В чем заключается работа мозга

Обновлено: 17.05.2024

Сегодня нам доступны самые разные научные инструменты и самые передовые технологии. Человечество накопило колоссальные знания, как в естественных науках, так и в гуманитарных. Однако человеческий мозг по-прежнему остается "Священным Граалем" ученых и самой сложной, малоизученной областью. Что мешает нам изучить мозг до конца? Как работает человеческая память и действительно ли наш мозг помнит всё? Об этом и многом другом рассказала Ольга Евгеньевна Сварник — нейрофизиолог, кандидат психологических наук, старший научный сотрудник лаборатории психофизиологии им. В.Б. Швыркова Института психологии РАН.

Все мы знаем о том, что мозг – это очень сложная структура. Десятки миллиардов нейронов, триллионы синапсов…Учитывая эту сложность, насколько мы вообще способны изучить мозг и что сегодня является главным камнем преткновения в подобных исследованиях?

Мы, безусловно, можем изучать мозг. И это достаточно длительный процесс, в силу тех особенностей, о которых вы говорите: огромное количество клеток, связей, клетки все очень разные. Исследования последних десятилетий показали, что существует огромное количество типов нейронов, и чем глубже мы погружаемся в эту область, тем больше новых типов находим. Процесс исследования мозга и клеток, которые этот мозг составляют — почти бесконечный и очень интересный.

Важный вопрос — а как мозг связан с психическими процессами? Активность наших нейронов связана с тем, что делает организм. Примечательно не только то, что в мозге есть множество разных типов нейронов, но и то, что они активируются в конкретные моменты, которые являются специфическими для этих нейронов. Есть нейроны, которые будут активны, когда я рассказываю кому-то о мозге, или когда я сама продумываю, как работает мозг, или даже когда я сплю и мне снится что-то о работе мозга. Исследуя эти нейроны, мы получаем доступ к внутреннему миру человека.

Главный камень преткновения в изучении мозга — это то, что огромное количество деталей, которые мы получаем о работе мозга, почему-то не хотят укладываться в некую общепринятую теорию. И есть некоторые изменения в том, что мы понимаем под принципами работы мозга. Существует несколько разных предложений о том, что это такое — принципы работы мозга. И довольно большое число исследователей никак не могут прийти к единому мнению в этом вопросе. Деталей много, а общая картина до сих пор не сложилась. Похожую ситуацию мы можем увидеть и в других науках, например, в физике.

Ольга Евгеньевна, вы изучаете память. Расскажите подробнее об этом. Память локализована где-то в мозге или это ситуативный процесс, и у нас нет конкретной зоны памяти?

Если коротко, то да, никакой зоны памяти нет. При этом, разрушение или нарушение работы определенных зон может приводить к амнезии. Но это не одно и то же. Есть кратковременная память, есть долговременная память, есть память имплицитная, когда мы приобрели какой-то опыт, но не можем ничего об этом сказать и не можем как-то его декларировать. А есть такие виды памяти, где мы можем сказать, например, что знаем, в каком месте находится Эйфелева башня или представляем, как работают нейроны в мозге. Это всё разные аспекты явления, которое принято называть памятью. И когда мы говорим об этих проявлениях работы мозга, мы не можем сказать, что память лежит где-то в определенном месте в мозге.

Один известный пациент с амнезией по имени Генри Молисон перенес операцию по разрушению гиппокампальных структур и некоторых корковых зон, которые были связаны с гиппокампом, в итоге он потерял возможность что-либо запоминать. У него не было впечатления, что он может описывать какие-то случившиеся с ним эпизоды. Но при этом, обучение у него всё же происходило, просто он не мог декларировать эпизоды. Грубо говоря, у пациента информация об эпизодах была, но он просто не мог об этом сказать. И ведь это явление было описано за 50 лет до случая Генри Молисона. Швейцарским врачом Эдуардом Клапаредом был описан очень известный, почти анекдотичный случай. Он постоянно здоровался за руку со своей пациенткой с похожим расстройством. У женщины тоже были проблемы с приобретением новой памяти и возможностью декларировать эпизоды из жизни. Во время одного из таких приветствий врач подложил иглу в свою руку и уколол больную. Впоследствии пациентка об этом совершенно не помнила, но стала избегать рукопожатий с доктором. Получается, что этот опыт у человека всё же остался, и такой опыт мог формировать дальнейшие взаимодействия этой женщины с миром.

В 2018 г. Ольга Сварник опубликовала научно-популярную книгу "Мозг за минуту".

А можно ли сказать, что наш мозг вообще ничего не забывает, и то, что произошло однажды, остается навсегда?

В современной нейронауке тенденция такова, что проблема памяти — это прежде всего проблема доступа к ней. Дело ведь не в том, что память как-то потерялась. Если мы представим, что любой приобретённый опыт — это формирование какой-то нейронной группы, которая теперь с ним связана, то получается, что вернуться к этому опыту — значит активировать эту группу. Если мы наслаиваем всё больше и больше других нейронных групп, уходя в нашем опыте от той первоначальной группы, то получается, что мы не можем к ней вернуться за счет того, что там уже есть другие наслоения и ветви этого "дерева опыта" изрядно разрослись.

Опыты на животных показывают, что можно заактивировать ту старую группу, которая была еще до всех этих наслоений, и вернуться к тому моменту. И в этом смысле конечно можно сказать, что да, мозг действительно хранит всё, если был сложившийся опыт. Вокруг нас сейчас есть масса краткосрочных моментов, которые на какой-то короткий период тоже "фиксируются" нашим мозгом, но при этом не переходят в долговременную фазу. А вот если всё перешло уже в долговременную память, то возможность потерять такую память — это прежде всего сложность найти к ней доступ, либо другой вариант — если клетки, связанные с этой памятью, разрушены.

Как объяснить случаи, когда какой-то запах возвращает тебя к таким далеким временам, о которых ты, казалось бы, уже не помнишь, но вдруг память оживает вновь? Запах — это сфера подсознания? И как он связан с памятью?

Бо́льшая часть того, что есть в нашем мозге, работает, не выходя на уровень, который принято называть сознанием. Но это всё равно составляет наш опыт.

В плане возможности вернуться к старым нейронным группам того опыта, который был до всех наслоений, запах играет универсальную и очень интересную роль. То есть запах помогает возродить то, к чему мы сами уже не можем подобраться: в силу завязанности предыдущего опыта на множестве других вещей, с которыми мы познакомились в процессе жизни.

Почему так происходит? Ответа на этот вопрос я, честно говоря не знаю, но он давно меня интересует. Даже какая-то картинка крайне редко приводит к подобному оживлению эпизодов нашего прошлого, а запах имеет такую уникальную возможность. В художественной литературе этот феномен был многократно и красочно описан, но с научной точки зрения трудно предположить, что бы это могло быть. Почему именно запах, даже не звук, обладает такими характеристиками? Ответ на этот вопрос мне бы тоже хотелось знать.

Почему мы на долгие годы можем запомнить какие-то незначительные детали из далекого прошлого, которые, казалось бы, не несут никакой смысловой нагрузки (например, зеленые носки, увиденные на ком-то давным-давно, или пробежавшую мимо собаку)? Или здесь, как говорил Фрейд, незначительных деталей быть не может и за этим воспоминанием стоит какое-то более серьезное, спрятанное переживание?

Такие воспоминания связаны с каким-то общим состоянием организма на тот момент. Возможно, то состояние по своим эмоциональным характеристикам действительно имело большую значимость. Наверное, такая особенность нашей памяти сыграла свою роль в эволюции: организмы, которые фиксировали с помощью своих нейронов как можно больше деталей, вероятно получали большее преимущество в эволюции.

Другой аспект — это то, что состояние, столь важное на тот момент, могло возвращаться снова и снова, когда мы мысленно думали о пережитом. И вот в момент одного из таких возвратов могли добавиться эти зелёные носки или ещё что-то. Возможно, прямого отношения к той ситуации они и не имели, но наша память, спустя какое-то время, связав это и наслоив ещё что-то, "решила", что эти зелёные носки были очень важны для той ситуации. Есть разные нюансы касательно того, как наша память претерпевает разнообразные модификации с каждый реактивацией тех нейронных групп, которые лежат в её основе. Это тоже очень интересные процессы.

Получается, что по сути самым верным является именно первое воспоминание, а все остальные возвраты, воспоминания об этом моменте, которые наслоились позже, ложные? Может быть, все наши воспоминания вообще являются неверными и мало связаны с тем, что происходило на самом деле?

Очень важно сказать, что это за виды памяти. Явление переделки памяти за счет возврата к активации самой ранней нейронной группы связано всё-таки с эпизодической памятью. А семантическая память работает как бы наоборот: если мы что-то учим, например, пытаемся запомнить все столицы мира, то здесь повторение только на пользу и это нашу память укрепляет. (Под семантической памятью подразумеваются знания (например, о том, что Эйфелева башня в Париже), а не сам эпизод моего первого видения Эйфелевой башни). А вот сам эпизод, свидетелем которого мы были, имеет тенденцию видоизменяться, приобретать детали, которых не было, и терять те, что были. Многочисленные исследования показывают, что эпизодической памяти, возможно, не стоит сильно доверять. Были ли эпизоды из нашего детства именно такими, какими мы их запомнили — этот вопрос не так прост. Вполне может быть, что похожие вещи были, но выглядели совсем не так, как мы их запомнили.

Лекция Ольги Сварник "Сон и память" в БЕН РАН.

Ольга Евгеньевна, вы работаете в Институте психологии РАН, в Московском Институте психоанализа, активно ведете преподавательскую деятельность Что вас, как ученого, больше всего привлекает в нейронауке?

Как преподаватель, я рассказываю о принципах работы мозга разным студентам: от физиков до психологов. Как учёный, я исследую клетки, которые есть в мозге на самых разных уровнях: это и нейрогенетические изменения, и изменения электрической активности, а также изменения суммарной активности мозга, регистрируемые с помощью электроэнцефалограммы на людях.

Меня очень увлекает описание и исследование поведения, а также поиск некоторых общих закономерностей для людей и для животных. Мои исследования показывают, что процесс приобретения какого-то опыта (когда организм сталкивается с какой-то новой для него ситуацией) приводит к тому, что у нас, прежде всего, реактивируются те нейронные группы, которые связаны с чем-то похожим: уже имеющимся предыдущим опытом.

Наблюдается интересная закономерность — как часто и стабильно мы, приобретая что-то новое, возвращаемся к старому. И люди, и животные, приобретя новый опыт и найдя решение для новой ситуации, уже добавив что-то новое в свой мозг, снова и снова возвращаются к старому: к ранее приобретенным формам поведения. Как будто снова и снова тестируют старую модель поведения, пытаясь убедиться, а точно ли она не работает? Ведь раньше работала? Эксперименты показывает, что люди часто даже не отдают себе в этом отчет. И вопрос о том, насколько далеко мы возвращаемся в старое и почему мы это делаем, меня сейчас занимает больше всего.

Рис. 4.1. Схема действия естественного отбора

Отбор в длинном ряду поколений должен был давать естественные преимущества в выживании и размножении предкам людей, не только умным и сложенным крепче и лучше, но и по другим параметрам, более приспособленным к выживанию. Только множественностью направлений эволюции можно объяснить то, что выжили и существуют до сих пор племена, оставшиеся на самом примитивном уровне развития, не сделавшие шагов по пути физического и культурного совершенствования. Этим же можно объяснить и то, что многие органы и параметры человека, совершенствование которых должно было бы поощряться отбором, практически не улучшаются в процессе эволюции (такие, как, например, красота лица и тела, состояние здоровья зубов, подверженность многим болезням, и пр.). Поведение человека определяется объединением в нем биологического и социального начал (биологического и социального, телесного и духовного, чувственного и рационального), что ведет к двойственности структуры поведения. С одной стороны – человек является животным, что обычно им инстинктивно прикрывается. С другой стороны, человек – существо социальное, с высшим разумом и культурой, принципиально отличающееся этим от животных. Это объединение двух принципиально отличающихся основ, признаков, вызывает двойственность (бинарную множественность) поведения человека.

Функции, контролируемые частями триединого мозга

Ритуальное и территориальное агрессивное поведение, установление социальной иерархии, послушание и бесстрашие

Генерирование сильных и ярких эмоций – веселье, страх, ярость, агрессивность, любовь, альтруизм; обоняние, вкус

Абстрактное мышление, разумное мышление, планирование действий и управление ими, сложные задачи восприятия, пространственное восприятие, обмен информацией между мозгом и телом

Влияние на более древние системы, стремление к управлению ими

Одновременное управление половым поведением

Рис. 4.2. Сложнейшее прохождение сигналов и создание образа

К тому же постоянно меняется число структур, относимых к лимбике. Есть древние части мозга, которые отвечают за вполне определенные системы организма животного (например, тот же гипофиз, контролирующий деятельность желез внутренней секреции). Все органы чувств были связаны с древними отделами мозга, например, с миндалиной. В то же время сейчас все они соединены и с участками новой коры, которая, в свою очередь, связана с древними структурами (рис. 4.3). Восприятие сенсорных модальностей (зрительных, звуковых, вкусовых, запаховых) зависит от того, в какой отдел мозга поступают однотипные сигналы – нервные импульсы. Древний отдел мозга предка человека воспринимал, например, зрительные образы внешнего мира. Предок эволюционировал, органы и их функции усложнялись вместе с мозгом, появлялись новые, более сложные структуры мозга. Сохранялись и старые структуры, соединяемые с более новыми. Рецепторы сенсорных систем частично изменялись, не наслаиваясь друг на друга (глаз, ухо), тогда как в мозгу сохранялись древние отделы. Зрительные сигналы идут по нервным волокнам зрительного тракта с переключениями в более древних структурах, – например, в верхних буграх четверохолмия среднего мозга, в таламусе, и т.д.

