Школа здоровья университетские субботы Архангельск 2016
ЧЕЛОВЕК & КОМПЬЮТЕР ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЯ Лектор: д. м. н. проф. Пащенко Владимир Петрович
Роль науки • Хочется прежде всего напомнить, что прогресс человека и человечества в настоящее время в значительной мере определяется развитием науки, ее конкретными достижениями. За последние десятилетия мир изменился благодаря появлению компьютеров, девайсов, гаджетов, Интернета телевизоров и различной электронной технике. Все это зримые достижения науки. За тридцать , сорок лет, за полвека совершенно изменились условия жизни, появились новые представления о мире и даже о Вселенной в целом. Вот недавно, например, были открыты волны гравитации. Не приведет ли это к тому, что будут созданы устройства антигравитации.
Наука в СГМУ • Здоровье современного человека тоже зависит от успехов науки. Стоит сказать, что в этом отношении АГМИ СГМУ имеет хорошие традиции и возможности , например, в нашем Вузе учился академик Н. М. Амосов, который на втором курсе задумался об искусственном механическом сердце. В нашем Вузе в качестве зав. каф. физики преподавал с 1935 по 1939 год доктор физико математических наук, про фессор В. Е. Лошкарев, известный ученый, который внес большой вклад развитие физики полупроводников и сыграл большую роль в развитии отечественной электроники. В СГМУ работал проф. Г. А. Орлов, который один из первых стал внедрять лапароскопию методы диагностики и малоинвазивные методы операций, одним из первых использовал методы инфракрасной термографии (тепловизор) для диагностики и лечения. В настоящее время есть предпосылки развития регенеративной медицины: использования стволовых клеток. Лаборатория клеточных культур. Доцент М. Я. Спивак предложил лекарство от рака. Перспективно использование целебных свойств морских водорослей. Первая лаборатория по Акклиматизации человека на Севере, также впервые была образована у нас в ВУЗЕ.
Компьютер и человек • Наша беседа связана с обсуждения и сравнения некоторых общих принципов работы организма человека и компьютера. О том , что развитие науки в направлении моделирования функций головного мозга может привезти к созданию искусственного разума, превосходящего возможности человека, моделированию интеллекта отдельной личности и новым представлениям о том, что такое живой организм. Будут созданы новые приборы контролирующие здоровье человека. • Здесь мы можем сослаться опять же на работы нашего выпускника академика Н. М. Амосова. Он был известным хирургом и одновременно возглавлял институт кибернетики в Киеве. Именно он одним из первых стал говорить о этих глобальных перспективах кибернетики. • Однако прежде чем конструировать искусственный разум, нужно представлять как работает организм человека, что общего и в чем различие между современными компьютерами и принципами работы систем организма человека. • Изучением организма человека занимаются различные науки . Анатомия, гистология это строение человека, а физиология, молекулярная физиология, биохимия это – именно функция. • Знания о компьютере студенты получают на физике , информатике.
Компьютер: • Центральный процессор несомненно основной цент любого современного компьютера, представляющий собой очень небольшой кремниевый кристалл, содержащий огромное количество (несколько миллионов) транзисторов. • Транзисторы представляют собой миниатюрные электронные переключатели. Из них, как из кирпичиков, строится процессор — «мозг» компьютера. • Транзисторы являются основой практически всех современных микросхем. Из транзисторов можно собрать логические элементы, которые реализуют операции логического отрицания, логического умножения и логического сложения. • Как и обычный электрический выключатель, транзистор может находиться двух состояниях — «включено» и «выключено» . Такое «двоичное» поведение транзистора используется при обработке информации в компьютере. • Таким образом в компьютере именно транзистор генерирует последовательность импульсов, которые могут нести информацию.
Как выглядит компьютер?
Все это можно представить в виде такой схемы:
Общий вид фрагмента компьютерной материнской платы и организации коммуникационных связей.
Организм человека • Если, так же схематично подойти к организму человека, то переработка и хранение информации в нем осуществляется нервной системой (ЦНС). Центральную роль играет головной мозг (как бы процессор). Состоящий примерно из 15 миллиардов клеток. Программа работы мозга и память также находится в головном мозгу. Выполняются и все остальные принципы фон Неймана. Работа мозга в целом связана с простейшими свойствами нервных клеток и нервных центров. • Мозг состоит из нервных клеток, выполняющих функцию транзисторов. Нервные волокна связывают между собой отдельные клетки и нервные центры. • Передача информации происходит с помощью серии импульсов. А нервная клетка ( «транзистор» ) , которая генерирует импульсы может находится в трех состояниях: возбуждения, торможения и покоя.
Нервная система человека
Человек и компьютер? Устройствами ввода у человека являются органы чувств: обоняние, зрение, слух, вкусовой и вестибулярный анализаторы, а также десятки миллиардов рецепторов расположенных в коже и внутренних органах, а устройствами вывода являются – двигательные центры нервной системы (двигательные центры спинного мозга, мотонейроны вегетативной нервной системы ВНД), которые отдают команду мышцам конечностей, туловища, голосовым мышцам, гладкой мускулатуре.
Основные части нервной системы человека
В целом можно сделать вывод: очень много сходства • Как видно, принципиальные схемы, связанные с обработкой информации, во многом одинаковы. • В связи с этим вполне адекватна представленная схема:
Общая функциональная схема человека
Клетки, способные генерировать импульсы: нервной , мышечной, железистой ткани
• Возникают и вопросы: в чем же по определению принципиальное отличие компьютера от человека? • Ответ находим в Интернете. • Что такое компьютер? .
Что такое компьютер? Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.
Человек? • Можно сказать, что всеми этими свойствами компьютера обладает и мозг человека, т. е. он способен обрабатывать данные, производить вычисления и манипулировать символами. • Поэтому вполне уместна схема из Интернета показывающая тесную взаимосвязь мозга человека и ЭВМ компьютера:
Есть в Интернете такое мнение:
Является ли это принципиальным отличием? На наш взгляд нет! • Дело в том, что человек «своими действиями» управляет тоже в соответствии с наследственной программой, врожденными инстинктами и приобретенными условными рефлексами (определенным опытом) которые формируется тоже в соответствии с заложенной наследственной программой и закреплённой в памяти. • Более того еще в 1863 году физиолог М. И. Сеченов в своей работе «Рефлексы головного мозга» утверждал, что вся психическая деятельность человека связана с рефлексами. Рефлексы это врожденные и приобретенные программы . В основном это наследственные программы и программы выработанные в процессе жизнедеятельности. Рефлексы бывают простые и сложные.
Иван Михайлович Сеченов (1829 1905) — российский ученый и мыслитель материалист, создатель физиологической школы, член корреспондент (1869), почетный член (1904) Петербургской АН. В классическом труде «Рефлексы головного мозга» (1863) Иван Сеченов обосновал рефлекторную природу сознательной и бессознательной деятельности, показал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами. Открыл явления центрального торможения, суммации в нервной системе, установил наличие ритмических биоэлектрических процессов в центральной нервной системе, обосновал значение процессов обмена веществ в осуществлении возбуждения.
В связи с этим достаточно адекватно выглядят следующие схемы и рисунки взятые нами также из Интернета. Вопрос: Да, пока компьютер в зависимости от обстановки сам не вырабатывает программы, но вероятно это временное затруднение ? ?
В чем принципиальные отличие компьютера от мозга человека Основу компьютеров образует аппаратура, созданная с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций. Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы — сотни миллионов операций в секунду. • Таким образом отличие в том, что компьютер состоит из электромеханических элементов и устройств , а мозг человека из биологических клеток.
Таким образом отличие в материальной основе: компьютеры это кристаллы, металл, сплавы. А мозг человека – это клетки: органические структуры из молекул белков, жиров, углеводов. Вопрос!! Всегда ли важно, чтоб живой организм состоял из живых клеток, а не из другого материала? ? Важна информация!!!
В чем преимущества компьютера? • Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы — сотни миллионов операций в секунду. • Неограниченные объемы оперативной и долговременной памяти. • Очень быстрая загрузка информации. Базу данных школьного курса, института (учебники) можно загрузить в память компьютера за несколько часов. • В преимуществах компьютера мы видим недостатки нашей нервной системы (ЦНС).
С чем связаны недостатки нервной системы человека в сравнении с компьютером? ? ? 1. Сложность работы нервной клетки. 2. Сбои в ее работе возникают при воздействии из внешней и внутренней среды, они уязвимы вирусами. 5. Клеточные структуры с большим трудом поддается ремонту. 6. Недостаточно надежная память, она ограничена по объему и невысокая точность (слабое звено) 7. С этим связан длительный срок обучения, низкая скорость перемещения информации в долговременную память.
Отличие компьютера от человека • Принципиальное отличие компьютера от мозга человека связано с тем, что в одном случае сигнал (бит информации) генерируется транзисторами, которые представляет собой миниатюрные электронные переключатели. Из них, как из кирпичиков и строится процессор — «мозг» компьютера. • А в организме этот импульс генерируется мембраной клеток возбудимых тканей – клетками нервной, мышечной и железистой ткани. • Генерация импульса в возбудимой клетке, способ передачи информации –это сложный физиологический процесс, который изучается в важном разделе физиологии, который называется электрофизиология
Рассмотрим как работает возбудимая клетка? Эти вопросы изучаются в СГМУ на кафедре физики и затем на кафедре нормальной физиологии. Работа клеток возбудимых тканей ассоциируется с основными свойствами живого: раздражимостью, возбудимостью, проводимостью. • Свойства этих клеток изучают в разделе электрофизиология. •
Что исследует электрофизиология? • Как возникает импульс в животной клетке? • Как передается информация в нервном центре? • Основные структуры нервной системы человека: А) головной мозг, Б) соматическая нервная система Г) автономная нервная система
• Изучение электрофизиологии начинается с истории ее развития, а она начинается с опытов итальянского ученого физика и физиолога Луиджи Гальвани, (1737 1798) который утверждал, что электричество образуется в самих тканях организма : мышцах , спинном мозге. . Подтверждая это он показал, что если соединить металлическим проводником ( медь + железо) спинной мозг лягушки с мышцей лапки, то это вызывает ее сокращение. . Истина рождалась в споре. Другой итальянский физик и физиолог А. Вольта (1745 1827) был оппонентом Гальвани и опровергал его заключения, показав, что сокращение мышц лягушки связано с возникновением разности потенциалов при соприкосновении металлов меди и железа. В свою очередь Гальвани не согласился с Вольтом и используя нервно мышечный препарат показал, что электрический заряд можно обнаружить на границе поврежденной мышцы, набрасывая нерв на мышцу. Этот спор двух ученых привлек всеобщее внимание, что и было началом углубленных исследований этого вопроса другими учеными.
Лаборатория Гальвани Л. Гальвани А. Вольта
В 1791 году Гальвани опубликовал результаты своих исследований в знаменитом «Трактате о силах электричества при мышечном движении» , получившем широкую известность.
Опыт Е. Dubois-Reymond • В дальнейшем 1848 году Дюбуа Реймон, используя струнный гальванометр, действительно показал, что поврежденный участок мышцы несет отрицательный заряд, а неповрежденный участок— положительный. . • Таким образом Гальвани оказался прав, но и Вольта тоже сделал ряд гениальных открытий (вольтов столб, гальванический элемент). • Когда было показано, что наружная поверхность мышцы заряжена положительно по отношению к ее внутреннему содержимому, то естественно возникал и вопрос: почему?
Некоторые вехи электрофизиологии 1771 Л. Гальвани (L. Gahiani, Италия) в «Трактате о силах электричества при мышечном дви жении» доказал существование так называемого животного электричества. 1840 К. Маттеучи (К. Matteuci, Италия) получил первое доказательство электрической природы нервного импульса. В 1845 г. он применил нервно мышечный препарат в качестве чувстви тельного биологического индикатора существования токов в других сокращающихся мышцах. 1848 Э. Дюбуа Реймбн (Е. Dubois Reymond, Германия) разработал методы раздражения ткани (индукционная катушка) и регистрации ответов (гальванометр), доказал существование потенциала покоя и потенциала действия. 1850 Г. Гельмгольц (Н. Helmholtz, Германия) измерил скорость распространения нервного импульса по нерву лягушки, а в 1867 1871 гг. вместе с русским ученым Н. Бакстом произ вел это измерение у человека. 1851 Э. Пфлюгер (Е. Pfluger, Германия) показал, что усиление раздражения рецепторов вызывает изменение рефлекторных ответов — иррадиацию возбуждения в нервных центрах. 1859 Э. Пфлюгер открыл закономерности действия постоянного тока на нерв и мышцу, что положило начало учению о физиологическом электротоне. 1862 И. М. Сеченов (Россия) открыл явление центрального торможения. 1865 О. Дейтерс (О. Deiters, Германия) описал дендриты и аксоны нервных клеток.
1883 Н. Е. Введенский (Россия) доказал колебательную природу возбуждения в нерве. В 1884 г. с помощью телефонного аппарата прослушал возбуждение в нерве. Ввел понятие лабиль ности возбудимой ткани. 1883 Б. Ф. Верйго (Россия) установил закономерность изменения возбудимости при длительном действии постоянного тока (катода) на возбудимую ткань (католическая депрессия Верйго). 1891 Г. Вальдейер (Н. Waldeyer, Германия) подтвердил применимость клеточной теории к нервной системе, предложил назвать нервную клетку «нейрон» . 1895 А. Ф. Самойлов (Россия) экспериментально доказал гуморальную природу центрального торможения. 1896 В. Ю. Чаговец (Россия) предложил первую ионную теорию биоэлектрических явлений. Обосновал теорию раздражающего действия электрического тока. 1921 В. ЭЙНТХОВЕН, голландскому физиологу, за прибор для регистрации электрической активности сердца (ЭКГ) была присуждена Нобелевская премия. 1963 А. Ходжкину и А. Хаксли вместе с Джоном Эклсом была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за изучение процессов генерации и передачи нервных импульсов.
Методы изучения • Успехи в изучении биоэлектрических явлений были тесно связаны с усовершенствованием техники регистрации быстрых колебаний электрического потенциала: струнные, шлейфные и катодные осциллографы, а также методов отведения электрических потенциалов от одиночных возбудимых клеток. • Тогда удалось обнаружить, что разность потенциалов наблюдается не только между наружной и внутренней частью мышцы, но и между наружной и внутренней частью мышечной, нервной и железистой клетки!!
Почему это происходит ? Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть мембрану этих клеток Мембрана возбудимых клеток состоит из двойного слоя фосфолипидов и в нем содержатся белковые структуры, которые выполняют роль каналов и насосов, предназначенных для перемещения различных молекул и ионов. Как было установлено в исследованиях для возникновения разности потенциалов особенно важное значение имеет распределение ионы натрия , калия, кальция а также анионов хлора между наружной и внутренней мембраной клетки.
В таблице показано распределение этих ионов между наружной и внутренней мембраны клетки , т. е. снаружи и в самой клетке. Ионов натрия больше снаружи , а ионов калия – внутри. Отрицательный заряд внутри за счет ионов хлора. В состоянии покоя клетка снаружи имеет положительный заряд , а внутри отрицательный. ионы [Сin], m. M Снаружи [Сout], m. M Внутри Проницаемость мембраны К+ 12 120 -145 0, 5 N a+ 120 -150 4 -5 0, 5 Cl- 4 -9 120 -125 0, 45 Ca++ 0, 0001 2, 5 • Ионы перемещаются через мембрану благодаря электрохимическому градиенту по обе стороны мембраны Однако не так все просто. В состоянии покоя проницаемость каналов для ионов калия значительно выше, чем всех других и именно ионы калия окончательно и определяют потенциал возбудимых клеток и на уровне 60 90 мл. В)
В формирование динамического потенциала покоя принимают активное участие и мембранные насосы, которые с затратой энергии АТФ за каждый цикл перемещают два иона калия внутрь клетки и три иона натрия из клетки. Это исходное состояние возбудимой клетки в состоянии покоя. При раздражении клетки состояние ее резко меняется. Открываются натриевые каналы и поток их устремляется внутрь клетки!!!. Заряд мембраны резко меняется и снаружи она становится заряженной отрицательно , а внутри положительна. 1. Таким образом и возникает импульс, который может распространятся от одной клетки к другой. 2. Таким образом, разность потенциалов покоя в клетке связана с перемещением ионов в основном ионов К+. А — поляризация мембраны за счет деятельности Nа+, К+ помпы; / — внешняя среда, // — мембрана, III — содержимое клетки; Б — схема регистрации мембранного потенциала: / — электрод внутри волокна, 2 — поверхностный электрод; В — графическое изображение мембранного потенциала
Таким образом: 1. Потенциал действия (импульс) возникает при раздражении клетки (электрическим, химическим, механическим и др. способом) , которое превышает пороговый уровень. 2. Реакция клеток возбудимых тканей на раздражение сопровождается ее возбуждением и изменением заряда мембраны. Мембрана клетки снаружи становится заряженной отрицательно, а внутри положительно. 3. Эти изменения связаны с резким изменением проницаемости натриевых, селективных каналов и перемещением ионов натрия внутрь клетки. 4. Это явление занимает несколько миллисекунд и поэтому импульсы не могут следовать друг за другом непрерывно.
Сопоставление развития потенциала действия (А) с изменениями проницаемости мембраны (Б) (по К. Кулланде, 1968): I — нарушение деятельности Nа+, К+ помпы, изменение проницаемости мембраны, вхождение ионов Nа внутрь клетки и изменение заряда мембраны (деполяризация): II выход ионов К наружу (реполяризация); III возобновление деятельности Nа+, К+ помпы
Потенциал действия – быстрые колебания трансмембранной разности потенциалов, обусловленные изменением ионной проницаемости мембраны, протекающие в виде нескольких фаз: • • локальный ответ деполяризация реполяризация следовые потенциалы (следовая деполяризация, следовая гиперполяризация)
Таким образом, возбудимую клетку можно рассматривать своеобразным триггерным устройством, запускающим их специфическую биоэлектрическую активность : генерацию нервного импульса, который может передавать информацию, вызывать сокращение мышцы, влиять на состояние соседних клеток, изменять их активность.
Сопоставление одиночного возбуждения с фазами возбудимости а мембранный потенциал (исходная возбудимость), б локальный ответ, или ВПСП (повышенная возбудимость), в потенциал действия (абсолютная и относительная рефрактерность), г следовая деполяризация (супернормальная возбудимость), д следовая гиперполяризация (субнормальная возбудимость)
Этапы распространения возбуждения по аксону нервной клетки (А, Б, В) (по Б. Катцу и Е. Жукову, 1970)
Нейрон и его компоненты. А — нервная клетка, аксон, мышца; Б — строение нервного волокна
Передача возбуждения от нервной клетки передается по аксону, который заканчивается синапсом. Синаптические процессы в невозбужденном и возбужденном синапсах (по Л. Щельцыну, 1980): (А — ацетилхолин, Хэ — холинэстераза)
• Таким образом, в самых общих чертах мы рассмотрели возникновение импульса в клетке возбудимых тканей. Эта клетка, генерирует импульсы, используемые для передачи информации в организме. • Нужно сказать, что в организме существуют различные модификации этих клеток, которые генерируют импульсы (потенциалы действия) с различными характеристиками. • На следующем слайде показаны потенциал действия поперечно полосатой и сердечной мышцы.
Далее познакомится с функцией нервной системы человека. Некоторыми общими принципами
При изучении центральной нервной системы (ЦНС) мы выделяем в частности следующие разделы 1. Значение функции ЦНС в регуляции функций организма; 2. Нейрон как структурная единица ЦНС его свойства и функция; 3. Свойства нервных центров; 4. Соматическая и вегетативная системы ЦНС их общее строение; 5. Основные структуры спинного и головного мозга.
Основоположники отечественной школы физиологов И. М. Сеченов, И. П. Павлов
Функции центральной нервной системы. • Организм человека представляет собой сложную высокоорганизованную систему, состоящую из функционально связанных между собой клеток, тканей, органов и их систем. • Эту взаимосвязь (интеграцию) функций, их согласованное функционирование обеспечивает центральная нервная система (ЦНС). ЦНС регулирует все процессы, протекающие в организме, поэтому с ее помощью происходят наиболее адекватные изменения работы различных органов, направленные на обеспечение той или иной его деятельности
Главный принцип работы ЦНС рефлекторный Этот принцип был декларирован в трудах Р. Декарта, Прохазки, И. М. Сеченова, И. П. Павлова. В ответ на раздражение в ЦНС формируется ответная реакция в соответствии с врожденными программами ( врожденными рефлексами), а также выработанными условными рефлексами ( программами, которые вырабатываются в зависимости от обстановки и окружающей среды). На мой взгляд, именно вырабатывать эти новые программы, обеспечивающих приспособление организма к новым условиям, компьютеры умеют невполной мере.
ЦНС Подразделяется: 1. Головной мозг: кора мозга, подкорковые центры, центры ствола мозга, мозжечок, высшие центры вегетативной нервной системы. • Ствол мозга, мозжечок : соматическая нервная система, центры статических и статокинетических рефлексов, связанные с регуляцией деятельности мышц. 2. Спинной мозг: чувствительные и двигательные центры соматической и вегетативной нервной системы, восходящие и нисходящие пути. 3. Узлы , центры и ганглии вегетативной нервной системы, находящиеся за пределами головного и спинного мозга. • Периферические центры вегетативной нервной системы (симпатическая и парасимпатическая ее части), обеспечивающие регуляцию внутренних органов.
Отделы вегетативной нервной системы
К сожалению, у нас нет возможности остановиться подробно на всех отделах ЦНС. Изучение строения и функции ЦНС в мед. университете проходит с первого по шестой курс: на кафедрах физики, физиологии, патофизиологии, на всех клинических кафедрах и особенно на кафедре нервных болезней, кафедрах психологии, психиатрии. Все заболевания, все функции организма связаны с нервной системой. Свойства нервной системы зависят наследственности, возраста, пола, профессии. С нарушением ее функций связывают преждевременное старение организма.
Человек = компьютер? Если продолжать сравнение ЦНС с компьютером, то можно сказать, что в организме можно выделить несколько относительно самостоятельных компьютеров, программное обеспечение которых несколько различается. Головной мозг –это процессор и безусловно центральный сервер, куда поступает вся основная информация. Отделы вегетативной нервной системы (симпатической и парасимпатической) это два мощных относительно самостоятельных периферических компьютера связанных с регуляцией работы внутренних органов. Наконец некоторые органы (сердце, желудочный тракт) имеют еще свою собственную системы регуляции. Это подобие индивидуальных девайсов и гаджетов.
Головной мозг, как основной сервер имеет различные отделы, связанные с функциями организма, поражение их сопровождается нарушением движения, чувствительности речи, слуха. Они возникают часто в результате инсульта, кровоизлияния.
• Сложность работы ЦНС еще и в том, что она тесно связана с работой системы желез внутренней секреции. • Железы внутренней секреции выделяют гормоны, которые настраивают ЦНС на тот или иной режим работы. Такие гормоны как адреналин во многих случаях ускоряют процессы в ЦНС, а например ГАМК, глицин, наоборот тормозят, причем таких веществ десятки в том числе и поступающих в организм из внешней среды. • Например, такие хорошо известные простейшие вещества, такие как алкоголь и никотин.
И на самом деле нужно говорить о нейроэндокринной системе регуляции организма
Никотин • Никотин попадает в мозг через 7 секунд после затяжки , что проявляется головокружением и ослаблением памяти . Компоненты табака тормозят центры головного мозга и вызывают расслабление. Привыкнув к сигарете человек испытывает постоянную необходимость в курении. Возникновение и прекращение стресса, связано с сигаретой, быстро становится условным рефлексом от которого трудно избавиться. Между тем, табак содержит канцерогенные вещества. Вызывает рак легкого.
Патологические состояния связанные с поражением нервной системы
Память • Все же наиболее слабым звеном в работе мозга по сравнению с компьютером –это функция запоминания и использование ее ресурсов ( воспоминание). Недостаточно хорошая память – это годы учебы. Умный человек как правило тот, кто много знает. (например Вассерман). • В связи с этим вызывают интерес молекулярные механизмы памяти, но они изучены еще недостаточно. • Каков общий объем, который может запомнить мозг человека? ? . Ответы очень приблизительные. • С учетом количества нейронов нейробиологи общий объем памяти оценивают на уровне от 10 до 100 терабайт. Мозг насчитывает около 100 миллиардов нейронов, и каждый нейрон может иметь до 1000 связей, что около 100 терабайт. Но на самом деле она видимо гораздо
К сожалению, механизмы памяти изучены не в полной мере. Установлена роль при запоминании синапсов и числа контактов между нейронами. Особо важную роль играют изменения в синапсах при запоминании. Их количество увеличивается при запоминании, установлена роль молекул ДНК и РНК. Установлено, что долговременная память человека связана с гипокампом. Необходимость повторения для запоминания говорит о рефлекторных механизмах памяти, роли ассоциативных связей. В запоминании принимает участие правое и левое полушарие мозга.
Компьютеры и человек! • Совершенно очевидно, что дальнейшее развитие человека невозможно без компьютеров, роботов, электроники. • Вычислительные системы и информационные технологии будут находить все более широкое применение в самых разных областях человеческого бытия – в науке и технике, в образовании и культуре, в производстве, на транспорте и в сфере обслуживания.
Человек + компьютер • Некоторые японские фирмы объявили программу создания компьютерных систем, которое должны базироваться на использовании искусственного интеллекта, экспертных систем и естественного языка общения. • Ожидается широкое использование компьютерных устройств в медицине для контроля функций организма, особенно сердечно сосудистой системы. Уже разработаны роботы выполняющие с участием врача сложные операции (да винчи). Все это с учетом использования нанотехнологий расширит возможности врача.
Актуальность проблемы: • Однако развитие этих технологий несет в себе немало опасностей. • На наш взгляд очень важно оптимальное взаимоотношение главного компьютера (мозга) человека и компьютеров (девайсов). Поскольку преимущества в памяти компьютеров очевидны , то их использование в среде учеников школ и студентов в институтах носит массовый характер. Проблемы запоминания перекладываются на ноутбуки и девайсы (Самсунги, Леновы и др. ). • Поскольку память человека как и мышление развивается в процессе тренировки и повторения, то большая опасность в атрофии этих свойств у человека: студентов и школьников. Что и наблюдается!
Компьютерные болезни • Наши исследования проведенные в школах показали, что массовое увлечение компьютерными играми школьников старших классов влечет за собой уменьшение интереса к занятиям спортом. Между тем физическая нагрузка организму совершенное необходима для его развития и поддержания здоровья. • Наблюдается также определенные неврозоподобные заболевания – фобии, зависимость человек от компьютера. Забыв свой мобильник человек впадает в панику, испытывает чувство беспокойства. • Человек уже не может обходится без своего девайса: есть потребность часами слушать музыку, наблюдается патологическая привязанность к компьютерным играм, запоминание перекладывается на память компьютера. Все эти моменты необходимо учитывать. За рубежом уже продаются куклы, манекены с которыми можно дружить. Компьютерные няни.
Рекомендуемая литература 1. Наточин Ю. В. И Ткачук В. А. Современный курс классической физиологии И во: «Геотар Медиа» , Москва, 2008 383 С 2. Пащенко В. П. Статьи: «Вы хотели бы воскреснуть? Хотя бы в компьютере» ; «Бессмертие в компьютере» В кн. : Север и человек» , Архангельск 2013 стр. 200 207 3. http: //shumilov. kiev. ua/kniga mozg/Информационная ёмкость мозга человека. 4. Емкость мозга человека Форумkak 2 z. ruindex. php? topic=101386. 0
Спасибо за внимание
Скачать презентацию Школа здоровья университетские субботы Архангельск 2016 ЧЕЛОВЕК
0678eed0cc2e0d2a1658eefb7abf3f7b.ppt