Как рождается мысль
О том, где рождаются мысли, множество ученых ломали голову столетиями, уделяя особое внимание мозгу человека. Но внутренний мир, состоящий из бесконечного количества чувств и мыслей, так просто не поддается изучению, так как является неосязаемой частью человека.
Нейрон - это структурно-функциональная единица нервной системы. В целом, все элементарные клетки схожи по строению. Оболочка, цитоплазма, ядро с ядрышком. Вроде амёбы без некоторых деталей. Оболочка нейрона состоит из липидов (в сущности из жира). Через оболочку нейрон получает питание. Она пропускает жиро-растворимые вещества такие как кислород и глюкозу. Естественно оболочка нейрона постоянно обновляется, как и всё в организме. Так что задумайтесь, любители низкокалорийных диет, исключающих употребление жира. Вы сильно рискуете тем, что ваш похудевший мозг останется без сладенького. Хотя, конечно, не стоит оправдывать лишний вес тем, что "зато мозг заряжен".
Типичная структура нейрона
Нейроны бывают разные: безаксонные, униполярные, псевдоуниполярные, биполярные, и мультиполярные. Различаются они по строению и функциональному назначению. Только безаксонные сидят себе в спинном мозге, грустные и ничего не делают. Ну то есть, делают, конечно, но никто не знает, что именно. Но нас они не интересуют, а интересуют нас мультиполярные нейроны. Именно они и являбисы структурными единицами коры головного мозга. Эти нейроны имеют по одному аксону и множество разветвленных дендритов.
Именно дендриты формируют нашу нейронную сеть, связываясь с другими нейронами. При росте дендрита (да в общем, как и аксона) на его конечной части появляется небольшое утолщение. Так называемый «конус роста». Он не статичен и находится в постоянном движении. Это, как если колонну возводят множество рабочих, постоянно выкладывают новые кирпичи, и суетятся чего-то там. А строительный материал к конусу роста, переносится в мембранных пузырьках по микротрубочкам цитоскелета нейрона, который в свою очередь состоит из белка «тубулина». Продвигается этот рост со скоростью около одного миллиметра в сутки. А что делает дендрит? Зачем он нужен?
Дендрит принимает сигналы от аксона соседнего нейрона через синаптическую щель. Но пока поговорим об аксоне. Это другой отросток нейрона и в отличии от дендрита он один. Так же, как и дендрит, имеет трубочную структуру. У своего основания, у тела нейрона имеет аксонный холмик, который так же является триггерной зоной нейрона (зона наибольшей возбудимости). Сверху покрыт миелиновой оболочкой (у дендрита её нет). К своему окончанию аксон ветвится на нервные эффекторные окончания (терминали). Именно этими терминалиями аксон присоединяется к дендритам соседних нейронов. Но бывает, что он соединяется с телами соседних нейронов, а также с другими аксонами, образуя аксо-соматические и аксо-аксональные синапсы. Последние участвуют в процессах торможения. И так, смыслом жизни аксона является передача нервных импульсов от тела нейрона к дендритам соседних нейронов. Так же аксон транспортирует нейромидеаторы (дофамин, адреналин, серотонин и т. д.), с помощью которых он и воздействует на дендриты соседних нейронов. И ещё огромное количество биомолекул, о которых писать в этом очерке не имеет смысла.
Далее идет синапс. На самом деле нейроны не соприкасаются друг с другом но контактирую через синапс. Синапс или синоптическая щель - это место соединения дендритов и аксона. Между собой они взаимодействуют при помощи нейромедиаторов (гормонов) которые секретируются (выпускаются) в синаптическую щель из терминалий аксона.Преодолев синапс, нейромедиаторы попадают на рецепторную зону дендритов соседних нейронов. Рецепторная зона дендритов избирательна. Т.е. для каждого нейромедиатора предназначен свой рецептор.
Так как же рождается мысль?
Надеюсь все помнят из школьного курса физики, что электрический ток - это направленное движение заряженных частиц. Так, в нейроне такими заряженными частицами являются ионы калия, натрия, хлора и т. д. Поверх липидной оболочки нейрона расположен слой белков который формирует калийные, и натриевые каналы, ведущие внутрь нейрона. В состоянии покоя эти каналы закрыты. Положительно заряженные ионы расположены вне нейрона, а отрицательно заряженные ионы - внутри. Таким образом, на оболочке нейрона возникает разница напряжений. Такое состояние называется потенциал покоя.
Далее нейромедиаторы попавшие в нейрон через рецепторы дендрита, вызывают в нём химические изменения, что, в свою очередь, приводит к открытию ионных каналов и попадания положительно заряженных ионов с поверхности оболочки внутрь нейрона. Этот процесс в нейроне называется деполяризацией и сопровождается он изменением вольтажа и, как следствие, разрядом. Этот разряд называется потенциалом действия или нервным импульсом. Вот это, как раз, и есть «кусочек мысли». Далее калий-натриевый баланс в клетке восстанавливается при помощи калий-натриевых насосов (один из специализированных белков нейрона), а наш нервный импульс полетел дальше через аксон, к другим нейронам изменяясь и множась. Вот так все и происходит.
Глия и нейроны работают в головном и спинном мозге согласованно. Нейрон посылает по аксону сигнал, который через синаптическую щель достигает дендрита другой нервной клетки. Астроциты поставляют нейронам питательные вещества, а также окружают синапсы и регулируют их деятельность. Олигодендроциты вырабатывают миелин и образуют вокруг аксонов изолирующие миелиновые оболочки.
Человек - это удивительная машина, в которой происходят одновременно сотни тысяч и миллионы разнообразных процессов. Мы способны познавать. Нельзя упускать такую возможность, нужно просто не "лениться". Да - да, ведь бессознательная работа мозга может способствовать лени.
Могу поспорить, что большинство из вас никогда не слышали о капстекинге (процессе скоростного составления пирамид из пластиковых стаканчиков) и уж тем более о том, что в этом деле существуют мировые рекорды. Предлагаю посмотреть вот сюжет:
Работа мозга
10-летнего парня из этого видео зовут Остин Набер, и он мировой рекордсмен по капстекингу. Нейробиолог Дэвид Иглман провёл интереснейший эксперимент. Он пытается угнаться за Остином, но преимущество ребенка в ловкости и скорости становится особенно очевидным. «Он меня сделал, - признается Иглман. - Но гораздо важнее то, что для меня это был первый опыт капстекинга в жизни. Все операции я производил сознательно и, в попытке понять, как именно нужно ставить стаканчики, чтобы всё не развалилось, расходовал очень много умственной энергии». В ходе эксперимента мозговая деятельность Иглмана и Набера регистрировалась при помощи электроэнцефалографа. Разница поразила учёных. Мозг нейробиолога работал на полную мощность, в то время как мозг парнишки едва показывал признаки активности - несмотря на скорость, с которой ребёнок расставлял стаканчики. «Мозг мальчика оставался гораздо более спокойным, чем мой, поскольку производимые им действия были отточены до автоматизма», - объясняет Иглман.
Ежедневные многочасовые тренировки помогли Наберу интериоризировать процесс расставления стаканчиков так, что теперь ему не нужно задумываться над производимыми операциями. Этим вопросом Иглман задается в телесериале, недавно показанном на британском канале BBC4. По его словам, подсознание играет гораздо более важную роль в наших повседневных решениях и межличностных отношениях, чем можно было бы предположить. Начнем с того, что мы не контролируем осознанно наше дыхание и функции внутренних органов. Но есть и множество других примеров. Взять, к примеру, удар по мячу бейсбольной битой. Мячу, пущенному со скоростью примерно в 160 км/ч, требуется лишь несколько сотен миллисекунд, чтобы достичь отбивающего. Он летит настолько быстро, что сознательно оценить его траекторию и вовремя ударить битой просто невозможно. Только после удара отбивающий осознает, что же произошло. «Причина, по которой постоянные тренировки так важны в любом виде спорта, заключается в том, что спортсмену необходимо отточить свои действия до автоматизма, - говорит Иглман. - Если каждый раз задумываться о том, что ты делаешь и как, скорость неизбежно будет низкой». Подсознание работает и в более сложных ситуациях - при оценке сексуальной привлекательности представителей противоположного пола, решении несложных математических задач и формировании политических взглядов, например.
Имеются также довольно необычные случаи, когда люди, считающиеся слепыми, могут «видеть» благодаря подсознанию - это явление известно как слепозрение. «В научной среде даже идёт спор относительно того, эффективно ли вообще человеческое сознание, - говорит Иглман. - Наше сознание регистрирует события с такой большой задержкой, что его мнение по поводу происходящего на самом деле не имеет никакого значения». Дизайнеры и рекламщики столетиями используют это для того, чтобы управлять нашими решениями. Манипулируя подсознанием, они могут заставить нас соблюдать правила безопасности на дорогах, определенным образом вести себя в отдельных районах города и даже потреблять больше спиртного в барах. Но теперь, когда изучением подсознания всерьез занялись нейробиологи, растёт вероятность того, что они смогут предложить методы улучшения качества жизни населения. Одна из тем, которыми занимается Иглман, имеет отношение к влиянию подсознания на формирование пристрастия человека к наркотическим веществам, включая кокаин.
Пока данное исследование находится на раннем этапе, но учёный надеется, что достижение большей осознанности относительно пагубной привычки позволит наркозависимым обрести больший контроль над ней. Чем больше мы изучаем, как работает мозг, тем больше понимаем, что сознание - всего лишь краткое изложение процессов, протекающих у нас в голове без нашего осознанного участия. По словам Иглмана, «сознание - то, что включается, когда мы просыпаемся по утрам, - представляет собой самую малую толику того, что происходит у нас в голове. Оно подобно тесной кладовке в обширном поместье мозга». На сайте BBC есть более подробная статья об этом эксперименте. Чем может быть опасна бессознательная деятельность нашего мозга? Он может быть настолько нагружен, что ему просто будет не хватать сил на действия. Такую идею предложили учёные из Оксфордского университета, которые взглянули на мозг ленивых и безынициативных людей при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии, прося при этом испытуемых решиться на одно из предлагаемых действий: одно более сложное, второе - менее. Никого не удивит, что чаще люди выбирали второй вид активности. Удивительным оказалось другое - дело было не в том, что мозг участников эксперимента был менее активен.
Наоборот: он кипел от активности, особенно в премоторных отделах коры, в которых планируются будущие действия. Учёные сделали следующий вывод: при принятии решений активность этого участка мозга была гораздо выше у апатичных людей, чем у энергичных. Она была настолько велика, что сам процесс принятия решения, казалось, поглощал большую часть энергии, которой затем просто недоставало на перевод намерений в действия. Похоже, что у людей со сниженной мотивацией (возможно, не у всех), в мозге существуют какие-то проблемы с "настройками" - участки, отвечающие за принятие решений, работают у них неэффективно, тратя почти одну пятую часть всей энергии, которая требуется для работы мозга. Поэтому для предпринять действие для таких людей становится невероятным усилием. Возможно, это открытие позволит найти более действенную терапию для людей, страдающих от депрессии или апатии.
Источник