Кора головного мозга работает во время сна. Леонид Каганов: дневник. Что подразумевается под отмиранием нейронов

Содержание:

10 октября 2012 г.: Исследователи из Лос-Анджелеса, США, впервые измерили активность того отдела мозга спящего человека, который отвечает за обучение, память, а также болезнь Альцгеймера. В результате обнаружилось, что данная часть головного мозга может вести себя активно даже под наркозом, и это- открытие, которое противоречит традиционной теории о консолидации человеческой памяти во время глубокого сна.

Ученые измерили активность нейронов, которые участвуют в формировании памяти, в различных частях мозга. Технические средства, используемые в процессе исследования, позволили установить, какие именно области мозга проявляли повышенную активность, и как распространяется эта активность, говорит автор проведенного исследования Маянк П. Мета (Mayank Р. Mehta), профессор нейрофизики Лос-Анджелесского департамента нейробиологии, неврологии, астрономии и физики.

Роль энториальной коры во взаимодействии частей головного мозга

Мета и его команда рассмотрели три связанные между собой области мозга мышей – неокортекс, или «новый» мозг, гиппокамп, или «старый» мозг, и энторинальную кору промежуточного мозга, которая соединяет между собой новый и старый мозг. Несмотря на то, что предыдущие исследования ясно показали, что взаимодействие во время сна между частями мозга имеет очень важное значение при формировании памяти, не изучалась роль энторинальной коры во взаимодействии неокортекса и гиппокампа, которая, как оказалось, устанавливает свои правила игры, сказал Мета.

Его коллеги выяснили, что энторинальная кора показала непрерывную активностью, хотя она, как считалось ранее, занимает промежуточное положение в работе памяти во время бодрствования, и отвечает за кратковременную память, когда человек, например, повторяет телефонный номер или следует инструкциям.

«Большой неожиданностью является то, что такая интенсивная активность наблюдается во время сна почти постоянно», - сказал Мета. «Полученные результаты уникальны и крайне удивительны. На самом деле, постоянная активность наблюдается в энторинальной коре даже под наркозом».

«Результаты исследования первоначально были опубликованы в онлайн - номере журнала Nature Neuroscience. Их значение сложно переоценить», - сказал Мета,- «потому что почти треть жизни люди, как известно, проводят во сне, и нарушение сна неблагоприятно сказывается на здоровье, обучении и вызывает проблемы с памятью. Ранее было показано, что кора головного мозга "общается" с гиппокампом, когда человек спит, и предполагалось, что это взаимодействие имеет большое значение в процессе воссоздания или консолидации памяти. Тем не менее, никто не мог интерпретировать это взаимодействие».

О чем «разговаривают» клетки мозга во сне

«Когда вы укладываетесь спать, в комнате темно и тихо, и, хотя информация от органов чувств отсутствует, мозг по-прежнему очень активен", - сказал Мета. "Мы хотели бы знать, почему это происходит, и что разные части мозга «говорят» друг другу".

Мета и его команда разработали очень чувствительную систему наблюдения, которая позволяет следить за жизнедеятельностью нейронов в каждой из трех частей мозга одновременно, в том числе активность самостоятельных нейронов. Это позволило ученым обнаружить взаимодействие даже тогда, когда нейроны казались спящими. Затем исследователи применили сложный математический алгоритм, чтобы расшифровать это взаимодействие.

«Во время сна части головного мозга общаются друг с другом очень сложным способом», - заявили они. «Это совершенно новое представление о теории консолидации памяти». Мета предположил, что происходящие во время сна процессы - это способ удаления информации, полученной и осмысленной в течение дня, но не имеющей существенного значения. Это приводит к тому, что важные воспоминания становятся все более яркими и легкодоступными. Примечательно, что болезнь Альцгеймера зарождается в энторинальной коре у пациентов с нарушением сна, так что выводы Мета могут быть полезны в этой сфере.

Перспективы исследования Мета

Исследование проводилось Мета совместно с Томасом Ханом и Свеном Берберихом из Гейдельбергского университета в Германии, Институтом Макса Планка по медицинским исследованиям, Джеймсом Макхарландом из Университета Брауна и факультетом физики Калифорнийского университета. В дальнейшем команда продолжит изучение этой деятельности мозга, чтобы раскрыть механизмы, лежащие в ее основе и определить последствия. Полученные результаты должны обеспечить первые прямые доказательства устойчивой активности нейронов энторинальной коры в живом организме, и объяснить их роль во взаимодействии неокортекса и гиппокампа во время сна.

Сон так и остаётся одной из самых больших загадок для неврологии. Хотя мы тратим на сон примерно треть нашей жизни, этот процесс ещё практически не изучен. Но к счастью, в течение последних нескольких лет учёным удалось добиться значительных успехов в изучении нейронной цепи мозга, отвечающей за процесс сна.

Общепризнанно, что сон состоит из нескольких различных фаз, и что ежедневный процесс сна являет собой взаимодействие этих фаз, что делается по очень сложному механизму. К тому же на фазы сна влияют такие факторы, как суточные ритмы, температура тела, гормоны и т.д.

Сон очень важен для таких функций человеческого организма как концентрация, память и координация. В результате недостаточного сна, человек может испытывать сложности с концентрацией и скоростью реакции – в действительности, недосыпание может привести к столь же негативному эффекту, что и принятие алкоголя.

Также сон имеет очень большое значение для эмоционального состояния человека. Появляется всё больше и больше доказательств того, что недостаток сна повышает риск появления различных сердечных и сердечно-сосудистых заболеваний, включая сердечные приступы, апоплектический удар, повышенное или пониженное кровяное давление, а также ожирения или различного рода инфекций.

Нарушение сна – одна из самых распространённых проблем, затрагивающая около 70 миллионов человек, большинство из которых даже не задумываются над тем, насколько серьёзные последствия она может повлечь.

Перечисленные выше заболевания – лишь малая часть; недостаток сна может привести даже к смерти: затраты на лечение, травмы на производстве, утраченная производительность – всё это обходится не меньше, чем в 100 миллиардов долларов. Учёные по всему миру пообещали разработать новые способы борьбы с недосыпанием и пока вполне успешно выполняют своё обещание.

Деятельность головного мозга во время сна

Хотя, казалось бы, сон – пассивный процесс и процесс полного отдыха, на самом деле он требует очень активного взаимодействия различных частей головного мозга для того, чтобы одна фаза сна могла сменять другую.

Фазы сна были обнаружены в 50-х годах XX века при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ), когда изучались колебания головного мозга во время сна.

Также были изучены движения глаз и конечностей. Учёные обнаружили, что в течение первого часа сна головной мозг проходит через определённые процессы, которые приводят к замедлению нейронных колебаний. Эта фаза сна, так называемый «медленный сон», сопровождается также расслаблением мышц, в том числе и глазных. Также снижается частота сердцебиения, уровень кровяного давления и температура тела. Если человека разбудить в этот момент, он вспомнит лишь различные обрывки мыслей и образов, но не весь сон целиком.

В течение последующего получаса (или около того) мозг кардинально меняет свою деятельность. Уровень корковых нейронных колебаний в этой фазе сна очень походит на уровень колебаний бодрствующего человека. Невероятно, но период повышенной нейронной активности сопровождается атонией – все мышцы человеческого тела сковывает своего рода паралич (остаются активны лишь группы мышц, отвечающие за дыхание и за движение глаз). Эта фаза сна носит название «быстрый сон». Во время этой фазы человек, как правило, всегда видит сны. Частота сердцебиения, кровяное давление и температура тела становятся более стабильными. У мужчин в это время часто наблюдается эрекция. Первая фаза быстрого сна обычно длится 10-15 минут.

На протяжении всей ночи фазы медленного сна и быстрого сна чередуются друг с другом, и с каждым разом вплоть до самого пробуждения фаза медленного сна становится всё менее глубокой, а фазы быстрого сна – всё более продолжительными. Длительность той или иной фазы сна во многом зависит от возраста человека. Дети в возрасте до 7 лет обычно спят до 18 часов в сутки, причём фаза медленного сна у них преобладает. По мере взросления, дети начинают тратить всё меньше времени на сон, фаза медленного сна также значительно сокращается. Ну а взрослые люди могут спать и по 6-7 часов в сутки, часто жалуясь на то, что приходится рано просыпаться, при этом медленный сон занимает у них очень незначительное количество времени.

Пример процесса сна

Нейронные колебания человека в возрасте 20-25 лет, записанные электроэнцефалографом (ЭЭГ) постепенно замедляются и в то же время становятся более интенсивными по мере того, как человек входит в более глубокие стадии медленного сна. Примерно через час человеческий мозг проходит данный цикл в той же последовательности, каждый раз обязательно проходя через фазу быстрого сна (на графике выделена фиолетовым цветом), в течение которого нейронные колебания становятся столь же интенсивными, как и во время бодрствования. Тело в этот момент полностью расслаблено, человек находится без сознания и зачастую начинает видеть сны. Чем ближе к утру, тем большей становится продолжительность фаз быстрого сна, и наоборот – длительность фаз медленного сна значительно сокращается.

Нарушения сна

• Наиболее распространённое нарушение сна, наверняка знакомое многим людям – бессонница. Некоторым вообще бывает тяжело заснуть, а некоторые засыпают, но просыпаются ночью и не могут заснуть снова. Хотя быстродействующие успокоительные или антидепрессанты и в силах помочь, ни одно из этих средств не позволит вам добиться действительно естественного и расслабляющего сна, т.к. они зачастую просто прерывают наиболее глубокие периоды медленного сна.

Кроме постоянной сонливости, бессонница может повлечь за собой много других негативных последствий. Наиболее часто встречающиеся из них – разнообразные нарушения сна (выражающиеся чаще всего в нарушенном режиме сна) или конкретных его фаз.

• Синдром ночного апноэ – во время глубокого сна мышцы глотки расслабляются до тех пор, пока они не начинают перекрывать собой дыхательный путь. Это приводит к вынужденному прекращению дыхания, отчего человек немедленно просыпается. В результате чего более глубокие периоды медленного сна просто не успевают наступить.

Также недостаток сна может привести к повышению кровяного давления и увеличивает риск сердечного приступа. Постоянная сонливость ведёт к несчастным случаям, в особенности к авариям на дороге.

Лечение синдрома апноэ включает в себя разнообразные попытки предотвратить перекрытие дыхательного пути во время сна. Будет справедливо заметить, что если вы сбросите лишний вес, будете избегать алкоголя и наркотиков, то это с очень большой вероятностью улучшит ваш сон. Ну а людям, страдающим синдромом апноэ, просто необходимо определённое устройство, которое оказывало бы давление на дыхательный путь, отчего он оставался бы открытым. Существует специальная маска, надеваемая на нос и производящая довольно сильный воздушный поток как раз для этой цели. В более сложных случаях порой необходимо хирургическое вмешательство – коррекция дыхательного пути.

• Непроизвольные движения конечностей во время сна – иначе говоря, это периодические резкие рывки руками или ногами, не контролируемые человеком. Как правило, они происходят при вхождении в фазу медленного сна и могут привести к пробуждению. А некоторые люди не могут контролировать движения и во время фазы быстрого сна, наглядно показывая, что им снится в конкретный момент. Это отклонение, носящее название «поведенческие отклонения быстрого сна», также может сильно нарушить нормальное течение сна. Оба вышеописанных синдрома зачастую свойственны людям, страдающим болезнью Паркинсона. Соответственно, и избавиться от них также можно с помощью медикаментов, направленных на лечение болезни Паркинсона или также с помощью клоназепама – вида бензодиазепинов.

• Нарколепсия – сравнительно редко встречающееся заболевание – ему подвергается лишь один человек из двух с половиной тысяч. Нарколепсия – это нарушение работы механизмов, ответственных за погружение в сон (или же в фазу быстрого сна, если человек уже заснул).

Эта болезнь связана с недостаточным количеством нервных клеток в боковой части гипоталамуса, содержащей также нейротрансмиттер орексин (также носящий название «гипокретин»).

Человек, страдающий нарколепсией, в любое время суток может подвергнуться приступам, в результате которых он засыпает, неожиданно для всех окружающих, если те не знают о его болезни. Это очень мешает в повседневной жизни, да к тому же и опасно – представьте, например, что произойдёт, если приступ нарколепсии застанет человека за рулём.

Нарколептики очень быстро входят в фазу быстрого сна и могут видеть сны, едва заснув – явление, называемое «гипнагогические галлюцинации». Также могут возникнуть приступы, в ходе которых человек полностью теряет мышечный тонус – это состояние похоже на полное бездействие всех мышц во время быстрого сна. Эта патология носит название «катаплексия» и очередной приступ, как правило, возникает в результате эмоциональных переживаний, зачастую достаточно бывает даже услышанной человеком смешной шутки.

Недавние исследования нарколепсии немного приоткрыли учёным завесу тайны над процессами, контролирующими переход человека из состояния бодрствования ко сну и переход между фазами сна.

Чем и как регулируется сон?

Когда человек бодрствует, его мозг находится в активном и возбуждённом состоянии. Это происходит за счёт двух основных нейронных сетей, которые в качестве нейротрансмиттеров (химических передатчиков импульсов между нервными клетками) используют либо ацетилхолин, либо моноамины – например, норэпинефрин, серотонин, дофамин и гистамин. Нервные клетки, содержащие ацетилхолин и расположенные в верхней части варолиева моста, а также в среднем мозге, активно способствуют активации таламуса.

Когда таламус активен, он, в свою очередь, передаёт в кору головного мозга информацию об окружающем мире, полученную от органов чувств.

Вторая группа нервных клеток, содержащих норэпинефрин, серотонин и дофамин и расположенных в верхней части мозгового ствола, посылают результаты своей активности в гипоталамус, передний мозг и в кору.

Затем в гипоталамусе нервные клетки с содержанием нейротрансмиттера орексина и ещё одна группа клеток, содержащих ацетилхолин или гамма-аминомасляную кислоту, объединяют полученную информацию и передают её в кору головного мозга. В результате этих процессов активируется кора мозга, благодаря чему человеческий мозг может правильно реагировать на сведения, которые таламус получил от органов чувств.

Во время быстрого сна холинергические клетки активируют таламус, что вызывает всплеск нейронных колебаний, подобный тому, который наблюдается у бодрствующего человека. Однако поток моноаминов, идущий из верхней части ствола головного мозга в кору, не испытывает подобной активности. В результате этого информация, передаваемая таламусом в кору, воспринимается нами как сон. Когда активируются нервные клетки, содержащие моноаминовые нейротрансмиттеры, они прекращают фазу быстрого сна.