Рис. 4.3. Прохождение импульсов через участки мозга
и контроль древних структур

Их мощное влияние подчеркивается, например, структурой ретикулярной формации, две афферентные системы которой проходят во все слои коры больших полушарий. Древние, ответственные за эмоции, структуры производят эмоциональную оценку информации с точки зрения ее полезности, нейтральности или негативности для организма. Возможно, что описанные выше особенности работы отделов мозга приводят к интересным
закономерностям деятельности сложного, многослойного мозга человека:

1. Отдельные древние части мозга не совсем одновременно получают те же сигналы сенсорных систем, что и новая кора. Импульсы в кору больших полушарий поступают по нескольким каналам и в разное время.

2. Осознаваемые и неосознаваемые ощущения (зрительные, звуковые, вкусовые, запаховые и др.) возникают одновременно не менее чем в двух структурах мозга, куда поступают сигналы от рецепторов.

3. Более древние структуры мозга фильтруют (анализируют) информацию и сообщают новой коре ее окраску, интегрирующую в себе субъективные, соматические и вегетативные компоненты.

4. Роль этой окраски, включения эмоций в мышление, очень велика. Окраска мыслей чувствами может играть и позитивную, и негативную роль.

5. Степень нейтральности информации и необходимость ее окраски оценивает, видимо, лимбическая система, а степень новизны – гиппокамп. Древняя кора сообщает наивысшим достижениям новой коры яркую эмоциональную окраску.

Рис. 4.4. Сложная реальная и идеализированная структура мозга

1. Возможно, кортикогенез связан с ростом, прогрессом, дифференциацией структур старой и древней коры (это подтверждается, например, связью всех слоев новой коры с ретикулярной формацией). Структурная разница мозга человека и высших животных не велика [2, 15]. Новая кора не может считаться структурой, принципиально отличающей человека от остальных животных.

2. В разные отделы мозга поступают одни и те же импульсы от органов чувств, при этом импульсы идут и в древние отделы мозга, которые до появления новой коры успешно создавали необходимые для животного ощущения. По-прежнему ли эти структуры создают зрительные и другие образы, и если создают, то каковы эти образы, отличаются ли они от создаваемых новой корой?

5. Необычайно интересна роль ретикулярной формации (сетевидного образования центральной части продолговатого и среднего мозга), представляющего собой густую сеть нервных волокон с клеточными телами. Ее тесная связь с новой корой больших полушарий специфической и неспецифической афферентными системами, имеющими разные окончания в разных слоях коры, полностью подтверждает образование больших полушарий новой коры из более древних отделов мозга в результате их разрастания. Поэтому новая кора может только условно считаться принципиально новым образованием.

9. Как мышление, так и мозг, в определенной степени несовершенны. Насколько реально вмешательство в столь важный и в то же время не растущий и не эволюционирующий в благоприятном направлении орган?

Рис. 4.5. Три пары паттернов (образцов) реакций подчеркивают упрощенное дуальное реагирование животных и человека

Управление в живом организме позволяет привести его в заданное состояние, достичь определенных целей или нужных результатов. Функции организма реализуются через кибернетическую
и метаболическую системы. На метаболическую систему в общем случае возлагаются задачи доставки веществ из окружающей среды (топлива и субстратов, кислорода), производства энергии, обмена веществ, вывода продуктов обмена из организма; на кибернетическую (управляющую) систему – восприятие поступающей информации от сенсорных систем организма (зрение, слух, осязание и др.) и рецепторов внутренней среды – интероцепторов, обработка этой информации, принятие решений, формирование программ поведения, реализация этих программ через эффекторные системы организма – скелетно-мышечную, нервную, эндокринную, репродуктивную и др. Управление в живом организме основано на передаче различных информационных сигналов – например, от терморецепторов кожи сигналы в виде нервных импульсов передаются в управляющую часть системы, затем информация от центра терморегуляции поступает на гладкую мускулатуру кровеносных органов (эффектор) и в результате увеличивается или уменьшается приток тепла с кровью к соответствующему
органу (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Сложные пути передачи информации

Каналы передачи сигналов в организме образуют прямые и обратные связи. Прямая связь наблюдается при передаче сигнала от начала к концу системы и встречается чаще всего в организации защитных рефлексов простейших животных. В обратной связи наблюдается передача сигналов в обратном направлении – от выхода системы к ее входу. В системах живого организма можно выделить много обратных связей, в то же время в системах авторегуляции имеются многочисленные сложные и разветвленные системы прямых и обратных связей, работающих с взаимным согласованием.

В целом саморегуляторные механизмы можно представить в нижеследующем виде (рис. 4.7). Обратные афферентации от анализа результатов поведенческой деятельности позволяют сравнивать достигаемые результаты с необходимыми для нормальной деятельности организма, что позволяет регулировать дальнейшую деятельность (с некоторыми ошибками).

Рис. 4.7. Саморегуляторные механизмы

В процессах управления и, таким образом, получения чувства удовлетворения и соответствующих положительных эмоций, участвует в первую очередь лимбическая система. Как известно, в лимбической системе сосредоточены структуры мозга, участвующие в организации эмоционально-мотивационного, пищевого, полового, агрессивно-оборонительного поведения, смене фаз сна и бодрствования, инстинктов [2, 6].

Функциональной спецификой обладают, например, миндалина, гипоталамус и мезенцефальные структуры, образующие круг агрессивно-оборонительных, пищевых и сексуальных форм поведения. Но в связи с возникновением новых потребностей и ростом их сложности древняя лимбическая система, видимо, участвует и во множестве современных процессов управления (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Управление в мозгу человека

Можно с большой степенью уверенности утверждать, что новые и новейшие потребности в большинстве закреплены в древних структурах мозга, в тех центрах (кругах) лимбической системы, которые поддерживают немедленное удовлетворение внутренних потребностей, связанных с устойчивостью физиологических
функций и обеспечением нормальной жизнедеятельности организма (рис. 4.9). Именно это и поощряет стремление к немедленному удовлетворению (в реальности или в мифе, сказке, трансе, в произведении искусства) новых и новейших потребностей, которые замаскированы под первоочередные, настоятельные. Человек при этом получает не только естественные эмоции, которые достигаются с затратами значительных усилий, но и псевдо – эмоции, в том числе генерируемые с помощью фальшивого самовознаграждения мозга. Именно таким образом древние структуры мозга определяют историю развития человека.

Рис. 4.9. Закрепление потребностей в древних структурах мозга

Человеческий мозг по-прежнему остается самой большой загадкой. Однако, благодаря стремительному развитию нейронаук, мы научились управлять его состоянием. Медитация и релаксация, развивающие и интеллектуальные упражнения, нейрофидбэк-тренинг — всё это методики, направленные на тренировку нашего мозга. Рассказываем, как это работает и зачем это нужно. В тонкостях данного вопроса нам помогла разобраться Ольга Чащина, врач-психотерапевт, к. м. н., специалист по нейротехнологиям X-Clinic.

Зарядка для мозга

Тренировки для мозга, подобно зарядке для тела, помогают нам оставаться молодыми и энергичными. При занятиях спортом формируется мышечная ткань, тело становится упругим и подтянутым, примерно тот же принцип соблюдается и при работе с головным мозгом: при регулярных упражнениях формируются новые нейронные связи, которые влияют на психологическую гибкость и способность адаптироваться к разным условиям. Причем, как и в ситуации с телом, систематичность — важное условие крепкого и устойчивого здоровья.

Тренировать сознание и головной мозг можно самыми различными способами, например, для улучшения концентрации внимания подойдут головоломки, видеоигры, различные тренажеры и скорочтение. Улучшить память и избавиться от стресса можно при помощи медитаций и практики осознанности. Есть и сочетающие в себе все это методики, основанные на новейших исследованиях в области нейрофизиологии, например, нейрофидбэк-тренинг.

Медитация

Есть множество различных техник медитации, но остановимся на самой, казалось бы, простой — посидеть в тишине с закрытыми глазами, сосредоточившись на дыхании. Даже такое на первый взгляд простое упражнение может вызвать массу препятствий. В первый раз будет крайне трудно просидеть даже минуту без назойливых мыслей, обуревающих сознание. Тем не менее, постепенно останавливая поток сознания и возвращаясь к дыханию, вы поможете своему мозгу перезагрузиться. Ежедневные практики помогают избавиться от тревожности, уменьшить воздействие стресса и научиться контролировать внимание.

