Вилейанур Рамачандран - 3 ключа к пониманию вашего мозга

МОЗГ: СИЛА МЫСЛИ ... И ИДЕЙ

«Интеллект — способность мозга находить порядок в том, что прежде казалось беспорядочным».

— Р. В. Янг

Полуторакилограммовая масса нервных клеток и опорные ткани, или мозг, пожалуй, самый сложный и удивительный из всех известных нам органов. И хотя можно ударяться в лирику о чудесных способностях человеческого мозга, у этого органа есть немало недостатков и проблем. Мышление преимущественно идет через межнейронные связи, в которых используется электрохимический метод подачи сигналов — примерно в миллион раз медленнее, чем современные электронные цепи. Что еще важнее — многочисленные проблемы, возникающие с мозгом: от развития зависимостей до постепенного или резкого функционального спада с возрастом.

Тем не менее, мы все лучше и быстрее понимаем, как работает мозг: от биохимии нервных клеток, такой как синапс (взаимодействие нервных клеток), до принципов работы крупных отделов мозга, таких как мозжечок (отвечающий за координацию движений) и гиппокамп (участвующий в формировании памяти). Изложенные в этой статье принципы помогут оптимизировать вашу ментальную функцию уже сегодня, а вы сможете значительно замедлить старение мозга и другие патологические процессы. Методы лечения и ранние методы обещают окончательно остановить и обратить главные причины старения мозга и спада интеллектуальных способностей. В конце концов технологии позволят значительно расширить наши интеллектуальные способности через тесное слияние с мощными формами небиологического интеллекта.

Все мысли и эмоции, а также бо?льшая часть функций тела — от частоты сердцебиения до расширения зрачков — управляются электрохимическими сигналами мозга. В мозге находится около 100 миллиардов нейронов (активных клеток мозга), которые поддерживаются клетками нейроглии в количестве более триллиона. Обычно нейрон соединяется с другими нейронами через примерно 1000 взаимосвязей, или синапсов, таким образом, в человеческом мозге существует около 100 триллионов связей. Глиальные клетки оказывают влияние на действие синапсов.

За последние годы мы наблюдаем быстрый прогресс моделирования и даже воспроизведения важных областей мозга. Американский ученый Ллойд Уотттс и его коллеги разработали компьютерную модель пятнадцати областей слуховой коры мозга, которая работает подобно слуховому восприятию человека.

Собрав данные многочисленных исследований, Джавиер Ф. Медина, Майкл Д. Маук и их коллеги из медицинской школы Техасского университета разработали детальную компьютерную модель мозжечка — области мозга в затылочной части головы, отвечающей за управление движениями. Модель включает мозговые клетки всех основных типов, более 10000 смоделированных нейронов и 300000 синапсов.

Мыслительные процессы, связанные с принятием рациональных решений, планированием и способностью говорить, сосредоточены в тонком слое нейронов на внешней стороне мозга под названием «кора головного мозга», всего 1,5–4,5 миллиметра толщиной. Мозг, составляющий 2 процента от веса всего тела, получает 20 процентов исходящей от сердца крови и потребляет 20 процентов всего кислорода в организме. По весу, мозг на 60 процентов состоит из жира, что объясняет важность адекватного содержания полезных жиров в рационе.

50000 ученых и проектировщиков работают в сфере исследований человеческого мозга.

Мозг

Все быстрее разрабатываются мощные инструменты для изучения мозга изнутри, расширяются наши знания о нем. Например, ежегодно удваивается разрешение, соотношение цена/производительность и диапазон частот томографов головного мозга (как инвазивных, так и неинвазивных). Многие из этих достижений помогут нам смоделировать человеческий интеллект с помощью машин. В этой главе мы сосредоточимся на практических наработках, которые помогут вам улучшить функцию мозга, а также рассмотрим некоторые технологии, которые нам будут очень полезны для достижения этой цели в будущем.

ПОДДЕРЖКА МОЗГА

Почти целый век бытовало мнение, что мозг является относительно неизменным органом, а бесценные клетки мозга не восстанавливаются. Считалось, что человек рождается с определенным количеством нейронов, а терять каждый день некоторое число этих клеток — естественный биологический процесс. В отличие от других органов тела, которые обладают регенерационными способностями (вспомните, как восстанавливается раздробленная на части кость или как оправляется печень после разрушительного воздействия целой ночи алкогольных возлияний), считалось, что способность мозга к самовосстановлению после травмы очень ограничена.

НЕЙРО-КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНТЕРФЕЙС, БИОНИЧЕСКИЕ КОНЕЧНОСТИ И УПРАВЛЯЕМЫЕ МЫСЛЬЮ РОБОТЫ

Начинает работать двустороннее, бесконтактное сообщение в реальном времени между нервными клетками и машинами.В этой сфере ключевым аспектом является воспроизведение сложной модели входящих и исходящих сигналов мозга. Это могло бы позволить человеку с параличом всех четырех конечностей управлять компьютером или другими устройствами.

Система под названием Браузер мозга (BrainBrowser) разрабатывается в Государственном университете штата Джорджия, чтобы подсоединяться к мозгу человека, давая ему возможность просматривать страницы Интернета исключительно силой мысли.

Исследовательская команда из Стэнфордского университета разработала вживляемый чип, дающий искусственные синапсы. Устройство получает информацию из биологических нейромедиаторов, инициируемых электронными командами, что является еще одним способом напрямую связать электронные компьютерные устройства и нейроны. Существует мнение, что через несколько лет пациенты с параличом или сенсорными нарушениями смогут применять эти технологии. Через 10 лет люди с ограниченными физическими возможностями смогут двигать парализованными конечностями или управлять роботом для выполнения повседневных домашних дел, а человек с искусственной рукой сможет ловко вырезать ножницами из бумаги и чувствовать руку любимого человека.

Возможность исключить посредников — нервы и мышцы в руках и ногах — и напрямую связать мозг с внешними устройствами, может не просто заменить, а улучшить функции человека. Эту цель настойчиво преследует крупная исследовательская программа компании Defense Advanced Research Projects Agency, в которой планируется ускорить реакцию солдат, усовершенствовать принятие решений и управлять роботами и комплексами боевых средств силой мысли.

Одно из самых важных открытий современной неврологии состоит в том, что на самом деле мозг обладает огромным потенциалом самовосстановления и регенерации.

На протяжении более ста лет ученые считали, что определенные области мозга напрямую связаны с определенными функциями. В 1857 году французский нейрохирург Поль Брока соотнес травмированные или перенесшие хирургическое вмешательства области мозга с утратой определенных способностей, таких как тонкая моторика и речь. Хотя определенные области отвечают за управление отдельными функциями, сейчас мы понимаем, что эта привязка может меняться после травмы головного или спинного мозга, которая приводят к частичному параличу. В 1965 году в классическом исследовании Хьюбел и Визель продемонстрировали, что после серьезного повреждения, такого как инсульт, мозг способен значительно реорганизоваться и другие области мозга берут на себя функции поврежденных отделов.

В соответствии с этим, разные области мозга могут выполнять функции других областей. Ученые уже используют этот метод для лечения пациентов, перенесших травму определенного отдела мозга. Например, часть височной доли под названием «область Брока», расположенная над вершиной уха, тесно связана с пониманием речи и способностью говорить. У пациентов, перенесших инсульт с повреждением области Брока, могут возникнуть трудности со словесным выражением и членораздельной речью. Но можно научить другие области мозга брать на себя речевые функции, таким образом, пациент вновь обретает способность говорить.

Кроме того, ученые выяснили, что даже у взрослых людей мозг наполнен стволовыми клетками — остаточными явлениями эмбрионального развития. Активные исследования направлены на разработку механизмов стимуляции стволовых клеток головного мозга, которые способны превратиться в новые нейроны и могут помочь заживить, а в идеале даже обратить повреждения из-за нейродегенеративных болезней, включая повреждения в результате процесса старения. По-видимому, ключевым фактором этого процесса является оксид азота — одна из основных сигнальных молекул организма. В одном эксперименте на животных при подавлении формирования оксида азота в мозге ученым удалось увеличить количество стволовых клеток, из которых 70 процентов стали новыми нейронами.

Поставленный исследователями в области генетики Фредом Гейджем и Генриеттой ван Прааг в Институте биологических исследований Солка в Сан-Диего эксперимент показал, что нейрогенез фактически стимулируется вашими действиями. Переселение мышей из пустой безынтересной клетки в клетку со стимулятором (беговым колесом) приблизительно удвоило количество новых делящихся клеток в гиппокампе. Вы можете добиться того же эффекта, постоянно давая вашему мозгу новые интересные впечатления. Существует множество способов, как вырастить новые клетки мозга: посещайте образовательные курсы, путешествуйте по новым местам, встречайтесь с интересными людьми и включайтесь в увлекательные беседы. Возможностей масса.

Источник-

http://www.mirprognozov.ru/

Источник: vk.com

Комментарии: