Milline teadus uurib aju neuronite tasemel. Mis on tähelepanu? Argipäevad ja laborite parimad tunnid

Inimene lendab kosmosesse ja sukeldub meresügavustesse, lõi digitelevisiooni ja ülivõimsad arvutid. Mõtteprotsessi mehhanism ja organ, milles vaimne tegevus toimub, samuti põhjused, mis ajendavad neuroneid suhtlema, jäävad aga endiselt saladuseks.

Aju on inimkeha kõige olulisem organ, kõrgeima aineline substraat närviline tegevus. Temast sõltub, mida inimene tunneb, teeb, mida mõtleb. Me ei kuule kõrvaga ja näeme mitte silmadega, vaid ajukoore vastavate osadega. Samuti toodab see naudinguhormoone, põhjustab jõu tõusu ja leevendab valu. Närvitegevuse aluseks on refleksid, instinktid, emotsioonid ja muud vaimsed nähtused. Teaduslik arusaam aju toimimisest jääb endiselt maha kogu organismi toimimise mõistmisest. See on kindlasti tingitud asjaolust, et aju on palju keerulisem organ kui ükski teine. Aju on kõige rohkem keeruline objekt tuntud universumis.

Viide

Inimestel on aju massi ja kehamassi suhe keskmiselt 2%. Ja kui selle oreli pind tasandada, on see umbes 22 ruutmeetrit. meetrit orgaanilist ainet. Ajus on umbes 100 miljardit närvirakku (neuronit). Selle numbri aimu saamiseks pidage meeles, et 100 miljardit sekundit on umbes 3000 aastat. Iga neuron on kontaktis 10 000 teise neuroniga. Ja igaüks neist on võimeline keemiliste vahenditega ühest rakust teise tulevaid impulsse kiiresti edastama. Neuronid võivad samaaegselt suhelda mitme teise neuroniga, sealhulgas nendega, mis asuvad aju kaugemates osades.

Ainult faktid

Aju on keha energiatarbimise liider. Selle heaks töötab 15% südamest ja see tarbib umbes 25% kopsude poolt püütavast hapnikust. Hapnikku ajju toimetamiseks töötavad kolm suurt arterit, mis on loodud seda pidevalt täiendama.
Umbes 95% ajukoest on täielikult moodustunud 17. eluaastaks. Puberteediea lõpuks on inimese aju terviklik organ.
Aju ei tunne valu. Ajus puuduvad valuretseptorid: miks nad on, kui aju hävimine viib organismi surmani? Ebamugavustunne võib tunda kesta, millesse meie aju on suletud – nii tunneme peavalu.
Meestel on tavaliselt suurem aju kui naistel. Keskmine kaal täiskasvanud mehe aju - 1375 g, täiskasvanud naise - 1275 g. Need erinevad ka erinevate piirkondade suuruse poolest. Teadlased on aga tõestanud, et sellel pole midagi pistmist intellektuaalsete võimetega ning suurim ja raskeim aju (2850 g), mida teadlased kirjeldasid, kuulus idiootsuse käes vaevlevale psühhiaatrilisele patsiendile.
Inimene kasutab peaaegu kõiki oma aju ressursse. Asjaolu, et aju töötab vaid 10% ulatuses, on müüt. Teadlased on tõestanud, et inimene kasutab kriitilistes olukordades ära olemasolevad ajuvarud. Näiteks kui keegi vihase koera eest põgeneb, võib ta hüpata üle kõrge aia, mis sisse normaalsetes tingimustes ta poleks kunagi üle saanud. Hädaolukorras valatakse ajju teatud aineid, mis stimuleerivad kriitilises olukorras oleva inimese tegevust. Põhimõtteliselt on see doping. Selle tegemine on aga pidevalt ohtlik – inimene võib surra, sest ammendab kõik oma reservvõimed.
Aju saab sihipäraselt arendada ja treenida. Näiteks on kasulik õppida pähe tekste, lahendada loogika- ja matemaatilisi ülesandeid, õppida võõrkeeled, õppida uusi asju. Psühholoogid soovitavad paremakäelistel ka perioodiliselt teha vasakut kätt "peamise" käega ja vasakukäelistel teha paremat kätt.
Ajul on plastilisuse omadus. Kui üks meie osakondadest kõige tähtsam keha, suudavad teised mõne aja pärast selle kaotatud funktsiooni kompenseerida. Just aju plastilisus mängib uute oskuste omandamisel ülimalt olulist rolli.
Ajurakud taastuvad. Neuroneid ja kõige olulisemate organite närvirakke endid ühendavad sünapsid taastuvad, kuid mitte nii kiiresti kui teiste elundite rakud. Selle näiteks on inimeste taastusravi pärast traumaatilisi ajukahjustusi. Teadlased on leidnud, et lõhna eest vastutavas ajuosas moodustuvad eellasrakkudest küpsed neuronid. Õigel ajal aitavad need vigastatud aju “parandada”. Iga päev võib selle ajukoores moodustuda kümneid tuhandeid uusi neuroneid, kuid hiljem ei suuda juurduda rohkem kui kümme tuhat. Tänapäeval on teada kaks neuronite aktiivse kasvu valdkonda: mälutsoon ja liikumise eest vastutav tsoon.
Une ajal on aju aktiivne. Oluline on, et inimesel oleks mälu. See on pikaajaline ja lühiajaline. Teabe ülekandmine lühiajalisest mälust pikaajalisele, meeldejätmine, “sorteerimine”, inimese päeva jooksul saadava teabe mõistmine toimub täpselt unenäos. Ja selleks, et keha ei kordaks tegelikkuses uneaegseid liigutusi, eritab aju spetsiaalset hormooni.

Aju suudab oma tööd oluliselt kiirendada. Inimesed, kes on kogenud eluohtlikke olukordi, ütlevad, et hetkega “lendas kogu elu mööda” silme eest. Teadlased usuvad, et aju kiirendab ohu hetkel ja lähenevast surmast teadlikkus tööd sadu kordi: otsib mälust sarnaseid asjaolusid ja võimalust aidata inimesel end päästa.

Põhjalik uuring

Inimese aju uurimise probleem on teaduse üks põnevamaid ülesandeid. Eesmärk on õppida midagi, mis on keerukuselt võrdne teadmiste tööriistaga. Kõik, mida seni on uuritud: aatom, galaktika ja looma aju, oli ju lihtsam kui inimese aju. Filosoofilisest vaatenurgast pole teada, kas selle probleemi lahendus on põhimõtteliselt võimalik. Peamine tunnetusvahend ei ole ju instrumendid ja meetodid, see jääb meie inimese ajuks.

Olemas erinevaid meetodeid uurimine. Esiteks viidi praktikasse kliiniline ja anatoomiline võrdlus - vaadeldi, milline funktsioon "langeb välja", kui teatud ajupiirkond on kahjustatud. Nii avastas prantsuse teadlane Paul Broca kõnekeskuse 150 aastat tagasi. Ta märkas, et kõigil patsientidel, kes ei saa rääkida, on teatud ajupiirkond mõjutatud. Elektroentsefalograafia uurib aju elektrilisi omadusi – teadlased uurivad, kuidas muutub aju erinevate osade elektriline aktiivsus vastavalt inimese tegemistele.

Elektrofüsioloogide registreerimine elektriline aktiivsus keha "mõtlemiskeskus" elektroodide abil, mis võimaldavad salvestada üksikute neuronite tühjenemisi, või elektroentsefalograafia abil. Raskete ajuhaiguste korral võib elundi koesse implanteerida õhukesed elektroodid. See võimaldas saada oluline teave aju mehhanismide kohta kõrgema aktiivsuse tagamiseks saadi andmeid ajukoore ja subkorteksi vahekorra, kompensatsioonivõimete kohta. Teine õppemeetod aju funktsioon – elektriline stimulatsioonüksikud alad. Nii uuris Kanada neurokirurg Wilder Penfield "motoorset homunkulit". On näidatud, et teatud punktide stimuleerimisega motoorses ajukoores saab liikumist esile kutsuda. erinevad osad keha ja erinevate lihaste ja elundite esitus on loodud. 1970. aastatel, pärast arvutite leiutamist, avanes võimalus närviraku sisemaailma veelgi põhjalikumalt uurida, ilmusid uued introskoopia meetodid: magnetoentsefalograafia, funktsionaalne. magnetresonantstomograafia ja positronemissioontomograafia. Viimastel aastakümnetel on aktiivselt arendatud neuropildistamise meetodit (reaktsiooni jälgimine eraldi osad aju pärast teatud ainete manustamist).

Vea detektor

1968. aastal tehti väga oluline avastus – teadlased avastasid veadetektori. See on mehhanism, mis annab meile võimaluse teha rutiinseid toiminguid ilma mõtlemata: näiteks pesta, riietuda ja samal ajal mõelda oma ärile. Veadetektor jälgib sellistel asjaoludel pidevalt, kas käitute õigesti. Või näiteks hakkab inimene ootamatult tundma ebamugavust – ta naaseb koju ja avastab, et unustas gaasi kinni keerata. Veadetektor võimaldab meil isegi mitte mõelda kümnetele ülesannetele ja need "masina peal" lahendada, pühkides kohe kõrvale vastuvõetamatud tegutsemisvõimalused. Viimaste aastakümnete jooksul on teadus õppinud, kuidas paljud inimkeha sisemised mehhanismid töötavad. Näiteks tee, mis visuaalne signaal liigub võrkkestast ajju. Keerulisema ülesande – mõtlemise, signaali äratundmise – lahendamiseks on kaasatud suur süsteem, mis on hajutatud üle aju. "Juhtimiskeskust" pole aga veel leitud ja pole isegi teada, kas see on olemas.

geniaalne aju

Alates 19. sajandi keskpaigast on teadlased püüdnud uurida silmapaistvate võimetega inimeste aju anatoomilisi iseärasusi. Paljud Euroopa arstiteaduskonnad hoidsid alles vastavaid ettevalmistusi, sealhulgas meditsiiniprofessorid, kes oma eluajal oma aju teadusele pärandasid. Vene teadlased ei jäänud neist maha. 1867. aastal esitleti keiserliku loodusteaduste armastajate ühingu korraldatud ülevenemaalisel etnograafianäitusel 500 pealuud ja nende sisu preparaate. 1887. aastal avaldas anatoom Dmitri Zernov legendaarse kindral Mihhail Skobelevi ajuuuringu tulemused. 1908. aastal uurisid akadeemik Vladimir Bekhterev ja professor Richard Weinberg surnud Dmitri Mendelejevi sarnaseid ettevalmistusi. Anatoomikumis säilitatakse sarnaseid Borodini, Rubinsteini, matemaatik Pafnuti Tšebõševi organite preparaate. Sõjaväe meditsiiniakadeemia Peterburis. 1915. aastal kirjeldas neurokirurg Boriss Smirnov üksikasjalikult keemik Nikolai Zinini, patoloog Viktor Pašutini ja kirjanik Mihhail Saltõkov-Štšedrini aju. Pariisis uuriti Ivan Turgenevi aju, kelle kaal saavutas rekordi 2012. Stockholmis töötasid nad kuulsate teadlaste, sealhulgas Sofia Kovalevskaja vastavate preparaatidega. Moskva Ajuinstituudi spetsialistid uurisid hoolikalt proletariaadi juhtide: Lenini ja Stalini, Kirovi ja Kalinini "mõtlemiskeskusi", uurisid suure tenori Leonid Sobinovi, kirjanik Maksim Gorki, luuletaja Vladimir Majakovski, režissöör Sergei keerdkäike. Eisenstein ... Tänapäeval on teadlased veendunud, et Esmapilgul ei paista andekate inimeste aju keskmisest silma. Need elundid erinevad struktuuri, suuruse, kuju poolest, kuid sellest ei sõltu midagi. Me ei tea siiani, mis täpselt teeb inimese andekaks. Võime vaid eeldada, et selliste inimeste aju on pisut "katki". Ta suudab teha asju, mida tavalised inimesed ei suuda, mis tähendab, et ta pole nagu kõik teised.

Esimene mainimine inimaju vaatlustest ja täpsemalt inimkäitumise muutumisest mooni mõjul leheküljel 26 viitab Sumeri ülestähendustele aastast 4000 eKr. e. Arheoloogid ütlevad, et umbes samal ajal, võib-olla tuhat aastat hiljem, tehti esimesed ajuoperatsioonid, mida tuntakse trepanatsioonina.

Praegu on raske öelda, kui edukad sellised kirurgilised sekkumised olid, kuid sellest ajast pärineb, nagu arvatakse, inimaju, psühholoogia ja neuroloogia uurimine. Sees, nagu tavaliselt, on palju nimesid, kuupäevi, viiteid peamistele avastustele ja inimaju piltidele: Euroopa ja ida, Edwin Smithi papüürusest kuni kirgaste unenägudeni.

Vana-Hiina meditsiini seostatakse poolmüütilise nimega - Shen Nong, kes lisaks pikaaegsele taimravi määramisele ja legendi järgi ka ise neid mitu korda päevas “testis” ja end mürgitas, takistas nõelravi ehk nõelravi arengut, mis ja on Hiinas siiani levinud. Refleksoloogia leiutis pärineb umbes aastast 2700 eKr ja tänapäeval on see UNESCO immateriaalne pärand.

Vastuoluline Vana-Egiptus. Ja see pole üllatav riigis, kus meditsiin ja teadus eksisteerisid religiooniga väga tihedalt koos. Ühest küljest oli suhtumine ajusse pigem "lahe" ja pärast surma tõmmati see välja ja ausalt öeldes visati minema. Kuna südant peeti "keskseks" organiks, mis on märgitud ka Vana-Egiptuse surnute raamatus. Süda on pärast hea ja kurja kaalul kaalumist hauataguse elu võti.

Teisalt on laialt tuntud "Edwin Smithi papüürus", mis sai nime 1862. aastal paberi ostnud kollektsionääri järgi. Tõenäoliselt salvestati ca. 1700 - 1600 eKr e. Praegu on see üks muinasaja põhitekste meditsiinilist kirjandust, milles on pühendatud piisaval hulgal infot traumaatilisele ajukahjustusele, koljusisestele pulsatsioonidele, vahele muidugi traditsioonilised katkuvastased loitsud jne.

Kokku paberkandjal, mille suulised allikad pärinevad ligi 3000 - 2500 eKr. e. Esitatakse 48 “lugu”, millest enamik puudutab neuroteadust, sh lahtised vigastused pea ja aju. Esimesed kraniaalsete õmbluste kirjeldused, ajukelme ja tserebrospinaalvedelikud olid selle dokumendiga kaasas. Autorsus omistatakse Vana-Egiptuse meditsiini rajajale Imhotepile, väga mitmekülgsele inimesele, kes töötas vaarao Džoseri ajal arhitektina ja läks seejärel meditsiini.

Hieroglüüf "Aju", ca. 1700 eKr e.

Samas okei. 2000 eKr e., usuvad teadlased Lõuna-Ameerika jätkake kraniotoomia praktiseerimist peavalude ja vaimuhaiguste, epilepsia ennetamiseks. Samal ajal viitab märkimisväärne arv "avatud" koljusid selle "tehnoloogia" süstemaatilisele kasutamisele.

Kirurgilise instrumendina kasutati teravate servadega pronksist "kiile", mis arvatavasti olid vulkaanilisest kivist. Kuid!

Mõned ajaloolased ja arheoloogid eelistavad seostada neid eelajaloolisi auke oma peas enamasti religiooniga, kuna epilepsia esmamainimine pärineb palju hilisemast ajast ja veidi teisest kultuurist. Iidne India meditsiin, mis sai alguse Atharvavedast, andis maailmale u. 6. sajand eKr e. Sushruta Samhita on üks peamisi Ayurveda raamatuid, kus pannakse alus kirurgiale.

Üks osa - Uttara - on pühendatud väiksematele operatsioonidele, nn "shalakyale" või operatsioonile "õlgade kohal", kus on toodud kirjeldused ja näited. oftalmoloogilised haigused, sealhulgas veresoonte, ja viitab ka katarakti eemaldamisele. Koos selle tekstiga on tähtsuselt teine tolle aja meditsiini traktaat - kirjeldatakse inimeste psüühikahäireid, käsitletakse epilepsiat, selle sümptomeid ja ravimeetodeid. Ayurveda raamatud.

Sarnast seisukohta, et epilepsia on haigus, mitte jumalik karistus, pidas ka Hippokrates. Vana-Kreeka arstile on antud oluline roll arstiteaduses, eriti ajuteaduses, ja just temale omistatakse idee, et mõistus, intellekt on sündinud ajus. Kuid sajand varem võis sama mõtet väljendada filosoof Alkmaeon, keda siiski kusagil ei mainita kui praktiseerivat arsti. Sellele vaatamata omistatakse talle avastus, et aju, mitte süda, on inimese võtmeorgan, mis määrab tema elu ja saatuse.

Teised filosoofid ja teoreetikud, üsna suured, esitasid aga hüpoteese inimaju kohta ja Platon uskus, et aju on kõigi sünnikoht. vaimsed protsessid, ja uneteadusest kantud Aristoteles määras selle rolli hingele ja südamele. Ühel või teisel viisil, ilma tõsise praktikata, oli aju uurimine võimatu. Vana-Kreeka legendaarne võtmetegelane oli Erasiast, praktiseeriv arst, anatoom, kes ei kirjeldanud mitte ainult ajuosi ja väikeaju funktsioone, vaid jättis sel ajal ka ainukeseks. Täpsem kirjeldus vereringe isik.

Erasiast on paaris "anatoomia isa" Herophilusega, kes eristas selgelt aju ja väikeaju, pakkudes välja kummagi funktsioonid. Herophiluse sõnul toimub luure "sünd" väikeajus.

Herophilus

Teadlased lahkavad paari jaoks surnukehi, jättes meile üksikasjalikud aruanded aju ja südame ehituse kohta, samuti üksikasjaliku kirjelduse vereringesüsteemist. Õues 335 - 280 eKr ja need on tolleaegsed viimased suuremad avastused inimaju kohta.

Väikeaju - punane

Rooma klassika

Umbes 177. aastal pärineb silmapaistva Rooma kirurgi Galeni töö ajuga. Tema uurimistöösse sattusid füsioloogia, farmakoloogia, neuroloogia, kirurgia ning paljud tema avastused said kinnitust nii renessansiajal kui tänapäeval.

Talle kuulub teooria, et kuna väikeaju on ajuga võrreldes tugevam, vastutab see lihaste ja aju ise – kuna see on pehmem – tunnete eest. Ta andis ajule "ühe kolmest hingest" koha ja nägi selle päritolu spermas, kuna aine oli külm ja märg.

Tuleb märkida, et kuna Rooma seadus Galeni tegevuse ajal keelas lahkamise, toimus enamik tema katsetest sigade ja primaatidega. Tänu sellele ilmusid tema hingetoru, vereringesüsteemi kirjeldused, mis osutusid inimese omadele väga lähedaseks. Galenile kuulub ka "Kehamahlade" teooria inimeste temperamentide või õigemini nende sõltuvuse kohta vere, sapi ja musta sapi ning röga hulgast.

Nagu Vana-Kreekas, ei olnud ka Roomas puudust filosoofidest ja üks neist, Nemesius, 390. aasta paiku raamatus Inimese olemus üritab kirjeldada Inimkeha võttes arvesse juba kristlikke traditsioone. Ta ei olnud arst, kuid eeldas, et selle eest vastutavad erinevad ajuosad erinevaid funktsioone, ja siin ei olnud tema ülesandeks teadlaste sõnul inimaju ehituse kirjeldamine, vaid kristluse-eelse platoonilise filosoofia ühitamine uusaja filosoofiaga.

Meditsiin areneb ka idas, kuhu tungivad tõlked, sealhulgas kreekakeelsed raamatud. Meditsiinikirjanduse üks keskseid monumente on "Põhjalik raamat meditsiinist", mille autor Abu Bakr Muhammad ibn Zakariya al-Razi oli tuntud nii muusiku kui ka rahavahetajana ning 30. eluaastaks sai temast innukas arst, jättes pärandina töid keemias, farmakoloogias, meditsiinis.

Hipokampuse avastus 1564. aastal kuulub väljapaistvale itaalia anatoomile Giulio Cesare Aranzile (1530 - 1589) ja sellest ajast alates on seda aju limbilise süsteemi osa nimetatud. Hipokampus on ajalistes piirkondades paiknev paarisstruktuur, mis vastutab emotsioonide ja pikaajalise mälu kujunemise eest.

Arantzi õpilane Costanzo Varoliy astus meditsiini ajalukku esimesena, kes kirjeldas täpselt erektsioonimehhanismi ja esitas ka uus viis aju dissektsioon, mis võimaldas seda alusest uurida. Oma töö käigus avastas ta 1573. aastal koos väikeajuga osa tagaajust, mis vastutab teabe edastamise eest seljaajust ajju. See ajuosa kannab siiani autori nime – Varoljevi sild.

De Nervis Opticis, Varolium

16. sajand saab läbi, ja viimane suurem perekonnanimi on kohtumeditsiini rajaja Felix Platter, kes pühendas palju aega psüühikahäirete uurimisele. Talle kuulub esimene psüühikahäirete klassifikatsioon, psühhoosi ja obsessiiv-kompulsiivse häire kirjeldus. märganud ja kirjeldanud intrakraniaalsed kasvajad, eriti healoomuline meningioom.

Aastal 1609 tuvastas Giulio Casseri hüpotalamuse mammillaarkehad, mis asuvad taga ja mis vastutavad teatud käitumistegurite eest. Ja samal ajal kirjutab preester, filosoof ja poeet Robert Burton "Melanhoolia anatoomia" - proosaraamatut depressioonist. Ja pean ütlema, et kui see on täiesti ebaviisakas, siis alates 17. sajandist hakkas "neuroloogia" hõlmama nii seda, millest aju koosneb, kui ka seda, mis selles toimub, teisisõnu: kõike, mis on otseselt või kaudselt seotud peaga.

1641. Francis Silviuse nimi on seotud aju külgmise sulkuse avastamisega, mis on üks sügavamaid, mis eraldab ajalist osa parietaalsest ja frontaalsest. Ja kuigi esimest korda joonistustele jäädvustati teda varem ja esimene, kes temast rääkis - Kaspar Bartholin - suri selleks ajaks, annab Sylvius üksikasjaliku kirjelduse.

Peaaegu sajandi keskel pööras filosoof Rene Descartes tähelepanu kesksele kohale ajus – käbinäärele ehk käbinäärele ning andis sellele koha, "kus sünnivad hing ja kõik meie mõtted". Praeguseks ei ole käbinääre funktsioone täielikult uuritud ja peamisteks on kasvuhormoonide pärssimine, seksuaalse arengu pärssimine ja mõju seksuaalsele soovile üldiselt. Käbinääre vastutab ka melatoniini tootmise eest.

Käbinääre Descartes'i illustratsioonil

1658. aastal kirjeldab Johann Jakob Wepfer ajuveresoonkonna haigusi ja räägib esimest korda sellest, mis on insult ning kirjeldab selle sümptomeid ja põhjuseid. Tema selleteemaline traktaat kannab nime Historiae apoplecticorum ja see on digiteeritud.

Selle sajandi teaduse üks olulisemaid tegelasi on Thomas Willis, kes lõi termini "neuroloogia". Talle kuulub mitmeid olulisi avastusi, eriti diabeedi jagamine "magusaks nagu mesi", suhkruks ja mittesuhkruks, kuna ta juhtis esmakordselt tähelepanu uriini maitsele.

Esimest korda nummerdas tema kraniaalnärvid ja seda järjestust kasutatakse siiani kliiniline praktika, ja ka Willise auks on nime saanud Willise ring – aju põhjas asuv arteriaalne ring. Eriline roll tema töös oli ajuhaigustele ning Willis rääkis esimest korda epilepsia ja krambihaiguste põhjustest.

Willise ring tagab aju piisava verevarustuse veresoonte ummistumise korral ja see areneb täiesti normaalselt ainult 50% juhtudest. Enamik veresoonte aneurüsme pärineb siit.

1664. aastal avastas ja kirjeldas Hollandi arst Gerard Blasius aju ämblikuvõrkkesta ehk arahnoidset membraani. See on üks kolmest membraanist, keskmine, mis on mõlemalt poolt kaetud gliiarakkudega, mis moodustavad kuni 40% kesknärvisüsteemist.

6 aasta pärast täiendab William Molins kraniaalnärvide "pilti" - blokaad, mille kõrvalekalded põhjustavad diploopiat või kahekordset nägemist.

17. sajandi lõpupoole ilmus korraga mitu huvitavat uurimust. Paljud neist on tingitud anatoomikust Raymond Viesessensist, kes Willise traditsiooni kohaselt andis paljude tänapäevaste vaevuste täpseid ja ammendavaid kirjeldusi. Tema järgi on nime saanud semioval keskus – aju valgeaine, mis paikneb igas poolkeras ja asub halli aine all.

Tehnoloogia arenedes hakatakse otsima ravimeetodeid mitmesugused haigused. Näiteks kuulus füüsik, kelle katsed elektriga olid hilisemate avastuste aluseks, Jean-Baptiste le Roy, tegi ettepaneku ravida vaimuhaigusi voolu abil ja tegi esimesed katsed 1755. aastal.

Charles Lorry teeb 1760. aastal muljetavaldavaid avaldusi väikeaju funktsioonide kohta, märkides, et selle ajuosa kahjustused hävitavad liigutuste koordinatsiooni, ning osutas ka, mille vahel emakakaela selgroolülid peate tegema torke, et surm saaks kohe.

Suurim Itaalia teadlane Domenico Cutugno, kellel on mitmeid avastusi otolarüngoloogias ja neuroloogias, märgib seost tserebrospinaalvedeliku ja ajuvatsakeste vahel, kuid seda tehti ilmselt "mööduvalt", kuna põhitöö arst pöörati selga ja avastus -siis tserebrospinaalvedelik omistatakse talle. Ta jättis ka istmikunärvi üksikasjaliku kirjelduse.

Samal ajal töötab üks arstide dünastia esindajatest Aleksander Monroe II, kes kirjeldab hiljem interventrikulaarset ava ehk "Monroe auku", mille sulgemisel võib tekkida vesipea. Samuti tagab see tserebrospinaalvedeliku normaalse vereringe.

Tserebrospinaalvedeliku üksikasjaliku teadusliku kirjelduse 1766. aastal jätab Albrecht von Haller. Tema uuringud närvi- ja lihassüsteemide valdkonnas võimaldasid tõestada aju reaktsioone erinevatele mõjudele lihastele, samuti näitas ta, et teatud ajuosade eemaldamisel need reaktsioonid peatuvad.

Haller. Icones anatomicae

Inglise arst John Fothergill kirjeldab 1773. aastal kolmiknärvi neuralgiat, mis kandis pikka aega tema nime. Haigus on üsna levinud ja väga valulik, millega kaasnevad metsikud tulistamisvalud, mida leevendavad epilepsiavastased ravimid või luublokaadid.

18. sajandil avastati ka inimaju mõjutamise vahendid, keemilised või "psühholoogilised". Aastal 1773 avastas Joseph Priestley "naerugaasi" ehk dilämmastikoksiidi, mida kasutatakse inhaleeritav anesteesia, ja 1774. aastal avastas Mesmer "loomamagnetismi", hüpnoosivormi, mida praegu meditsiinis ei kasutata.

1776. aastal tegeles Vincenzo Malacarne väikeaju ja kesknärvisüsteemi uurimisega, mis määras paljude tulevaste neuroloogia klassikute uurimissuuna. Ta oli esimene, kes kirjeldas täielikult väikeaju anatoomiat.

Malacarne pole ainus, kes oma eelkäijate kogemusi üldistab ja täiustab. Nii kirjeldab Samuel Thomas Semmering kaks aastat hiljem 12 kraniaalnärvi klassifikatsiooni, mis on aktuaalne ka tänapäeval. Teadlane oli sel ajal 23-aastane ja klassifikatsioon sai osa tema väitekirjast.

Päris pöördel, aastal 1800, kirjeldab juba mainitud Samuel Thomas Semmering aju musta ainet, mis vastutab enamiku kõige olulisemate eluks vajalike funktsioonide eest: hingamine, südametegevus, motoorsed oskused, silmade liigutused ...

Samal ajal kujunesid välja mõned pseudoteadused, millest üks - frenoloogia - eksisteeris kuni 20. sajandi alguseni. Teooria rajaja on Franz Josef Gal, kes uskus, et inimese psüühika määrab tema kolju ehitus. Hiljem tõestati, et aju kuju ei ole identne kolju kujuga ja selle reljeef ei suuda seletada vaimseid tunnuseid.

1808. aastal kirjeldab Luigi Rolando aju keskkooret, avastades selles “elemendid”, mis hiljem tema järgi nime saavad: rolando lõhe (keskvagu), rolandi katted, rolandi ajukoor jt. Ta avastab ka ühe epilepsia tüübi.

keskne sulcus

1813. aastal avastab Vic d'Azir ajukoore all oleva aju kõige õhema osa Claustrumi ehk tara. Selle funktsiooni üle kehas vaieldakse siiani.

1817. aastal kirjeldati "Rappumisparalüüsi", mis sai tulevikus oma "avastaja" nime - Parkinsoni tõbi, millel on iseloomulikud sümptomid värinate, lihaste ebaelastsuse, liigutuste aegluse ja hingamisraskuste kujul. Haigus tekib siis, kui aju mustaine neuronid ja kesknärvisüsteemi neurotransmitterid on kahjustatud.

1821. aastal tuvastati esmakordselt närvihalvatus ja nimetati see Charles Belli järgi. Tänaseni on see üks levinumaid haigusi, mis algab ootamatult ja selle eeldused pole täielikult määratletud.

Paralleelselt Belliga uurib Magendie närvisüsteemi. Samuti kirjeldas prantsuse füsioloog Magendie foramenit ehk aju mediaalset avaust, mis ühendab kolmandat ja neljandat vatsakest.

Keskmine ava ehk Magendie auk

Umbes samal ajal pärinevad Carl Burdachi teosed 1822. aastast, osutades limbilise süsteemi osaks olevale tsingulaarsele ajukoorele, mis kontrollib valu ja emotsionaalseid meeleolusid ning osaleb ka mäluprotsessides.

Alates 19. sajandi keskpaigast on uurimine muutunud üha „täpsemaks“ ning teadlased keskenduvad üksikutele organitele, laialdaselt räägitakse oftalmoloogiast ja kuulmisorganitest. Neuroloogiat huvitab lülisammas ja närvisüsteem tervikuna, veidi “lahkudes” inimese peast. Sellesse perioodi kuuluvad närvikiudude degeneratsiooni, seljaaju šoki, seljaaju halli aine tuumade avastamine, Heinrich Muller kirjeldab võrkkesta rakke ja tema "kolleeg" sajandi keskel arendab idee, et refleksid ei teki mitte ainult Seljaaju, aga ka ajus, määratleb taalamuse kui koha, kus teadvus sünnib, ja näitab esimest korda, et alkoholism on haigus.