Исследования доказывают, что те, кто практикуют медитацию каждый день, имеют более толстый слой серого вещества именно в тех зонах, которые отвечают за внимание и психологическую гибкость. Тренировка мозга при помощи медитации приводит к тому, что со временем нужно прикладывать все меньше усилий для фокусировки вашего внимания. А это значит, что со временем вам станет легче концентрироваться в обычной жизни, когда это необходимо — например, на важном совещании или сдаче экзамена.

Онлайн-тренажеры и игры

Нейрофидбэк-тренинг

Одна из перспективных методик — нейрофидбэк-тренинг. Это процедура, позволяющая научиться контролировать активность собственного мозга. В ее основу заложен принцип биологической обратной связи. Во время нейрофидбэк-тренинга малые электрические сигналы головного мозга измеряются с помощью электродов, прикрепленных к коже головы, и с помощью программного обеспечения превращаются в звук и изображение. То есть компьютерная программа создает в режиме реального времени визуализацию биоэлектрической активности мозга.

Как это происходит

Врач дает инструкции — и если ритмы мозга свидетельствуют о переходе в нужное терапевтическое состояние, то программа на экране изменяет изображение, звуковое сопровождение и интенсивность вибрации тактильного датчика. Обратная связь облегчает процесс обучения физиологическому контролю, а компьютерная программа делает доступной информацию, в обычных условиях невоспринимаемую. При необходимости врач подключает дополнительные техники для управления эмоциональным состоянием, чтобы усилить эффект от нейрофидбэк-тренинга.

Получается, что можно влиять на ритмы мозга в интерактивном режиме, отслеживая, фиксируя свои ощущения. По мере продолжения тренировок и закрепления желаемого чувства расслабления приобретается навык переходить в необходимое терапевтическое состояние самостоятельно в любой момент времени.

Общая структура мозга

Чтобы упростить задачу, мы возьмем за основу материал из школьного учебника биологии за 8 класс, где как раз и объясняется строение организма человека [В. Пасечник, 2010]. А чтобы было интереснее, будем дополнять разъяснения занимательными фактами из других источников.

Итак, мозг находится в черепной коробке и занимает до 80% ее объема. Вес мозга в среднем составляет 2% от общей массы человека. Именно этим объясняется разница между средним весом мозга мужчин и женщин: мужчины весят в среднем больше, чем женщины. Интересно, что линейной взаимосвязи между весо-габаритными характеристиками мозга и интеллектом человека не обнаружено, и больше вовсе не означает лучше.

История свидетельствует, что мозг-рекордсмен весом 2850 граммов был обнаружен у молодого человека, страдавшего эпилепсией и идиотией [G. Elliot, 1925]. В то же время, как утверждает руководитель отдела эмбриологии НИИ морфологии человека профессор Сергей Савельев, у 72% одаренных людей мозг превышает среднюю массу [С. Кузина, 2010].

Так или иначе, при всех различиях в объеме и способностях, все люди имеют одинаковую структуру головного мозга. Устройство мозга рассматривают, во-первых, в контексте функций полушарий, во-вторых, в контексте функций различных частей или долей мозга. Из школьного курса биологии мы помним (или не помним), что мозг состоит из следующих частей:

Доля лобная.
Доля теменная.
Доля височная.
Доля затылочная.
Мозжечок.
Промежуточный мозг (таламус, гипоталамус, гипофиз).
Средний мозг.
Мост.
Продолговатый мозг.

Кроме того, из головного мозга берет свое начало спинной мозг. Поскольку спинной мозг не является темой сегодняшнего материала, мы его рассматривать не будем, а вот общую схему строения головного мозга предлагаем изучить:

Самые внимательные из вас заметили, что на схеме отсутствует изображение некоторых частей мозга из выше приведенного перечня. Все верно, потому что на схеме изображено лишь наружное устройство этого органа. Все, что внутри, скрыто наружными долями и частями мозга.

Чтобы не загромождать схему и не запутать вас в деталях и нюансах, как устроен головной мозг человека, мы будем давать представление о расположении внутренних компонентов мозга относительно наружных на отдельных картинках по мере рассмотрения частей мозга. А теперь перейдем к изучению функций каждой из них.

Продолговатый мозг

Он является продолжением спинного мозга, а его основная функция – проводниковая. Через продолговатый мозг передается информация в остальные отделы и идет обратный трансфер информации из головного мозга в спинной.

Помимо этого, данная часть мозга отвечает за множество различных защитных рефлексов, в частности, за чихание и кашель. Тут же находятся центры дыхательных и пищеварительных рефлексов, таких как глотание и слюноотделение.

