг.Головной мозг — это мыслящая часть мозга, которая контролирует ваши произвольные мышцы — те, которые двигаются, когда вы этого хотите. Итак, вам нужен мозг, чтобы танцевать или бить по футбольному мячу.

Головной мозг нужен вам, чтобы решать математические задачи, решать видеоигры и рисовать картинки. Ваша память живет в головном мозге — как кратковременная память (то, что вы ели вчера вечером), так и долговременная память (название американских горок, на которых вы катались два лета назад). Головной мозг также помогает вам рассуждать, например, когда вы понимаете, что вам лучше сделать домашнее задание сейчас, потому что ваша мама позже приведет вас в кино.

Головной мозг состоит из двух половин, по одной с каждой стороны головы. Ученые считают, что правая половина помогает вам думать об абстрактных вещах, таких как музыка, цвета и формы. Левая половина считается более аналитической, помогает с математикой, логикой и речью. Ученые точно знают, что правая половина головного мозга контролирует левую сторону вашего тела, а левая половина — правую.

Акт равновесия мозжечка

Далее идет мозжечок.Мозжечок находится в задней части мозга, ниже головного мозга. Он намного меньше головного мозга. Но это очень важная часть мозга. Он контролирует баланс, движение и координацию (как ваши мышцы работают вместе).

Благодаря мозжечку вы можете стоять, сохранять равновесие и двигаться. Представьте серфера, катающегося на волнах на своей доске. Что ему больше всего нужно, чтобы оставаться в равновесии? Лучшая доска для серфинга? Самый крутой гидрокостюм? Нет, ему нужен мозжечок!

Ствол мозга помогает дышать — и многое другое

Еще одна небольшая, но мощная часть мозга — это ствол мозга.Ствол головного мозга находится под головным мозгом и перед мозжечком. Он соединяет остальную часть головного мозга со спинным мозгом, который проходит по шее и спине. Ствол головного мозга отвечает за все функции, необходимые вашему организму, чтобы оставаться в живых, такие как дыхание воздухом, переваривание пищи и циркуляция крови.

Часть работы ствола мозга — контролировать непроизвольные мышцы — те, которые работают автоматически, даже если вы об этом не задумываетесь. В сердце и желудке есть непроизвольные мышцы, и именно ствол мозга говорит вашему сердцу перекачивать больше крови, когда вы едете на велосипеде, или вашему желудку, чтобы начать переваривать обед.Ствол мозга также перебирает миллионы сообщений, которые мозг и остальное тело отправляют туда и обратно. Ух! Быть секретарем мозга — большая работа!

Гипофиз контролирует рост

Гипофиз очень маленький — размером с горошину! Его работа — производить и высвобождать гормоны в ваше тело. Если ваша прошлогодняя одежда слишком мала, это потому, что ваш гипофиз вырабатывает особые гормоны, которые заставляют вас расти. Эта железа играет важную роль и в период полового созревания.Это время, когда тела мальчиков и девочек претерпевают серьезные изменения, постепенно становясь мужчинами и женщинами, и все благодаря гормонам, выделяемым гипофизом.

Эта маленькая железа также играет роль с множеством других гормонов, например, тех, которые контролируют количество сахара и воды в вашем теле.

Гипоталамус контролирует температуру

Гипоталамус подобен внутреннему термостату вашего мозга (той маленькой коробке на стене, которая регулирует температуру в вашем доме). Гипоталамус знает, какой должна быть температура вашего тела (около 98.6 ° F или 37 ° C). Если ваше тело слишком горячее, гипоталамус приказывает ему потеть. Если вам слишком холодно, вы дрожите от гипоталамуса. И дрожь, и потоотделение — это попытки вернуть температуру тела на должное.

У тебя нервы!

Итак, мозг — хозяин, но он не может справиться в одиночку. Для этого нужны нервы — на самом деле их много. И ему нужен спинной мозг, который представляет собой длинный пучок нервов внутри позвоночника, позвонки, которые его защищают.Спинной мозг и нервы, известные как нервная система, позволяют сообщениям перемещаться между мозгом и телом.

Если колючий кактус падает с полки и направляется прямо к вашему лучшему другу, ваши нервы и мозг взаимодействуют, так что вы вскакиваете и кричите, чтобы ваш друг ушел с дороги. Если вы действительно хороши, возможно, вам удастся поймать растение до того, как оно ударит вашего друга!

Нервная система состоит из миллионов и миллионов нейронов (скажем: NUR-onz), которые представляют собой микроскопические клетки.От каждого нейрона отходят крошечные ответвления, которые позволяют ему соединяться со многими другими нейронами.

Когда вы изучаете что-то, сообщения передаются от одного нейрона к другому, снова и снова. В конце концов, мозг начинает создавать связи (или пути) между нейронами, так что все становится проще, и вы можете делать их все лучше и лучше.

Вспомните, как вы впервые катались на велосипеде. Ваш мозг должен был думать о том, чтобы крутить педали, сохранять равновесие, управлять рулем, следить за дорогой и, возможно, даже нажимать на тормоза — и все это одновременно.Тяжелая работа, правда? Но в конце концов, по мере того, как вы набирались опыта, нейроны отправляли сообщения туда и обратно, пока в вашем мозгу не был создан путь. Теперь вы можете ездить на велосипеде, не задумываясь об этом, потому что нейроны успешно создали путь для езды на велосипеде.

Расположение эмоций

Не удивительно ли, что мозг управляет вашими эмоциями, учитывая все остальное, что он делает? Может быть, вы повеселились в свой день рождения и были действительно счастливы. Или ваш друг болен, и вам грустно.Или твой младший брат испортил твою комнату, так что ты очень зол! Откуда эти чувства? Твой мозг, конечно.

В вашем мозгу есть небольшая группа клеток с каждой стороны, называемая миндалевидным телом (скажем: э-э-э-э-э-э-э). Слово миндалина в переводе с латыни означает миндаль, и именно так выглядит эта область. Ученые считают, что за эмоции отвечает миндалевидное тело. Это нормально — испытывать всевозможные эмоции, хорошие и плохие. Иногда вам может быть немного грустно, а иногда вы можете чувствовать себя напуганным, глупым или радостным.

Будьте добры для своего мозга

Итак, что вы можете сделать для своего мозга? Множество.

• Ешьте здоровую пищу. Они содержат важные для нервной системы витамины и минералы.
• Проведите много времени (упражнения).
• Надевайте шлем, когда едете на велосипеде или занимаетесь другими видами спорта, требующими защиты головы.
• Не употребляйте алкоголь, наркотики и табак.
• Используйте свой мозг, выполняя сложные действия, такие как головоломки, чтение, воспроизведение музыки, рисование или что-нибудь еще, что дает вашему мозгу тренировку!

Обзор анатомии мозга нейрохирурга

Мозг выполняет множество важных функций.Это придает смысл тому, что происходит в окружающем нас мире. Через пять органов чувств: зрение, обоняние, слух, осязание и вкус, мозг получает сообщения, часто многие одновременно.

Мозг контролирует мысли, память и речь, движения рук и ног, а также функции многих органов в теле. Он также определяет, как люди реагируют на стрессовые ситуации (например, написание экзамена, потеря работы, рождение ребенка, болезнь и т. Д.), Регулируя частоту сердечных сокращений и дыхания.Мозг — это организованная структура, разделенная на множество компонентов, которые выполняют определенные и важные функции.

Вес мозга меняется от рождения до взрослого возраста. При рождении средний мозг весит около одного фунта, а в детстве вырастает до двух фунтов. Средний вес мозга взрослой женщины составляет около 2,7 фунта, тогда как мозг взрослого мужчины весит около трех фунтов.

Нервная система

Нервная система обычно делится на центральную нервную систему и периферическую нервную систему.Центральная нервная система состоит из головного мозга, его черепных нервов и спинного мозга. Периферическая нервная система состоит из спинномозговых нервов, ответвляющихся от спинного мозга и автономной нервной системы (разделенной на симпатическую и парасимпатическую нервную систему).

Клеточная структура мозга

Мозг состоит из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток, также известных как нейроглия или глия. Нейрон отвечает за отправку и получение нервных импульсов или сигналов.Глиальные клетки — это ненейрональные клетки, которые обеспечивают поддержку и питание, поддерживают гомеостаз, образуют миелин и способствуют передаче сигналов в нервной системе. В человеческом мозге количество глиальных клеток превышает количество нейронов примерно в 50 раз. Глиальные клетки — самые распространенные клетки, обнаруживаемые в первичных опухолях головного мозга.

Когда у человека диагностируется опухоль головного мозга, может быть сделана биопсия, при которой ткань опухоли удаляется патологом для целей идентификации. Патологи определяют тип клеток, которые присутствуют в этой мозговой ткани, и на основании этой ассоциации назначают опухоли головного мозга.Тип опухоли головного мозга и вовлеченные клетки влияют на прогноз и лечение пациента.

Менинги

Мозг расположен внутри костной оболочки, называемой черепной коробкой. Череп защищает мозг от травм. Вместе череп и кости, которые защищают лицо, называются черепом. Между черепом и мозгом находятся мозговые оболочки, которые состоят из трех слоев ткани, которые покрывают и защищают головной и спинной мозг. С самого внешнего слоя внутрь они представляют собой твердую мозговую оболочку, паутинную оболочку и мягкую мозговую оболочку.

Dura Mater: В головном мозге твердая мозговая оболочка состоит из двух слоев беловатой неэластичной пленки или мембраны. Внешний слой называется надкостницей. Внутренний слой, твердая мозговая оболочка, выстилает внутреннюю часть всего черепа и создает небольшие складки или отсеки, в которых части мозга защищены и закреплены. Две особые складки твердой мозговой оболочки называются серповидной и тенториальной. Соколов разделяет правую и левую половину мозга, а тенториум разделяет верхнюю и нижнюю части мозга.

Паукоидальная оболочка: Второй слой мозговых оболочек — паутинная оболочка. Эта оболочка тонкая и нежная, покрывает весь мозг. Между твердой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой есть пространство, которое называется субдуральным пространством. Паутинная оболочка состоит из нежной эластичной ткани и кровеносных сосудов разного размера.

Pia Mater: Слой мозговых оболочек, ближайший к поверхности мозга, называется мягкой мозговой оболочкой. Мягкая мозговая оболочка имеет множество кровеносных сосудов, которые проникают глубоко в поверхность мозга.Мягкая мозговая оболочка, покрывающая всю поверхность головного мозга, следует по складкам головного мозга. Основные артерии, снабжающие мозг, обеспечивают мягкую мозговую оболочку кровеносными сосудами. Пространство, разделяющее паутинную оболочку и мягкую мозговую оболочку, называется субарахноидальным пространством. Именно в этой области течет спинномозговая жидкость.

Спинномозговая жидкость

Спинномозговая жидкость (CSF) находится в головном мозге и окружает головной и спинной мозг. Это прозрачное водянистое вещество, которое защищает головной и спинной мозг от травм.Эта жидкость циркулирует по каналам вокруг спинного и головного мозга, постоянно всасываясь и пополняясь. Жидкость вырабатывается в полых каналах головного мозга, называемых желудочками. Специализированная структура внутри каждого желудочка, называемая сосудистым сплетением, отвечает за большую часть производства спинномозговой жидкости. Мозг обычно поддерживает баланс между количеством абсорбированной спинномозговой жидкости и ее производством. Однако в этой системе могут возникнуть сбои.

Желудочковая система

Желудочковая система разделена на четыре полости, называемые желудочками, которые соединены серией отверстий, называемых отверстиями, и трубками.

Два желудочка, заключенные в полушариях головного мозга, называются боковыми желудочками (первым и вторым). Каждый из них сообщается с третьим желудочком через отдельное отверстие, называемое отверстием Манро. Третий желудочек находится в центре мозга, а его стенки состоят из таламуса и гипоталамуса.

Третий желудочек соединяется с четвертым желудочком через длинную трубку, называемую Акведуком Сильвия.

ЦСЖ, протекающий через четвертый желудочек, обтекает головной и спинной мозг, проходя через другую серию отверстий.

Компоненты и функции мозга

Ствол мозга

Ствол мозга — это нижняя часть мозга, расположенная перед мозжечком и соединенная со спинным мозгом. Он состоит из трех структур: среднего мозга, моста и продолговатого мозга. Он служит ретрансляционной станцией, передавая сообщения туда и обратно между различными частями тела и корой головного мозга. Здесь расположено множество простых или примитивных функций, необходимых для выживания.

Средний мозг является важным центром движения глаз, в то время как мост отвечает за координацию движений глаз и лица, восприятие лица, слух и равновесие.

Продолговатый мозг контролирует дыхание, артериальное давление, сердечный ритм и глотание. Сообщения от коры головного мозга к спинному мозгу и нервам, которые отходят от спинного мозга, отправляются через мосты и ствол мозга. Разрушение этих областей мозга вызовет «смерть мозга». Без этих ключевых функций люди не могут выжить.

Ретикулярная активирующая система находится в среднем мозге, мосту, мозговом веществе и части таламуса. Он контролирует уровень бодрствования, позволяет людям обращать внимание на окружающую их среду и участвует в образцах сна.

В стволе мозга берут начало 10 из 12 черепных нервов, которые контролируют слух, движение глаз, лицевые ощущения, вкус, глотание и движения мышц лица, шеи, плеч и языка. Черепные нервы обоняния и зрения берут начало в головном мозге.От моста берут начало четыре пары черепных нервов: нервы с пятого по восьмой.

Мозжечок

Мозжечок расположен в задней части мозга под затылочными долями. Он отделен от головного мозга тенторием (складкой твердой мозговой оболочки). Мозжечок точно регулирует двигательную активность или движение, например тонкие движения пальцев, когда они выполняют операцию или рисуют картину. Он помогает поддерживать осанку, чувство равновесия или равновесия, контролируя тонус мышц и положение конечностей.Мозжечок важен для способности выполнять быстрые и повторяющиеся действия, например, играть в видеоигры. В мозжечке правосторонние аномалии вызывают симптомы на одной и той же стороне тела.

Головной мозг

Головной мозг, составляющий основную часть мозга, делится на две основные части: правое и левое полушария головного мозга. Головной мозг — это термин, который часто используется для описания всего мозга. Трещина или бороздка, разделяющая два полушария, называется большой продольной трещиной.Две стороны мозга соединены внизу мозолистым телом. Мозолистое тело соединяет две половины мозга и передает сообщения от одной половины мозга к другой. Поверхность головного мозга содержит миллиарды нейронов и глии, которые вместе образуют кору головного мозга.

Кора головного мозга имеет серовато-коричневый цвет и называется «серым веществом». Поверхность мозга выглядит морщинистой. Кора головного мозга имеет борозды (маленькие бороздки), трещины (большие бороздки) и выпуклости между бороздками, называемые извилинами.У ученых есть особые названия для выпуклостей и бороздок на поверхности мозга. Десятилетия научных исследований выявили специфические функции различных областей мозга. Под корой головного мозга или поверхностью мозга соединительные волокна между нейронами образуют область белого цвета, называемую «белым веществом».

Полушария головного мозга имеют несколько отчетливых трещин. Расположив эти ориентиры на поверхности мозга, его можно эффективно разделить на пары «долей».»Доли — это просто широкие области мозга. Большой мозг можно разделить на пары лобных, височных, теменных и затылочных долей. В каждом полушарии есть лобная, височная, теменная и затылочная доли. Каждую долю можно снова разделить. , в области, которые выполняют очень специфические функции. Доли мозга не функционируют в одиночку: они функционируют посредством очень сложных взаимоотношений друг с другом.

Сообщения в мозгу доставляются разными способами. Сигналы передаются по маршрутам, называемым путями.Любое разрушение ткани мозга опухолью может нарушить связь между различными частями мозга. Результатом будет потеря таких функций, как речь, способность читать или способность выполнять простые голосовые команды. Сообщения могут перемещаться от одной выпуклости в мозгу к другой (извилины к извилинам), от одной доли к другой, от одной части мозга к другой, от одной доли мозга к структурам, находящимся глубоко в мозгу, например таламус или из глубоких структур мозга в другую область центральной нервной системы.

Исследования показали, что прикосновение к одной стороне мозга посылает электрические сигналы другой стороне тела. Прикосновение к двигательной области на правой стороне мозга заставит двигаться противоположную или левую сторону тела. Стимуляция левой первичной моторной коры заставит двигаться правую сторону тела. Сообщения о движении и ощущениях переходят к другой стороне мозга и заставляют противоположную конечность двигаться или чувствовать ощущение. Правая часть мозга контролирует левую часть тела и наоборот.Таким образом, если опухоль головного мозга возникает в правой части мозга, которая контролирует движение руки, левая рука может быть слабой или парализованной.

Черепные нервы

Есть 12 пар нервов, которые исходят из самого мозга. Эти нервы отвечают за очень специфические виды деятельности и имеют следующие названия и номера:

1. Обоняние: Запах
2. O ptic: Поля зрения и способность видеть
3. Глазодвигатель: Движения глаз; открывание века
4. Trochlear: Движение глаз
5. Тройник: Ощущение лица
6. Abducens: Движение глаз
7. Лицевая сторона: Закрытие век; Выражение лица; вкусовые ощущения
8. Слуховые / вестибулярные: Слуховые; чувство равновесия
9. Glossopharyngeal: Ощущение вкуса; глотание
10. Блуждающий нерв: Глотание; вкусовые ощущения
11. Принадлежность : Контроль мышц шеи и плеч
12. Подъязычный: Движение языка

Гипоталамус

Гипоталамус — это небольшая структура, которая содержит нервные связи, которые отправляют сообщения в гипофиз.Гипоталамус обрабатывает информацию, поступающую от вегетативной нервной системы. Он играет роль в контроле над такими функциями, как еда, сексуальное поведение и сон; и регулирует температуру тела, эмоции, секрецию гормонов и движения. Гипофиз развивается из продолжения гипоталамуса вниз и из второго компонента, идущего вверх от неба.

Лопасти

Лобные доли

Лобные доли — самые большие из четырех долей, отвечающих за множество различных функций.К ним относятся двигательные навыки, такие как произвольные движения, речь, интеллектуальные и поведенческие функции. Области, которые вызывают движение в частях тела, находятся в первичной моторной коре или прецентральной извилине. Префронтальная кора играет важную роль в памяти, интеллекте, концентрации, темпераменте и личности.

Премоторная кора — это область, расположенная рядом с первичной моторной корой. Он направляет движения глаз и головы, а также чувство ориентации человека. Область Брока, важная для языковой выработки, находится в лобной доле, обычно с левой стороны.

Затылочные доли

Эти доли расположены в задней части мозга и позволяют людям получать и обрабатывать визуальную информацию. Они влияют на то, как люди обрабатывают цвета и формы. Затылочная доля справа интерпретирует зрительные сигналы из левого зрительного пространства, а левая затылочная доля выполняет ту же функцию для правого зрительного пространства.

Теменные доли

Эти доли одновременно интерпретируют сигналы, полученные от других областей мозга, таких как зрение, слух, моторные, сенсорные функции и память.Память человека и полученная новая сенсорная информация придают значение объектам.

Височные доли

Эти доли расположены на каждой стороне мозга примерно на уровне ушей и могут быть разделены на две части. Одна часть находится внизу (вентрально) каждого полушария, а другая часть — сбоку (сбоку) каждого полушария. Область справа участвует в зрительной памяти и помогает людям узнавать предметы и лица людей. Область слева задействована в вербальной памяти и помогает людям запоминать и понимать язык.Задняя часть височной доли позволяет людям интерпретировать эмоции и реакции других людей.

Лимбическая система

Эта система задействована в эмоциях. В эту систему входят гипоталамус, часть таламуса, миндалевидное тело (активная часть агрессивного поведения) и гиппокамп (играет роль в способности запоминать новую информацию).

Шишковидная железа

Эта железа является выростом задней или задней части третьего желудочка.У некоторых млекопитающих он контролирует реакцию на темноту и свет. У людей он играет определенную роль в половом созревании, хотя точная функция шишковидной железы у людей неясна.

Гипофиз

Гипофиз — это небольшая железа, прикрепленная к основанию мозга (за носом) в области, называемой гипофизарной ямкой или турецким седлом. Гипофиз часто называют «главной железой», потому что он контролирует секрецию гормонов. Гипофиз отвечает за контроль и координацию следующего:

• Рост и развитие
• Функции различных органов тела (т.е. почки, грудь и матка)
• Функция других желез (т. Е. Щитовидной железы, гонад и надпочечников)

Задняя ямка

Это полость в задней части черепа, которая содержит мозжечок, ствол мозга и черепные нервы 5–12.

Таламус

Таламус служит ретрансляционной станцией для почти всей информации, которая приходит и уходит в кору. Он играет роль в болевых ощущениях, внимании и настороженности.Он состоит из четырех частей: гипоталамуса, эпиталамуса, брюшного таламуса и дорсального таламуса. Базальные ганглии — это скопления нервных клеток, окружающие таламус.

Языковые и речевые функции

Как правило, за язык и речь отвечает левое полушарие или часть мозга. Из-за этого его называют «доминирующим» полушарием. Правое полушарие играет большую роль в интерпретации визуальной информации и пространственной обработке.Примерно у одной трети левшей речевая функция может быть расположена в правом полушарии мозга. Людям-левшам может потребоваться специальное тестирование, чтобы определить, находится ли их речевой центр с левой или с правой стороны, до какой-либо операции в этой области.

Многие нейробиологи считают, что левое полушарие и, возможно, другие части мозга важны для языка. Афазия — это просто нарушение языка. Определенные части мозга отвечают за определенные функции языкового производства.Существует много типов афазий, каждый в зависимости от пораженной области мозга и той роли, которую эта область играет в языковом производстве.

В лобной доле левого полушария есть область, называемая областью Брока. Он находится рядом с областью, контролирующей движение мимических мышц, языка, челюсти и горла. Если эта область разрушена, человеку будет трудно воспроизводить звуки речи из-за неспособности двигать языком или лицевыми мышцами для формирования слов. Человек с афазией Брока все еще может читать и понимать устную речь, но испытывает трудности с речью и письмом.

В левой височной доле есть область, называемая зоной Вернике. Повреждение этой области вызывает афазию Вернике. Человек может издавать звуки речи, но они бессмысленны (рецептивная афазия), потому что не имеют никакого смысла.

AANS не одобряет какие-либо виды лечения, процедуры, продукты или врачей, упомянутые в этих информационных бюллетенях о пациентах. Эта информация предоставляется в качестве образовательной услуги и не предназначена для использования в качестве медицинской консультации. Любой, кому нужен конкретный нейрохирургический совет или помощь, должен проконсультироваться со своим нейрохирургом или найти его в своем районе с помощью онлайн-инструмента AANS «Найдите сертифицированного нейрохирурга».

Your Amazing Brain

Вы носите в своей голове трехфунтовую массу морщинистой материи, которая контролирует все, что вы когда-либо будете делать. От возможности думать, учиться, создавать и чувствовать эмоции до управления каждым мигом, дыханием и сердцебиением — этот фантастический центр управления — ваш мозг. Это настолько удивительная структура, что один известный ученый однажды назвал ее «самой сложной вещью, которую мы когда-либо открыли в нашей Вселенной».

Ваш мозг быстрее и мощнее суперкомпьютера.

Ваш котенок стоит на кухонном столе. Она собирается ступить на раскаленную плиту. У вас есть всего несколько секунд, чтобы действовать. Получая доступ к сигналам, исходящим от ваших глаз, ваш мозг быстро вычисляет, когда, где и с какой скоростью вам нужно будет нырнуть, чтобы ее перехватить. Затем он приказывает вашим мышцам сделать это. Ваше время идеально подходит, и она в безопасности. Ни один компьютер не может сравниться с удивительной способностью вашего мозга загружать, обрабатывать и реагировать на поток информации, исходящий из ваших глаз, ушей и других органов чувств.

Ваш мозг вырабатывает достаточно электричества, чтобы запитать лампочку.

Ваш мозг содержит около 100 миллиардов микроскопических клеток, называемых нейронами — столько, что вам понадобится более 3000 лет, чтобы пересчитать их все. Когда вы мечтаете, смеетесь, думаете, видите или двигаетесь, это происходит потому, что крошечные химические и электрические сигналы проходят между этими нейронами по миллиардам крошечных нейронных магистралей. Вы не поверите, но активность вашего мозга никогда не прекращается. Бесчисленные сообщения проносятся внутри него каждую секунду, как автомат для игры в пинбол.Ваши нейроны создают и отправляют больше сообщений, чем все телефоны в мире. И хотя один нейрон вырабатывает лишь крошечное количество электричества, все ваши нейроны вместе могут вырабатывать достаточно электричества, чтобы запитать лампочку малой мощности.

Нейроны отправляют информацию в ваш мозг со скоростью более 150 миль (241 км) в час.

Пчела приземляется на вашу босую ногу. Сенсорные нейроны в вашей коже передают эту информацию в спинной и головной мозг со скоростью более 150 миль (241 км) в час.Затем ваш мозг использует двигательные нейроны, чтобы передать сообщение обратно через спинной мозг к стопе, чтобы быстро избавиться от пчелы. Моторные нейроны могут передавать эту информацию со скоростью более 200 миль (322 км) в час.

Когда вы учитесь, вы меняете структуру своего мозга.

Поначалу езда на велосипеде кажется невозможной. Но скоро вы овладеете этим. Как? По мере того, как вы тренируетесь, ваш мозг снова и снова посылает сообщения о поездке на велосипеде по определенным путям нейронов, образуя новые связи.Фактически, структура вашего мозга меняется каждый раз, когда вы учитесь, а также всякий раз, когда у вас появляется новая мысль или воспоминание.

Упражнения делают вас умнее.

Хорошо известно, что любое упражнение, которое заставляет ваше сердце биться чаще, например бег или игра в баскетбол, очень полезно для вашего тела и даже может помочь улучшить ваше настроение. Но ученые недавно узнали, что в течение определенного периода времени после тренировки ваше тело вырабатывает химическое вещество, которое делает ваш мозг более восприимчивым к обучению.Так что, если вы застряли над домашним заданием, выйдите и поиграйте в футбол, а затем попробуйте решить задачу еще раз. Вы просто можете обнаружить, что можете решить эту проблему.

Мозг и нервная система

В 1800-х годах немецкий ученый по имени Эрнст Вебер провел несколько экспериментов, направленных на изучение того, как люди воспринимают мир через свое собственное тело (Hernstein & Boring, 1966). Очевидно, что мы используем наши органы чувств — глаза, уши и нос — чтобы воспринимать и понимать окружающий мир.Вебера особенно интересовало осязание. Используя циркуль для рисования, он расположил две точки на большом расстоянии друг от друга и поместил их на коже добровольца. Когда точки были далеко друг от друга, участники исследования могли легко их различить. Однако по мере того, как Вебер повторял этот процесс с еще более близкими точками, большинство людей теряли способность различать их. Вебер обнаружил, что способность распознавать эти «только заметные различия» зависит от того, на каком участке тела расположен компас.Например, ваша спина гораздо менее чувствительна к прикосновениям, чем кожа лица. Точно так же кончик вашего языка чрезвычайно чувствителен! Таким образом, Вебер начал проливать свет на то, как нервы, нервная система и мозг образуют биологическую основу психологических процессов.

Измерение «только заметных различий».

В этом модуле мы исследуем биологическую сторону психологии, уделяя особое внимание мозгу и нервной системе. Понимание нервной системы жизненно важно для понимания психологии в целом.Именно через нервную систему мы испытываем удовольствие и боль, испытываем эмоции, изучаем и используем язык, а также планируем цели — это лишь несколько примеров. На следующих страницах мы начнем с изучения того, как развивается нервная система человека, а затем узнаем о частях мозга и их функциях. Мы закончим разделом о том, как современные психологи изучают мозг.

Здесь стоит упомянуть вначале, что введение в биологические аспекты психологии может быть как самой интересной, так и самой разочаровывающей из всех тем для начинающих студентов психологии.Это в значительной степени связано с тем, что есть так много новой информации, которую нужно выучить, и новый словарный запас, связанный со всеми различными частями мозга и нервной системы. Фактически, в этом модуле представлено 30 ключевых словарных слов! Мы призываем вас не увязнуть в трудных словах. Вместо этого обратите внимание на более широкие концепции, возможно, даже пропустив словарный запас при первом чтении. Когда вы уже знакомы с темой, полезно вернуться ко второму чтению, уделяя внимание изучению словарного запаса.

Как вид, люди развили сложную нервную систему и мозг за миллионы лет. Сравнение нашей нервной системы с нервной системой других животных, например шимпанзе, показывает некоторое сходство (Darwin, 1859). Исследователи также могут использовать окаменелости для изучения взаимосвязи между объемом мозга и поведением человека на протяжении истории эволюции. Homo habilis , например, предок человека, живший около 2 миллионов лет назад, имеет больший объем мозга, чем его собственные предки, но намного меньше, чем современный homo sapiens .Основное различие между людьми и другими животными — с точки зрения развития мозга — состоит в том, что у людей гораздо более развита лобная кора (передняя часть мозга, связанная с планированием).

Интересно, что уникальная нервная система человека развивается в течение его жизни способом, который напоминает эволюцию нервной системы у животных на протяжении огромных промежутков времени. Например, нервная система человека начинает развиваться еще до рождения человека. Он начинается как простой пучок ткани, который формируется в трубку и простирается вдоль плоскости от головы до хвоста, становясь спинным и головным мозгом.На 25-й день своего развития эмбрион имеет отчетливый спинной мозг, а также задний, средний и передний мозг (Stiles & Jernigan, 2010). Что именно представляет собой эта нервная система, и что она делает?

Нервную систему можно рассматривать как коммуникационную сеть организма, состоящую из всех нервных клеток. Есть много способов разделить нервную систему, чтобы понять ее более четко. Один из распространенных способов сделать это — разобрать его на центральную нервную систему и периферическую нервную систему.Каждый из них, в свою очередь, можно разделить. Давайте подробнее рассмотрим каждый из них. И не волнуйтесь, нервная система сложна из-за множества частей и множества новых словарных слов. Поначалу это может показаться ошеломляющим, но с помощью цифр и небольшого исследования вы можете это понять.

Рисунок 1: Центральная нервная система

Центральная нервная система, или сокращенно ЦНС, состоит из головного и спинного мозга (см. Рисунок 1). ЦНС — это часть нервной системы, заключенная в кость (мозг защищен черепом, а спинной мозг — позвоночником).Его называют «центральным», потому что именно головной и спинной мозг в первую очередь отвечают за обработку сенсорной информации — например, прикосновение к горячей плите или видение радуги — и отправку сигналов периферической нервной системе для принятия мер. Он в основном общается, посылая электрические сигналы через отдельные нервные клетки, которые составляют фундаментальные строительные блоки нервной системы, называемые нейронами. В мозгу человека около 86 миллиардов нейронов, и каждый из них имеет множество контактов с другими нейронами, называемыми синапсами (Herculano-Houzel, 2009).

Если бы мы могли увеличить изображение отдельных нейронов, мы бы увидели, что это клетки, состоящие из отдельных частей (см. Рис. 2). Три основных компонента нейрона — дендриты, сома и аксон. Нейроны общаются друг с другом, получая информацию через дендриты, которые действуют как антенны. Когда дендриты передают эту информацию соме или телу клетки, она накапливается в виде электрохимического сигнала. Эта электрическая часть сигнала, называемая потенциалом действия, стреляет по аксону, длинному хвосту, который ведет от сомы к следующему нейрону.Когда люди говорят о «нервах» в нервной системе, это обычно относится к пучкам аксонов, которые образуют длинные нервные провода, по которым могут перемещаться электрические сигналы. Межклеточной коммуникации помогает тот факт, что аксон покрыт миелиновой оболочкой — слоем жировых клеток, которые позволяют сигналу очень быстро перемещаться от нейрона к нейрону (Kandel, Schwartz & Jessell, 2000). : Части нейрона

Если бы мы увеличили масштаб еще больше, мы могли бы более внимательно рассмотреть синапс, пространство между нейронами (см. Рисунок 3).Здесь мы увидим пространство между нейронами, называемое синаптической щелью. Чтобы дать вам представление о масштабе, мы можем сравнить синаптический зазор с толщиной десять центов, самой тонкой из всех американских монет (около 1,35 мм). Вы можете сложить примерно 70 000 синаптических промежутков в одну монету!

Когда потенциал действия, электрический сигнал достигает конца аксона, высвобождаются крошечные пакетики химических веществ, называемых нейротрансмиттерами. Это химическая часть электрохимического сигнала.Эти нейротрансмиттеры представляют собой химические сигналы, которые передаются от одного нейрона к другому, позволяя им общаться друг с другом. Существует много разных типов нейромедиаторов, и каждый из них выполняет определенную функцию. Например, серотонин влияет на сон, голод и настроение. Дофамин связан с вниманием, обучением и удовольствием (Kandel & Schwartz, 1982).

Рисунок 3: Вид синапса между нейронами

. Удивительно осознавать это, когда вы думаете — когда вы протягиваете руку, чтобы взять стакан воды, когда Вы понимаете, что ваш лучший друг счастлив, когда пытаетесь вспомнить названия частей нейрона — то, что вы испытываете, на самом деле является электрохимическими импульсами, проходящими между нервами!

Если бы мы снова уменьшили масштаб и снова взглянули на центральную нервную систему, мы бы увидели, что мозг является самой большой частью центральной нервной системы.Мозг — это центр всей нервной системы, и именно здесь происходит большая часть ваших ощущений, восприятия, мышления, осознания, эмоций и планирования. Для многих людей мозг настолько важен, что возникает ощущение, что он находится там — внутри мозга, — что человеческое самоощущение локализовано (в отличие от того, чтобы находиться в основном в пальцах ног, напротив). Мозг настолько важен, что потребляет 20% от общего количества кислорода и калорий, которые мы потребляем, хотя в среднем он составляет всего около 2% от нашего общего веса.

Полезно изучить различные части мозга и понять их уникальные функции, чтобы лучше понять роль, которую играет мозг. Мы начнем с рассмотрения очень общих областей мозга, а затем увеличим масштаб и рассмотрим более конкретные части. Анатомы и нейробиологи часто делят мозг на части в зависимости от расположения и функции различных частей мозга. Один из самых простых способов организовать мозг — это описать его как состоящий из трех основных частей: заднего, среднего и переднего мозга.Другой способ взглянуть на мозг — рассмотреть ствол мозга, мозжечок и головной мозг. Есть еще одна часть, называемая лимбической системой, которая менее четко определена. Он состоит из ряда структур, которые являются «подкорковыми» (существуют в заднем мозге), а также корковых областей мозга (см. Рисунок 4).

Ствол головного мозга является самой основной структурой мозга и расположен в верхней части позвоночника и в нижней части мозга. Иногда ее считают «самой старой» частью мозга, потому что мы можем видеть аналогичные структуры у других, менее развитых животных, таких как крокодилы.Он отвечает за широкий спектр основных функций «жизнеобеспечения» человеческого тела, включая дыхание, пищеварение и сердцебиение. Удивительно, но ствол мозга посылает сигналы, чтобы эти процессы шли гладко, без каких-либо сознательных усилий с нашей стороны.

Лимбическая система — это совокупность узкоспециализированных нейронных структур, расположенных в верхней части ствола мозга и участвующих в регулировании наших эмоций. В совокупности лимбическая система — это термин, который не имеет четко определенных областей, поскольку он включает области переднего и заднего мозга.К ним относятся миндалевидное тело, таламус, гиппокамп, кора островка, передняя поясная кора и префронтальная кора. Эти структуры влияют на голод, цикл сна и бодрствования, сексуальное желание, страх и агрессию и даже память.

Мозжечок — это структура в самой задней части головного мозга. Аристотель называл его «маленьким мозгом» на основании его внешнего вида, и он в основном участвует в движении и позе, хотя он также связан с множеством других мыслительных процессов.Мозжечок, как и ствол мозга, координирует действия без необходимости какого-либо сознательного осознания.

Рисунок 4: Общие области мозга [Изображение: Biology Corner, https://goo.gl/wKxUgg, CC-BY-NC-SA 2.0, https://goo.gl/Toc0ZF, добавлены ярлыки]

Головной мозг (также называемая «корой головного мозга») — это «новейшая», наиболее развитая часть мозга. Полушария головного мозга (левое и правое полушария, составляющие каждую сторону верхней части мозга) отвечают за типы процессов, которые связаны с большей осознанностью и произвольным контролем, такие как речь и планирование, а также содержат наши основные сенсорные функции. области (например, зрение, слух, осязание и движение).Эти два полушария соединены друг с другом толстым пучком аксонов, называемым мозолистым телом. Бывают случаи, когда у людей — либо из-за генетической аномалии, либо в результате хирургического вмешательства — разрывали мозолистое тело, так что две половины мозга не могли легко общаться друг с другом. Редкие пациенты с расщепленным мозгом дают полезные сведения о том, как работает мозг. Например, теперь мы понимаем, что мозг является противоположным или противоположным. Это означает, что левая часть мозга отвечает за управление рядом сенсорных и моторных функций правой части тела, и наоборот.

Рассмотрим этот поразительный пример: пациент с расщепленным мозгом сидит за столом, и такой объект, как ключ от машины, можно поместить так, чтобы пациент с расщепленным мозгом мог видеть его только через правое поле зрения. Изображения правого поля зрения будут обрабатываться в левой части мозга, а изображения левого поля зрения будут обрабатываться в правой части мозга. Поскольку язык в значительной степени связан с левым полушарием мозга, пациент, который видит ключ от машины в правом поле зрения, когда его спрашивают: «Что вы видите?» отвечал: «Я вижу ключ от машины.«Напротив, пациенту с расщепленным мозгом, который видел ключ от машины только в левом поле зрения, таким образом, информация поступала в неязыковую правую часть мозга, возможно, было трудно произносить слово« ключ от машины ». Фактически, в этом случае пациент, скорее всего, ответит: «Я вообще ничего не видел». Однако если попросить нарисовать предмет левой рукой — процесс, связанный с правым полушарием мозга, — пациент сможет это сделать! Смотрите на внешних ресурсах ниже видео, демонстрирующее это поразительное явление.

Помимо рассмотрения мозга как органа, состоящего из двух половин, мы также можем исследовать его, рассматривая его четыре различных доли коры головного мозга, внешней части мозга (см. Рис. 5). Каждый из них связан с определенной функцией. Затылочная доля, расположенная в задней части коры головного мозга, является домом для зрительной области мозга. Вы можете видеть дорогу перед собой, когда едете за рулем, отслеживать движение мяча в воздухе благодаря затылочной доле.Височная доля, расположенная на нижней стороне коры головного мозга, является местом обработки звуков и запахов. Теменная доля в верхней части коры головного мозга — это место, где обрабатываются прикосновение и вкус. Наконец, лобная доля, расположенная в передней части коры головного мозга, — это место, где обрабатываются поведенческие двигательные планы, а также происходит ряд очень сложных процессов, включая использование речи и языка, творческое решение проблем, а также планирование и организацию.

Рисунок 5: 4 доли коры головного мозга

Одна особенно интересная область в лобной доле называется «первичной моторной корой».Эта полоска, проходящая вдоль боковой поверхности мозга, отвечает за произвольные движения, такие как прощание, шевеление бровями и поцелуи. Это прекрасный пример того, как различные области мозга имеют узкую специализацию. Интересно, что каждая из частей нашего тела имеет выделенную для нее уникальную часть первичной моторной коры (см. Рис. 6). У каждого отдельного пальца примерно столько же выделенного мозгового пространства, сколько у всей вашей ноги. Вашим губам, в свою очередь, требуется столько же специальной обработки мозга, сколько всем вашим пальцам и руке вместе взятым!

Рис. 6. Определенные части тела, такие как язык или пальцы, нанесены на определенные области мозга, включая первичную моторную кору.

Поскольку кора головного мозга в целом и лобная доля в частности связаны с такими сложными функциями, как планирование и самосознание, их часто считают более высокой, менее примитивной частью мозга. В самом деле, другие животные, такие как крысы и кенгуру, хотя у них есть лобные области мозга, не имеют такого же уровня развития коры головного мозга. Чем ближе животное к человеку на эволюционном древе — подумайте о шимпанзе и гориллах, тем более развита эта часть их мозга.

Помимо центральной нервной системы (головного и спинного мозга) существует также сложная сеть нервов, которые проходят к каждой части тела. Это называется периферической нервной системой (ПНС), и она передает сигналы, необходимые для выживания организма (см. Рисунок 7). Некоторые сигналы, передаваемые PNS, относятся к добровольным действиям. Например, если вы хотите написать сообщение другу, вы делаете осознанный выбор, какие буквы идут в каком порядке, и ваш мозг посылает вам соответствующие сигналы для выполнения работы.Другие процессы, напротив, не являются добровольными. Без вашего ведома ваш мозг также посылает сигналы вашим органам, пищеварительной системе и мышцам, которые держат вас прямо сейчас, с инструкциями о том, что они должны делать. Все это происходит через периферическую нервную систему.

Рисунок 7: Периферическая нервная система

Мозг трудно изучать, потому что он расположен внутри толстой кости черепа. Более того, трудно получить доступ к мозгу, не повредив или не убив владельца мозга.В результате многие из самых ранних исследований мозга (и это действительно так и сегодня) были сосредоточены на несчастных людях, у которых случайно была повреждена какая-то определенная область мозга. Например, в 1880-х годах хирург по имени Поль Брока провел вскрытие бывшего пациента, который потерял дар речи. Исследуя мозг своего пациента, Брока обнаружил поврежденную область, которая теперь называется «Зона Брока» — на левой стороне мозга (см. Рис. 8) (AAAS, 1880). За прошедшие годы ряду исследователей удалось получить представление о функциях определенных областей мозга у этих типов пациентов.

Рисунок 8: Область Брока [Изображение: Charlyzon, https://goo.gl/1frq7d, CC BY-SA 3.0, https://goo.gl/uhHola]

Альтернатива исследованию мозга или поведения людей с мозгом повреждения или хирургические поражения могут быть обнаружены у животных. Некоторые исследователи исследуют мозг других животных, таких как крысы, собаки и обезьяны. Хотя мозг животных отличается от мозга человека как по размеру, так и по структуре, есть много общего. Использование животных для исследований может дать важную информацию о функциях человеческого мозга.

В наше время, однако, нам не нужно полагаться исключительно на исследования людей с поражениями головного мозга. Достижения в области технологий привели к появлению еще более сложных методов визуализации. Подобно тому, как рентгеновские технологии позволяют нам заглядывать внутрь тела, методы нейровизуализации позволяют нам взглянуть на работающий мозг (Raichle, 1994). Каждый тип визуализации использует разные методы, и у каждого есть свои преимущества и недостатки.

Вверху: ПЭТ-сканирование — Ниже: ФМРТ [Изображение: Erik1980, https: // goo.gl / YWZLji, CC BY-SA 3.0, https://goo.gl/X3i0tq)

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) регистрирует метаболическую активность в головном мозге, определяя количество радиоактивных веществ, которые вводятся в кровоток человека, т.е. мозг потребляет. Этот метод позволяет нам увидеть, насколько человек использует определенную часть мозга в состоянии покоя или не выполняет задачу. Другой метод, известный как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), основан на кровотоке. Этот метод измеряет изменения уровня естественного кислорода в крови.Когда область мозга становится активной, ей требуется больше кислорода. Этот метод измеряет активность мозга на основе этого повышения уровня кислорода. Это означает, что для фМРТ не требуется вводить инородное вещество в организм. И ПЭТ, и фМРТ имеют низкое временное разрешение, что означает, что они не могут точно сказать нам, когда произошла активность мозга. Это связано с тем, что крови требуется несколько секунд, чтобы добраться до той части мозга, которая работает над задачей.

Одним из методов визуализации с лучшим временным разрешением является электроэнцефалография (ЭЭГ), которая измеряет электрическую активность мозга, а не кровоток.Электроды размещаются на коже головы участников, и они почти мгновенно регистрируют электрическую активность. Однако, поскольку эта активность может исходить из любой части мозга, известно, что ЭЭГ имеет плохое пространственное разрешение, а это означает, что она не точна в отношении конкретного местоположения.

Другой метод, известный как диффузное оптическое отображение (DOI), может обеспечить высокое временное и пространственное разрешение. DOI работает, направляя инфракрасный свет в мозг. Может показаться странным, что свет может проходить через голову и мозг.Свойства света меняются, когда они проходят через насыщенную кислородом кровь и активные нейроны. В результате исследователи могут делать выводы относительно того, где и когда происходит активность мозга.

Часто говорят, что мозг изучает сам себя. Это означает, что люди обладают уникальной способностью использовать наш самый сложный орган, чтобы понять наш самый сложный орган. Прорывы в изучении мозга и нервной системы являются одними из самых захватывающих открытий во всей психологии.В будущем исследования, связывающие нейронную активность со сложными отношениями и поведением в реальном мире, помогут нам понять психологию человека и лучше вмешиваться в нее, чтобы помогать людям.

нейронов | Научно-исследовательские лаборатории ScienCell

Ткань центральной нервной системы состоит из двух классов клеток, которые в широком смысле можно разделить на нейроны и глии. Нейроны — это анатомические, функциональные и трофические единицы мозга [1]. Несмотря на большое разнообразие размеров и форм, все нейроны имеют общие морфологические особенности, ключевые элементы очень сложной коммуникационной сети.11 нейронов, каждый из которых может контактировать как минимум с 10 000 других нейронов [2]. Стволовые нейроны головного мозга обеспечивают основную моторную и сенсорную иннервацию и интегративные функции, регулируя частоту сердечных сокращений, дыхание, цикл сна, осведомленность, сознание и многое другое [3]. Нейроны, изолированные из разных областей мозга, служат отличными моделями для изучения региональных патологий и дегенерации, нейротоксикологии и развития мозга [4].

HN-bs от ScienCell Research Laboratories выделены из ствола мозга человека.6 ячеек в объеме 1 мл. HN-bs характеризуются иммунофлуоресценцией с антителами, специфичными к нейрофиламентам, MAP2 и β-тубулину III. HN-bs отрицательны в отношении ВИЧ-1, HBV, HCV, микоплазмы, бактерий, дрожжей и грибов. HN-bs гарантировано для дальнейшего культивирования в условиях, предусмотренных исследовательскими лабораториями ScienCell; однако HN-b не рекомендуются для размножающихся или длительных культур, поскольку клетки не размножаются в культуре.

Рекомендуемая средняя

Рекомендуется использовать нейрональную среду (NM, Cat.# 1521) для культивирования HN-bs in vitro.

Таблицы продуктов

1560

Сертификаты анализа

Для конкретного номера партии выполните поиск ниже:

Напишите свой собственный отзыв

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять отзывы. Пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь

В настоящее время публикации отсутствуют

нейронов и активных клеток мозга

Что такое нейроны? Это крошечных клеток, которые отвечают за участие в функциях, связанных с нервной системой. В нашем мозгу миллионы нейронов, по подсчетам ученых, при рождении у нас их около 80 миллионов. По мере роста это число уменьшается. После 80-летнего возраста мы потеряем 30% наших нейронов. На протяжении всей жизни мы постоянно теряем и восстанавливаем их. В процессе регенерации наших нейронов создаются новые связи, которые вызывают процесс, называемый нейрогенезом . Этот процесс позволяет рождение новых клеток мозга в течение всей жизни человека.

Люди ежедневно делают то, что вызывает ухудшение нервной системы и, как таковое, ухудшение когнитивных функций.Такие действия, как употребление алкоголя, курение, плохое питание или сон, или стресс, вызывают более быстрое разрушение этих клеток мозга.

Большинство людей слышали фразу «используй или потеряй» , которая обычно применяется к физическим упражнениям, но в случае наших нейронов можно применить тот же принцип. Здесь вы увидите несколько причин, по которым необходимо поддерживать активность клеток мозга.

• Активные клетки мозга получают больше крови.

Ученые знают, что активные области мозга используют больше энергии и, следовательно, больше кислорода и глюкозы.Таким образом, в эти области поступает больше крови, чтобы удовлетворить потребности активных нейронов. Когда вы активируете свой мозг, кровь течет к работающим клеткам мозга. Изображения МРТ используются для понимания кровотока в головном мозге. Эти изображения показали, что клетки нашего мозга очень зависят от поступления кислорода. Чем больше мы используем наш мозг и активизируем его, тем больше крови они получают. С другой стороны, неактивная клетка мозга получает все меньше и меньше крови, пока в конечном итоге не погибнет.

• Активные клетки мозга имеют больше связей с другими клетками мозга.

Каждая клетка мозга связана с окружающей средой посредством быстрых электрических импульсов. Активные клетки мозга, как правило, производят дендриты, похожие на стрелковое оружие, которые вытягиваются наружу для соединения с другими клетками. Одна ячейка может иметь до 30 000 подключений. В результате он становится очень активной частью нейронной сети. Чем больше нейронная сеть клетки, тем выше вероятность активации и выживания.

• Активные клетки мозга производят больше «поддерживающих» веществ ».

Фактор роста нервов (NGF) — это белок, который вырабатывается в организме в клетках-мишенях. Этот белок связывает нейроны, маркируя их как активные, дифференцированные и отзывчивые. Чем чаще вы занимаетесь спортом, тренируетесь и активизируете свой мозг, тем больше вырабатывается NGF.

• Активные клетки мозга стимулируют миграцию полезных клеток из ствола мозга.

Недавние исследования показали, что новые клетки мозга образуются в определенной области мозга, называемой гиппокампом.Эти клетки мозга могут мигрировать в те области мозга, которые в этом больше всего нуждаются. Например, они мигрируют в определенную область после травмы головного мозга. Эти мигрирующие клетки способны имитировать действия окружающих клеток, что позволяет частично восстановить поврежденную область.

Нейрон состоит из структуры, основными частями которой являются ядро, тело клетки и дендриты. Между ними существует множество связей из-за аксонов или небольших ветвей. Аксоны помогают создавать сети, функции которых заключаются в передаче сообщений от нейрона к нейрону.Этот процесс называется синапсисом, который представляет собой связывание аксонов электрическими зарядами со скоростью 0,001 секунды, что может происходить примерно 500 раз в секунду.

Это центральная часть нейрона. Он расположен в теле клетки и отвечает за выработку энергии для функций клеток.

Дендриты — это «плечи нейрона», они образуют ответвления, выходящие из разных частей нейрона. Другими словами, это тело клетки. Клетка обычно имеет много ответвлений, и размер зависит от функции нейрона и от того, где он расположен.Его основная функция — получение стимулов от других нейронов.

Это часть нейрона, которая включает ядро. Именно в этом пространстве синтезируется или генерируется большинство молекул нейронов, и выполняются наиболее важные действия для поддержания жизни и заботы о функциях нервной клетки.

Нейроны — это специализированные клетки, которые сами по себе не могут выполнять все функции питания и поддержки, необходимые для их выживания. По этой причине нейрон окружает себя другими клетками, которые выполняют следующие функции: Astrocyte в основном отвечает за питание, очистку и поддержку нейронов; Олигодендроцит в основном отвечает за покрытие аксонов центральной нервной системы миелином, хотя он также выполняет функции поддержки и объединения; Microglia в основном отвечает за иммунный ответ, а также за удаление отходов и поддержание гомеостаза нейронов; Шванновская клетка , отвечающая за покрытие аксонов периферической нервной системы миелином, как показано на рисунке; Эпендимоцит отвечает за покрытие желудочков головного мозга и часть спинного мозга.

Миелин — это материал, состоящий из белков и липидов. Обнаружено, что он образует оболочки вокруг аксонов нейронов, что позволяет им защищаться, изолировать и передавать до 100 раз более эффективно потенциал действия. В центральной нервной системе миелин вырабатывается олигодендроцитами, а в периферической нервной системе — шванновскими клетками.

Терминалы аксона или синаптические бутоны находятся на конце аксона нейрона и разделены на терминалы, функция которых заключается в связывании других нейронов и создании синапсов.Нейромедиаторы мозга хранятся в синаптических бутонах в небольших областях, называемых синаптическими пузырьками. Передача этих пузырьков от терминальных кнопок одного нейрона к дендритам другого нейрона называется синапсами.

Узел Ранвье — это промежуток или пространство между каждой миелиновой оболочкой отростков аксона. Пространства между каждой оболочкой достаточно, и оно необходимо для оптимизации передачи импульса и предотвращения его потери.