1859. aastal tutvustab ja kirjeldab üks rakuteooria rajajaid Rudolf Vikhrov terminit neuroglia, närvikoe rakkude kogum, mille uurimine jätkus ka tulevikus, eelkõige pälvis Golgi Nobeli preemia. tema avastused selles närvisüsteemi osas.

Karl Kalbaum kirjeldab psüühikahäire, mis hiljem “kaasatakse” skisofreeniasse – kakatooniline sündroom, mille ilminguteks on immuunsus stiimulitele, liikumishäired.

Samal ajal jätkas Theodor Meinert oma tööd ja avaldas traktaadi haigustest. eesaju". 1883. aastal tutvustab ja kirjeldab neuroose ja psühhoose Emil Kraepelin, keda nimetatakse kaasaegse psühhiaatria rajajaks, tema töödes nimetatakse esmalt maniakaalset depressiooni ja dementia praecoxi. Georges Gilles de la Tourrettes töötab 1884. aastal ja kirjeldab vokaalseid ja motoorseid tikke, mis on "kombineeritud" Tourrettesi sündroomiks.

Sajandi lõpupoole leiutati röntgen ja ostsilloskoop, eraldati mitu valuvaigistit, Bayeri farmatseudid hakkasid köha ravima heroiiniga, kokaiini kasutatakse seljaaju tuimestusena ja John Langley võtab kasutusele termini autonoomne (vegetatiivne). ) närvisüsteem.

20. sajand algab...

Olukord on muutunud veelgi "keerulisemaks" ja uurimine muutub sügavamaks, täpsemaks, praktiliselt ilma metafoorideta. raku tase. Ja samal ajal jätkub katse “lahti harutada” inimese psüühikat, emotsionaalseid mustreid ja protsesse, tundeid ja mõtteid, “sidudes” need kindlate närvisüsteemi organite või osakondadega.

Teadvuse ja alateadvuse uurimise väljapaistvaim tegelane sel perioodil oli Sigmund Freud. Inimese psüühika ja võime seda mõjutada, mitte ainult uurida, tekitavad meditsiinis ja pedagoogikas arvukalt teooriaid, eriti väärib tähelepanu Alfred Bineti töö vaimse alaarenguga laste kohanemise ja intellektuaalsete kõrvalekallete mustrite tuvastamise kohta.

Samad katsed uurida ajus toimuvaid protsesse hõlmavad ka Rorschachi, samanimelise testi autori tööd, polügraafi leiutamist, esimest entsefalograafiat (EEG), mida 1928. aastal demonstreeris Hans Berger.

Paljuski, muide, võimaldas see protseduur uurida inimese aju aktiivsust ööpäevaringselt ja esimesi ajuuuringuid une ajal. 1935. aastal viib Bremer läbi esimesed katsed kassidega, mis annavad talle mõningast kinnitust tema oletustele une "erinevate" faaside kohta. Nathaniel Kleitman (Klaytman) saavutab aga selles valdkonnas maailmakuulsuse, mis mitte ainult ei anna alust somnoloogiale, vaid võimaldab teil ka tihedamalt tegeleda "selgete unenägudega", mille ajaloost ma Geektimesis üksikasjalikult rääkisin, kui tegi ülevaate.

Aju vs aju – kes võidab?

Inimese aju uurimise probleem, aju ja psüühika seos on üks põnevamaid probleeme, mis teaduses eales esile kerkinud on. Esmakordselt on eesmärk teadvustada midagi, mis on keerukuselt võrdne tunnetusinstrumendiga. Kõik, mida seni on uuritud – aatom, galaktika ja loomaaju – oli ju lihtsam kui inimese aju. Filosoofilisest vaatenurgast pole teada, kas selle probleemi lahendus on põhimõtteliselt võimalik. Peale instrumentide ja meetodite jääb ju meie inimaju peamiseks vahendiks aju mõistmisel. Tavaliselt on seade, mis uurib mõnda nähtust või objekti, keerulisem kui see objekt, antud juhul püüame tegutseda võrdsetel alustel - aju aju vastu.
Ülesande tohutu ulatus tõmbas ligi palju suuri mõistusi: Hippokrates, Aristoteles, Descartes ja paljud teised rääkisid aju põhimõtetest.
Eelmisel sajandil avastati kõne eest vastutavad ajupiirkonnad – avastajate järgi kutsutakse neid Broca ja Wernicke piirkondadeks. Aju tõeline teaduslik uurimine sai aga alguse meie särava kaasmaalase I. M. Sechenovi tööst. Järgmisena - V. M. Bekhterev, I. P. Pavlov ... Siinkohal ma lõpetan nimede loetlemise, kuna kahekümnendal sajandil on palju silmapaistvaid aju-uurijaid ja oht kellestki ilma jääda on liiga suur (eriti elavate puhul, jumal hoidku ). Tehti suuri avastusi, kuid tolleaegsete meetodite võimalused inimese funktsioonide uurimiseks on väga piiratud: psühholoogilised testid, kliinilised vaatlused ja alates kolmekümnendatest - elektroentsefalogramm. See on nagu katse lampide ja trafode põrina või korpuse temperatuuri järgi aru saada, kuidas teler töötab, või selle põhjal, mis juhtub teleriga, kui see plokk katki läheb.
Aju ehitust, selle morfoloogiat on aga juba päris hästi uuritud. Kuid ideed üksikute närvirakkude toimimise kohta olid väga visandid. Seega puudusid täielikud teadmised aju moodustavate ehitusplokkide kohta ja vajalikud tööriistad nende uurimistöö eest.

Kaks läbimurret inimese ajuuuringutes

Tegelikult oli esimene läbimurre inimaju teadmistes seotud pikaajalise ja lühiajalise implanteeritud elektroodide meetodi kasutamisega patsientide diagnoosimisel ja ravimisel. Samal ajal hakkasid teadlased mõistma, kuidas üksik neuron töötab, kuidas info edastatakse neuronilt neuronile ja mööda närvi. Akadeemik N. P. Bekhtereva ja tema kolleegid töötasid meie riigis esimestena inimese ajuga otseses kokkupuutes.
Nii saadi andmeid üksikute ajupiirkondade eluea, selle olulisemate osade – ajukoore ja alamkoore ning paljude teiste – vahekorra kohta. Aju koosneb aga kümnetest miljarditest neuronitest ja elektroodide abil saab vaadelda vaid kümneid ja ka siis ei kuku sageli mitte need rakud, mida on vaja uurimistööks, vaid need, mis on terapeutilise elektroodi kõrval. teadlaste vaatevälja.
Vahepeal tegi maailm tehnoloogiline revolutsioon. Uued arvutusvõimalused on võimaldanud viia kõrgemate ajufunktsioonide uurimise elektroentsefalograafia ja esilekutsutud potentsiaalide abil uuele tasemele. Samuti on ilmunud uued meetodid aju sisse vaatamiseks: magnetoentsefalograafia, funktsionaalne magnetresonantstomograafia ja positronemissioontomograafia. Kõik see lõi aluse uueks läbimurdeks. See juhtus tõesti kaheksakümnendate keskel.
Sel ajal langesid teadushuvi ja selle rahuldamise võimalus kokku. Seetõttu kuulutas Widsch USA Kongress üheksakümnendad aastad inimaju uurimise kümnendiks. See algatus muutus kiiresti rahvusvaheliseks. Nüüd tegelevad inimaju uurimisega sajad parimad laborid üle kogu maailma.
Pean ütlema, et tollal oli meie võimu kõrgemates kihtides palju tarku inimesi, kes toetasid riiki. Seetõttu mõistsid nad ka meie riigis inimaju uurimise vajadust ja soovitasid mul akadeemik Bekhtereva loodud ja juhitud meeskonna põhjal korraldada teaduskeskus aju-uuringute jaoks - Inimese aju RAS-i instituut.
Instituudi tegevuse põhisuunaks on fundamentaaluuringud inimaju korralduse ja selle keeruliste vaimsete funktsioonide – kõne, emotsioonide, tähelepanu, mälu – alal. Kuid mitte ainult. Samal ajal peaksid teadlased otsima meetodeid nende patsientide ravimiseks, kellel need olulised funktsioonid on kahjustatud. Alusuuringute ja praktilise töö kombineerimine patsientidega oli üks instituudi aluspõhimõtteid, mille töötas välja selle teaduslik direktor Natalja Petrovna Bekhtereva.
Inimeste peal katsetamine on vastuvõetamatu. Seetõttu tehakse enamik aju-uuringuid loomade peal. Siiski on nähtusi, mida saab uurida ainult inimestel. Näiteks kaitseb praegu minu labori noor töötaja väitekirja kõne töötlemisest, selle õigekirjast ja süntaksist erinevates ajustruktuurides. Nõus, et rotil on raske õppida. Instituut on keskendunud konkreetselt selle uurimisele, mida ei saa loomadel uurida. Psühhofüsioloogilisi uuringuid teeme vabatahtlikel nn mitteinvasiivse tehnikaga, ilma ajusse "sattumata" ja inimesele erilisi ebamugavusi tekitamata. Nii tehakse näiteks tomograafilisi uuringuid või aju kaardistamist elektroentsefalograafia abil.
Kuid juhtub, et haigus või õnnetus "seadib eksperimendi" inimese ajule - näiteks on häiritud patsiendi kõne või mälu. Sellises olukorras on võimalik ja vajalik uurida neid ajupiirkondi, mille töö on häiritud. Või vastupidi, patsiendil läheb tükk ajust kaotsi või kahjustub ning teadlastele antakse võimalus uurida, milliseid “ülesandeid” aju sellise rikkumisega täita ei suuda.
Kuid lihtsalt selliste patsientide jälgimine on pehmelt öeldes ebaeetiline ja meie instituut ei uuri mitte ainult patsiente mitmesugused vigastused aju, vaid ka neid aidata, sealhulgas meie töötajate poolt välja töötatud uusimate ravimeetodite abil. Selleks on instituudis 160 voodikohaga kliinik. Kaks ülesannet – uuringud ja ravi – on meie töötajate töös lahutamatult seotud.
Meil on suurepärased kõrgelt kvalifitseeritud arstid ja õed. Ilma selleta on see võimatu – oleme ju teaduse esirinnas ja vajame kõrgeim kvalifikatsioon rakendada uusi tehnikaid. Peaaegu kõik instituudi laborid on kliinikumi osakondadele suletud ja see on võti uute lähenemiste pidevaks tekkeks. Lisaks standardsetele ravimeetoditele teostame kirurgia epilepsia ja parkinsonism, psühhokirurgilised operatsioonid, ajukoe ravi magnetstimulatsiooniga, afaasia ravi elektristimulatsiooniga ja palju muud. Kliinikus on raskelt haigeid patsiente ja vahel on ka võimalik
aidata neid juhtudel, mida peeti lootusetuks. Muidugi pole see alati võimalik. Üldiselt, kui kuulete inimeste kohtlemisel mingeid piiramatuid garantiisid, tekitab see väga tõsiseid kahtlusi.

