Нейрофизиология Лекция 1 Вопросы: 1. Нейрофизиология как наука

Нейрофизиология Лекция 1 Вопросы: 1. Нейрофизиология как наука 2. Принципы и методы изучения деятельности мозга 3. Нейробиологические основы поведения. 4. Роль генома и среды в образовании нейронных сетей. 5. Принципы организации функциональных систем мозга.

Вопрос 1. Нейрофизиология как наука, положение среди нейробиологических наук, основные методы Нейрофизиология – наука, изучающая принципы и закономерности функционирования нервной системы на субклеточном, клеточном и системном уровнях

Современная тенденция - интеграция наук о мозге Современная НЕЙРОБИОЛОГИЯ объединяет знания нескольких «классических» наук: Анатомия, Эмбриология, Гистология Генетика и молекулярная биология Физиология Фармакология Неврология и психиатрия Психология

Нейрофизиологические методы: Внутриклеточная регистрация активности нервных клеток (ПП, ПД) Внеклеточная регистрация нейронной активности (ПД, ЭЭГ) Гистологические (гистохимические) методы – оценка изменения активности клеток по накоплению в них различных веществ (аминокислот, белков и др. )

Современные методы исследования мозга человека, позволяющие локализовать функции Компьютерная томография Ядерно-магнитный резонанс Магнитоэнцефалография Позитронно-эмиссионная томография

Компьютерная томография

Компьютерная томограмма

Ядерно-магнитный резонанс

Магнитоэнцефалограмма

Позитронно-эмиссионная томография

Вопрос 2. Принципы изучения деятельности мозга: 1. Принцип диалектического единства структуры и функции (структура↔функция) 2. Системный принцип рассмотрения взаимосвязи отделов мозга в процессе функционирования, предполагающий: Ø целесообразность системы (набор элементов определяется целью поведения), Ø функциональное единство элементов с разными функциями, разной локализацией (временем образования в процессе фило- и онтогенеза) Ø пластичность, Ø скачкообразное трансформация системы, Ø сумма свойств системы больше простой суммы свойств входящих в нее элементов (1+1+1+1=5!)

Вопрос 2. Принципы изучения деятельности мозга: 3. Сравнение строения и функционирования мозга животных, находящихся на разном уровне филогенетического развития. 4. Сравнение строения и функционирования мозга человека и животных на разных этапах онтогенетического развития. 5. Выведение функции из дисфункции – а) «выключение» структур мозга (травма, оперативное пересечение проводящих путей) и наблюдение «выпадения» функций и изменений их качества; б) стимуляция (сенсорная, химическая, электрическая, фармакологическая) и регистрация изменения функционирования мозга

Вопрос 3. Нейробиологическая основа поведения, история вопроса

Две популярные точки зрения Поведение человека имеет физиологическую основу Большинство психических процессов недоступны для изучения с помощью физиологических методов

«Где хрупкое прибежище души? » Голова? Сердце? Почки? (Платон, Аристотель) «Скажи мне, где мечты начало? Мозг, сердце ль жизнь ей даровало? В. Шекспир «Венецианский купец» , акт 3, сцена 2. Пьеса написана в 1596 году

В XVI веке вместилищем души считали разные полости тела Peyligk J. , 1518 Albertus Magnus, 1506

В XVII веке в Европе распространился философский дуализм 1. Мозг - материальный объект и должен подчиняться законам природы. 2. Духовный мир человека, его разум нематериальная субстанция. Ренэ Декарт

Картезианская модель – дебиологизация живых систем

Первое представление о локализации функций в коре мозга Немецкий врач и нейроанатом Franz Joseph Gall в конце XVII века первым предположил функциональную специализацию разных областей мозга

Френология – определение умственных и нравственных особенностей человека по шишкам на черепе «Шишки способностей, храбрости, скупости, честолюбия» и т. п. скомпрометировали верную идею о локализации функций в коре больших полушарий

Эволюция представлений о структуре и функциях мозга

Локализационизм или эквипотенциальность? Локализационизм теория, объясняющая выполнение специфических функций ЦНС определёнными её частями, специализированными для этих функций Эквипотенциальность господствующая в первой половине ХХ века теория о равной значимости всех областей коры для осуществления любой деятельности

Открытие Брока - доказательство локализации функции речи Pierre Paul Broca (1824 - 1880) Профессор хирургии и антропологии В 1861 г. обнаружил область мозга, при поражении которой возникает моторная афазия.

Локализация речевой деятельности мозга Karl Wernicke (1848 1905) - германский невролог и психолог. Дал классификацию афазий и создал первую модель речевой деятельности мозга

Современные представления о локализации функций в коре

Центральная нервная система

Строгая топографическая организация сенсорных и моторных функций

Организация ЦНС (схема 1959 г. )

Вопрос 4. Роль генома и среды в образовании нейронных сетей (связей внутри отделов ЦНС и между ними)

Факторы, определяющие поведение

Развитие мозга в эмбриогенезе определяется геномом

Для развития мозга требуется наибольшее количество генов

Что определяет образование специфических соединений между нейронами? 1. Генетическая программа 2. Эпигенетические влияния

Эпигенетические процессы контролируют дифференцировку нейронов 1. Среда эмбриона: межклеточные взаимодействия, диффундирующие ростковые факторы. 2. Внешняя среда: питательные вещества, сенсорные сигналы, научение, социальный опыт

Порядок образования нейронных соединений Основные стадии

Из эктодермы образуется нервная пластинка, а из неё - нервная трубка

Из ростковой зоны клетки перемещаются к окончательному местоположению

Клетки глии способствуют перемещению предшественников нейронов

Происходит окончательная дифференцировка клеток

Показаны разные стадии дифференцировки (следовательно, и функциональной специализации) нейронов

Происходит рост аксонов к окончательной цели (др. нейронам)

В результате модификации синапсов возникают зрелые нейронные соединения

Для дифференцировки нейронов и установления контактов между ними требуются ростковые факторы Ростковые факторы для нейронов впервые обнаружила Rita Levi-Montalchini, лауреат Нобелевской премии 1986 года

Вопрос 5. Принципы организации функциональных систем мозга Функциональная система мозга – это объединение разных отделов мозга в процессе выполнения определенной функции. Элементы ЦНС (нейроны, зоны и области мозга) объединяются за счет активации части имеющихся связей и могут входить в разные системы

А Вы чай пьёте?

Что требуется для чаепития? 1. Информация о положении нужных предметов в пространстве и о положении собственных частей тела. 2. Движения, нужные для удержания и перемещения необходимых предметов. 3. Захотеть чаю.

Взаимодействие функциональных систем ЦНС

В основе психических процессов элементарные операции мозга Отдельные регионы мозга выполняют элементарные операции. Каждая такая операция - компонент сложного психического процесса. Для объединения компонентов используется сложная сеть нейронов Каждый связующий путь дублирован параллельными путями

Принципы организации функциональных систем Представительство зон и проводящих путей топографическое и контрлатеральное. Все проводящие пути топографически упорядочены, многие из них перекрещиваются. Параллельность работы. В каждой системе есть несколько параллельных путей для переработки подобной информации. Иерархичность и последовательность переработки информации. В каждой системе есть переключательные центры, с качественно разным уровнем переработки информации. Специализация структур. Разные области мозга выполняют разные задачи (функции).