Средний мозг

Кроме того, средний мозг отвечает за некоторые жизненно важные рефлексы, например, за ориентировочный. Когда мы вздрагиваем от неожиданного громкого звука (гром, падение предмета, скрип тормозов) или яркой вспышки (молния, взрыв), а потом пытаемся выяснить происхождение звука или вспышки, это и есть пример работы ориентировочного рефлекса и среднего мозга.

Как мы выяснили только что, средний мозг ведет первичную обработку зрительной и слуховой информации, а ориентировочный рефлекс напрямую связан с этими функциями.

Промежуточный мозг (таламус, гипоталамус, гипофиз)

Здесь мы скажем об основных компонентах промежуточного мозга: таламусе, гипоталамусе и гипофизе. Гипоталамус отвечает за такие рефлексы как жажда и голод, регулирует сон, поддерживает стабильность внутренней среды всего организма и участвует в формировании эмоций. Например, таких, как любовь и агрессия.

Гипофиз, в принципе, является органом эндокринной системы, в котором осуществляется синтез гормонов, влияющих на метаболизм, рост и репродуктивную функцию. Гипофиз тесно взаимосвязан с гипоталамусом и формирует гипоталамо-гипофизарную систему, регулирующую множество функций организма, связанных с метаболизмом, репродуктивной функцией, ростом.

Мозжечок

Мозжечок анатомически располагается за продолговатым мозгом и мостом и отвечает за координацию движений, равновесие, сохранение нужного положения тела и мышечный тонус. Традиционный способ проверки функций мозжечка заключается в том, чтобы с закрытыми глазами вытянуть руки перед собой, а потом дотронуться до кончика носа, не открывая глаз. У здорового человека это получается запросто притом, что в этом простом движении задействовано около30 мышц.

Помимо координации движений, данная часть мозга выполняет адаптационно-трофическую функцию, которая обеспечивает адаптацию организма к изменяющимся условиям.

Затылочная доля

Чтобы было яснее, о чем речь, скажем, что нарушения в первичной зрительной коре приводят к специфическому расстройству зрения, синдрому Антона Бабинского. Это когда люди не различают объекты по внешнему виду, однако при этом даже не подозревают о своем расстройстве и уверены, что они видят именно то, что есть на самом деле. Подробнее об этом синдроме можно узнать из видеолекции, посвященной данной проблеме:

Височная доля

Височная доля соседствует с лобной, затылочной и теменной долями. В этой части мозга концентрируются слуховые и вкусовые анализаторы. Благодаря слуховым анализаторам мы распознаем речь и можем воспринимать музыку. Если есть нарушения в правой доле, человек теряет способность воспринимать музыку, если в левой, у него будет расстройство построения речи.

Здесь же, в височных долях, находится гиппокамп. Это парная структура, которая вместе с корой (внешним покрытием) височной доли участвует в формировании эмоций, долговременной и пространственной памяти.

Если оно будет разрушено, допустим, из-за болезни, человек не будет испытывать чувства страха и не сможет принять решение, адекватное грозящей опасности.

Теменная доля

Теменная доля соседствует с лобной, височной и затылочной частью мозга. Она отвечает за обработку и интеграцию сенсорной информации. Например, за восприятие взаимосвязи между тактильными ощущениями и болью. Таким образом человек усваивает, что если прикоснуться к чему-то горячему, будет больно и можно получить ожог.

Кроме того, эта часть мозга позволяет сориентироваться в пространстве, понять, какая именно часть тела затронута ощущениями. Например, прикоснулись вы к горячему предмету пальцем или ладонью или случайно зацепили локтем.

Лобная доля

При поражении этой части мозга у человека часто наблюдаются симптомы, сходные с симптомами лени: отсутствие интереса к происходящему, безынициативность, неадекватная беззаботность. Помимо этого, человек может утратить социальный контроль за своим поведением и, к примеру, начать использовать ненормативную лексику в общественных местах.

Еще одна сложность, которая сопровождает расстройства лобных долей, – это потеря ранее наработанных навыков. Например, человек забывает, как приготовить то или иное блюдо, которое он готовил раньше. Освоение новых навыков в этом случае тоже затруднено, а иногда и невозможно.

Мозолистое тело отвечает за координацию полушарий и передачу информации из одного полушария в другое:

Полосатое тело регулирует мышечный тонус, принимает участие в формировании условных рефлексов и регулировании работы внутренних органов:

Итак, мы выяснили, как устроены мозги человека, и теперь знаем, что головной мозг симметричен. Из школьного курса биологии и общего развития нам известно, что мозг разделяется бороздой на два полушария, правое и левое, и что функции этих полушарий различны.