Argipäevad ja laborite parimad tunnid

Igal laboril on oma saavutused. Näiteks professor V. A. Ilyukhina juhitud labor areneb aju funktsionaalsete seisundite neurofüsioloogia valdkonnas.
Mis see on? Püüan selgitada lihtne näide. Kõik teavad, et inimene tajub sama fraasi mõnikord diametraalselt vastupidiselt, olenevalt seisundist, milles ta on: haige või terve, põnevil või rahulik. See sarnaneb sellega, kuidas sama noot, mis on võetud näiteks orelilt, on registrist olenevalt erineva tämbriga. Meie aju ja keha on kõige keerulisem mitme registri süsteem, kus registri rolli mängib inimese seisund. Võib öelda, et kogu inimese ja keskkonna vaheliste suhete spektri määrab tema funktsionaalne seisund. See määrab nii operaatori "tõrke" võimaluse kõige keerulisema masina juhtpaneelil kui ka patsiendi reaktsiooni võetavale ravimile.
Professor Iljuhhina laboris uuritakse funktsionaalseid seisundeid, samuti seda, milliste parameetritega need määratakse, kuidas need parameetrid ja olekud ise sõltuvad keha regulatsioonisüsteemidest, kuidas välised ja sisemised mõjud muuta seisundeid, põhjustades mõnikord haigusi ning kuidas aju ja keha seisund omakorda mõjutab haiguse kulgu ja ravimite toimet. Saadud tulemuste abil saab õige valik alternatiivsete ravimeetodite vahel. Samuti tehakse kindlaks inimese kohanemisvõime: kui stabiilne ta on igasuguse ravitoime, stressi korral.
Neuroimmunoloogia labor tegeleb väga olulise ülesandega. Sageli põhjustavad immuunregulatsiooni häired rasked haigused aju. Seda seisundit tuleb diagnoosida ja ravida - immunokorrektsioon. Tüüpiline näide neuroimmuunhaigus - hulgiskleroos, mida instituudis uurib labor professor I. D. Stoljarovi juhendamisel. Mitte nii kaua aega tagasi liitus ta Euroopa sclerosis multiplex'i uurimise ja ravi komitee juhatusega.
Kahekümnendal sajandil hakkas inimene aktiivselt muutma ümbritsevat maailma, tähistades võitu looduse üle, kuid selgus, et tähistamiseks on veel vara: samal ajal on inimese enda loodud probleemid, nn inimene. -tehtud need, on ägenenud. Elame magnetväljade mõjul, vilkuvate gaasilampide valguses, vaatame tundide kaupa arvutiekraani, räägime edasi mobiiltelefon... See kõik pole inimkeha suhtes kaugeltki ükskõikne: näiteks on hästi teada, et vilkuv valgus võib põhjustada epilepsiahoog. Sellest ajule tekitatud kahjustusi on võimalik likvideerida, väga lihtsad meetmed- sulgege üks silm. Raadiotelefoni "kahjuliku mõju" drastiliseks vähendamiseks (muide, see pole veel kindlalt tõestatud) saate lihtsalt muuta selle disaini nii, et antenn oleks suunatud allapoole ja aju ei kiiritaks. Neid uuringuid viib läbi labor, mida juhib meditsiiniteaduste doktor E. B. Lyskov. Näiteks näitas ta ja tema kaastöötajad, et kokkupuude muutujaga magnetväli mõjutab negatiivselt õppeprotsessi.
Rakkude tasandil on aju töö seotud erinevate ainete keemiliste transformatsioonidega, seetõttu on meie jaoks olulised tulemused, mis on saadud professor SA Dambinova juhitavas molekulaarneurobioloogia laboris. Selle labori töötajad töötavad välja uusi meetodeid ajuhaiguste diagnoosimiseks, otsivad keemilised ained valguline olemus, mis on võimeline normaliseerima ajukoe häireid parkinsonismi, epilepsia, narkootiliste ja alkoholisõltuvus. Selgus, et narkootikumide ja alkoholi tarvitamine viib närvirakkude hävimiseni. Nende fragmendid, sattudes vereringesse, kutsuvad immuunsüsteemi tootma niinimetatud "autoantikehi". "Autoantikehad" püsivad veres pikka aega, isegi inimestel, kes on ravimite kasutamise lõpetanud. See on teatud tüüpi kehamälu, mis salvestab teavet uimastitarbimise kohta. Kui mõõta inimese veres teatud närvirakkude fragmentide vastaste autoantikehade kogust, saate "narkomaania" diagnoosi panna isegi mitu aastat pärast uimastitarbimise lõpetamist.

Kas närvirakke on võimalik "ümber kasvatada"?

Üks kaasaegsemaid suundi instituudi töös on stereotaksis. See on meditsiinitehnoloogia, mis annab võimaluse vähetraumaatiliseks, säästlikuks, sihipäraseks ligipääsuks aju süvastruktuuridele ja neile doseeritud mõjule. See on tuleviku neurokirurgia. "Avatud" neurokirurgiliste sekkumiste asemel, kui ajju jõudmiseks tehakse suur trepanatsioon, pakutakse ajule vähem traumeerivaid, säästvaid efekte.
Arenenud riikides, eeskätt USA-s, on kliiniline stereotaksis võtnud neurokirurgias oma õige koha. Täna töötab selles valdkonnas USA-s umbes 300 neurokirurgi, kes on Ameerika Stereotaksika Seltsi liige. Stereotaksise aluseks on matemaatika ja täppisriistad, mis tagavad sihipärase ajusse sukeldumise peened instrumendid. Need võimaldavad teil "vaadata" elava inimese ajju. Sel juhul kasutatakse positronemissioontomograafiat, magnetresonantstomograafiat ja kompuuterröntgentomograafiat. "Stereotaksis on neurokirurgia metoodilise küpsuse mõõdupuu" - arvab varalahkunud neurokirurg L. V. Abrakov. Stereotaksilise ravimeetodi puhul on väga oluline teada üksikute “punktide” rolli inimese ajus, mõista nende koostoimet, teada, kus ja mida konkreetse haiguse raviks ajus täpselt muuta on vaja.
Instituudis on stereotaksiliste meetodite labor, mida juhib NSV Liidu riikliku preemia laureaat, meditsiiniteaduste doktor A. D. Anichkov. Sisuliselt on see Venemaa juhtiv stereotaksiline keskus. Siin sündis kõige kaasaegsem suund - tarkvara ja matemaatilise toega arvutistereotaksis, mis viiakse läbi elektroonilisel arvutil. Kui enne meie arendusi tegid stereotaksilised arvutused neurokirurgide poolt operatsiooni ajal käsitsi, siis nüüdseks oleme välja töötanud kümneid stereotaksia seadmeid; mõned neist on kliiniliselt testitud ja suudavad lahendada kõige keerulisemaid probleeme. Koos kolleegidega Keskuurimisinstituudist Elektropribor loodi arvutipõhine stereotaksiline süsteem, mis esmakordselt Venemaal toodetakse kaubanduslikult, mis ületab mitmete põhinäitajate poolest sarnaseid välismaiseid mudeleid. Nagu üks tundmatu autor ütles: "lõpuks on tsivilisatsiooni pelglikud kiired valgustanud meie tumedaid koopaid".
Meie instituudis kasutatakse stereotaksist patsientidel, kellel on motoorikahäired (parkinsonism, Parkinsoni tõbi, Huntingtoni korea jt), epilepsia, kontrollimatu valu (eriti fantoomvalu sündroom) ja mõned. vaimsed häired. Lisaks kasutatakse stereotaksist teatud ajukasvajate diagnoosimise ja ravi selgitamiseks, hematoomide, abstsesside ja ajutsüstide raviks. Stereotaktilisi sekkumisi (nagu kõiki teisi neurokirurgilisi sekkumisi) pakutakse patsiendile vaid juhul, kui kõik medikamentoosse ravi võimalused on ammendatud ja haigus ise ohustab patsiendi tervist või muudab ta invaliidiks, muudab ta asotsiaalseks. Kõik operatsioonid tehakse ainult patsiendi ja tema lähedaste nõusolekul, pärast erinevate valdkondade spetsialistide konsultatsiooni.
Stereotaksist on kahte tüüpi. Esimest, mittefunktsionaalset, kasutatakse siis, kui aju sügavuses on mingi orgaaniline kahjustus, näiteks kasvaja. Kui see eemaldatakse tavapärase tehnoloogia abil, peab see mõjutama olulisi funktsioone täitvaid terveid aju struktuure ja patsient võib kogemata viga saada, mõnikord isegi eluga kokkusobimatuks. Oletame, et kasvaja on magnetresonants- ja positronemissioontomograafide abil selgelt nähtav. Seejärel on võimalik madala traumaatilise õhukese sondi abil arvutada selle koordinaadid ja sisestada radioaktiivseid aineid, mis põletavad kasvaja ja lühikest aega laiali lagunema. Kahjustused ajukoe läbimisel on minimaalsed ja kasvaja hävib. Oleme selliseid operatsioone juba mitu korda teinud, endised patsiendid elavad siiani, kuigi traditsiooniliste ravimeetoditega polnud neil lootustki.
Selle meetodi olemus seisneb selles, et kõrvaldame "defekti", mida me selgelt näeme. Peamine ülesanne on otsustada, kuidas selleni jõuda, milline tee valida, et mitte puudutada olulisi kohti, milline meetod "defekti" kõrvaldamiseks valida.
Põhimõtteliselt erinev on olukord “funktsionaalse” stereotaksega, mida kasutatakse ka vaimuhaiguste ravis. Sageli on haiguse põhjuseks see, et üks väike närvirakkude rühm või mitu sellist rühma ei tööta korralikult. Nad kas ei eralda vajalikke aineid või eraldavad neid liiga palju. Rakud võivad olla patoloogiliselt erutatud ja siis stimuleerivad nad teiste "halba" tegevust, terved rakud. Need "kadunud" rakud tuleb üles leida ja kas hävitada või isoleerida või elektrilise stimulatsiooni abil "ümber kasvatada". Sellises olukorras on kahjustatud piirkonda võimatu "näha". Peame selle arvutama puhtalt teoreetiliselt, nagu astronoomid arvutasid Neptuuni orbiidi.
Siin on põhiteadmised aju põhimõtete, selle osade koostoime kohta funktsionaalne roll iga ajuosa. Kasutame stereotaksilise neuroloogia tulemusi, mis on instituudis surnud professori V. M. Smirnovi poolt välja töötatud uus suund. Stereotaksiline neuroloogia on "kõrgeim vigurlend", kuid just sellel teel tuleks otsida võimalust ravida paljusid raskeid haigusi, sealhulgas vaimseid.
Meie uuringute tulemused ja teiste laborite andmed näitavad, et praktiliselt igasugust, isegi väga keerulist aju vaimset tegevust tagab ruumiliselt jaotatud ja ajaliselt muutuv süsteem, mis koosneb erineva jäikusega lülidest. On selge, et sellise süsteemi toimimisse on väga raske sekkuda. Sellegipoolest teame nüüd, kuidas: näiteks saame luua uus keskus trauma tõttu hävitatud kõne asemel.
Sel juhul toimub omamoodi närvirakkude "ümberkasvatamine". Fakt on see, et on närvirakke, mis on sünnist saati oma tööks valmis, kuid on ka teisi, mis on inimarengu käigus “haritud”. Mõnda ülesannet täitma õppides unustavad nad teised, kuid mitte igaveseks. Isegi pärast “spetsialiseerumise” läbimist on nad põhimõtteliselt võimelised mõne muu ülesande täitmise enda peale võtma, nad võivad töötada ka teistmoodi. Seetõttu võite proovida sundida neid kaotatud närvirakkude tööd üle võtma, neid asendama.
Aju neuronid töötavad nagu laevakäsklus: üks oskab hästi laevas liigelda, teine tulistada, kolmas süüa teha. Kuid isegi noolt saab õpetada borši keetma, kokat aga püssi sihtima. Peate lihtsalt neile selgitama, kuidas seda tehakse. Põhimõtteliselt on see loomulik mehhanism: kui lapsel tekib ajukahjustus, siis tema närvirakud “õpivad” spontaanselt ümber. Täiskasvanutel tuleb rakkude "ümberõppeks" kasutada spetsiaalseid meetodeid.
Seda teadlased teevadki – nad üritavad stimuleerida mõnda närvirakku tegema teiste tööd, mida enam taastada ei saa. Selles suunas on juba häid tulemusi saavutatud:
näiteks suutsid mõned kõne kujunemise eest vastutava Broca piirkonna kahjustusega patsiendid uuesti rääkima õppida.
Veel üks näide - terapeutiline toime psühhokirurgilised operatsioonid, mille eesmärk on "välja lülitada" ajupiirkonna struktuurid, mida nimetatakse limbiliseks süsteemiks. Kell mitmesugused haigused aju erinevates piirkondades on patoloogiliste impulsside voog, mis ringleb mööda närviteid. Need impulsid on tingitud suurenenud aktiivsus ajupiirkondades ja see mehhanism viib mitmete kroonilised haigused närvisüsteem, nagu parkinsonism, epilepsia, obsessiiv-kompulsiivne häire. Teed, mida mööda patoloogiliste impulsside ringlus kulgeb, tuleb leida ja võimalikult säästlikult “välja lülitada”.
Viimastel aastatel on teatud psüühikahäirete (peamiselt obsessiiv-kompulsiivsete häirete) all kannatavate patsientide ravimiseks tehtud sadu (eriti Ameerika Ühendriikides) stereotaktilisi psühhokirurgilisi sekkumisi, mis on osutunud ebaefektiivseks. mittekirurgilised meetodid ravi. Mõnede narkoloogide hinnangul võib selle häire liigiks pidada ka narkomaaniat, mistõttu võib uimastiravi ebaõnnestumise korral soovitada stereotaksist sekkumist.

Vea detektor

Instituudi töö väga oluline suund on kõrgemate ajufunktsioonide uurimine: tähelepanu, mälu, mõtlemine, kõne, emotsioonid. Nende probleemidega tegelevad mitmed laborid, sealhulgas minu juhitav, akadeemik N. P. Bekhtereva labor ja bioloogiadoktor Yu. D. Kropotovi labor.
Ainult inimese ajufunktsioone uuritakse kasutades erinevaid lähenemisviise: kasutatakse "tavalist" elektroentsefalogrammi, kuid aju kaardistamise uuel tasemel uuritakse esilekutsutud potentsiaale, nende protsesside registreerimist koos ajukoega otseses kontaktis olevate neuronite impulssaktiivsusega - selleks on implanteeritud elektroodid ja Kasutatakse positronemissioontomograafiat.
Akadeemik N. P. Bekhtereva tööd selles valdkonnas kajastati laialdaselt teaduslikus ja populaarteaduslikus ajakirjanduses. Ta alustas aju vaimsete protsesside süstemaatilist uurimist ajal, mil enamik teadlasi pidas seda peaaegu tundmatuks, kauge tuleviku küsimuseks. Hea, et vähemalt teaduses ei sõltu tõde enamuse seisukohast. Paljud neist, kes eitasid selliste uuringute võimalust, peavad neid nüüd esmatähtsaks.
Selle artikli raames saame mainida ainult kõige huvitavamaid tulemusi, näiteks veadetektorit. Igaüks meist on oma tööd kogenud. Kujutage ette, et lahkusite majast ja juba tänaval hakkab teid piinama kummaline tunne - midagi on valesti. Tuled tagasi – oled, unustasid vannitoas valguse välja lülitada. See tähendab, et unustasite teha tavalise, stereotüüpse toimingu – lülitit ümber keerata ja see tegematajätmine lülitas ajus automaatselt sisse juhtimismehhanismi. Selle mehhanismi avastasid kuuekümnendate aastate keskel N. P. Bekhtereva ja tema kaastöötajad. Kuigi tulemused on avaldatud aastal teadusajakirjad, sealhulgas välismaised, on need nüüd läänes "taasavastanud" inimesed, kes tunnevad meie teadlaste tööd, kuid ei põlga neilt otsest laenamist. Suurriigi hääbumine on viinud ka selleni, et teaduses on rohkem otseseid plagiaadi juhtumeid.
Haiguseks võib saada ka vigade tuvastamine, kui see mehhanism töötab rohkem kui vaja ning inimesele tundub alati, et ta on midagi unustanud.
AT üldiselt Tänaseks on meile selge ka emotsioonide käivitamise protsess aju tasandil. Miks üks inimene nendega toime tuleb ja teine - "vajub", ei pääse
sama tüüpi kogemuste nõiaringist? Selgus, et “stabiilsel” inimesel kompenseeritakse aju ainevahetuse muutused, mis on seotud näiteks leinaga, tingimata muudes struktuurides toimuvate ainevahetuse muutustega, mis on suunatud teises suunas. "Ebastabiilsel" inimesel on see kompensatsioon katki.

Kes vastutab grammatika eest?

Väga oluline töövaldkond on aju nn mikrokaardistamine. Meie ühises uurimistöös on avastatud isegi selliseid mehhanisme nagu tähendusrikka fraasi grammatilise korrektsuse detektor. Näiteks "sinine lint" ja "sinine lint". Mõte on mõlemal juhul selge. Kuid on üks "väike, kuid uhke" neuronite rühm, mis "paisub", kui grammatika on katki, ja annab sellest ajule märku. Miks seda vaja on? Tõenäoliselt tuleb seega kõnest arusaamine sageli ennekõike grammatika analüüsi kaudu (meenutagem akadeemik Shcherba “sünget kuzdrat”). Kui grammatikaga on midagi valesti, saabub signaal - vaja on teha täiendav analüüs.
Leiti aju mikropiirkonnad, mis vastutavad konkreetsete ja abstraktsete sõnade eristamise eest. Näidatakse erinevusi neuronite töös emakeelse sõna (tass), emakeele kvaasisõna (chokhna) ja võõrkeelse sõna (vaht - aserbaidžaani keeles aeg) tajumisel.
Ajukoore neuronid ja aju süvastruktuurid osalevad selles tegevuses erineval viisil. Süvastruktuurides täheldatakse peamiselt elektrilahenduste sageduse suurenemist, mis pole ühegi konkreetse tsooniga väga "seotud". Need neuronid lahendavad justkui kõik probleemid kogu maailmaga. Täiesti erinev pilt ajukoores. Üks neuron näib ütlevat:
"Ole nüüd, poisid, vait, see on minu asi ja ma teen seda ise." Tõepoolest, kõigi neuronite puhul, välja arvatud mõned, impulsside sagedus väheneb, samas kui "väljavalitutel" see suureneb.
Tänu positronemissioontomograafia (või lühendatult PET) tehnikale sai võimalikuks üheaegselt üksikasjalikult uurida kõiki ajupiirkondi, mis vastutavad keerukate "inimese" funktsioonide eest. Meetodi olemus seisneb selles, et ajurakkude sees toimuvates keemilistes transformatsioonides osalevasse ainesse viiakse väike kogus isotoopi ja seejärel jälgime, kuidas muutub selle aine jaotus meid huvitavas ajupiirkonnas. Kui radioaktiivse märgisega glükoosi vool sellesse piirkonda suureneb, tähendab see, et ainevahetus on suurenenud, mis viitab närvirakkude suurenenud tööle selles ajuosas.
Kujutage nüüd ette, et inimene täidab mingit keerulist ülesannet, mis nõuab õigekirja või loogilise mõtlemise reeglite tundmist. Samal ajal on tema närvirakud kõige aktiivsemad aju piirkonnas, mis "vastutab" just nende oskuste eest. Töö tugevdamine
närvirakke saab registreerida PET-i abil, suurendades aktiveeritud tsoonis verevoolu. Nii oli võimalik kindlaks teha, millised ajupiirkonnad “vastutavad” süntaksi, õigekirja, kõne tähenduse ja muude probleemide lahendamise eest. Näiteks on teada tsoone, mis aktiveeruvad sõnade esitamisel, olenemata sellest, kas neid on vaja lugeda või mitte. On ka tsoone, mis aktiveeruvad "mitte tegemata", kui näiteks inimene kuulab juttu, aga ei kuule seda, järgides midagi muud.

Mis on tähelepanu?

Sama oluline on mõista, kuidas tähelepanu inimeses “töötab”. Selle probleemiga meie instituudis tegelevad nii minu labor kui Yu. D. Kropotovi labor. Uurimistööd tehakse koos Soome professori R. Naataneni juhitud teadlaste rühmaga, kes avastas nn tahtmatu tähelepanu mehhanismi. Et aru saada, mida kõnealune, kujutage ette olukorda: jahimees hiilib läbi metsa, saagile jälile. Kuid ta ise on röövlooma saak, mida ta ei märka, sest ta on häälestatud vaid hirve või jänese otsimiseks. Ja ühtäkki lülitab põõsastes juhuslik krõbin, võib-olla lindude säutsumise ja ojakohina taustal mitte eriti märgatav, tema tähelepanu koheselt ümber, annab märku: "Läheduses on oht." Tahtmatu tähelepanu mehhanism tekkis inimesel iidsetel aegadel, turvamehhanismina, kuid see töötab siiani: näiteks juhib autot, kuulab raadiot, kuuleb tänaval mängivate laste nuttu, tajub kõike. ümbritseva maailma helid, tema tähelepanu hajub ja järsku pöörab vaikne koputusmootor tema tähelepanu koheselt autole - ta mõistab, et mootoriga on midagi valesti (muide, see nähtus sarnaneb veadetektoriga) .
See tähelepanu lülitus töötab iga inimese jaoks. Leidsime tsoonid, mis aktiveeruvad PET-il selle mehhanismi töötamise ajal ja Yu. D. Kropotov uuris seda implanteeritud elektroodide meetodil. Mõnikord on kõige raskemas teadustöös naljakaid episoode. Nii oli ka siis, kui me selle töö kiiruga lõpetasime enne väga tähtsat ja mainekat sümpoosioni. Käisime Yu D. Kropotoviga sümpoosionil ettekandeid tegemas ja alles seal avastasime üllatuse ja "sügava rahulolu tundega" ootamatult, et neuronite aktiveerumine toimub samades tsoonides. Jah, mõnikord on neil kahel kõrvuti istumisel vaja minna teise riiki rääkima.
Kui tahtmatu tähelepanu mehhanismid on rikutud, võime rääkida haigusest. Kropotovi laboris uuritakse lapsi, kellel on nn tähelepanupuudulikkuse ja hüperaktiivsuse häire. Need on rasked lapsed, sagedamini poisid, kes ei suuda tunnile keskenduda, neid sõimatakse sageli kodus ja koolis, kuid tegelikult vajavad nad
ravida, sest mõned aju spetsiifilised mehhanismid on häiritud. Kuni viimase ajani ei peetud seda nähtust haiguseks ja parimaks meetodiks selle vastu võitlemiseks peeti "jõumeetodeid". Nüüd ei saa me mitte ainult seda haigust määratleda, vaid pakkuda ka meetodeid tähelepanupuudulikkusega laste ravimiseks.
Siiski tahan ma mõnda noort lugejat häirida. Mitte iga jant ei ole selle haigusega seotud ja siis ... "jõu" meetodid on õigustatud.
Lisaks tahtmatule tähelepanule esineb ka valikulist tähelepanu. See on nn "tähelepanu vastuvõtus", kui kõik ümberringi räägivad korraga ja sina jälgid vaid vestluskaaslast, pööramata tähelepanu parempoolse naabri ebahuvitavale lobisemisele. Katse käigus räägitakse katsealusele lugusid: ühes kõrvas - üks, teises - teises. Jälgime reaktsiooni loole paremast kõrvast, seejärel vasakust ja näeme ekraanilt, kuidas ajupiirkondade aktivatsioon kardinaalselt muutub. Samas on paremas kõrvas närvirakkude aktiveerumine anamneesi kohta märksa väiksem – sest enamik inimesi võtab telefonitoru paremasse kätte ja paneb selle paremasse kõrva. Neil on paremas kõrvas lihtsam ajalugu jälgida, nad peavad vähem pingutama, aju on vähem erutatud.

Aju saladused ootavad endiselt tiibades

Tihti unustame ilmselge: inimene pole ainult aju, vaid ka keha. Ilma interaktsiooni rikkust arvestamata ei saa aru, kuidas aju töötab aju süsteemid Koos erinevaid süsteeme organism. Mõnikord on see ilmselge – näiteks adrenaliini eraldumine verre põhjustab aju ümberlülitumist butile
töörežiim. Terves kehas terve vaim on keha ja aju koostoime. Siin pole aga kõik selge. Selle interaktsiooni uurimine ootab endiselt oma teadlasi.
Täna võime öelda, et meil on hea ettekujutus ühe närviraku toimimisest. Paljud valged laigud on kadunud ja aju kaardil vastutavad piirkonnad vaimsed funktsioonid. Kuid raku ja ajupiirkonna vahel on veel üks, väga oluline tase - närvirakkude kogum, neuronite ansambel. Siin on veel palju ebakindlust. PET-i abil saame jälgida, millised ajupiirkonnad on teatud ülesannete täitmisel “sisse lülitatud”, kuid mis nende piirkondade sees toimub, milliseid signaale närvirakud üksteisele saadavad, millises järjestuses, kuidas nad omavahel suhtlevad. - me räägime sellest praegu, me teame vähe. Kuigi selles suunas on mõningaid edusamme tehtud.
Varem arvati, et aju on jagatud selgelt piiritletud aladeks, millest igaüks "vastutab" oma funktsiooni eest: see on väikese sõrme paindetsoon ja see on vanemate armastuse tsoon. Need järeldused põhinesid lihtsatel tähelepanekutel: kui antud piirkond on kahjustatud, on kahjustatud ka selle funktsioon. Aja jooksul sai selgeks, et üha raskem:
erinevates tsoonides olevad neuronid interakteeruvad üksteisega väga keerulisel viisil ja kõrgemate funktsioonide pakkumise mõttes on võimatu kõikjal aju piirkonnaga funktsiooni selget "sidumist". Võime vaid öelda, et see valdkond on seotud kõne, mälu, emotsioonidega. Ja öelda, et see aju närviansambel (mitte tükk, vaid laialt levinud võrk) ja ainult see vastutab tähtede ja selle - sõnade ja lausete - tajumise eest, pole veel võimalik. See on tuleviku ülesanne.
Aju töö kõrgemat tüüpi vaimse tegevuse pakkumisel sarnaneb saluudi sähvatusega: algul näeme palju tulesid ja siis hakkavad need uuesti kustuma ja süttima, üksteisele silma pilgutades, mõned killud jäävad alles. tume, teised vilguvad. Samuti saadetakse ergastussignaal teatud ajupiirkonda, kuid närvirakkude aktiivsus selles allub oma erilistele rütmidele, oma hierarhiale. Nende omadustega seoses võib mõnede närvirakkude hävimine olla aju jaoks korvamatu kaotus, samas kui teised võivad asendada naabruses olevad "ümberõpitud" neuronid. Iga neuroni saab arvesse võtta ainult kogu närvirakkude kogunemises. Minu arvates on praegu põhiülesanne närvikoodi dešifreerimine ehk aru saada, kuidas konkreetselt aju kõrgemaid funktsioone tagatakse. Tõenäoliselt saab seda teha ajuelementide interaktsiooni uurimise kaudu, mõistmise kaudu, kuidas üksikud neuronid ühendatakse struktuuriks ja struktuur - süsteemiks ja terveks ajuks. See on järgmise sajandi põhiülesanne. Kuigi kahekümnendaks jääb ikka midagi alles.

, psühhogeneetika . Kognitiivse neuroteaduse oluline valdkond on ajukahjustusest tingitud psüühikahäiretega inimeste uurimine.

Seost neuronite struktuuri ja kognitiivsete võimete vahel kinnitavad sellised faktid nagu sünapside arvu ja suuruse suurenemine rottide ajus nende treenimise tagajärjel, närviimpulsi sünapside kaudu edastamise efektiivsuse vähenemine. , mida on täheldatud Alzheimeri tõbe põdevatel inimestel.

Üks esimesi mõtlejaid, kes väitis, et mõtlemine toimub ajus, oli Hippokrates. Üheksateistkümnendaks sajandiks tegid sellised teadlased nagu Johann Peter Müller katseid uurida aju funktsionaalset struktuuri vaimsete ja käitumuslike funktsioonide lokaliseerimise osas ajupiirkondades.

Tehnikad ja meetodid

Tomograafia

Aju ehitust uuritakse kasutades kompuutertomograafia , magnetresonantstomograafia , angiograafia. Kompuutertomograafial ja angiograafial on madalam ajupildi eraldusvõime kui magnetresonantstomograafial.

Aju tsoonide aktiivsuse uurimine ainevahetuse analüüsi põhjal võimaldab teha positronemissioontomograafiat ja funktsionaalset magnetresonantstomograafiat.

Positronemissioontomograafia skaneerib suurenenud glükoosi omastamist aju aktiivsetes piirkondades. Manustatud glükoosi radioaktiivse vormi tarbimise intensiivsust peetakse rakkude suurema aktiivsuse parameetriks teatud ajupiirkonnas.
Funktsionaalne magnetresonantstomograafia skaneerib hapnikutarbimise intensiivsust. Hapnik fikseeritakse tugevas magnetväljas hapnikuaatomi osakeste ebastabiilsesse olekusse viimise tulemusena. Seda tüüpi tomograafia eeliseks on suurem ajaline täpsus võrreldes positronemissioontomograafiaga – võimalus registreerida muutusi, mille kestus ei ületa paari sekundit.

Elektroentsefalogramm

Aju osad ja vaimne tegevus

eesaju

Ajukoor mängib oluline roll vaimses tegevuses. Ajukoor täidab meelte kaudu saadud teabe töötlemise, mõtlemise ja muude kognitiivsete funktsioonide rakendamise funktsiooni. Ajukoor koosneb funktsionaalselt kolmest tsoonist: sensoorne, motoorne ja assotsiatiivne tsoon. Assotsiatsioonitsooni ülesanne on siduda sensoorsete ja motoorsete tsoonide tegevus. Assotsiatiivne tsoon peaks vastu võtma ja töötlema sensoorsest tsoonist pärinevat teavet ning algatama sihipärase tähendusliku käitumise. Broca keskus ja Wernicke piirkond asuvad ajukoore assotsiatsioonipiirkondades. Arvatakse, et vastutab ajukoore otsmikusagarate assotsiatsiooniala loogiline mõtlemine, inimese tehtud otsused ja järeldused.

Ajukoore esiosa- liigutuste planeerimine, juhtimine ja teostamine (ajukoore motoorne (motoorne) piirkond - pretsentraalne gyrus), kõne, abstraktne mõtlemine, otsustusvõime.

kunstlik stimulatsioon ajukoore motoorne piirkond põhjustab vastava kehaosa liikumise. Selle kehaosa liikumise eest vastutava motoorse ajukoore vastava alaga vastassuunalise kehaosa liikumise juhtimine. Keha ülemisi osi kontrollivad motoorse ajukoore madalamad osad.

Ajukoore parietaalsagara- somatosensoorsed funktsioonid. AT posttsentraalne gyrus pindmise ja sügava tundlikkuse aferentsed rajad lõpevad. Motoorse ja tundlikud funktsioonid ajukoor on määranud suure osa nendest tsoonidest, mis vastavad kehaosadele, mis on käitumises ja välismaailmast teabe vastuvõtmises kõige olulisemad. Posttsentraalse gyruse elektriline stimulatsioon tekitab vastavas kehaosas kompimistunde.

Ajukoore kuklasagara - visuaalne funktsioon. Kiud, mille kaudu visuaalne informatsioon ajukooresse siseneb, on suunatud nii kontralateraalselt kui ipsilateraalselt.(Optiline kiasm Optic Chiasm)

Ajukoore oimusagara- kuulmisfunktsioon,

keskaju

Lingid

Wikimedia sihtasutus. 2010 .

Vaadake, mis on "kognitiivne neuroteadus" teistes sõnaraamatutes:

Neurobioloogia on teadus, mis uurib närvisüsteemi ehitust, talitlust, arengut, geneetikat, biokeemiat, füsioloogiat ja patoloogiat. Käitumise uurimine on ka neuroteaduse haru. Välismaal ja viimase 5 6 aasta jooksul ka Venemaal ... ... Vikipeedia

- (kognitiivteadus) (lad. cognitio cognition) on interdistsiplinaarne teadussuund, mis ühendab teadmisteooria, kognitiivse psühholoogia, neurofüsioloogia, kognitiivse lingvistika ja tehisintellekti teooria. ... ... Vikipeedias

- (inglise Applied Neuroscience) interdistsiplinaarne teaduslikud suunad neuroteadused teiste teadustega, millel on teoreetilised ja praktiline väärtus. Kiire areng praegu saanud neuroteadus (ing. Neuroscience), kuna see on hädavajalik ... Wikipedia

Transhumanismi logo (üks valikutest) Transhumanism (ladina keelest trans läbi, läbi, taga; lat. humanitas humanity, humanus humane, homo man) inimese muutumine ja areng ... Wikipedia

Juhtimise näide ühesuunalise neuroarvuti liidese abil Neurocomputer interface (NCI) (nimetatakse ka otseseks ... Wikipedia

Ajuimplantaat on potentsiaalne seade, mis sisestatakse koljuõõnde ja suhtleb inimese ajuga. Inimtsivilisatsiooni praegusel tehnilisel tasemel ei ole võimalik omada täisväärtuslikku ... ... Vikipeediat

Distsipliin, mis asub neuroteaduse ja biomeditsiinitehnika ristumiskohas ning tegeleb närviproteeside arendamisega. Närviproteesid on seadmed, mis suudavad taastada motoorseid, sensoorseid ja kognitiivseid funktsioone, mis ... ... Wikipedia

Vastus küsimusele, mida neuroteadust uurib, on üsna lühike. Neurobioloogia on bioloogia ja teaduse haru, mis uurib aju struktuuri, funktsiooni ja füsioloogiat. Juba selle teaduse nimi ütleb, et peamised uurimisobjektid on närvirakud - neuronid, mis moodustavad kogu närvisüsteemi.

Millest aju koosneb peale neuronite?
Neuroteaduse arengu ajalugu
Neurobioloogilised uurimismeetodid

Millest aju koosneb peale neuronite?

Närvisüsteemi ehituses osalevad lisaks neuronitele endile ka mitmesugused rakulised gliad, mis moodustavad suurema osa aju ja teiste närvisüsteemi osade mahust. Glia on loodud teenima ja tihedalt suhtlema neuronitega, tagades nende normaalse funktsioneerimise ja elutähtsa aktiivsuse. Seetõttu uurib kaasaegne aju neurobioloogia neurogliat ja nende erinevaid funktsioone neuronite varustamiseks.

Neuroteaduse arengu ajalugu

Neurobioloogia kui teaduse kaasaegne arengulugu sai alguse avastuste ahelast 19. ja 20. sajandi vahetusel:

J.-P. esindajad ja toetajad. Müller Saksa füsioloogiakoolkonnast (G. von Helmholtz, K. Ludwig, L. Hermann, E. Dubois-Reymond, Y. Bernstein, K. Bernard jt) suutsid tõestada edastatava elektrilist olemust. närvikiud signaale.
Yu. Bernshtein pakkus 1902. aastal välja närvikoe ergastamist kirjeldava membraaniteooria, kus otsustav roll omistati kaaliumiioonidele.
Tema kaasaegne E. Overton avastas samal aastal, et naatrium on vajalik närvis erutuse tekitamiseks. Kuid kaasaegsed ei hinnanud Overtoni teoseid.
K. Bernard ja E. Dubois-Reymond väitsid, et ajusignaalid edastatakse kemikaalide kaudu.
Vene teadlane V. Yu. Ta kinnitas seda ka eksperimentaalselt elektrit on ärritava füüsikalise ja keemilise toimega.
Elektroentsefalograafia päritolu oli V.V. Pravdich-Neminsky, kes suutis 1913. aastal esimest korda registreerida koera kolju pinnalt tema aju elektrilise aktiivsuse. Ja esimese inimese elektroentsefalogrammi salvestuse tegi 1928. aastal Austria psühhiaater G. Berger.
E. Huxley, A. Hodgkini ja K. Cole'i uuringutes käsitleti neuronite erutuvuse mehhanisme rakulisel ja molekulaarne tase. Esimene 1939. aastal suutis mõõta, kuidas hiidkalmaari aksonite membraani ergastus muudab selle ioonjuhtivust.
60ndatel Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Füsioloogia Instituudis ak. P. Kostjuk registreeris esimesena ioonivoolud selgroogsete ja selgrootute neuronite membraanide ergastamise hetkel.

Seejärel täiendati neurobioloogia arengu ajalugu paljude rakusisese signaalimise protsessis osalevate komponentide avastamisega:

fosfataasid;
kinaasid;
ensüümid, mis osalevad teise sõnumitoojate sünteesis;
arvukad G-valgud ja teised.

E.Neeri ja B.Sakmani töös üksikute ioonkanalite uuringud in lihaskiud konnad, mis aktiveeriti atsetüülkoliiniga. Uurimismeetodite edasiarendamine võimaldas uurida erinevate aastal saadaolevate üksikute ioonikanalite aktiivsust rakumembraanid. Viimase 20 aasta jooksul on meetodeid laialdaselt juurutatud neurobioloogia alustesse. molekulaarbioloogia mis võimaldas mõista keemiline struktuur rakusisese ja rakkudevahelise signaaliülekande protsessides osalevad mitmesugused valgud. Elektroonilise ja täiustatud optilise mikroskoopia ning lasertehnoloogiate abil sai võimalikuks uurida närvirakkude ja organellide füsioloogia põhialuseid makro- ja mikrotasandil.

Video neuroteadusest - ajuteadusest:

Neurobioloogilised uurimismeetodid

Inimese aju neurobioloogia teoreetilised uurimismeetodid põhinevad suures osas loomade kesknärvisüsteemi uurimisel. inimese aju on pika üldise elu arengu tulemus planeedil, mis sai alguse arheaajal ja kestab tänaseni. Loodus on läbi elanud lugematul hulgal kesknärvisüsteemi ja selle koostisosade variante. Nii märgiti, et protsessidega neuronid ja neis toimuvad protsessid inimestel jäid täpselt samaks, mis palju primitiivsematel loomadel (kalad, lülijalgsed, roomajad, kahepaiksed jne).

Neuroteaduse arengus Viimastel aastatelÜha enam kasutatakse intravitaalseid ajulõike merisead ja vastsündinud rotid. Sageli kasutatakse närvikude kasvatatakse kunstlikult.

Mida suudavad tänapäevased neuroteaduse meetodid näidata? Esiteks on need üksikute neuronite ja nende protsesside toimimismehhanismid. Protsesside või neuronite endi bioelektrilise aktiivsuse registreerimiseks kasutatakse spetsiaalseid mikroelektrooditehnoloogia tehnikaid. Olenevalt ülesannetest ja uurimisobjektidest võib see välja näha erinev.

Kõige sagedamini kasutatakse kahte tüüpi mikroelektroode: klaasi ja metalli. Viimase jaoks võetakse sageli volframtraati paksusega 0,3–1 mm. Ühe neuroni aktiivsuse registreerimiseks sisestatakse mikroelektrood manipulaatorisse, mis suudab seda looma ajus väga täpselt liigutada. Manipulaator võib sõltuvalt lahendatavatest ülesannetest töötada eraldi või olla objekti pealuu külge kinnitatud. Viimasel juhul peab seade olema miniatuurne, mistõttu seda nimetatakse mikromanipulaatoriks.

Registreeritud bioelektriline aktiivsus sõltub mikroelektroodi otsa raadiusest. Kui see läbimõõt ei ületa 5 mikronit, on võimalik registreerida ühe neuroni potentsiaal, kui sel juhul elektroodi ots läheneb uuritavale. närvirakk umbes 100 mikronit. Kui mikroelektroodi otsa läbimõõt on kaks korda suurem, siis registreeritakse kümnete või isegi sadade neuronite samaaegne aktiivsus. Samuti on laialt levinud klaaskapillaaridest mikroelektroodid, mille läbimõõt jääb vahemikku 1–3 mm.

Mida huvitavat tead neuroteadusest? Mida te sellest teadusest arvate? Räägi meile sellest kommentaarides.