Клетки ствола головного мозга, отвечающие за пробуждение человека ото сна, подвергаются воздействию двух групп нервных клеток гипоталамуса (который, кстати, как раз и отвечает за основные циклы нашего организма).

Одна из этих групп нервных клеток содержит ингибирующие (т.е. тормозящие) нейротрансмиттеры, такие как галанин и гамма-аминомасляная кислота. Когда эта группа нейронов активизируется, она, по мнению учёных, «отключает» двигательную систему и погружает человека в сон. Какой-либо вред, причинённый этой группе клеток, незамедлительно ведёт к бессоннице.

Вторая группа нервных клеток, расположенная в боковой части гипоталамуса, вызывает пробуждение человека ото сна и выходу из фазы быстрого сна. Она содержит орексин, посредством которого может посылать возбудительные импульсы двигательной системе, а в особенности - нервным клеткам, содержащим моноамины.

В ходе экспериментов, проводимых над животными, из их мозга полностью удалялся орексин, в результате чего у них проявлялись симптомы нарколепсии.

Схожий результат дал и другой эксперимент: был изучен головной мозг двух собак, от природы страдавших нарколепсией. Обследование показало, что у них имелись отклонения в гене, ответственном за выработку орексина.

Хотя у человека нарколепсия редко бывает связана с какими-либо генными отклонениями, у многих заболевших ей от 13 до 25 лет была обнаружена нехватка нервных клеток, содержащих орексин. Недавно проведённые исследования подтвердили, что у больных нарколепсией уровень орексина в головном мозге и в цереброспинальной жидкости необычайно низок. В общем, орексин играет очень важную роль в активизации моноаминной системы, а также препятствует неестественному переходу из состояния бодрствования к состоянию быстрого сна.

Гомеостаз и циркадные ритмы

Нашу потребность во сне и схему самого сна контролируют два основных показателя . Первый – это гомеостаз , потребность человека поддерживать равномерный режим сна. Существует несколько способов подать организму сигнал о том, что он нуждается во сне. Научно доказано, что уровень так называемого аденозина в головном мозге напрямую связан с активностью самого мозга и гомеостазом. Если человек бодрствует в течение длительного срока, то аденозин начинает накапливаться и таким образом воздействует на гомеостаз. Кстати, кофеин, повсеместно используемый как раз как способ справиться с сонливостью, блокирует действие аденозина.

Если человек не высыпается, то потребность во сне постепенно приводит его к упадку умственной активности. Затем, когда у него появляется возможность поспать, человек обычно спит больше обычного – «отсыпается», так сказать. К слову, это самое «отсыпание» всегда начинается с фазы медленного сна.

Второй показатель, влияющий на режим сна – циркадные ритмы.

Супрахиазмальное ядро – небольшая группа нервных клеток, которая служит в качестве внутренних часов человеческого организма. Эти нервные клетки проходят 24-часовой биохимический цикл, определяя время для физической активности организма, для сна, выброса гормонов и других естественных потребностей человека.

Супрахиазмальное ядро также получает сигналы от сетчатки глаза, чтобы в нужное время при необходимости корректировать внутренние часы организма в соответствии с природным циклом смены дня и ночи. Супрахиазмальное ядро посылает сигналы в соседнюю часть головного мозга – паравентрикулярное ядро. То, в свою очередь, взаимодействует с дорсомедиальным ядром гипоталамуса, а оно – с вентролатеральным ядром, в котором клетки, содержащие орексин, контролируют процесс сна и определяют время перехода к пробуждению.

Бодрствующий и спящий мозг

Русские статьи о фактах мозга

Весит около трёх фунтов,1.36077711 кг

Церебрум – полушария - заполняют большую часть черепной коробки. С ним связана память, решение проблем, мышление и чувства. Он также регулирует движение.

Церебеллум – мозжечок размещен в затылочной части головы под церебрумом. Он регулирует координацию и баланс.

Ствол мозга расположен внизу под полушариями и впереди мозжечка. Он соединяет мозг с позвоночником и регулирует автоматические функции – дыхание, пищеварение, сердцебиение и кровяное давление.

Левое полушарие управляет движением правой половины нашего тела.

Правое полушарие управляет левой половиной тела.

У большинства людей левое полушарие отвечает за лингвистические данные человека.

Мозг взрослого человека содержит около 100 миллиардов нервных клеток.

Мозг взрослого человека содержит 100 триллионов дендритов.

При болезни Альцхеймера нарушаются, как проходимость электрических зарядов внутри клетки, так и активность нейротрансмиттеров.

МРТ мозга при различных операциях:

по порядку:
чтение слов
прослушиванием слов
размышление о словах
произнесение слов

Болезнь Альцхеймера приводит к гибели нервных клеток и тканей всего мозга.

На ранней стадии болезни Альцхеймера, перед обнаружением признаков заболевания имеющимися методами, «бляшки» и «клубочки» в областях мозга отвечающих за:
Учение и запоминание
Мышление и планирование

1 = вес вашего мозга в килограммах

от 4 до 6 = столько минут может прожить мозг без кислорода

от 10 до 23 = столько ватт вырабатывает мозг в бодром состоянии

20 = столько процентов кислорода и крови, предназначенных мозгу

100,000 = длина кровеносных сосудов в мозге (в милях)

от 1,000 до 10,000 = число синапсов у каждого нейрона

100 миллиардов = число нейронов в вашем мозге

У всех людей примерно одинаковое число нервных клеток как в детстве, так и во взрослом возрасте, но эти клетки растут, достигая наибольшего размера в возрасте шести лет.

Мозг новорожденного увеличивается втрое за первый год жизни.

Первое ощущение, вырабатывающееся у эмбриона - тактильное. Оно появляется уже в возрасте восьми недель.

Мозг содержит наибольшее количество жиров в вашем теле!

Новые связи образуются каждый раз, когда вы запоминаете что-либо или думаете новую мысль.

Более прочные и эмоционально сильные связи образуются в результате формирования воспоминаний, имеющих отношение к запахам.

Цените свой сон, поскольку в это время мозг сохраняет произошедшие за день события.

Когда у вас болит голова, то источником боли является не мозг, а болевые рецепторы. Без них мозг не мог бы ощущать боли.

Когда вы щекочете сами себя, ваш мозг знает об этом, и поэтому блокирует приступы смеха.

Есть люди, которые могут чувствовать вкусы, недоступные остальным. У них больше вкусовых сосочков, и их мозг более чувствителен к таким ощущениям.

Когда вы спите, ваше тело парализовано. Мозг выделяет гормон, не позволяющий телу повторять в реальности движения из сна.
Около 12% людей видят черно-белые сны.

http://bigpicture.ru/?p=213488

Мозг, как и мышцы, чем больше его тренируешь, тем больше он растет.

Мозг среднего взрослого мужчины весит 1424 грамм, к старости масса мозга уменьшается до 1395 грамм.

Самый большой по весу женский мозг - 1565 грамм.

Рекордный вес мужского мозга - 2049 грамм.

Мозг И. С. Тургенева весил 2012 грамм.

Мозг эволюционирует: в 1860 году средний вес мужского мозга составлял 1372 г.

Наименьший вес нормального неатрофированного мозга принадлежал 31-летней женщине - 1096 грамм.

Динозавры, достигавшие 9 м в длину, имели мозг величиной с грецкий орех и весом всего 70 грамм.

Самое бурное развитие мозга происходит в возрасте от 2 до 11 лет.

Регулярная молитва снижает частоту дыхания и нормализует волновые колебания головного мозга, способствуя процессу самоизлечения организма. Верующие люди ходят на 36% реже к врачу, чем остальные.

Чем образованнее человек, тем меньше вероятность заболеваний мозга. Интеллектуальная активность вызывает производство дополнительной ткани, компенсирующей заболевшую.

Сигналы в нервной системе человека достигают скорости 288 км/ч. К старости скорость снижается на 15 процентов.

Самый высокий средний национальный показатель IQ в мире у японцев -111. У 10 процентов японцев показатель выше 130.

Сверхфотографическая память принадлежит Крейтону Карвелло, способному с одного взгляда запомнить последовательность карт сразу в шести отдельных колодах (312 штук).

В мозгу взрослого человека находится 100 миллиардов нейронов

каждая такая клетка поддерживает 20 тысяч связей между собой и другими.

Один нейрон более производителен, чем средний компьютер.

человек использует лишь 4% своих клеток.

У ребенка 3х лет количество нервных клеток в 3 раза больше чем у взрослого.

Из-за того, что он использует лишь малую долю от общего количества, со временем невостребованные клетки и связи погибают.

Вес мозга составляет примерно 1 кг 361 гр. 75% от этого веса занимает вода.

Мозг человека составляет 2% от общего веса, а у слона всего 0,15% по отношению к телу.

В мозгу нет рецепторов боли, поэтому сам мозг не чувствует боль и не может болеть.

При своем размере и массе мозг потребляет 20% вдыхаемого кислорода и 20% крови.

Если возникают проблемы с кровообращением этого органа, то уже через 8-10 секунд человек потеряет сознание.

Без кислорода мозг способен прожить 4-6 минут, уже через 5-10 минут в нем начнут происходить необратимые деструктивные изменения.

Если сложить длину всех сосудов и капилляров мозга то выйдет цифра -161 тысяча километров. Для сравнения сумма длины всех сосудов в теле около 380 тысяч километров (этого хватит, чтобы сделать один сосуд от Земли до Луны).

Оказывается у человека голодного лимфатическая жидкость чистая и организм может тратить энергию на творчество более эффективно.

Исследования одного миллиона студентов в Нью-Йорке показали, что студенты, которые ели обеды не включающие искусственные ароматизаторы, консерванты, красители, сдали IQ тест на14% лучше, чем студенты, которые ели обеды с этими добавками.

Ученые из США проводили эксперименты, в ходе которых люди пытались подействовать на материальный мир силой мысли. Заставить случайный генератор чисел выдать нужное число, замедлить ход маятника, повлиять на путь катящегося шарика. Результат не заставил ждать. Человек может повлиять на окружающий мир силой мысли и это доказано исследованиями.

Английские статьи о фактах мозга

Вес. Масса мозга человека составляет около 3 кг.

Головной мозга является крупнейшим часть мозга, и составляет 85% массы мозга.

Серое вещество. Серое вещество головного мозга состоит из нейронов, которые собирают и передают сигналы.

Белое вещество. Белое вещество состоит из дендритов и аксонов, которые создают сети, которые нейроны посылают свои сигналы.

Ваш мозг на 60% белого вещества и 40% серого вещества.

Мозг состоит из 75% воды.

Нейроны. Ваш мозг состоит приблизительно из 100 миллиардов нейронов.

Есть где-то от 1000 до 10000 синапсов для каждого нейрона.

Есть нет болевых рецепторов в головном мозге, так что мозг может не чувствуют боли.

В то время как мозг слона физически больше, чем человеческий мозг, мозг человека составляет 2% от общей массы тела (по сравнению с 0,15% мозга слона), имея в виду людей имеют наибольший мозг размером тела.

Кровеносные сосуды. Есть 100000 миль кровеносных сосудов в мозге.

Жир. Человеческий мозг жирные орган в организме и могут состоять, по крайней мере 60% жира.

Начиная с в утробе матери, внутриутробного развития мозга начинается удивительное путешествие, которое приводит к хорошо развитым мозгом при рождении, которая продолжает расти в течение 18 лет.

Нейроны создаются со скоростью 250 000 нейронов в минуту на ранних сроках беременности.

При рождении, ваш мозг был почти такого же размера, как мозг взрослого человека и содержал большую часть клеток мозга на всю жизнь.

Мозг новорожденного ребенка возрастает примерно в три раза размер ее в первый год.

Ваш мозг перестал расти в возрасте 18 лет.

Кора головного мозга утолщается, как вы научитесь его использовать.

Стимуляция. Стимулирующую среду для ребенка может сделать разницу между 25% больше, способность к обучению или на 25% меньше в среду с небольшой стимуляции.

Люди продолжают создавать новые нейроны на протяжении всей жизни в ответ на умственную деятельность.

Способность таких эмоций, как радость, счастье, страх и робость уже есть при рождении. Конкретный тип воспитания ребенок получает форму, как эти эмоции развиваются.

Первый смысл развивать в то время как внутриутробно является чувство осязания. Губ и щек может испытать сенсорный около 8 недель, а остальные части тела около 12 недель.

Дети, которые учатся на двух языках до пяти лет изменяют структуру мозга и взрослые имеют более плотное серое вещество.

Исследования показали, что жестокое обращение с детьми может тормозить развитие мозга и могут постоянно влиять на развитие мозга.

С невидимой работы мозга в более заметными реакции, такие как зевает или интеллект, узнать, как функции мозга с этими фактами.

Кислород. Ваш мозг использует 20% от общего объема кислорода в организме.

Как и кислорода, мозг использует 20% крови, циркулирующей в организме.

Если ваш мозг теряет кровь от 8 до 10 секунд, и вы потеряете сознание.

Информация может быть обработана так медленно, как 0,5 м / сек или быстрее, чем 120 метров / сек (около 268 миль / час).

В то время бодрствования, ваш мозг генерирует от 10 до 23 Вт власти или достаточно энергии для питания лампочки.

Считается, что зевота работает послать больше кислорода к мозгу, поэтому работа по охладить его и разбудить его.

Кора головного мозга составляет около 76% человеческого мозга и отвечает за язык и сознание. Кора головного мозга человека гораздо больше, чем у животных.

10%. Старая поговорка людей, используя только 10% своего мозга не соответствует действительности. Каждая часть мозга есть известная функция.

Смерть мозга. Мозг может прожить от 4 до 6 минут без кислорода, а затем он начинает умирать. Нет кислорода от 5 до 10 минут может привести к необратимым повреждениям мозга.

Самая высокая температура. В следующий раз вы получите лихорадка, имейте в виду, что высокая температура тела человека за всю историю было 115,7 градусов Фарренгейта, и человек выжил.

Чрезмерный стресс показал на «изменить клеток головного мозга, мозговой структуры и функции мозга».

Любовь гормонов и аутизмом. Окситоцин, один из гормонов, отвечающих за запуск чувства любви в мозгу, показал некоторые преимущества, чтобы помочь контроль повторные поведения у лиц с аутизмом.

Исследование одного миллиона студентов в Нью-Йорке показали, что студенты, которые ели обеды, которые не включают искусственные ароматизаторы, консерванты, красители и сделали 14% лучше на IQ тестах, чем студенты, которые ели обеды с этими добавками.

В марте 2003 года редакция журнала Discover, в докладе описывается, как люди в 7-летнего исследования, которые ели морепродукты по крайней мере один раз в неделю, имели на 30% ниже возникновения слабоумия.

От щекотки на дегустацию в принятии решений, выяснить, каким образом мозг влияет на то, что вы испытываете.

Вы не можете пощекотать себе, потому что ваш мозг различает неожиданные внешние связи и собственный контакт.

Исследование, проведенное в Австралии, показало, что дети с мнимыми товарищами в возрасте от 3 ??до 9 как правило, первенец детей.

Без слов, вы сможете определить, если кто-то находится в хорошем настроении, чувствует себя грустным, сердитым или просто прочитав лицо.

Небольшой участок в мозге называется мозжечковая миндалина отвечает за вашу способность читать чужие лица улики, как они чувствуют.

В течение многих лет, медики считают, что шум в ушах должен был функционировать в рамках механики уха, но новые данные показывают, что на самом деле является функцией мозга.

Ученые обнаружили, что мужчины и мозг женщины по-разному реагируют на боль, которая объясняет, почему они могут воспринимать и обсуждать боль по-разному.

Существует целый класс людей, известных как supertasters , которые не только имеют больше вкусовых рецепторов на языке, но их мозг более чувствительными к вкусу пищи и напитков. На самом деле, они могут обнаружить некоторые ароматы, которые другие не могут.

Некоторые люди более чувствительны к холоду и на самом деле чувствуют боль, связанная с холодной. Исследования показали, что в качестве причины связано с определенными каналами, которые посылают холодной информацию в мозг.

Женщины, как правило, занимает больше времени, чтобы принять решение, но, скорее всего, придерживаться решения, по сравнению с мужчинами, которые, скорее всего, изменить свое мнение после принятия решения.

Некоторые исследования показывают, что в то время как некоторые люди, естественно, более активны, другие, естественно, более активна, который может объяснить, почему выход и осуществление более трудным для некоторых.

Скука является вызванные отсутствием изменений стимуляции, в значительной степени является функцией восприятия и подключен к врожденное любопытство у людей.

Связь между телом и разумом является сильным. Согласно одной из оценок, что 50-70% визитов к врачу для физических недугов относятся к психологическим факторам.

Исследователи обнаружили, что те, испытывают печаль более склонны тратить больше денег, пытаясь облегчить их печали.
Память

Частые смены часовых поясов может привести к ухудшению памяти, вероятно, из-за гормонов стресса освобождены.

Каждый раз, когда вы помните памяти или есть новые мысли, вы создаете новое соединение в вашем мозгу.

Память формируется ассоциации, поэтому если вы хотите вспомнить вещи, создавать объединения для себя.

Воспоминания вызван запах имеют сильные эмоциональные связи, поэтому кажутся более интенсивными, чем в других триггеров памяти.

Аномии это технический термин для кончика-язычный синдром, когда вы можете помнить почти ни слова, но он просто не будет достаточно прийти к вам.

Пока вы спите по ночам может быть лучшим временем для вашего мозга консолидировать все свои воспоминания с того дня.
Ни сна. Само собой следить... Недостаток сна может фактически повредить вашу способность создавать новые воспоминания.

Чемпион мира. Memorizer чемпионом мира, Бен Придмор запомнил 96 исторических событий, в течение 5 минут и запомнил одну, перетасовал колоду карт в 26,28 секунды.

Эстрогены (находится у мужчин и женщин) было показано, способствовать лучшему функции памяти.

Инсулин работает для регулирования уровня сахара в крови в организме, но в последнее время, ученые обнаружили, что его присутствие в головном мозге и помогает продвигать памяти.

Просто потому, что вы не помните ваши мечты не означает, что вы не мечтать. Каждый мечтает!

Большинство людей снятся сны о 1-2 часов в сутки и в среднем 4-7 сны каждую ночь.

Исследования показывают, что мозговые волны, более активны, чем во время сна, когда вы проснулись.

Через пять минут после сна, половина сна забываются. Через десять минут после сна, более сна не забыто. Запишите свои мечты сразу же, если вы хотите, чтобы помнить о них.

Сны больше, чем просто визуальные образы, и слепые люди сняться. Так или иначе они мечтают на фотографиях зависит от того, что они родились слепыми или потеряли зрение позже.

Цвет или B & W. Некоторые люди (около 12%) сняться только в черно-белом, а другие мечты в цвете.

Пока вы спите, ваш организм вырабатывает гормон, который может помешать вам действовать ваши мечты, оставляя вас практически парализована.

Если храп, вы не мечтали.

Если вы разбудили во время сна, вы гораздо больше шансов вспомнить сон, чем если бы вы спали, пока сон полной ночи.

Как тех, кто инвестирует во сне словари, может засвидетельствовать, мечты почти никогда не представляют, что они на самом деле.

Подсознание стремится установить связи с понятиями вы поймете, поэтому мечты во многом символических представлений.

Кофеин работает блокировать аденозин встречающийся в природе в организме, создавая живость. Ученые недавно обнаружили эту связь и узнал, что не наоборот, повышающих аденозин-действительно может способствовать более естественной модели сна и помогает устранить бессонницу.

Японские ученые успешно разработали технологию, которая может поставить мысли на экране и вскоре может быть в состоянии проверить мечты людей.

Исследования показали связь между полетом и головные боли и утверждает, что около 6% людей, которые летают получить головные боли вызванные самого полета.

Жонглирование показали изменить мозг всего за семь дней. Исследование показывает, что изучение новых вещей помогает мозгу изменяются очень быстро.

Каждый раз, когда мы моргаем, наш мозг включается и держит вещи освещение, чтобы весь мир не погаснет каждый раз, когда мы мигать (около 20000 раз в день).

Смеясь над шуткой не является простой задачей, поскольку требует деятельность в пяти различных областях головного мозга.

Замечали ли вы, что вы после зевнул кто-то вокруг вас сделали? Ученые считают, что это может быть ответом на древний социального поведения для общения, что люди до сих пор.

Отсутствие гравитации в космосе влияет на мозг по-разному. Ученые изучают, как и почему, но вы можете откладывать на вашей следующей поездки на Луну.

Уроки музыки, показали значительно повысить организацию мозга и способности у детей и взрослых.

Среднее количество мыслей, что люди полагают, испытывают каждый день 70000.

Те, кто левша или симметричная у мозолистого тела (часть мозга, которая соединяет две половинки), что составляет около 11% больше, чем тех, кто правша.

Согласно результатам исследования, Bristol-Myers Squibb, бухгалтеры имеют высокий уровень заболеваемости на рабочем месте головные боли, а затем библиотекари, затем автобус и водители грузовиков.

Некоторые исследования показывают, что люди несут гены, которые помогают защитить мозг от прионных заболеваний или заболеваний контракт при употреблении в пищу человеческой плоти, ведущие медицинские эксперты считают, что для древних людей, возможно, ели других людей.

Мозг Эйнштейна были близки по размерам к другим людям, кроме как в регионе, который отвечает за математику и пространственное восприятие. В этом регионе, его мозг был на 35% широкие, чем в среднем.

Известный зная всех улицах Лондона наизусть, эти водители имеют больший, чем обычно гиппокампа, особенно водителей, которые были на работе дольше всех. Исследование показывает, что люди запоминают больше и больше информации, эта часть мозга продолжает расти.

В. И. Ленина. После его смерти мозг Ленина был изучен и установлено, что аномально большие и многочисленные нейронов в конкретном регионе, что может объяснить его «поразительно острый и проницательный психические процессы» , за которую он был известен.

Мозг считается 2000 лет был найден совсем недавно в Университете Йорка на севере Англии.

Бейб Рут. Малыш был протестирован на двух студентов Колумбийского психологии и был полон решимости работать на 90% эффективность по сравнению с 60% эффективность измеряется для большинства людей.

Даниэль Таммет. Даниэль Таммет является аутичным ученый который, начиная с возраста трех лет, когда он перенес эпилептический припадок, был в состоянии выполнять поразительные математические вычисления, знает семь языков, и развивается язык свой.
Keith Jarrett. Это джазовый музыкант был обнаружен в возрасте 3 лет, чтобы иметь абсолютный слух, что ученые могут определить в правой лобной доле.

Средний вес мозга (в граммах)
Вид Вес (г) Вид Вес (г)
взрослого человека 1300 - 1400
новорожденного человека 350 - 400
кашалот 7800 финвал 6930
слон 4783 Горбатый кит 4675
серых китов 4317
дельфин-касатка 5620
гренландский кит 2738
гринды 2670
афалина дельфин 1500 - 1600
морж 1020 - 1126
Питекантропа человек 850 - 1000
верблюд 762
жираф 680
гиппопотам 582
барс печать 542
лошадь 532
белый медведь 498
горилла 465 - 540
корова 425-458
шимпанзе 420
орангутанг 370
Калифорнийский морской лев 363
ламантин 360
тигр 263,5
лев 240
гризли 234
свинья 180
ягуар 157
овца 140
бабуин 137
резус обезьяна 90-97
собаки (бигль) 72
трубкозуб 72
бобр 45
Акула (большой белый) 34
Акула (медсестра) 32
кошка 30
дикобраз 25
Белка обезьяны 22
сурок 17
кролик 10-13
утконос 9
аллигатор 8,4
белка 7,6
опоссум 6
летающий лемур 6
Фея муравьед 4,4
морская свинка 4
Фазан охотничий 4,0
еж 3,35
Дерево землеройка 3
Фея броненосца 2,5
сова 2,2
серая куропатка 1,9
Крыса (400 г массы тела) 2
хомяк 1,4
слонов землеройка 1,3
воробей обыкновенный 1,0
европейских перепелов 0,9
черепаха 0.3-0.7
Bull Frog 0,24
гадюка 0,1
золотая рыбка 0,097
зеленая ящерица 0,08

% Мозга от общего веса тела (150 фунт человека) = 2%
Средняя ширина мозга = 140 мм
Средняя длина мозг = 167 мм
Средняя высота мозг = 93 мм
Внутричерепного содержимого по объему (1700 мл, 100%): мозг = 1400 мл (80%), крови = 150 мл (10%), спинномозговой жидкости = 150 мл (10%) (из Rengachary, СС и Элленбоген, Р.Г., редакторы Принципы нейрохирургии, Эдинбург: Elsevier Mosby, 2005)

Среднее число нейронов в мозге = 100000000000
Количество нейронов в мозге осьминога = 300 млн. (из Как животные видят, С. Синклера, 1985)
Количество нейронов в мозге пчелы = 950000 (от Менцель, Р. и Giurfa, М., когнитивной архитектуры мини-мозг.... Пчел, TRD Cog наук, 5:62-71, 2001)
Количество нейронов в нервной системе Aplysia = 18000-20000
Количество нейронов в каждом сегментарных ганглиев пиявка = 350
Объем мозга саранчи = 6мм 3 (от нейробиологии мозга насекомых, Берроуз, М., 1996)

Отношение объема серого вещества в белое вещество в коре головного hemipheres (20 лет. Лет) = 1,3 (Miller, AK, Элстон, RL и Corsellis, JA, вариации с возрастом объемов серого вещества и белого полушарий человек. измерения с изображением анализатора, Neuropathol Appl Neurobiol, 6:119-132, 1980)
Отношение объема серого вещества в белое вещество в коре головного hemipheres (50 лет. Лет) = 1,1 (Miller и соавт., 1980)
Отношение объема серого вещества в белое вещество в коре головного hemipheres (100 лет. Лет) = 1,5 (Miller и соавт., 1980)
% Мозгового потребления кислорода белого вещества = 6%
% Мозгового потребления кислорода серого вещества = 94%

Количество нейронов неокортекса (женщины) = 19,3 млрд. (Pakkenberg Б., Pelvig Д. Марнер Л., Bundgaard, МЮ, Гундерсен HJG, Nyengaard, JR и Regeur, Л. Старение и человеческий неокортекс. Exp. геронтологии, 38:95-99, 2003 и Pakkenberg, Б. и Гундерсен HJG неокортекса количество нейронов у людей.. эффект от пола и возраста J. Comp неврологии, 384:312-320, 1997).
Количество нейронов неокортекса (мужчины) = 22800000000 (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Средняя потеря нейронов неокортекса = 85 000 в день (~ 31 млн. долл. в год) (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Средняя потеря нейронов неокортекса = 1 в секунду (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Среднее число глиальных клеток коры головного мозга (молодых людей) = 39 млрд. (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Среднее число глиальных клеток коры головного мозга (пожилые люди) = 36 млрд. (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Количество нейронов в коре головного мозга (крысы) = 21 млн. (Korbo, Л. и соавт., J. Neurosci методы, 31:93-100, 1990)
Длина миелиновых нервных волокон в мозге = 150,000-180,000 км (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Количество синапсов в коре головного мозга = 0,15 квадриллиона (Pakkenberg и др., 1997;. 2003)
Разница количество нейронов в правом и левом полушариях = 186 миллионов нейронов, на левой стороне, чем справа

Общая площадь коры головного мозга = 2500 см 2 (2,5 футов 2, А. Петерс, Е. Джонс, коры головного мозга, 1984)

Общая площадь коры головного мозга (меньше землеройка) = 0,8 см 2
Общая площадь коры головного мозга (крысы) = 6 см 2
Общая площадь коры головного мозга (кошка) = 83 см 2
Общая площадь коры головного мозга (африканский слон) = 6300 см 2
Общая площадь коры головного мозга (бутылконос дельфин) = 3745 см 2 (SH Ridgway, китообразных центральной нервной системы, с. 221)
Общая площадь коры головного мозга (гринды) = 5800 см 2
Общая площадь коры головного мозга (ложный косатки) = 7400 см 2

Общее число синапсов в коре головного мозга = 60 триллионов (да, триллион) (от GM овчарки, Synaptic организации мозга, 1998, с. 6). Тем не менее, К. Кох перечисляет общую синапсов в коре головного мозга в 240 триллионов (биофизики вычислений обработки информации в отдельных нейронов, Нью-Йорк.. Oxford Univ Press, 1999, стр. 87).

Процент от общего объема мозговой коры (человека). Лобной доле = 41%, височная доля = 22%; теменной доли = 19%; затылочной доле = 18% (Caviness-младший, и др. коре головного мозга, 8:372-384. , 1998).

Количество слоев коры = 6
Толщина коры головного мозга = 1,5-4,5 мм
Толщина коры головного мозга (бутылконос дельфин) = 1,3-1,8 мм (SH Ridgway, китообразных центральной нервной системы, с. 221)

ЭЭГ - бета-частоты волны = 13 до 30 Гц
ЭЭГ - альфа-частоты волны = 8 до 13 Гц
ЭЭГ - тета-волны частота = 4 до 7 Гц
ЭЭГ - дельта частоты волны = 0,5 до 4 Гц
Мировой рекорд, время без сна = 264 часов (11 дней) Рэнди Гарднер в 1965 году. Примечание: В Biopsychology (по JPJ Пинель, Бостон. Аллин и Бэкон, 2000, стр. 322), запись на время бодрствования связано с миссис. Морин Вестон. Она, видимо, провел 449 часов спать в кресле-качалке. Книга рекордов Гиннеса имеет записи принадлежащие Роберт Макдональд, который провел 453 часов, 40 минут в кресле-качалке.
Время до бессознательного после нарушения кровоснабжения головного мозга = 8-10 сек
Время до рефлекс потери после нарушения кровоснабжения головного мозга = 40-110 секунд

Темпы роста нейронов (ранняя беременность) = 250 000 нейронов / мин
Длина колючий терминалов клеток Пуркинье = 40700 микрон
Количество шипов на Пуркинье веточка дендритных клеток = 61000
Поверхность коры мозжечка = 50000 см 2 (от GM овчарки, Synaptic организации мозга, 1998, стр. 255.)
Вес взрослого мозжечка = 150 г (Афифи, AK и Бергман, Р., Функциональный нейроанатомия, New York: McGraw-Hill, 1998)
Количество клеток Пуркинье = 15-26 млн.
Количество синапсов осуществляется на клеток Пуркинье = до 200 000
Вес гипоталамуса 4 г
Объем супрахиазматическое ядро = 0,3 мм 3
Количество волокон в пирамидного тракта выше перекрест = 1100000
Количество волокон в мозолистого тела = 250000000
Площадь мозолистого тела (midsagittal раздел) = 6,2 см 2

Вид Мозжечок Вес (в граммах) Вес тела (в граммах)
Мышь 0,09 58
Летучая мышь 0,09 30
Flying Fox 0,3 130
Голубь 0,4 500
Морская свинка 0,9 485
Белка 1,5 350
Шиншилла 1,7 500
Кролик 1,9 1800
Заяц 2,3 3000
Кошка 5,3 3500
Собака 6,0 3500
Макака 7,8 6000
Овца 21,5 25000
Бычий 35,7 300000
Человек 142 60000

Общий объем спинномозговой жидкости (для взрослых) = 125-150 мл
Общий объем спинномозговой жидкости (ребенок) = 50 мл (Источник: Агабабян, Р., Основы медицины катастроф, 2006)
Оборот всего объема цереброспинальной жидкости = от 3 ??до 4 раз в день (с Кандель и др.., 2000, с. 1296)
Скорость производства КСФ = 0,35 мл / мин (500 мл / сут) (от Кандель и др.., 2000, с. 1296)
рН спинномозговой жидкости = 7.33 (от Кандель и др.., 2000, с. 1296)
Удельный вес цереброспинальной жидкости = 1,007
Цвет нормальный CSF = прозрачным и бесцветным
Белые клетки крови в ликворе = 0-3 в мм 3
Красные клетки крови в ликворе = 0-5 в мм 3
Нормальное внутричерепное давление = 150 - 180 мм вод

Количество черепных нервов = 12

I-обонятельный

II-оптических

Количество волокон в зрительном нерве человек = 1200000
Количество волокон в зрительном нерве кошки = 119000
Количество волокон в белых крыс зрительного нерва = 74800
Длина зрительного нерва = 50 мм (Ссылка: Kanski, JJ, клинической офтальмологии, 6-е изд, Эдинбург.. Elsevier, 2007)
III-глазодвигательные
Количество волокон в глазодвигательного нерва = 25,000-35,000
IV-блоковой
Количество волокон в блоковый нерв = 2,000-3,500
Количество нейронов в ядре блоковый нерв = 2,000-3,500
V-тройничный
Количество волокон в двигатель корень тройничного нерва = 8100
Количество волокон в сенсорных корень тройничного нерва = 140000
VI-отводящего
Количество волокон в нервной отводящего (на выходе из ствола мозга) = 3700
VII-лицевой
Количество волокон в лицевой нерв (на выходе из ствола мозга) = 9,000-10,000
Длина ядра лицевого нерва = 2 до 5,6 мм
Количество нейронов в ядре лицевого нерва = 7000
VIII-преддверно
IX-языкоглоточного
X-блуждающим
Длина спины ядра двигателя блуждающего нерва = 10 мм
XI-спинной аксессуар
XII-подъязычный
Количество нейронов в ядре подъязычного нерва = 4,500-7,500
Длина ядра подъязычного нерва = 10 мм

Спинной мозг
Количество нейронов в спинном мозге человека = 1 миллиард (от Калат, JW, биологической психологии, 6-е издание, 1998, стр. 24)
Длина спинного мозга человека = 45 см (мужчины), 43 см (женщины)
Длина человеческого позвоночника (мужчины) = 71 см
Длина человеческого позвоночника (женщины) = 61 см
Длина спинного мозга кошки = 34 см
Длина спинного мозга кролика = 18 см
Длина концевая нить = 15 см

Площадь поперечного сечения спинного мозга (уровень С2) = 110 мм 2
Площадь поперечного сечения спинного мозга (C4 уровне) = 122 мм 2
Площадь поперечного сечения спинного мозга (C5 уровень) = 78 мм 2
Площадь поперечного сечения спинного мозга (уровень С7) = 85 мм 2
(Ссылка: Уотсон К., Paxinos, Г. и Kayalioglu Г., спинного мозга, Амстердам: Elsevier, 2009)

Вес человека спинного мозга = 35 г
Вес кролика спинного мозга 4 г
Масса спинного мозга крысы (400 г массы тела) = 0,7 г
Максимальная окружности шейки расширения = 38 мм
Максимальная окружность поясничного утолщения = 35 мм
Пара спинномозговых нервов = 31
Количество сегментов спинного мозга (человека) = 31

8 шейных сегментов
12 грудных сегментов
5 поясничных сегментах
5 крестцовых сегментов
1 копчиковых сегмента
Количество сегментов спинного мозга (крысы) = 34
8 шейных сегментов
13 грудных сегментов,
6 поясничных сегментов
4 сакральных сегментов
3 копчиковых сегмента

Сенсорные аппараты
Прослушивание

Площадь барабанной перепонки = 85 мм 2 (слух: его физиологии и патофизиологии, А.Р. Moller, Амстердам: Elsevier, 2006)
Длина трубки евстахиевой = 3,5 до 3,9 см (Hearing. его физиологии и патофизиологии РАМН, А. Р. Мюллер, Сан-Диего, Academic Press, 2000).
Количество волосковых клеток в улитке = 3500 внутренних волосковых клеток, 12000 наружных волосковых клеток (Hearing. ее физиологии и патофизиологии, А.Р. Moller, Сан-Диего, Academic Press, 2000).
Количество волокон в слуховой нерв = 30000 (Слух: ее физиологии и патофизиологии, А.Р. Moller, Амстердам: Elsevier, 2006)
Длина слухового нерва = 2,5 см (Слух: ее физиологии и патофизиологии, А.Р. Moller, Амстердам: Elsevier, 2006)
Количество нейронов в кохлеарных ядер = 8800 (Северный, JL и падения, депутат слуха у детей, 5-е издание, Филадельфия. Lippincott Williams & Wilkins, 2002)
Количество нейронов в нижней бугорок = 392000 (Северный, JL и падения, депутат слуха у детей, 5-е издание, Филадельфия. Lippincott Williams & Wilkins, 2002)
Количество нейронов в медиального коленчатого тела = 570000
Количество нейронов в слуховой коре = 100000000
Услышав Range (молодой человек взрослый) = от 20 до 20000 Гц
Услышав Range (пожилой человек) = от 50 до 8000 Гц (Гайтон, кондиционер, Учебник по медицинской физиологии, 1986)
Услышав Range (крысы) = 1000 до 50000 Гц
Услышав Range (кошка) = 100 до 60000 Гц
Услышав Range (дельфин) = от 200 до 150 000 Гц
Услышав Range (слон) = 1 до 20000 Гц
Услышав Range (золотая рыбка) = 5 до 2000 Гц
Услышав Range (моли, совки) = 1000 240 000 Гц
Услышав Range (мышь) = 1000 до 100000 Гц
Услышав Range (морской лев) = 100 до 40000 Гц
(Услышав диапазон ссылка: Откройте для себя науке альманах, Нью-Йорк: Гиперион, 2003)
Наиболее чувствительны диапазон человеческого слуха = 1000-4000 Гц
Длина внешний слуховой проход (ушной канал) = 2,7 см
Диаметр внешний слуховой проход (ушной канал) = 0,7 см
Вес молоточка = 23 мг, длина молоточек = 8-9 мм
Масса наковальни = 30 мг; размеры наковальня = 5 мм на 7 мм
Вес стремени = 3-4 мг; размеры стремени = 3,5 мм, 3 мм, 1,4 мм
Молоточек, наковальня и стремечко ссылки: Гельфанд, С. А. Слушание: Введение в психологической и физиологической акустики, 4-е издание, Нью-Йорк: Marcel Dekker, 2004.

Длина улитки = 35 мм
Ширина улитки = 10 мм
Число оборотов в улитке = 2.2-2.9
Длина базальной мембраны = 25-35 мм
Ширина базилярной мембраны = 150 мкм (у основания улитки) (Hearing. ее физиологии и патофизиологии, А.Р. Moller, Сан-Диего, Academic Press, 2000).
Порог слухового Боль = 130 дБ
Порог для слуха = 90 дБ в течение длительного периода времени

Общее количество вкусовых рецепторов человека (языка, неба, щек) = 10000
Количество вкусовых рецепторов на языке = 9000
Высота вкусовой рецептор = 50-100 мкм (From:. Фарбман А.И., вкусовой рецептор, в Г. Эдельман, EDS, энциклопедии Neuroscience, 1987)
Диаметр вкусовой рецептор = 30-60 мкм (From: Фарбман, AI)
Количество рецепторов на каждый вкусовой рецептор = 50-150 (Бор, WF и Boulpaep, EL, медицинской физиологии клеточной и молекулярной подход, Филадельфия. Saunders, 2003)
Диаметр вкусовых рецепторов = 10 микрон
Диаметр волокна вкус = менее 4 мкм
Вкус порог сульфата хинина = 3,376 мг / л воды

Обоняние

Количество человеческих обонятельных рецепторных клеток = 12 млн. (Shier Д. Батлер, Дж. Льюиса и, анатомии человека Р. дыры и физиологии, Бостон: McGraw Hill, 2004)
Количество кроликов обонятельных рецепторных клеток = 100000000
Количество собак обонятельных рецепторных клеток = 1 миллиард
Количество ищейка обонятельных рецепторных клеток = 4 млрд. (Shier Д. Батлер, Дж. Льюиса и, анатомии человека Р. дыры и физиологии, Бостон: McGraw Hill, 2004)
Площадь обонятельного эпителия (содержит обонятельных рецепторных клеток) в организме человека = 10 см 2 (медведь, MF, Коннорс, BW и Pradiso, MA, неврологии: Исследование мозга, 2-е издание, Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2001, с. 269)
Площадь ищейка обонятельного эпителия = 59 в 2 (Shier Д. Батлер, Дж. Льюиса и, анатомии человека Р. дыры и физиологии, Бостон: McGraw Hill, 2004)
Площадь обонятельного эпителия у некоторых собак = 170 см 2 (медведь, MF, Коннорс, BW и Pradiso, MA, неврологии: Исследование мозга, 2-е издание, Балтимор. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2001, стр. 269)
Площадь обонятельного эпителия у кошек = 21 см 2 (Bradshaw, J., поведенческой биологии, в книге Waltham Собаки и кошки поведения, под ред С. Торн, Оксфорд. Наука, 1992)
Толщина обонятельного эпителия слизистой оболочки = 20-50 мкм. (Бора и Boulpaep, 2003)
Диаметр аксонов обонятельных рецепторов = 0,1-0,2 микрон
Диаметр дистального конца обонятельных рецепторных клеток = 1 мкм
Диаметр обонятельных рецепторных клеток = 40-50 микрон
Количество реснички в обонятельных рецепторных клеток = 10-30
Длина ресничек на обонятельных рецепторных клеток = 100-150 микрон
Концентрация на порог обнаружения мускуса = 0,00004 мг / л воздуха

Длина глазного яблока (для взрослых) = 24,2 мм (от Риордан-Ева, П. и Whitcher, JP, Vaughan & Asbury генеральный офтальмологии, 17 издание, Нью-Йорк. Ланге медицинской книги, 2008)
Длина глазного яблока (новорожденного) = 16,5 мм (от Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Объем глазное яблоко = 5,5 см 3
Масса глазного яблока = 7,5 г
Среднее время между мигает = 2,8 секунды
Средняя продолжительность одного мигания = 0,1-0,4 секунды (Шифман, HR, ощущение и восприятие комплексный подход, Нью-Йорк. John Wiley и Sons, Inc, 2001)
Толщина роговицы = ~ 0,5 мм в центре, около 1 мм на периферии (Foster, CS, Азар, DT и Dohlman, CH Смолин и Thoft это роговицы Научные основы и клинической практики, 4-е издание, Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005.)
Диаметр роговицы = 11,5 мм
Толщина линз = 4 мм (от Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Диаметр объектива = 9 мм (от Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Состав линзы = 65% воды, 35% белка (от Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Нервы в объектив = 0 (из Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Кровеносные сосуды в объектив = 0 (из Риордан-Ева и Whitcher, 2008)
Количество рецепторов клеток сетчатки = 5-6 миллионов колбочек, 120-140 миллионов палочек
Количество ганглиозных клеток сетчатки = 800 тыс. до 1 млн.
Количество волокон в зрительном нерве = 1200000
Количество нейронов в наружного коленчатого тела = 570000
Количество клеток в зрительной коре (поле 17) = 538 000 000
Длина волны видимого света (человек) = 400-700 нм
Количество света, необходимого для возбуждения стержня = 1 фотон
Количество света, необходимого для возбуждения конуса = 100 фотонов
Место наибольшей плотностью стержней = 20 ° от ямки
Высокая плотность стержня = 160 000 в мм 2
Пик плотности стержней (кошка) = 400 000 в мм 2
Плотность конусов в ямке = 200000 в мм 2
Диаметр ямки = 1,5 мм
Внутриглазного давления = 10-20 мм рт.ст.
Объем орбите = 30 мл
Площадь сетчатки = 2500 мм 2
Толщина сетчатки = 120 мкм (в диапазоне от 100 до 230 микрон)
Производительность водянистой влаги = 2 мкл / мин
Оборот водянистой влаги = 15 раз / сут
% Объема глаз занимает стекловидное = 80%
Максимальная чувствительность красных конусов = 570 нм
Максимальная чувствительность зеленого конуса = 540 нм
Максимальная чувствительность синих конусов = 440 нм
Более Факты и цифры о сетчатке глаза человека от WebVision.
Нажмите