Возникает закономерный вопрос: если мы уже изучили в общих чертах функции всех частей мозга, как именно должны отличаться функции правого и левого полушарий? Для понимания этого нюанса следует знать, что левое полушарие обрабатывает информацию, поступающую постепенно, а правое полушарие мгновенно создает цельный образ. В левом полушарии хранится информация, которую нужно обдумать и скоординировать, а в правом хранятся ранее созданные и запечатленные образы.

Даже беглого взгляда достаточно, чтобы понять: то, как устроен мозг человека, и психология человека тесно взаимосвязаны. Основы процессов, предопределяющих поведение человека, его успех или отсутствие достижений в жизни, наличие или отсутствие талантов к музыке, живописи или стихосложению, проистекают из недр головного мозга.

Именно поэтому так велик интерес ученых к строению мозга, его тайнам и секретам. Причем считается, что человеческий мозг до сих пор не изучен полностью, и новые открытия еще впереди.

Тут рассказывается, как устроен мозг человека, для детей, поэтому изложение простое, понятное и дающее общее представление по теме, вполне достаточное для человека, в силу своей профессии не связанного с медициной. Из этого видео вы можете узнать как о структуре, так и строении тканей головного мозга. Мы остановимся на строении тканей чуть подробнее.

Строение тканей мозга

Головной мозг – очень сложная и весьма хрупкая структура, поэтому природой создана тройная система защиты мозга. В результате головной мозг покрыт тремя защитными слоями.

Это, во-первых, мягкая сосудистая оболочка, которая срастается с мозгом и заполняет все его пространство.

Во-вторых, это паутинная оболочка, которая срастается с мягкой и соединяется с твердой.

И, в-третьих, это твердая оболочка, которая срастается с надкостницей черепа и соединяется с паутинной.

Схематично строение оболочек можно представить следующим образом:

Сам мозг состоит из серого и белого веществ. Серое вещество находится снаружи, образуя кору головного мозга, белое вещество находится внутри. Слой серого вещества может составлять от 1,3 до 4,5 миллиметров, причем в передней части мозга этот слой толще.

В сером веществе находятся нейроны и глии – вспомогательные клетки центральной нервной системы. Именно от количества нейронных связей и зависит эффективность мышления человека, способность сопоставлять новую информацию с уже имеющейся и т.д.

Количество нейронов мозга исчисляется миллиардами. Так, есть данные, что мозг взрослого мужчины содержит в среднем 86,1 миллиарда нейронов +/- 8,1 миллиарда [F. Azevedoet al., 2009]. А некоторые ученые считают, что количество нейронов головного мозга человека может достигать 100 миллиардов [R. Hodson, 2019].

У нейронов есть отростки – аксоны и дендриты. Функция аксонов –распространение нервных импульсов, функция дендритов – получение нервных импульсов. Схематично соотношение аксонов и дендритов можно представить следующим образом:

За слаженную работу нейронов отвечают глиальные клетки (глии), обеспечивающие нейроны питательными веществами. Кора головного мозга играет ведущую роль в высшей нервной деятельности, обеспечивает связь между клетками мозга, корректирует отклонения в функционировании систем и органов человека.

Белое вещество соединяет различные области серого вещества, где расположены нервные клетки, друг с другом, и обеспечивают трансфер импульсов между нейронами. Миелиновое покрытие в данном случае функционирует, как ускоритель сигнала.

Головной мозг содержит 12 пар нервов, каждая из которых обеспечивает определенную функцию:

1 пара – обонятельные.
2 пара – зрительные.
3 пара – глазодвигательные.
4 пара – блоковые (иннервируют мышцы, поворачивающие глазные яблоки кнаружи и вниз).
5 пара – тройничные (отвечают за чувствительность мышц лица).
6 пара – отводящие (иннервируют мышцы, отвечающие за отведение глазного яблока).
7 пара – лицевые (иннервируют мимические мышцы).
8 пара – преддверно-улитковые (отвечают за передачу слуховых сигналов и импульсов от внутреннего уха).
9 пара – языкоглоточные.
10 пара – блуждающие (иннервируют внутренние органы).
11 пара – добавочные (иннервируют мышцы, отвечающие за повороты головы).
12 пара – подъязычные.

В целом функции нервов понятны из их названий, поэтому пояснения в скобках содержатся лишь там, где названия не слишком информативны. Ознакомиться со схемой расположения нервов головного мозга можно на следующей картинке:

Мы желаем, чтобы ваш мозг всегда функционировал безупречно и никогда не подводил вас. А в заключение предлагаем пройти небольшой проверочный тест по теме статьи:

Читайте также: