Методы познания функций мозга 1 Изучение структуры нейронных

Методы познания функций мозга 1. Изучение структуры нейронных сетей 2. Познание функций мозга через его нарушения: -травмы в изучении мозга -томография и изучение мозга

1. Изучение структуры нейронных сетей • Мозг поглощает, 20% от всего поступающего в организм О 2 (50 мл. О 2 в минуту). Масса мозга составляет 2 % от массы тела. • Мозг обильнее всего поглощает С 6 Н 12 О 6, которая претерпевает быстрые превращения попав в нейрон. • Производное глюкозы 2 дезоксиглюкоза при всасывании в нейроны некоторое время накапливается не расщепляясь. • 2 -дезоксиглюкозу метят радиоактивной меткой. Это дает возможность при тонких срезах мозговой ткани находить активные участки мозга.

Изучение структуры нейронных сетей 30 лет назад открыт аксонный транспорт быстрый (20 см в сутки) и медленный (1 мм в сутки), что добавило ещё один информационный канал в мозге. • Фермент пероксидаза хрена способна быстро двигаться в ретроградном направлении (от окончания нерва к телу нейрона). Введение пероксидазы в опытный нейрон позволяет обнаружить её во всех нейронах имеющих контакты с опытным нейроном.

Изучение структуры нейронных сетей • Выдерживание мозговой ткани в растворе сахарозы позволяет отделить синапсы от тел клеток и определить в них присутствие основного медиатора.

Изучение структуры нейронных сетей • Самый плодотворный метод определения нейронных сетей метод окрашивания нейронов. Оказалось, что нейроны имеющие один и тот же медиатор окрашиваются избирательно от других определенным красителем.

Изучение структуры нейронных сетей • Нейроны могут избирательно захватывать введенные в мозг вещества однородные их медиатору. • Антитела к медиатору можно пометить красителем и при вводе в мозг обнаружить их присутствие в нейронах.

Подсчет нейронов в отделах мозга • С 1972 г. физиологи научились подсчитывать количество нейронов в том или ином нервном центре головного мозга человека. Количество нейронов колебалось от полутысячи до сотен тысяч в одном нервном ядре. • Один и тот же нервный центр у двух разных людей мог содержать в несколько различающееся число нейронов (400%). В начале никакой закономерности не улавливалось. • Математическая обработка большого материала по численности нейронов в нервных центрах человека привела к выводу, что эти количества приближаются к значениям 2 n, где n — целое число. • Количество нейронов в нервных центрах ни разу не было точно равно значению 2 n. • Зародышевых клеток, из которых образуется один нервный центр, может быть несколько, например две, три или пять.

Травмы и изучение мозга • 1850 году француз Поль Брока (1824 -1880) будучи госпитальным хирургом в Париже наблюдал дуэлянта с пробитым шпагой левым полушарием. Дуэлянт утратил собственную речь, но при этом понимал речь других людей. • Изучая тонкую структуру головного мозга П. Брока определил расположение моторного центра речи. Дал новую классификацию форм черепа. • Карл Вернике (1848 -1905) немецкий невропатолог, нейроанатом, в 1874 году описал локализации сенсорных афазий, создав представление об афазиях. • Сохранение способности говорить и неспособности понимать речь связано с поражением области коры мозга, названной как зона Вернике.

Схема активности мозга при чтении 1 — моторная кора, 2 — зона Брока, 3 —слуховая кора, 4 — зона Вернике, 5 — угловая извилина, 6 — зрительная кора. • Ученые до сих пор не могут ответить на вопрос когда активно формируется зона мозга, отвечающая за речь - до рождения человека или только после появления на свет. • Считается, что врожденных задатков именно к человеческому языку у детей нет. Изначально мозг запрограммирован на освоение любого языка.

Зеркальные галлюцинации (нарушения в работе мозга как стимул для изучения его работы) • Австралийские нейрофизиологи работают над разгадкой причин зеркальных иллюзий. • Некоторые люди не в состоянии распознавать собственные отражения в зеркале. • Они видят: совершенно другие картины, других людей или вообще не видят никого и ничего в зеркале. • Оказалось, что эти отклонения никак не связаны с психологией человека, а вызваны нарушениями в коре головного мозга.

Зеркальные галлюцинации • В искусстве индийской медитации присутствует техника, которая позволяет искусственно достичь состояний галлюцинаций, когда йог в зеркале не видит собственного отражения. • Это достигается выключением активности отдельных мозговых структур. • Такое состояние индийские йоги считают “встречей с бессознательным”.

Зеркальные галлюцинации • Наше восприятие окружающего мира основано на том, что полученные визуальные изображения проходят обработку в мозгу путем их сравнения по форме и цвету с чем-то знакомым или аналогичным из окружающего мира. Только после этой обработки, мы ассоциируем то, что увидели. Этот процесс занимает ничтожные доли секунды. • На уровне мозга не способность сопоставить видимое изображение в зеркале со своим собственным телом в реальном пространстве, не позволяет видеть свое отражение в зеркале. • Проблема данной патологии локализуется в правом полушарии мозга, которое ответственно за решение перцептивных задач и за распознавание лиц, а также, в лобной доле, которая является ответственной за процессы рассуждений.

Томограф

Томограмма

У слепых людей зрительные зоны головного мозга участвуют в определении источника звука • В исследовании приняли участие слепые от рождения или потерявшие зрение в раннем детстве. Их рассадили перед рядом из 16 колонок, воспроизводивших звуки длительностью в доли секунды. • Исследователи включали одну случайно выбранную колонку, а испытуемым предлагалось определить на слух, откуда именно идет звук. • Некоторые испытуемые сумели определить источник звука с точностью до 15 градусов, даже когда одно ухо у них было заткнуто. • Выполнить такое задание оказалось не под силу ни одному из зрячих! • С помощью позитронной томографии ученые выявили, что у испытуемых, справившихся с заданием, его выполнение сопровождалось повышенной активностью зрительной зоны головного мозга.

Дискалькулия-поражена межтеменная борозда • Британский нейрофизиолог Брайан Баттерворф методом магнитно-резонансного сканирования мозга, исследовал больных дискалькулией - расстройством, которое делает невозможными мысленные операции с дробными числами. • Ученый выяснил, что за операции с дробными числами отвечает так называемая "межтеменная борозда" (IPS), а действия над «целыми" величинами никак её не затрагивают. • Участникам эксперимента последовательно предложили два изображения, раскрашенных в зеленый и красный цвета, и попросили сообщить, какого из цветов больше. Сначала следовало проанализировать мозаику из четко разграниченных квадратов определенного цвета, затем границы квадратов были размыты. • (IPS активизируется только, когда люди могут вести подсчет не оперируя целыми числами).

Гипноз ослабляет зоны мозга ответственные за когнитивный «конфликт» • Согласно новой работе, гипнотическое внушение регулирует деятельность в опредёленных областях мозга, ответственных за разрешение так называемых когнитивных конфликтов. • Гипноз действительно оказывает сильное влияние на работу мозга и может влиять на восприятие действительности и на направление внимания человека. Например, человеку дают листок и просят назвать цвет чернил (чернила - красные), которыми напечатано слово "синий". Это вызывает у многих людей небольшую заминку «конфликт» .

Гипноз и области коры • Данные сканирования показали, что подверженные гипнозу люди имели ослабленную деятельность в "визуальной" затылочной области коры и на участке, как раз отвечающем за когнитивный конфликт.