Вес кожи (взрослого человека) = 9 фунтов (4,1 кг) (Источник: Шифман, HR, ощущение и восприятие комплексный подход, Нью-Йорк. John Wiley и Sons, Inc, 2001)
Поверхность кожи (взрослого человека) = 3000 2 (~ 1,8 м 2) (Источник:. Шифман, HR, ощущение и восприятие комплексный подход, New York: John Wiley и Sons, Inc, 2001)
Количество тактильные рецепторы в руке = 17000
Количество нервных окончаний в руках = 1300 за в 2
фон Фрей порог (Лицо) = 5 мг
2 очка порог (Finger) = 2-3 мм
Длина Мейснера тельца = 90 - 120 микрон
Плотность рецепторов на кончиках пальцев = 2500 на см 2
Плотность частиц Мейснера на кончиках пальцев = 1500 на см 2
Плотность клеток Меркель на кончиках пальцев = 750 на см 2
Плотность Pacinian частиц на кончиках пальцев = 75 см 2
Плотность частиц Руффини на кончиках пальцев = 75 см 2
Тепловая болевой порог = 45 ° С

Нейроны
Масса больших сенсорных нейронов = 10 -6 грамм (с Гровс и старинная трехструнная скрипка, Введение в биологической психологии, 3-е издание, Dubuque. Wm.C. Браун Изд-во, 1988)
Количество синапсов для «типичных» нейрон = 1000 до 10000
Диаметр нейронов = 4 мкм (ЗК) до 100 микрон (двигательный нейрон в мозге)
Диаметр нейронов ядра = 3 до 18 микрон
Длина Жираф первичных афферентных аксонов (от ног до шеи) = 15 футов
Отдых потенциала аксона гигантского кальмара = -70 мВ
Проведение скорость ПД = 0.6-120 м / с (1.2-250 миль / час)

Одноместный натриевого насоса максимальная скорость переноса Na = 200 ионов / сек, 130 К ионов / сек
Типичное количество натриевых насосов, насосов = 1000 / мкм 2 поверхности мембраны (с Уиллисом и Гроссман, медицинский нейробиологии, Mosby, Сент-Луис, 1981, стр. 36.)
Общее количество натриевых насосов для небольших нейрон = 1 миллион
Плотность натриевых каналов (кальмар гигантский аксон) = 300 микрон в 2 (из Хилле, B., ионных каналов возбудимых мембран, Sinauer, Сандерленд, 1984, с. 210.)
Количество напряжения закрытого натриевых каналов в каждом узле = от 1000 до 2000 микрон в 2 (из Нольте, J., человеческий мозг, Mosby, 1999, с. 163.)
Количество напряжения натриевых каналов между узлами = 25 микрон 2 (от Нольте, J., человеческий мозг, Mosby, 1999, с. 163.)
Количество напряжения закрытого натриевых каналов в немиелинизированных аксона = от 100 до 200 микрон в 2 (из Нольте, J., человеческий мозг, Mosby, 1999, с. 163.)
Диаметр микротрубочек = 20 нанометров
Диаметр микрофиламентов = 5 нанометров
Диаметр нейрофиламентов = 10 нанометров
Толщина мембраны нейронов = 5 нанометров
Толщина гигантского кальмара мембране аксона = 50-100
Мембранные площадь типичного нейрона = 250000 мкм 2 (медведь и соавт., 2001)
Мембранные площадью 100 миллиардов нейронов = 25000 м 2, размер четырех футбольных полей (медведь, MF, Коннорс, BW и Pradiso, MA, неврологии: Исследование мозга, 2-е издание, Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2001 97.)

Типичные синаптическую щель расстояние = 20-40 нанометров (от Кандель и др.., 2000, с. 176)
% Нейронов, окрашенных по методу Гольджи = 5%
Медленная скорость транспорта axoplasmic = 0.2-4 мм / сутки (актина, тубулина)
Промежуточный курс axoplasmic транспорт = 15-50 мм / сутки (митохондриальных белков)
Быстрая скорость транспорта axoplasmic = 200-400 мм / сутки (пептиды, glyolipids)
Количество молекул нейромедиаторов в одном синаптических везикул = 5,000 (из Кандель и др.., 2000, с. 277)
Диаметр синаптических везикул = 50 нм (небольшой); 70-200 нанометров (большой)
Диаметр нейрофиламентов = 7 - 10 нм
Диаметр микротрубочек = 25 нм
Межузловых Длина = 150 - 1500 мкм (в зависимости от диаметра волокна
% Состав миелиновых = 70-80% липидов, 20-30% белка

Концентрация ионов (мм) - SQUID NEURON
Калий 400 20
Натрий 50 440
Хлорид 40-150 560
Кальций 0,0001 10

Концентрация ионов (мм) - МЛЕКОПИТАЮЩИХ NEURON
Внутриклеточному Внеклеточный
Калий 140 5
Натрий 5-15 145
Хлорид 4-30 110
Кальций 0,0001 1-2
Данные Purves и др., неврологии, Сандерленд. Sinauer Associates, 1997 год.

Нейротоксины

Кровоснабжение

% Мозга использования общего отдыха кислорода = 20%
% Кровоток от сердца к мозгу = 15-20% (Кандель и др.., 2000)
Кровоток через весь мозг (для взрослых) = 750-1000 мл / мин
Кровоток через весь мозг (для взрослых) = 54 мл/100 г / мин
Кровоток через весь мозг (ребенка) = 105 мл/100 г / мин
Церебрального кровотока = 55 до 60 мл на 100 г ткани мозга / мин
Церебрального кровотока (серое вещество) = 75 мл на 100 г ткани мозга / мин
Церебрального кровотока (белого вещества) = 45 мл на 100 г ткани мозга / мин (Rengachary, СС и Элленбоген, Р.Г., редакторы, принципы нейрохирургии, Эдинбург: Elsevier Mosby, 2005)
Потребление кислорода весь мозг = 46 см 3 / мин
Потребление кислорода весь мозг = 3,3 мл/100 г / мин
Кровь расход через каждый сонной артерии = 350 мл / мин (Кандель и др., Основы нейронных наук, Нью-Йорк. McGraw Hill, 2000)
Кровь расход через основной артерии = 100-200 мл / мин (Кандель и др.., 2000)
Диаметр позвоночной артерии = 2-3 мм
Диаметр общей сонной артерии (для взрослых) = 6 мм
Диаметр общей сонной артерии (новорожденного) = 2,5 мм

Средние размеры взрослой мозга: ширина = 140 в mm/5.5, длина = 167 в mm/6.5, высота = 93 дюймов mm/3.6

При рождении наш мозг весит и среднем 350-400г (около 4/5 фунтов), а взрослые мозга среднем 1300-1400г (около 3 кг).

Если протягиваются коры головного мозга будет 0,23 кв.м. (2.5sq.ft), площадь ночной столик.

Общая площадь коры головного мозга составляет 2500 см2 и 2,69 кв.м.

В состав головного мозга = 77-78% воды, 10-12% жиров, 8% белка, 1% углеводов, 2% растворимых органических веществ, 1% неорганических солей.

Разбивка внутричерепного содержимого по объему (1700 мл, 100%): мозг = 1400 мл (80%), крови = 150 мл (10%), спинномозговой жидкости = 150 мл (10%).

Мозжечка содержит половину всех нейронов в головном мозге, но включает в себя только 10% мозга.

Кора головного мозга составляет около 85% мозга.

Процент от общего объема мозговой коры лобных долей = 41%, в височной доле 22%, теменной доле 19%, затылочной доле 18%.

Есть около 100 миллиардов нейронов в мозге человека, такое же количество звезд в нашей галактике.

Левое полушарие головного мозга имеет 186 миллионов нейронов, чем правое полушарие.

750-1000мл кровотока через мозг каждую минуту или около 3 полные банки содовой.

В эту минуту мозг потребляет 46cm3 (1/5 стакана) кислорода от крови.

Из этого потребляемого кислорода, 6% будет использоваться белого вещества головного мозга и 94% серого вещества.

Мозг может остаться в живых 4 до 6 минут без кислорода. После этого клетки начинают умирать.

Самая медленная скорость, с которой информация передается между нейронами 416 км / ч или 260 миль / ч, тот, как «медленный», как максимальная скорость суперкара в сегодняшнем (Bugatti EB 16.4 Veyron с тактовой частотой 253 миль / ч).

10 секунд это время, оставшееся до бессознательного после потери крови к мозгу.

Время до рефлекс потери после потери крови к мозгу, 40-110 секунд.

В начале беременности темпы роста нейрона 250 000 нейронов в минуту.

Результаты когнитивные тесты показывают 30% 80-летних так хорошо, как молодежь.

Ваш мозг составляет около 2% от общей массы тела, но использует 20% энергии в вашем организме.

Энергии, используемой в мозг достаточно, чтобы зажечь лампочку мощностью 25 Вт.

Более электрические импульсы генерируются в один день на одного человеческого мозга, чем все телефоны мира.

Сколько человеческого мозга думаете? 70 000 это количество мыслей, которые, по оценкам человеческий мозг производит в среднем в день.

После 30 лет мозг уменьшается четверть процента (0,25%) в средствах массовой каждый год.

Альберта Эйнштейна мозг весил 1230 граммов (2.71 фунта), что значительно меньше, чем средний человек в 1300 г до 1400 г (3 фунта).

89,06 это процент людей, которые сообщают обычно письменной форме с их правой рукой, 10,6% с левой и 0,34% с любой рукой.

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ученые Массачусетского технологического института сообщили, что у людей, имеющих врожденную слепоту, для обработки речевой информации их головной мозг использует не только те участки коры, которые для этого предназначены, но и области, отвечающие за обработку зрительных образов.

Ученые Европейской лаборатории молекулярной биологии исследовали клетки мозга - микроглии. В мозге человека эти клетки выполняют роль пылесосов. Они поглощают разрушенные, поврежденные и мертвые нервные клетки. Но эта их функция была известна, для ученых было не совсем ясно, какую роль микроглии играют в неповрежденном мозге. Результаты различных исследований позволяют предположить, что микроглия осуществляет мониторинг и поддержку работы синапсов.
Замедленная съемка показывает, что и в здоровом мозге микроглии ведут активный «образ жизни» постоянно перемещаясь и контактируя с синапсами. Подобное поведение микроглии позволило ученым предположить, что микроглии осуществляют «прореживание» синапсов в ранний период развития мозга.Для проверки этой гипотезы ученые создали мышей-мутантов, с уменьшеным количеством микроглии в мозге, и пронаблюдали за дальнейшем его развитием. Увиденное, по словам ученых, было похоже на происходящее в мозге человека при некоторых случаях аутизма. Между нейронами было образовано слишком много соединений. Таким образом, работа микроглии может серьезным образом влиять на развитие различных неврологических расстройств.Мутации, которые привели к уменьшению количества микроглии, имели временный характер. Через некоторое время объем микроглии в мозге приходил в норму и связи между нервными клетками приходили в порядок.

И на самом деле невозможно ощутить три ноги или две головы как «свои». Но часть людей имеющих повреждения коры мозга могут испытать подобное ощущение, осознав вдруг, что на его плечах есть две настоящие головы.

Ученые Каролинского института провели ряд экспериментов, изучая «иллюзию резиновой руки». Суть эксперимента состоит в том, что настоящая рука испытуемого «подменяется» в его представлении на искусственную резиновую руку и испытуемый начинает ощущать ее как свою собственную настоящую руку. Он реагирует на прикосновения к ней. А его настоящая рука в тот момент просто закрыта от его глаз.

Но ученые пошли дальше. Им удалось показать, что «иллюзия резиновой руки» сохраняется даже в том случае, когда испытуемый имеет возможность видеть настоящую руку. То есть человека можно заставить ощущать, например, одну правую и сразу две левых руки.

Ученые из британского университета в Саутгемптоне провели практический опыт, связав посредством сети Интернет два мозг друг с другом, таким образом чтобы появилось возможность взаимодействия между собой только с помощью мыслей.

Предпринималось не мало исследований, чтобы найти разгадку этого взаимодействия. И вот статья, опубликованная в журнале Национальной академии наук США, учеными Ричардом Томпсоном (Richard Thompson) и Ларри Свенсоном (Larry Swanson) приоткрыла завесу тайны.

Воспользовавшись методом отслеживания сигналов, они исследовали центры удовольствия в мозге крыс. Результаты исследования показали, что как модель (хотя бы для этого участка) мозга крысы можно использовать распределенную сеть. Таким образом, новая модель мозга представляет собой сеть, очень похожую на сеть интернет.

Они определили, что клетки мозга, отвечающие за бодрствование человеческого организма имеют особенность «выключаться» после приема пищи.»выключение» клеток мозга происходит в следствии того, что после приема пищи в крови повышается уровень глюкозы. Это приводит к тому, что определенные клетки просто перестают посылать импульсы, которые приводят наш организм в бодрствующее состояние.Эти клетки мозга синтезируют орексин - гормон, оказывающий влияние на бодрствование и сон человека. Когда клетки работают нормально влияние глюкозы через некоторое время проходит и человек способен нормально работать. Когда же их работа нарушена, у человека может проявиться нарколепсия - неконтролируемое засыпание, а также привести к ожирению.
Но на этом роль этих клеток не заканчивается, помимо бодрствования и сна они влияют на обучение, формирование различных зависимостей, поведение, связаное с получение удовольствия.

В ходе экспериментов исследователи выяснили, что у многих людей маленькие и угловатые предметы ассоциируются с высокими звуками, а круглые и большие, наоборот, с низкими.

Ученые из Оксфордского университета на основе результатов проведенных исследований заявили, что синестетами являются все люди, просто эта способность выражена у них гораздо слабее.

В результате исследований проведенных Фредом Гейджем, ученым-неврологом калифорнийского института, над животными, было установлено, мозг может выращивать новые нервные клетки.

рождаются новые клетки в центре обработки информации, участке мозга который ответственен за обучение и память. Именно этот участок мозга чаще всего в первую очередь и поражается болезнью Альцгеймера.

В ходе экспериментов над обезьянами выяснилось, что если обезьяны находились в стрессовом состоянии, то образование новых нервных клеток у них сильно сокращалось.

Таким образом, ученые вполне однозначно доказали, что мозг может создавать центры для своей регенерации, может восстанавливать разрушенные коммуникационные связи.

болезнью Альцгеймера чаще болеют менее образованные люди.

Ученые Университета Кентуккийского геронтологического центра уже в течение нескольких лет занимаются исследованиями мозга пожилых монахинь. Они перед смертью завещали отдать свой мозг для исследований. Ученые пришли к выводу, что у более образованных монахинь кора мозга больше, а значит, в ней содержится больше ветвей нейроных сетей и более густые и разветвленные связи между ними. Такая структура мозга, по словам исследователей, позволяет успешнее противостоять даже болезни Альцгеймера и менее подвержена различным умственным расстройствам.

В предыдущей статье я упоминал, что клетки мозг мышей выросших в обычной и стимулирующей среде значительно различаются. Нейроны мышей, выросших в стимулирующей среде густо усеяны разветвленными и длинными ветвями дендритов. Клетки же мышей лишенных стимулирующей среды развития имели всего несколько жалких дендритов.

В Университете Лос-Анджелеса директор Института исследований мозга Арнольд Шейбель отмечал, что наш мозг отвечает практически мгновенным ростом дендритов в ответ на любые новые или необычные для него раздражители.

Ученые Чикагского университета нашли доказательства, что человеческий мозг продолжает свое эволюционное развитие. Они обратили свое внимание на гены, от которых зависит как развивается наш мозг, его размер и структура - ASMP и microcephalin.

«Частный» вариант гена microcephalin появился около 37 тысяч лет назад, а самый распространенный вариант ASMP - возник лишь около 6 тысяч лет назад, то есть совсем недавно по меркам эволюции. Где эти изменения возникли впервые и как они распространяются через людей - ученые сказать не могут. Но это прямо указывает на то, что мозг человека продолжает эволюционировать.

Джек Галлант и его коллега Шинджи Нисимото показали, что они могут в общих чертах воссоздать видеоклип, который в этот момент смотрит человек, наблюдая с помощью сканера за деятельностью его мозга.

Анализ результатов привел к следующим выводам: чем больше языков знал и использовал человек, тем лучше были его когнитивные функции.

Исследователи установили, что люди считают пальцы своих рук более короткими, а сами руки на 2/3 толще, чем есть на самом деле. По мнению исследователей, искажения возникают потому, что различные участки кожи человека обладают разной чувствительностью.

9. Считается, что человеческий мозг имеет сырье вычислительной мощности от 10 до 13 и 10 16 операций в секунду. Гораздо более 1 миллиона раз число людей на Земле.

Типы нейронов:

Униполярные клетки. Клетки, от тела которых отходит только один отросток. На самом деле при выходе из сомы этот отросток разделяется на два: аксон и дендрит. Поэтому правильнее называть их псевдоуниполярными нейронами. Для этих клеток характерна определенная локализация. Они принадлежат неспецифическим сенсорным модальностям (болевая, температурная, тактильная, проприоцептивная) и расположены в сенсорных узлах: спинальных, тройничном, каменистом (рис. 5а).

Биполярные клетки - это клетки, которые имеют один аксон и один дендрит. Они характерны для зрительной, слуховой, обонятельной сенсорных систем (см. рис. 5a).

Мультиполярные клетки имеют один аксон и множество дендритов. К такому типу нейронов принадлежит большинство нейронов ЦНС. Исходя из особенностей формы этих клеток их делят на веретенообразные, корзинчатые, звездчатые, пирамидные (рис. 5б, в, г). Только в коре головного мозга насчитывается до 60 вариантов форм тел нейронов.

Сведения о форме нейронов, их местоположении и направлении отростков очень важны, поскольку позволяют понять каче-

Рис. 5. Типы нейронов:

а - сенсорные нейроны: 1 - биполярный; 2 - псевдобиполярный; 3 - псевдоуниполярный; б - двигательные нейроны: 4 - пирамидная клетка; 5 - мотонейроны спинного мозга; 6 - нейрон двойного ядра; 7 - нейрон ядра подъязычного нерва; в - симпатические нейроны: 8 - нейрон звездчатого ганглия; 9 - нейрон верхнего шейного ганглия; 10 - нейрон бокового рога спинного мозга; г - парасимпатические нейроны: 11 - нейрон узла мышечного сплетения кишечной стенки; 12 - нейрон дорсального ядра блуждающего нерва; 13 - нейрон ресничного узла

Отделы мозга
[править]Ствол мозга
[править]Rhombencephalon (ромбовидный мозг)
[править]Medulla oblongata (Myelencephalon, Bulbus, продолговатый мозг)
передняя срединная щель - fissura mediana anterior
пирамида продолговатого мозга - pyramis medullae oblongatae
перекрёст пирамид - decussatio pyramidum
олива - oliva
[править]Metencephalon (задний мозг)
мост - Pons
бульбарно-мостовая борозда - Sulcus bulbo-pontinus
базилярная борозда - Sulcus basilaris

мозжечок - Cerebellum
червь мозжечка - Vermis
полушария мозжечка
передняя доля - Lobus anterior cerebelli
задняя доля - Lobus centralis
клочково-узелковая доля - lobus floculo-nodularis
ядра мозжечка - Nuclei cerebellaris
ядро шатра - Nucleus fastigii
шаровидные ядра - Nucleus globosus
пробковидное ядро - Nucleus emboliformis
зубчатое ядро - Nucleus dentatus
[править]Mesencephalon (средний мозг)
верхняя ножка мозжечка - Pedunculus cerebellaris superior
ножка мозга - pedunculus cerebri
чёрное вещество - substantia nigra
крыша среднего мозга - Tectum mesencephalicum
нижний холмик - Colliculus inferior
верхний холмик - Colliculus superior
Покрышка среднего мозга - Tegmentum mesencephalicum
Вентральная область покрышки
Водопровод среднего мозга (Сильвиев водопровод) - Aqueductus mesencephali
[править]Prosencephalon (передний мозг)
[править]Diencephalon (промежуточный мозг)
надбугорье - Epithalamus
шишковидное тело - Corpus pineale (glandula pinealis)
поводок - Habenula
медиальное и латеральное ядра поводка - Nuclei habenulares medialis et lateralis
треугольник поводка - Trigonum habenulae
спайка поводков - Commissura habenularus
мозговая полоска - Stria medullaris thalamica
третий желудочек - Ventriculus tertius
сосудистая основа третьего желудочка - tela choroidea ventriculi tertii
таламус
передняя группа ядер таламуса - nuclei anteriores thalami
Передневентральные ядра - nucleus anteroventralis (anteroinferior)
Переднедорсальное ядра - nucleus anterodorsalis
Переднемедиальные ядра - nucleus anteromedialis
срединные ядра таламуса - nuclei mediani thalami
передние паравентрикулярные ядра - nuclei paraventriculares anteriores
задние паравентрикулярные ядра - nuclei paraventriculares posteriores
ромбовидное ядро - nucleus rhomboidalis
медиальные ядра таламуса - nuclei mediales thalami
дорсальное медиальное ядро - nucleus medialis dorsalis
ретикулярные (внутрипластинчатые) ядра таламуса - nuclei reticulares (intralaminares thalami)
центральное срединное ядро - nucleus centromedianus
парафасцикулярное ядро - nucleus parafascicularis
парацентральное ядро - nucleus paracentralis.
латеральное центральное ядро - nucleus centralis lateralis
медиальное центральное ядро - nucleus centralis medialis
подушка - Pulvinar
задние ядра - nuclei posteriores
ядра подушки - nuclei pulvinares
латеральное ядро - nucleus lateralis
медиальное ядро - nucleus medialis pars dorsalis
метаталамус - metathalamus
медиальное коленчатое тело - corpus geniculatum mediale
латеральное коленчатое тело - corpus geniculatum laterale
гипоталамус - Hypothalamus
зрительный перекрёст - Chiasma opticum
супраоптическая область
воронка - Infundibulum
серый бугор - Tuber cenereum
сосцевидное тело - corpus mamillare
субталамическая область
люисово тело - nucleus subthalamicus (corpus Luysii)
неопределённая зона - zona incerta
гипофиз - Hypophysis
нейрогипофиз - Neurohypophysis
аденогипофиз
[править]Telencephalon (конечный мозг)

красный: лобная доля
оранжевый: теменная доля
жёлтый: затылочная доля
зелёный: височная доля
голубой: мозжечок
чёрный: ствол мозга
миндалевидное тело лимбическая система - Corpus amygdaloideum
Переднее миндалевидное поле - area amygdaloidea anterior
Базально-латеральная часть - pars basolateralis
Корково-медиальная (обонятельная) часть - pars conticomedialis (olfacorius)
Гиппокамп аммонов рог - Hippocampus
зубчатая извилина - Gyrus dentatus
Основание гиппокампа - Subiculum
Базальные ганглии - Nuclei basales
бледный шар(archipallium)
полосатое тело - Corpus striatum
хвостатое ядро - Nucleus caudatus
скорлупа - Putamen
чечевицеобразное ядро - Nucleus lentiformis
большой мозг - Cerebrum
обонятельный мозг - Rhinencephalon
обонятельная луковица - Bulbus olfacrorius
переднее продырявленное вещество - Substantia perforata
обонятельный тракт - Tractus olfactorius
передняя комиссура - Сommissura anterior
Боковой желудочек - Ventriculus lateralis
Кора большого мозга
Лобная доля - Lobus frontalis
Прецентральная извилина - gyrus precentralis
Цитоархитектоническое поле Бродмана 4 (Первичная моторная область)
Верхняя лобная извилина - Gyrus frontalis superior
Средняя лобная извилина - Gyrus frontalis medius
Нижняя лобная извилина - Gyrus frontalis inferior
Цитоархитектонические поля Бродмана: 6, 8, 9, 10, 11, 24, 25, 32, 33, 44, 45, 46, 47
Теменная доля - Lobus parietalis
Постцентральная извилина Первичная соматосенсорная область коры
Предклинье - Precuneus
Цитоархитектонические поля Бродмана 1, 2, 3 (Первичная сенсорная область коры); 5, 7, 23, 26, 29, 31, 39, 40
затылочная доля - Lobus occipitalis
lateral occipital gyrus
клин - cuneus
Цитоархитектоническое поле Бродмана 17 (V1, первичная зрительная область); 18, 19
височная доля - Lobus temporalis
верхняя височная извилина - Gyrus temporalis superior
средняя височная извилина - Gyrus temporalis medius
нижняя височная извилина - Gyrus temporalis inferior
латеральная затылочно-височная извилина - Gyrus occipitotemporalis lateralis
Медиальная затылочно-височная извилина - Gyrus occipitotemporalis medialis
парагиппокампальная извилина - Gyrus hyppocampi
Цитоархитектонические поля Бродмана: 9, 20, 21, 22, 27, 34, 35, 36, 37, 38, 41, 42
Островковая доля - Lobus insularis
Поясная извилина - Gyrus cinguli
Цитоархитектонические поля Бродмана 23, 24; 26, 29, 30 (retrosplenial areas); 31, 32
[править]Нервные пути
дугообразные волокна - fibrae arcuatae cerebri
ножки мозга
мозолистое тело - corpus collosum
валик - splenium
ствол - truncus
колено - genu
клюв - rostrum
пирамидная система (пирамидальный путь, пирамидный путь, кортикоспинальный путь) - fasciculus pyramidalis
Медиальный переднемозговой пучок
Основные дофаминовые пути
мезокортикальный путь
мезолимбический путь
нигростриарный путь
тубероинфундибулярный путь
нейрогипофизарный путь
[править]Цереброспинальная система

[править]Нервная система
центральная нервная система
периферическая нервная система
соматическая нервная система
автономная нервная система
симпатическая нервная система
парасимпатическая нервная система
[править]Распознавание
сенсорная система
обонятельная система
первичная обонятельная кора
[править]Произвольные движения
опорно-двигательный аппарат
экстрапирамидная система
пирамидальный тракт
альфа-мотонейроны
гамма-мотонейроны
[править]Нервы
спинной мозг
ствол головного мозга
черепные нервы
Обонятельный нерв (I)
Зрительный нерв (II)
Глазодвигательный нерв (III)
Блоковый нерв(IV)
Тройничный нерв (V)
Отводящий нерв (VI)
Лицевой нерв (VII)
Слуховой нерв (VIII)
Языкоглоточный нерв (IX)
Блуждающий нерв (X)
Добавочный нерв (XI)
Подъязычный нерв (XII)
[править]Эндокринная нервная система
Лимбическая система
HPA axis
[править]Сосудистая система
венозная система
circle of Willis (arterial system)
гематоэнцефалический барьер
blood-cerebrospinal fluid barrier
[править]Мозговые оболочки - meninges
Твёрдая оболочка головного мозга - Dura mater cranialis
серп большого мозга - falx cerebeli
намет мозжечка - tentorium cerebelli
серп мозжечка - falx cerebelli
диафрагма седла - deafragma sellae
Мягкая оболочка головного мозга - Pia mater cranium (encephali)
эпидуральное (перидуральное) пространство - Spatium epidurale (peridurale)
субдуральное пространство - spatinum subdurale (cavitas subduralis)
паутинная оболочка головного мозга - arachnoidea mater cranialis
сосудистая система
спинномозговая жидкость - liquor cerebrospinalis
подпаутинное пространство - spatinum subarachnoidale (cavitas subarachoidalis)
четвёртый желудочек - Ventriculus quartus
третий желудочек - ventriculus tetrius
боковой желудочек - ventriculus lateralis
передний (лобный) рог - cornu anterius (frontale)
центральная часть - pars centralis
задний (затылочный) рог - cornu posterius (occipitale)
нижний (височный) рог - cornu inferius (temporale)

Источники будущих научных публикаций и проекты связанные с мозгом

Опубликованное в журнале Current Biology, говорит о том, что мозг более чем способен принимать решения во время сна. Участников этого исследования просили сортировать слова на две категории нажатием кнопки, причем во время испытаний позволялось уснуть. Однако эксперимент продолжился и во сне — мозг участников был способен принимать решения даже после того, как организм погружался в сон.

2. Сортирует воспоминания

Во сне мозг обрабатывает новые воспоминания, проверяет связи со старыми, и сортирует память так, чтобы человек не забывал нужные моменты. По словам доктора Мэтью Уокера из Калифорнийского университета, если человек занимается фортепиано после после здорового сна и в следующую ночь спит еще восемь часов, то пройденное на уроке воспроизводится им на 20−30% лучше, чем при проверке знаний сразу же по окончании занятий.

3. Создает ассоциации

Во время сна мозг строит ассоциативные связи между, казалось бы, не связанными между собой вещами. Это может привести к появлению необычных идей или углубленному пониманию окружающего мира. Поэтому возникающие порой в голове неожиданно оригинальные идеи не так уж и спонтанны.

4. Избавляется от токсинов

Серия исследований показывает , что во сне мозг мышей очищается от нейродегенеративных клеток и токсинов, увеличение концентрации которых может привести к развитию болезней Альцгеймера и Паркинсона.

5. Обучается физическому труду

Во время фазы быстрого сна новая информация о двигательной функции организма передается из коры головного мозга, отвечающей в том числе за моторику, в височную долю. Это помогает нам «осмысливать» и эффективнее выполнять задачи, касающиеся физической активности.

Наталья Резник,
кандидат биологических наук
«Химия и жизнь» №3, 2014

А в этот самый день у Кенги было ужасно хозяйственное настроение.
Она решила везде навести порядок и сосчитать все белье и выяснить,
сколько осталось у нее кусков мыла, и сколько у Тигры осталось чистых
салфеток, и сколько у Ру осталось чистых передников, так что она
выставила их обоих из дому...
А. А. Милн. Винни-Пух и все-все-все

Сон - состояние, присущее большинству животных, в том числе и беспозвоночным. Даже морские млекопитающие, для которых уснуть - значит захлебнуться, спят каждым полушарием по очереди. Сон жизненно необходим, бессонница убивает и животных, и людей. Веками ученые пытаются понять, почему это происходит, и в гипотезах не было и нет недостатка. В этой статье мы расскажем о трех.

Глимфатическое половодье

Представления специалистов о назначении сна изменяются по мере развития методов прижизненного исследования мозга. К ним относятся в том числе магнитно-резонансная томография и двухфотонная лазерная микроскопия, которые позволяют наблюдать за перемещением жидкостей и веществ в живых тканях в реальном времени. О магнитно-резонансной томографии в изучении мозга «Химия и жизнь» уже писала (см.: Елена Клещенко «Библиотека мозга» , 2012, №12). Суть двухфотонной лазерной микроскопии заключается в том, что в мозг вводят краситель, флуоресценцию которого периодически возбуждают двумя фотонами, энергия каждого из которых меньше энергии, необходимой для возбуждения флуоресценции. Молекула засветится лишь в том случае, если в нее попадут оба фотона, а произойти это может только в фокусной плоскости микроскопа. Метод позволяет получить четкое изображение тканей на глубину до нескольких сотен микрон, и можно без помех наблюдать за распространением светящейся жидкости.

Правда, чтобы исследовать таким образом мозг лабораторного животного, приходится проделывать в черепе окошечко для освещения флуоресцентных молекул. Но ничего, делают, потом закрывают его специальным стеклом, вживляют электроды и канюли для введения красителя, и грызуны живут со всем этим оборудованием в голове, а время от времени их помещают на часок на столик микроскопа и наблюдают.

В результате подобных экспериментов специалисты Медицинского центра Рочестерского университета (США) под руководством Мейкен Нейдегаард обнаружили «глимфатическую» систему - специфические каналы для течения спинномозговой жидкости (Science Translational Medicine , 2012, 4, 147ra111, DOI:10.1126/scitranslmed.3003748). Исследователи предположили, что система служит для очистки мозга от вредных веществ, которые накапливаются в межклеточном пространстве в результате обменных процессов.

Что такое лимфатическая система, знают все. Лимфа вбирает в себя вредные продукты метаболизма тканей из межклеточной жидкости; ее сосуды открываются в вены, по которым все собранные «отходы» попадают в печень и почки и выводятся из организма. Чем активнее происходит в ткани обмен веществ, тем лучше в ней развита лимфатическая сеть. Но в мозге лимфатических сосудов нет, меж тем его метаболическая активность очень высока, а нейроны и глия чувствительны к внешним воздействиям. Именно с накоплением продуктов клеточной жизнедеятельности связывают развитие нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера. По мнению специалистов, основная часть патогенных белков разрушается внутри клеток мозга, однако много вредных молекул оказывается в межклеточном пространстве, и от них тоже надо избавляться. Роль очищающего раствора могла бы играть спинномозговая жидкость (СМЖ). Она высачивается из сосудистого сплетения, протекает через желудочки мозга, омывает его поверхность и снова возвращается в кровоток. Но сквозь толщу мозговой ткани ей пройти трудно, поскольку специальных сосудов для нее там нет, а диффузия идет очень медленно. Оказалось, однако, что специальный скоростной путь для СМЖ все-таки существует (рис. 1).

Спинномозговая жидкость поступает в мозг из субарахноидального пространства - полости между двумя мозговыми оболочками - и движется вдоль артерий. Сосуды окружены отростками глиальных клеток астроцитов, образующими вокруг артерий сеть подобно тому, как ветви тенистой аллеи смыкаются над дорогой. На мембранах этих выростов расположены белки аквапорины (AQP4), которые быстро пропускают в клетки молекулы воды. Через эти поры СМЖ попадает в клетку и движется от астроцита к астроциту, обмениваясь по дороге молекулами с межклеточной жидкостью. В конце концов этот «мусорный» поток достигает сосудов венозной системы и, двигаясь вдоль них, попадает в лимфатические сосуды шеи, а оттуда в печень, где отходы мозговой деятельности постигает общая участь. Поскольку отсутствие гена AQP4 у генетически модифицированных мышей на 65% ухудшает вымывание бета-амилоидов из межклеточной жидкости, исследователи предположили, что именно течение СМЖ обеспечивает очистку мозга от лишних продуктов клеточной активности. С помощью магнитно-резонансной томографии они показали, что таким путем покидают мозг от 40 до 80% крупных белков.

Эту систему исследователи назвали глимфатической за ее зависимость от аквапоринов глиальных клеток и за очищающую функцию, которая роднит ток СМЖ с лимфатической системой периферических тканей. Благодаря глимфатической системе нет необходимости организовывать в мозге отдельную мусоросжигающую фабрику, отходы его жизнедеятельности поступают в общий центр утилизации.

Специалисты нередко связывают очистку мозга со сном. Некоторые белки, присутствующие в межклеточном пространстве ЦНС и подлежащие удалению, в частности бета-амилоиды, тау-белки и синуклеины, вызывают нейродегенеративные расстройства, которые возникают в том числе и при нарушениях сна. Известно, что эти вредные вещества накапливаются во время бодрствования, у спящих людей и животных их межклеточная концентрация меньше, а при бессоннице особенно высока. Возможно, бессонница связана с повышенным уровнем бета-амилоидов. Мейкен Нейдегаард и ее сотрудники проверили альтернативную гипотезу, согласно которой очистка от бета-амилоидов более эффективно происходит во время сна и глимфатические процессы находятся под контролем цикла «сон-бодрствование» (Science , 2013, 342, 373–377, DOI:10.1126/science.1241224).

Исследования глимфатической системы проводили на анестезированных мышах. Удобно, когда животное на столике микроскопа мирно спит. Но теперь ученые наблюдали мышей в трех состояниях: бодрствующих, спящих естественным сном и усыпленных смесью кетамина и ксилазина. Эксперимент организовали так, чтобы наблюдать течение СМЖ в двух разных состояниях активности мозга у одной и той же мыши. Поскольку предстояло работать с бодрствующими животными, их заранее приучили к лежанию на столике микроскопа, а объем и скорость введения красителей подобрали такие, чтобы не повлиять на поведение грызунов. Состояние сна или бодрствования мыши во время эксперимента постоянно контролировали с помощью ЭЭГ и электромиографии, которая определяла тонус шейной мышцы (во сне она расслаблена). Далее, когда мы будем говорить о сне, имеется в виду его медленная фаза.

Значительную часть дня мыши спят. Около полудня спящему грызуну вводили в большую цистерну мозга краситель флуоресцеин-изотиоцианат, ФИТЦ, обладающий сильной желто-зеленой флуоресценцией, и в течение получаса наблюдали за его прохождением по мозгу с помощью двухфотонного лазерного микроскопа. Затем мышь будили, бережно коснувшись рукой хвоста, и повторно вводили другой краситель такого же молекулярного веса - техасский красный (рис. 2). Оказалось, что при бодрствовании поток спинномозговой жидкости сокращается примерно на 95%. Ученые повторили эксперименты с другой группой мышей. На сей раз они начали вечером, когда мыши бодрствовали, и во все время наблюдения трогали зверя за хвостик, чтобы он не заснул в неподвижности. Судя по распределению ФИТЦ, спинномозговая жидкость медленно омывала поверхность коры, практически не проникая вглубь. Спустя полчаса животных усыпили, ввели другой краситель, и он устремился вглубь мозга с такой же скоростью, что и при естественном сне.

Рис. 2. В бодрствующем мозге (справа ) окрашенная спинномозговая жидкость движется вдоль кровеносных сосудов. В спящем (слева ) она просачивается на значительную глубину. Фото L. Xie, H. Kang and M. Nedergaard с сайта www.sciencenews.org" border="0">

Почему у мышей, спящих не важно по какой причине, резко возрастает ток СМЖ? В бодрствующем мозге давление крови и пульсация артерий сильнее, чем в спящем, поэтому разница в скоростях не может быть связана с пульсацией сосудов. Другое объяснение заключается в том, что во сне расширяется межклеточное пространство и жидкость по нему циркулирует свободнее. Активность нейронов сопровождается увеличением концентрации внеклеточных ионов калия, клетки из-за этого набухают, а пространство между ними сокращается. Эксперименты подтвердили, что у бодрствующих мышей объем межклеточного пространства составляет 3–15%, а у спящих 22–24%, то есть разница превышает 60%. Когда животные не спят, ткань мозга сопротивляется потоку жидкости и затрудняет ее движения, а следовательно, и удаление вредных молекул. И действительно, меченые бета-амилоиды, введенные в кору мозга, во время сна покидают ее почти в два раза быстрее, чем при бодрствовании.

Поскольку на величину глимфатического потока влияет не только естественный сон, но и анестезия, она должна быть связана не с циркадными ритмами, а скорее с состоянием «сон-бодрствование». Возможно, изменение объема межклеточного пространства регулируют нейромедиаторы, вызывающие возбуждение. Первым кандидатом на эту роль стал норадреналин, который ответствен за пробуждение коры, а также регулирует активность мембранного транспорта и работу каналов, отвечающих за объем клеток, в периферийных тканях, таких, как почки и сердце.

Исследователи ввели бодрствующим мышам смесь антагонистов к норадреналиновым рецепторам. Антагонисты связываются с рецепторами, и норадреналину сесть уже некуда, поэтому клетки его сигналы не воспринимают. В этих условиях поток СМЖ возрос до уровня, сравнимого с таковым у спящих животных, а объем межклеточного пространства увеличился с 14,3 до 22,6%. Ученые полагают, что норадреналин стимулирует нейронную активность, которая, в свою очередь, влияет на объем межклеточного пространства. Чтобы выяснить в деталях механизм расширения межклеточного пространства во сне, при анестезии или блокаде норадреналиновых рецепторов, еще нужны эксперименты.

Как эта гипотеза объясняет засыпание? Поскольку очистка мозга происходит в режиме «сон», логично предположить, что в это состояние он переходит, когда в нем накапливаются вредные метаболиты. Еще в конце 1990-х годов финская исследовательница Тарья Поркка-Хейсканен, с недавнего времени Стенберг, и ее коллеги из Гарвардской медицинской школы предположили, что переключателем служит аденозин - метаболит нейральной и глиальной активности. Его концентрация в бодрствующем мозге выше, чем в спящем, а при искусственном нарушении сна еще выше. Но стоит заснуть, и она быстро падает. Работа исследователей из Медицинского центра Рочестера объясняет, почему возможно быстрое восстановление: из-за мощного потока СМЖ.

Итак, в период бодрствования в мозге накапливаются вещества, которые необходимо своевременно удалять. Понятно, что уборкой удобнее заниматься, когда никого нет дома. И вот мозг минимизирует активность нейронов и включает проточную систему очистки на полную мощность. Даже кратковременного сна бывает достаточно, чтобы «промыть мозги».

Однако есть и другая теория, согласно которой во сне активность мозга не уменьшается, а переключается на другие объекты.

Висцеральное бессознательное

Во время бодрствования наш мозг занят анализом сигналов, поступающих из внешней среды, и реакцией на эти сигналы. Но есть еще и внутренние органы. Днем они действуют в автоматическом режиме: животное дышит, его сердце бьется, кишечник и желудок сокращаются, пищеварительные железы выделяют ферменты. Однако и эти функции нуждаются в периодическом контроле мозга. Доктор биологических наук И. Н. Пигарёв, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН, предлагает висцеральную гипотезу сна, согласно которой нейроны спящего мозга перестают реагировать на внешние сигналы, чтобы переключиться на анализ информации от внутренних (висцеральных) органов (, 2013, 63, 1, 86–104, DOI:10.7868/S0044467713010115).

Не случайно животные и люди выбирают для сна мягкие, темные и тихие места, где их не беспокоят шум, свет и горошина под периной. Во время висцерального обследования мозг не должен отвлекаться на сигналы от внешних рецепторов в кору, он на них не реагирует. Мышцы во время сна расслаблены, спящий вял и неконтактен, однако нейроны его коры при этом активны.

Согласно классическим представлениям, кора разделена на специализированные зоны: зрительные, слуховые, двигательные. И трудно представить, чтобы нейроны, ответственные за обработку зрительных сигналов, анализировали также информацию, поступающую из кишечника. Чтобы проверить это предположение, автор гипотезы сравнил реакцию одних и тех же отделов коры на разные стимулы во время сна и бодрствования. Оказалось, что нейроны коры кошки, которые при бодрствовании отвечали на зрительные сигналы или контролировали движения передних лап, в период медленного сна реагируют на электрическую стимуляцию желудочно-кишечного тракта, причем эта стимуляция не будит кошку, а делает ее сон более глубоким. Сразу после пробуждения и зрительные, и соматосенсорные нейроны возвращались к своим первоначальным функциям, не отвечая больше на висцеральные сигналы. Аналогичным образом вели себя нейроны зрительной коры обезьяны, а также зрительной и соматосенсорной коры кроликов.

Значительная доля знаний о функциональной организации нервной системы была получена именно с помощью метода электрической стимуляции, поэтому сведения, добытые таким способом, можно считать вполне достоверными. Однако современные технологии позволяют исследовать активность нейронов, не прибегая к искусственным стимулам. К исследованию подключились специалисты лаборатории кортиковисцеральной физиологии Института физиологии им. И. П. Павлова и вживили кошкам в гладкомышечные стенки желудка и двенадцатиперстной кишки регистрирующие электроды, позволяющие записывать естественную миоэлектрическую активность этих органов. Полученные данные сопоставили с активностью нейронов коры. Оказалось, что в состоянии бодрствования исследованные нейроны на сокращения желудочно-кишечного тракта не откликаются. Зато в периоды медленного сна электрические импульсы значительной части нервных клеток коры совпадают по времени с миоэлектрической активностью, вызванной сокращениями желудка и двенадцатиперстной кишки. При этом они реагируют на заполнение кишечника. Когда кошкам через фистулы непосредственно в желудок вводили воду, сон животных был более глубоким и длительным, и активность нейронов коры отличалась от той, которую регистрировали у спящих кошек на пустой желудок.

Все доказательства того, что корковые нейроны анализируют сигналы от внутренних органов, были получены в период медленного сна. Однако он чередуется с быстрым, более глубоким, чем медленный. По мнению Ивана Николаевича Пигарёва, мозг занимается обработкой висцеральной информации и в медленном, и в быстром сне. Во время медленной фазы он анализирует деятельность ритмично работающих органов пищеварения, дыхания и сердца. Их ритмическая активность в результате интерференции определяет медленные волны корковой ЭЭГ. Затем сканирование переходит к органам, не имеющим очевидной ритмики: печени, почкам, сосудистой системе, мышцам и сухожилиям. Наконец мозг должен и сам себя обследовать. Так что сон можно рассматривать как единый процесс анализа всех висцеральных систем организма.

Упрощенная схема работы мозга в режиме «сон-бодрствование» представлена на рис. 3. В период бодрствования нейроны коры заняты анализом внешних сигналов, пути, по которым поступает информация от внутренних органов, заблокированы, а внутренние органы работают под контролем автономной нервной системы. Но со временем эта система перестает справляться с ситуацией, и появляется необходимость в контроле со стороны коры. Висцеральные органы постоянно сравнивают свое состояние с эталонным и посылают сигналы о несоответствии на специальные нейроны, откуда они поступают в мозг. Мозг воспринимает их как чувство усталости, и организм старается заснуть. Во сне у коры появляется возможность перераспределить информационные потоки: отключить внешние каналы и сосредоточиться на связи с внутренними органами. Когда все висцеральные параметры приведены в норму, мозг переключается в режим бодрствования, и спящий пробуждается.

На рисунке эта схема выглядит достаточно просто, но ее реализация не всегда идеальна, потому что в роли переключателей выступают химические синапсы, работа которых зависит от многих условий, в том числе от предыдущей активности нейронов. В результате в переключении информационных потоков возникают сбои, которые могут привести к неприятным последствиям. Например, если на двигательные отделы коры, которые еще не отключились от мотонейронов спинного мозга, начнут поступать сигналы от внутренних органов, они вызовут сокращения мышц, например движения конечностей, которые будят засыпающего человека. Такое нарушение хорошо известно как синдром беспокойных ног, но от него есть лекарства. Они позволяют углубить сон в период засыпания, и этого достаточно, чтобы предотвратить возникновение бесконтрольных движений. Когда человек заснет, сигналы от внутренних органов перестанут поступать в спинной мозг и вызывать беспокойство.

Возможно, что сигналы висцеральной системы попадают из коры в еще не полностью отключенный или преждевременно пробуждающийся блок сознания. Сознание - это функция бодрствования, во сне и под наркозом оно отключается. Какие именно нейроны за него отвечают, пока можно лишь предполагать, но ясно, что внутренние органы в сознании не представлены. Их активность сознание воспринимает как шум, а шум прежде всего возбуждает нейроны, имеющие самые низкие пороги ответа, то есть те, которые недавно работали. Вероятно, именно благодаря внеурочной активности этих нейронов мы видим сны, предметом которых становятся события, занимавшие нас в состоянии бодрствования. Смотреть сны интересно, но, если блокировка сознания во время сна нарушена серьезно, человек страдает от ночных кошмаров.

В случае несинхронного включения разных систем, когда сознание уже проснулось, а моторная зона еще спит, человек, пробудившись, некоторое время не может пошевелиться (паралич сна). Обратная ситуация, при которой зона поведения и двигательной активности проснулись, а сознание еще заблокировано, порождает сомнамбулизм. Человек ходит с открытыми глазами, его движения осмысленны и хорошо скоординированы, потом он засыпает, а проснувшись, совершенно не помнит, что перепрятал Лунный камень.

Как эта гипотеза объясняет засыпание? В бодрствующем организме внутренние органы работают под местным контролем автономной нервной системы. Однако эта система не может самостоятельно решать все возникающие проблемы, и постепенно текущие параметры работы внутренних органов отклоняются от генетически заданных норм. Это рассогласование будет вызывать ощущение усталости или давление сна. Если окружающая обстановка допускает переход ко сну, животное или человек отдастся Морфею при первых признаках усталости, а корковые зоны будут анализировать причины возникших проблем и искать пути их устранения. Если же условия неблагоприятные - шумно, тревожно, неотложные дела, - организм борется со сном. В такой ситуации велика вероятность, что отдельные зоны коры все-таки заснут при сохранении внешне бодрого состояния организма (Neu-roreport . 1997, 8, 11, 2557–2560). При этом ни сам человек, ни окружающие его люди не замечают, что часть мозга отключилась от обслуживания поведения. Если выполняемая при этом работа несложна, возникновение локального сна может пройти безболезненно. Но в тех случаях, когда человек занят важным делом, связанным с принятием сложных и быстрых решений, локальный сон приведет к драматическим последствиям. Видимо, именно локальный сон становится причиной техногенных катастроф, дорожных происшествий и медицинских ошибок, вероятность которых возрастает в ночное время.

Положения висцеральной гипотезы сна подтверждают многочисленные эксперименты, проведенные за последние двадцать лет на кошках, обезьянах и кроликах.

Но есть и другие предположения о том, зачем нужен сон, не менее убедительные.

Холодная голова

Доктор физико-математических наук Д. П. Харакоз, много лет проработавший в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, предложил фазово-переходную концепцию, согласно которой во сне происходит очистка пресинаптической мембраны путем ее перекристаллизации - перехода из жидкого состояния в твердое и обратно (Журнал высшей нервной деятельности , 2013, 63, 1, 113–124, DOI:10.7868/S0044467713010061). К сожалению, из-за безвременной кончины автор гипотезы не успел ее проверить.

Итак, синапс. В данном случае мы говорим о контактах между нейронами, через которые передается возбуждение. Нейрон синтезирует нейромедиатор, который в мембранных пузырьках везикулах движется к клеточной пресинаптической мембране. Когда нейрон возбужден, в него входят ионы кальция, под их влиянием происходит конформационная перестройка расположенного на пресинаптической мембране особого белкового SNARE-комплекса (см. в «Химии и жизни», 2013, №11). Она завершается слиянием везикулярной и цитоплазматической мембран и образованием поры, через которую нейромедиатор выходит в синаптическую щель. Весь процесс занимает менее 0,1 мс. По расчетам автора гипотезы, такая скорость высвобождения нейромедиатора возможна лишь в том случае, если фосфолипидная пресинаптическая мембрана в зоне поры отвердеет: составляющие ее липидные молекулы замирают «по стойке смирно», тесно прижавшись друг к другу, и мембрана становится практически несжимаемой. При этом площадь ее поверхности сокращается на 20–25%, что и служит причиной разрыва и слияния мембран и высвобождения нейромедиатора. Переход жидкой мембраны в твердую фазу вызывают ионы кальция, а благодаря SNARE-комплексу разрыв пресинаптической мембраны происходит не в произвольном месте, а в точке ее контакта с везикулой.

В теплокровном организме узкий диапазон температур. В таких условиях переход жидкой мембраны в твердую фазу и обратно возможен лишь при определенном липидном составе, но в ходе работы мембрана по разным причинам загрязняется посторонними липидами. Следовательно, должен существовать механизм ее очистки в активной зоне синапса.

По мнению Дмитрия Петровича Харакоза, организм использует для восстановления состава мембраны перекристаллизацию: простой, эффективный и неспецифический метод очистки, при котором чистое вещество уходит в твердую фазу, а примеси концентрируются в жидком состоянии и удаляются. Механизм удаления примесей автор не описывает. Но для перекристаллизации нужно понизить температуру ниже точки отвердевания мембраны.

Возможности для перекристаллизации мембран в организме есть. Они весьма чувствительны к внешним воздействиям и отвердевают при небольшом охлаждении. Организм теплокровных очень эффективно регулирует температуру. Нагревание происходит в результате метаболических процессов в разных тканях, а охлаждение - через дыхательные пути и кожные покровы, особенно уши, конечности и хвост, у кого он есть. Отвечает за терморегуляцию гипоталамус. Мозг питают каротидные артерии и вертебральные, температура крови в которых выше, чем в каротидных. Изменяя просветы этих двух видов артерий, организм может переключать температуру мозга при смене фаз сна. Многочисленные эксперименты свидетельствуют, что изменения температуры мозга не случайны. У крыс она всегда возрастает в ответ на внешние раздражители: боль, социальный контакт с другой особью, сексуальное возбуждение. Причем температура каждого отдела мозга в ответ на разные стимулы повышается до одного определенного значения, как будто стремится именно к нему. Например, для прилежащего ядра мозга крыс эта температура составляет 38,5°С. А в фазе медленного сна происходит охлаждение на величину от нескольких десятых долей градуса до нескольких градусов в разных отделах мозга у разных животных. Очевидно, температура мозга меняется не пассивно, а регулирует активность нервной ткани. Не зря о человеке, трезво мыслящем, говорят, что у него холодная голова.

Если перекристаллизация мембран происходит в фазе медленного сна, очевидно, что синапс в это время работать не может: передача сигнала происходит, когда ионы кальция индуцируют отвердение жидкой мембраны, а если она и так уже находится в твердом состоянии, нейрон не среагирует на полученный сигнал и не сможет передать его дальше. Но, как отмечает исследователь, не все функции мозга нуждаются в предельно высокой скорости передачи сигнала, поэтому не все синапсы должны работать по фазово-переходному механизму и отключаться на профилактическую перекристаллизацию.

Для эффективной перекристаллизации мембраны очень важно чередование медленного и быстрого сна, сопряженного с чередованием пониженной и повышенной температуры. В прохладном медленном сне запускается «перекристаллизация» и удаляется часть материала, оставшегося в жидком состоянии и содержащего примеси. Потерянный материал необходимо восполнить, и сделать это можно в фазе быстрого сна, когда мембрана снова становится жидкой и способной «впитать» недостающие компоненты. Однако исследователь не исключает, что медленный сон для восстановления обязателен, а более теплый быстрый играет вспомогательную роль, в которой его может заменить бодрствование. Этот вопрос требует отдельного рассмотрения.

Как эта гипотеза объясняет засыпание? Температура тела (и мозга) подчиняется циркадному ритму, и, когда она понижается, хочется спать. Охлаждение мозга не просто связано с засыпанием, а стимулирует его. Вероятно, на этом основан известный многим бытовой способ борьбы с бессонницей: надо хорошенько замерзнуть. Народный метод подтверждают научные данные. На 23-й ежегодной конференции сомнологических обществ в 2009 году американский психиатр Эрик Нофзингер рассказал о том, что охлаждение черепа в области фронтальной коры с помощью специальной шапочки заметно ускоряет засыпание и улучшает качество сна.

Однако многие люди крепко засыпают после теплой ванны, и медикам этот эффект хорошо известен. Возможно, дело в том, что нагревание приводит к расширению сосудов рук и ног, представляющих собой эффективные теплообменники. Когда человек выходит из ванны, расширенные сосуды его конечностей усиленно отдают тепло и охлаждают тело.

Есть и другое объяснение. У кенгуровых крыс локальное нагревание области гипотоламуса увеличивает продолжительность медленной фазы сна. Возможно, дело в том, что перегретый гипоталамус включает дополнительную систему охлаждения мозга. Если этот механизм справедлив и для человека и кровь, проходящая через вертебральные артерии из нагретого тела в мозг, преимущественно поступает в область гипоталамуса, с ним происходит то же, что и сумчатой крысой: гипоталамус включает систему охлаждения, что вызывает сон, точнее, его медленноволновую фазу.

Дмитрий Петрович Харакоз полагал, что любая гипотеза, объясняющая назначение сна, должна отвечать на вопрос, почему эта функция несовместима с состоянием бодрствования. Почему мозг не выделил особый участок для постоянного контроля за висцеральной системой и только отрешившись от мира может анализировать работу кишечника, почему глимфатическая система не в состоянии интенсивно орошать мозг круглые сутки? Не исключено, что у мозга столько функций, что он одновременно их не вмещает и вынужден разделять на дневные и ночные. Или у сна не одна причина, а несколько. Со временем мы все узнаем. Может быть, ответ придет кому-то во сне.

Редакция благодарит доктора биологических наук
И. Н. Пигарёва за помощь в подготовке материала