Naukowcy uzyskali nowe obrazy funkcjonowania neuronów mózgu. Mapa mózgu 3D


Większej części wiedzy, którą zdobywamy studiując otaczający nas świat, nie da się porównać pod względem stopnia złożoności z ludzkim mózgiem. Tysiące naukowców bada mózg, ujawniając światu wielu interesujące fakty i odkrycia. Jeśli Twoja praca jest związana z neurofizjologią lub w jakikolwiek sposób krzyżuje się z badaniem ludzkiego mózgu, to masz okazję zapoznać się z trójwymiarową mapą ludzkiego mózgu.

Mapę stworzyli kanadyjscy i niemieccy naukowcy pracujący w ramach projektu Big Brain („ Duży mózg„). Wyniki ich prac, które trwały prawie 10 lat, zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Science.



Aby rozpocząć pracę z trójwymiarową mapą mózgu należy zarejestrować konto na stronie projektu BigBrain LORIS Database.

« Nasza mapa jest jak Mapy Google Ziemia, możesz zobaczyć szczegóły, których nie można było zobaczyć przed rekonstrukcją 3D„mówi Katrin Amunts, jedna z uczestniczek projektu.

A dla tych, którzy dopiero rozpoczynają „znajomość mózgu”, interesujące będzie przeczytanie ciekawych faktów na temat mózgu:
Dzięki zdolnościom mózgu człowiek jest w stanie zapamiętać tylko 7 obiektów jednocześnie. Nie jest to do końca prawdą. A oto dlaczego: mając w swoim „arsenale” pamięć sensoryczną, zdolną do przechowywania informacji do 10 sekund, pamięć krótkotrwałą i długoterminową (te formy pamięci można porównać do pamięci komputera, pamięć krótkotrwała to RAM, a pamięć długoterminowa przechowuje duże ilości informacji porównywalne z danymi przechowywanymi na dysku twardym), osoba o przeciętnych zdolnościach zapamięta do siedmiu obiektów na raz, natomiast osoba z wyćwiczoną pamięcią z łatwością zapamięta dziewięć lub więcej obiektów na raz ;

Ludzkie oko rozróżnia kolory niebieski, zielony i czerwony dzięki obecnym w nim receptorom. Nie oznacza to jednak, że informacja o kolorze postrzeganym przez oko zostanie dostrzeżona przez mózg. Mózg otrzymuje jedynie informację o świetle, czyli ciemne formy. Na przykład kolor żółty zazwyczaj znajduje się w częstotliwościach pośrednich widma widzialnego. Może dlatego z pomocą żółty kolor wzrasta poziom zapamiętywania i zaleca się prowadzenie notatek w tym konkretnym kolorze;

Podświadomość w dużej mierze kontroluje osobę. Jeśli dana osoba świadomie popełnia tylko do 30% swoich działań, to za resztę jego podświadomość jest „winna” za swoje działania. Myślisz, że sam radzisz sobie z lenistwem? Tak, w ogóle nie istnieje. To Twoja podświadomość, stawiając opór, „prowokuje” konflikt między Tobą a podświadomością, stawiając opór zaplanowanym działaniom. Pokonanie swojej podświadomości jest zadaniem niemożliwym;

Praca umysłowa pomaga uniknąć zmęczenia. Skład krwi przepływającej w układzie krążenia organizmu człowieka jest zróżnicowany. Udowodniono, że skład krwi żylnej uzupełniany jest „toksyną zmęczenia”, a skład krwi zaopatrującej mózg pozostaje niezmienny przez całe życie człowieka. Fakt ten mówi o zmęczeniu jako stanie powstającym w wyniku emocjonalnego lub stan psychiczny ciało;

Dzięki ciągłej pracy mózg unika ryzyka chorób mózgu. Przez co najmniej, Zespół Alzheimera trwały aktywność mózgu konfrontuje się dokładnie. W miarę rozwoju mózgu aktywowane są procesy wzrostu dodatkowych komórek, zastępując chore. Uczenie się czegoś nowego, komunikowanie się z rozwiniętymi intelektualnie rozmówcami – tak w najlepszy sposób rozwój mózgu;

Mózg utrwala ludzki cień w świadomości jako przedłużenie ciała. Cień jest także dodatkowym źródłem informacji dla mózgu, informującym go o położeniu ciała w przestrzeni względem otaczających go ciał;

Mózg potrzebuje dużo wody, ponieważ 76% mózgu stanowi woda. W związku z tym na entuzjastów odchudzania, którzy przyjmują je w niekontrolowany sposób, czyha niebezpieczeństwo utraty funkcji mózgu leki na odchudzanie. Produkty odchudzające należy przyjmować wyłącznie zgodnie z zaleceniami lekarza;

Ładowanie mózgu nie następuje natychmiast, ale stopniowo, przypominając komputer. To prawda. Po przebudzeniu mózg potrzebuje trochę czasu na „załadowanie”, a gotowość fizyczna organizmu jest w normie niemal od pierwszych chwil po zaśnięciu. Najlepiej „rozpocząć” procesy metaboliczne w mózgu od przeczytania lub rozwiązania konkretnego problemu. Ale telewizja i radio na pewno tu nie pomogą;

Jeśli chodzi o mózg, istnieje różnica w percepcji między kobietą i mężczyzną. W tym sensie, że głos kobiety jest wymawiany bardziej emocjonalnie przy wysokich częstotliwościach, a mózg musi „rozszyfrować” istotę tego, co powiedziała kobieta. Nawet ludzie, którzy mają halucynacje słuchowe„słyszy się” przede wszystkim głos męski.


Wikimedia Commons

Amerykańscy naukowcy opracowali kompletny atlas ludzkiego mózgu, którego jest ich najwięcej wysoka rozdzielczość spotykać się z kimś. Jego interaktywna wersja elektroniczna jest dostępna w odpowiednim źródle, a wersja drukowana obejmowała cały bieżący numer .

Szczegółowy opis anatomicznej i mikroskopowej struktury mózgu jest niezbędny do zrozumienia jego rozwoju, funkcji i choroby. Dostępne atlasy mózgu ludzkiego są jednak znacznie mniej szczegółowe (zarówno pod względem kompletności, jak i rozdzielczości) niż atlasy mózgów robaków, much czy ptaków. Powodem tego są ograniczenia techniczne spowodowane rozmiarem i złożonością ludzkiego mózgu.

Aby stworzyć swój atlas, naukowcy z Allen Institute for Brain Research wykorzystali szereg technik promieniowania i obrazowania histologicznego. W pierwszym etapie prac wykonali rezonans magnetyczny i obrazowanie tensora dyfuzji całego mózgu pobranego podczas sekcji zwłok 34-letniej kobiety. Następnie z mózgu przygotowano mikroskrawki całych półkul i przeprowadzono ich mikroskopię przy użyciu substancji Nissla oraz barwienia immunohistochemicznego, do czego naukowcy musieli opracować specjalny skaner. W rezultacie powstało 1356 wielkoformatowych obrazów o rozdzielczości mikrometra na piksel, co odpowiada wielkości pojedynczej komórki. Wykorzystanie tego samego mózgu umożliwiło zintegrowanie danych uzyskanych z tomografii i mikroskopii w całościowe źródło informacji.


Interfejs Atlasa

Atlas mózgu Allena


Atlas referencyjny ludzkiego mózgu Allena zawiera informacje o 862 obszarach mózgu, w tym 117 obszarach istoty białej i kilku wcześniej niezidentyfikowanych strukturach. Opis nowej kory (kory nowej) opiera się na poszczególnych zakrętach, bruzdach i zmodyfikowanych obszarach cytoarchitektonicznych Brodmanna. Umożliwia połączenie elementów anatomicznych i cechy komórkowe te struktury.

Interaktywny atlas cyfrowy jest także zintegrowany z utworzonym wcześniej przez Instytut Allena atlasem ekspresji genów w mózgu.


„Atlas stanowi odejście od klasycznych wydań pod względem formatu publikacji. Dziś już jako jedyny łączy w sobie rygor recenzowanej publikacji naukowej z prezentacją w formie książki i publicznie dostępnego interaktywnego zasobu internetowego” – powiedział uczestnik projektu i redaktor naczelny Journal of Neurology Porównawczej Patryk Hof.

Atlas referencyjny ludzkiego mózgu Allena jest przeznaczony dla neurologów, neuronaukowców, innych naukowców i entuzjastów nauki. Autorzy planują uzupełnić go o mapy mózgu uzyskane podczas czynności funkcjonalnych i badania cytologiczne. Dodatkami takimi mogą być np. szczegółowa mapa obszarów funkcjonalnych Kora mózgowa, wykorzystujące uczenie maszynowe, oraz mapę słownictwa semantycznego mózgu za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego.

Niedawno japońscy naukowcy po raz pierwszy stworzyli kompletny model połączeń neuronalnych (konektomu) jednej półkuli mózgu muszki owocowej Drosophila.

Mózg jest głównym regulatorem funkcji każdego żywego organizmu, jednego z jego elementów.Do tej pory naukowcy medyczni badają cechy mózgu i odkrywają jego niesamowite nowe możliwości. To bardzo złożony narząd, który łączy nasz organizm ze środowiskiem zewnętrznym. Części mózgu i ich funkcje regulują wszystkie procesy życiowe. Receptory zewnętrzne wychwytują sygnały i informują część mózgu o przychodzących bodźcach (światło, dźwięk, dotyk i wiele innych). Odpowiedź przychodzi natychmiast. Przyjrzyjmy się bliżej działaniu naszego głównego „procesora”.

Ogólny opis mózgu

Części mózgu i ich funkcje całkowicie kontrolują nasze procesy życiowe. Składa się z ludzki mózg z 25 miliardów neuronów. Ta niesamowita liczba komórek tworzy istotę szarą. Mózg jest pokryty kilkoma błonami:

  • miękki;
  • twardy;
  • pajęczynówka (krąży tu płyn mózgowo-rdzeniowy).

Alkohol jest płyn mózgowo-rdzeniowy, w mózgu pełni rolę amortyzatora, ochraniacza przed jakąkolwiek siłą uderzenia.

Zarówno mężczyźni, jak i kobiety mają dokładnie taki sam rozwój mózgu, chociaż ich waga jest inna. Niedawno ucichła debata, że ​​masa mózgu odgrywa pewną rolę rozwój mentalny i zdolności intelektualne. Wniosek jest jasny – tak nie jest. Masa mózgu stanowi około 2% całkowitej masy człowieka. U mężczyzn jego waga wynosi średnio 1370 g, a u kobiet - 1240 g. Funkcje części ludzkiego mózgu są rozwinięte standardowo i od nich zależy aktywność życiowa. Zdolności umysłowe zależą od ilościowych połączeń tworzonych w mózgu. Każda komórka mózgowa jest neuronem, który generuje i przekazuje impulsy.

Wnęki wewnątrz mózgu nazywane są komorami. W różne działy sparowane nerwy czaszkowe odchodzą.

Funkcje obszarów mózgu (tabela)

Każda część mózgu wykonuje swoją własną pracę. Poniższa tabela wyraźnie to pokazuje. Mózg, podobnie jak komputer, wyraźnie wykonuje swoje zadania, otrzymując polecenia ze świata zewnętrznego.

Tabela pokazuje schematycznie i zwięźle funkcje sekcji mózgu.

Poniżej przyjrzymy się bardziej szczegółowo częściom mózgu.

Struktura

Zdjęcie pokazuje, jak działa mózg. Mimo to wszystkie części mózgu i ich funkcje odgrywają ogromną rolę w funkcjonowaniu organizmu. Istnieje pięć głównych działów:

  • końcowy (całkowitej masy wynosi 80%);
  • tylny (most i móżdżek);
  • mediator;
  • podłużny;
  • przeciętny.

Jednocześnie mózg dzieli się na trzy główne części: pień mózgu, móżdżek i dwie półkule mózgowe.

Skończony mózg

Nie da się w skrócie opisać budowy mózgu. Aby zrozumieć części mózgu i ich funkcje, konieczne jest dokładne przestudiowanie ich struktury.

Telemózgowie rozciąga się od przodu do kości potylicznej. Rozważamy tutaj dwie duże półkule: lewą i prawą. Ten wydział różni się od innych największa liczba rowki i zwoje. Rozwój i struktura mózgu są ze sobą ściśle powiązane. Eksperci zidentyfikowali trzy rodzaje kory:

  • starożytny (z guzkiem węchowym, przednią perforowaną substancją, półksiężycowatym podskórnym i bocznym zakrętem podkallosalnym);
  • stary (z zakrętem zębatym - powięź i hipokamp);
  • nowy (reprezentuje całą pozostałą część kory).

Półkule oddzielone są podłużnym rowkiem, w jego głębi znajduje się sklepienie i ciało modzelowate, które łączą półkule. Samo ciało modzelowate jest pokryte i należy do kory nowej. Struktura półkul jest dość złożona i przypomina system wielopoziomowy. Rozróżniamy tutaj płaty czołowe, skroniowe, ciemieniowe i potyliczne, podkorę i korę. Półkule mózgowe pełnią ogromną liczbę funkcji. Warto zauważyć, że lewa półkula dowodzi prawa strona ciało, a prawa, przeciwnie, jest lewa.

Kora

Powierzchniową warstwą mózgu jest kora mózgowa, ma ona grubość 3 mm i pokrywa półkule. Struktura składa się z pionowych komórek nerwowych z procesami. Kora zawiera również odprowadzające i doprowadzające włókna nerwowe, a także neuroglej. Części mózgu i ich funkcje omówiono w tabeli, ale czym jest kora? Jego złożona struktura ma poziome nawarstwianie. Struktura ma sześć warstw:

  • zewnętrzna piramida;
  • zewnętrzny granulowany;
  • wewnętrzny granulowany;
  • molekularny;
  • wewnętrzna piramidalna;
  • z komórkami wrzecionowymi.

Każdy z nich ma inną szerokość, gęstość i kształt neuronów. Pionowe wiązki włókien nerwowych tworzą pionowe prążki w korze mózgowej. Powierzchnia kory wynosi około 2200 centymetrów kwadratowych, liczba neuronów sięga tutaj dziesięciu miliardów.

Sekcje mózgu i ich funkcje: kora mózgowa

Kora kontroluje kilka specyficznych funkcji organizmu. Każdy udział odpowiada za swoje własne parametry. Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom związanym z wycieleniem:

  • czasowy - kontroluje zmysł węchu i słuchu;
  • ciemieniowy - odpowiedzialny za smak i dotyk;
  • potyliczny - wzrok;
  • frontalny - złożone myślenie, ruch i mowa.

Każdy neuron kontaktuje się z innymi neuronami, jest ich aż dziesięć tysięcy (istota szara). Włókna nerwowe są Biała materia. Pewna część łączy półkule mózgu. Istota biała obejmuje trzy rodzaje włókien:

  • asocjacyjne łączą różne obszary korowe w jednej półkuli;
  • spoidłowe łączą ze sobą półkule;
  • projekcje komunikują się z niższe formacje, mają ścieżki analizatora.

Biorąc pod uwagę budowę i funkcje poszczególnych części mózgu, należy podkreślić rolę istoty szarej i znajdujących się w jej wnętrzu półkul (istota szara), ich główną funkcją jest przekazywanie informacji. Istota biała zlokalizowana jest pomiędzy korą mózgową a zwojami podstawy mózgu. Są tu cztery części:

  • między rowkami w zakrętach;
  • w zewnętrznych miejscach półkul;
  • zawarte w kapsułce wewnętrznej;
  • zlokalizowane w ciele modzelowatym.

Znajdująca się tutaj istota biała jest utworzona przez włókna nerwowe i łączy korę zakrętową z leżącymi pod nią sekcjami. tworzą podkorę mózgu.

Telemózgowie kontroluje wszystkie funkcje życiowe organizmu, a także zdolności intelektualne człowieka.

Międzymózgowie

Części mózgu i ich funkcje (tabela przedstawiona powyżej) obejmują międzymózgowie. Jeśli przyjrzysz się bardziej szczegółowo, warto powiedzieć, że składa się z części brzusznej i grzbietowej. Obszar brzuszny obejmuje podwzgórze, obszar grzbietowy obejmuje wzgórze, śródwzgórze i nadwzgórze.

Wzgórze jest pośrednikiem, który wysyła otrzymane podrażnienia do półkul. Często nazywany jest „wzgórzem wzrokowym”. Pomaga organizmowi szybko przystosować się do zmian otoczenie zewnętrzne. Wzgórze jest połączone z móżdżkiem poprzez układ limbiczny.

Podwzgórze rządzi funkcje wegetatywne. Wpływ przechodzi przez układ nerwowy i, oczywiście, gruczoły wydzielina wewnętrzna. Reguluje pracę gruczoły wydzielania wewnętrznego, kontroluje metabolizm. Bezpośrednio pod nią znajduje się przysadka mózgowa. Reguluje temperaturę ciała, układ krążenia i układ trawienny. Podwzgórze kontroluje także nasze zachowania związane z jedzeniem i piciem, reguluje czuwanie i sen.

Tył

Tylna część mózgu obejmuje most, który znajduje się z przodu, i móżdżek, który znajduje się z tyłu. Badając strukturę i funkcje części mózgu, przyjrzyjmy się bliżej strukturze mostu: powierzchnia grzbietowa jest pokryta móżdżkiem, powierzchnia brzuszna jest reprezentowana struktura włóknista. Włókna w tej części są ułożone poprzecznie. Po obu stronach mostu sięgają do środkowej konaru móżdżku. Most z wyglądu przypomina pogrubioną białą poduszkę znajdującą się powyżej rdzeń przedłużony. Korzenie nerwowe wychodzą do rowka opuszkowo-mostowego.

Budowa mostu tylnego: odcinek przedni pokazuje, że istnieje odcinek przedni (duży brzuszny) i tylny (mały grzbietowy). Granicę między nimi stanowi korpus trapezowy, za którego uważa się poprzeczne grube włókna droga słuchowa. Funkcja przewodzenia jest całkowicie zależna od tylnej części mózgu.

Móżdżek (mały mózg)

Tabela „Podział, budowa, funkcje mózgu” wskazuje, że móżdżek odpowiada za koordynację i ruch ciała. Ta część znajduje się za mostem. Móżdżek jest często nazywany „małym mózgiem”. Zajmuje tylny dół czaszki i pokrywa dół romboidalny. Masa móżdżku waha się od 130 do 160 g. Półkule mózgowe znajdują się powyżej, oddzielone poprzeczną szczeliną. Dolna część Móżdżek sąsiaduje z rdzeniem przedłużonym.

Tutaj są dwie półkule, dolna, górna powierzchnia i robak. Granicę między nimi nazywa się poziomą głęboką szczeliną. Wiele szczelin przecina powierzchnię móżdżku, pomiędzy nimi znajdują się cienkie zwoje (grzbiety). Pomiędzy rowkami znajdują się grupy zakrętów, podzielone na zraziki, które reprezentują płaty móżdżku (tylny, kłaczkowo-guzkowy, przedni).

Móżdżek zawiera zarówno istotę szarą, jak i białą. Szarość znajduje się na obwodzie, tworzy korę z neuronami molekularnymi i gruszkowatymi oraz warstwę ziarnistą. Pod korą znajduje się biała substancja, która wnika w zwoje. Istota biała zawiera wtrącenia szarości (jej jądra). W przekroju relacja ta wygląda jak drzewo. Ci, którzy znają budowę ludzkiego mózgu i funkcje jego części, z łatwością odpowiedzą, że móżdżek jest regulatorem koordynacji ruchów naszego ciała.

śródmózgowie

Śródmózgowie znajduje się w tym obszarze część przednia mostek i trafia do ciał brodawkowatych, a także do dróg wzrokowych. Tutaj identyfikuje się skupiska jąder, które nazywane są guzkami czworobocznymi. Struktura i funkcje sekcji mózgu (tabela) wskazują, że ta część jest odpowiedzialna za utajone widzenie, odruch orientacyjny, nadaje orientację odruchom na bodźce wzrokowe i dźwiękowe, a także utrzymuje napięcie mięśni ludzkiego ciała.

Rdzeń przedłużony: część łodygi

Rdzeń przedłużony jest naturalnym przedłużeniem rdzenia kręgowego. Dlatego istnieje wiele podobieństw w strukturze. Staje się to szczególnie jasne, jeśli szczegółowo zbadamy istotę białą. Reprezentują go krótkie i długie włókna nerwowe. Istota szara jest tutaj reprezentowana w postaci jąder. Części mózgu i ich funkcje (tabela powyżej) wskazują, że rdzeń przedłużony kontroluje naszą równowagę, koordynację, reguluje metabolizm, kontroluje oddychanie i krążenie krwi. Odpowiada także za tak ważne odruchy naszego organizmu jak kichanie i kaszel, wymioty.

Pień mózgu dzieli się na tylny i śródmózgowie. Pień nazywa się środkowym, rdzeniem przedłużonym, mostem i międzymózgowiem. Jego struktura składa się z zstępujących i wstępujących ścieżek łączących pień z rdzeniem kręgowym i mózgiem. Ta część monitoruje bicie serca, oddech i artykułowaną mowę.

Przez wiele lat lekarze posługiwali się wiarygodnymi schematami ciała i jego narządów - układu krążenia, trawienia, układu nerwowego i tym podobnych, ale wśród nich nie było dokładnej mapy kory mózgowej. Podczas Ostatnia dekada Naukowcy dotarli do tak złożonego narządu jak mózg i... Jednak technologia poprawia się z roku na rok, co oznacza, że ​​wyniki nowych badań są coraz lepsze w porównaniu z poprzednimi.

Międzynarodowy zespół neurobiologów, informatyków i inżynierów twierdzi, że stworzył najdokładniejszą jak dotąd mapę kory mózgowej.

Warto zauważyć, że podczas mapowania naukowcy odkryli około stu wcześniej nieuwzględnionych obszarów pomarszczonej zewnętrznej warstwy narządu, zwanej korą mózgową lub istotą szarą.

Przed nową mapą w każdej połowie mózgu znajdowały się 83 znane obszary, ale obecnie liczba takich obszarów wzrosła do 180 – twierdzą naukowcy.

Należy zauważyć, że badacze oparli się na danych i metodach opracowanych w ramach projektu Human Connectome. Następnie naukowcy wykorzystali potężny sprzęt MRI do stworzenia mapy mózgów 1200 młodych ludzi obu płci.

Naukowcy, opracowując nową mapę kory mózgowej, połączyli dane od 210 zdrowych osób. Naukowcy połączyli pomiary gęstości kory mózgowej i innych parametrów. MRI skanowało jednocześnie mózg człowieka w stanie spoczynku i podczas wykonywania prostych zadań, takich jak słuchanie bajek.

Następnie naukowcy przetestowali swoje nowe rozwiązanie oprogramowanie na grupie osób i odkrył, że udało mu się dokładnie zidentyfikować odpowiadające sobie obszary w mózgu, nawet pomimo różnic indywidualnych.

„Sytuację można porównać do tego, co dzieje się w astronomii, gdzie naziemne teleskopy generowały stosunkowo niewyraźne obrazy nieba, aż do pojawienia się nowocześniejszej optyki adaptacyjnej i teleskopy kosmiczne„mówi autor badania Matthew Glasser z Szkoła Medyczna Uniwersytet Waszyngtoński.

Naukowcy od dawna starają się to rozróżnić różne strefy mózg i jego funkcje, ale na ratunek przyszły jedynie założenia i hipotezy. W XIX wieku tak zwani frenolodzy podzielili narząd na sekcje kontrolujące określone uczucia i cechy charakteru.

Zatem obszar odpowiedzialny za destrukcyjność znajdował się gdzieś nad uchem danej osoby, a cecha „miłości rodzicielskiej” znajdowała się z tyłu głowy. Obecnie ten obszar badań już dawno został porzucony, a inne metody badania ludzkiego ciała posunęły się znacznie dalej w zrozumieniu mózgu.

Na przykład w 1909 roku niemiecki neurolog Korbinian Brodmann opublikował być może najsłynniejszą mapę mózgu, opartą na odkryciu, że można rozróżnić obszary składające się z różne rodzaje komórki.

Mapa Brodmanna, która podzieliła korę mózgową na kilkadziesiąt stref, jest nadal używana. Zatem naukowcy już mniej więcej wiedzieli, które regiony kontrolują, powiedzmy, wzrok, słuch lub określają aspekty osobowości.

Ale nowa mapa„powinno pomóc naukowcom wyjaśnić ewolucję kory mózgowej oraz rolę jej wyspecjalizowanych obszarów w zdrowiu i chorobie” – mówi Bruce Cuthbert z Narodowego Instytutu Zdrowia Stanów Zjednoczonych (NIH). To NIH sfinansował najnowsze prace, w wyniku których powstała najdokładniejsza jak dotąd mapa.

Naukowcy są przekonani, że nowa mapa będzie ogromną zaletą dla badaczy zajmujących się chorobami takimi jak schizofrenia, demencja czy epilepsja. Eksperci będą mogli wykorzystać mapę do zrozumienia cech mózgu różni pacjenci z takimi chorobami i porównać je z danymi osób zdrowych. Ponadto mapa pomoże przyspieszyć rozszyfrowanie mechanizmów zdrowego mózgu.

Mózg jest głównym organem kontrolnym ośrodkowego układu nerwowego (OUN), a ludzie pracują nad jego strukturą i funkcjami od ponad 100 lat. duża liczba specjalistów z różnych dziedzin, takich jak psychiatria, medycyna, psychologia i neurofizjologia. Pomimo dobrego zbadania jego struktury i komponentów, nadal istnieje wiele pytań dotyczących pracy i procesów zachodzących w każdej sekundzie.

Mózg należy do centralnego system nerwowy i znajduje się w jamie czaszki. Na zewnątrz jest niezawodnie chroniony przez kości czaszki, a wewnątrz jest zamknięty w 3 skorupach: miękkiej, pajęczynówkowej i twardej. Pomiędzy tymi błonami krąży płyn mózgowo-rdzeniowy - płyn mózgowo-rdzeniowy, który pełni funkcję amortyzatora i zapobiega drganiom tego narządu w przypadku drobnych urazów.

Ludzki mózg to system składający się z połączonych ze sobą działów, z których każda jest odpowiedzialna za wykonywanie określonych zadań.

Aby zrozumieć funkcjonowanie mózgu, nie wystarczy pokrótce opisać mózg, dlatego aby zrozumieć, jak on działa, należy najpierw szczegółowo przestudiować jego strukturę.

Za co odpowiada mózg

Narząd ten, podobnie jak rdzeń kręgowy, należy do ośrodkowego układu nerwowego i pełni rolę pośrednika pomiędzy środowiskiem a organizmem człowieka. Z jego pomocą samokontrola, reprodukcja i zapamiętywanie informacji, przenośnych i myślenie skojarzeniowe i inne poznawcze procesy psychologiczne.

Według nauk akademika Pawłowa powstawanie myśli jest funkcją mózgu, a mianowicie kory mózgowej półkule mózgowe które są najwyższymi autorytetami aktywność nerwowa. Za różne rodzaje Za pamięć odpowiada móżdżek, układ limbiczny i niektóre obszary kory mózgowej, jednak ponieważ pamięć jest zróżnicowana, nie da się wyodrębnić konkretnego obszaru odpowiedzialnego za tę funkcję.

Odpowiada za zarządzanie autonomicznymi funkcjami życiowymi organizmu: oddychaniem, trawieniem, układem hormonalnym i układ wydalniczy, kontrola temperatury ciała.

Aby odpowiedzieć na pytanie, jaką funkcję pełni mózg, najpierw powinniśmy z grubsza podzielić go na sekcje.

Eksperci wyróżniają 3 główne części mózgu: część przednią, środkową i romboidalną (tylną).

  1. Przedni pełni wyższe funkcje psychiatryczne, takie jak zdolność poznania, emocjonalny składnik charakteru człowieka, jego temperament i złożone procesy odruchowe.
  2. Za to odpowiada środkowy funkcje sensoryczne i przetwarzanie informacji otrzymanych z narządów słuchu, wzroku i dotyku. Znajdujące się w nim ośrodki są w stanie regulować stopień ból, ponieważ istota szara w pewnych warunkach jest zdolna do wytwarzania endogennych opiatów, które zwiększają lub obniżają próg bólu. Odgrywa również rolę przewodnika między korą a leżącymi pod nią sekcjami. Ta część kontroluje ciało poprzez różne wrodzone odruchy.
  3. Odcinek romboidalny lub tylny odpowiada za napięcie mięśniowe i koordynację ciała w przestrzeni. Realizowany jest przez niego celowy ruch różne grupy mięśnie.

Struktury mózgu nie można po prostu krótko opisać, ponieważ każda z jego części składa się z kilku sekcji, z których każda pełni określone funkcje.

Jak wygląda ludzki mózg?

Anatomia mózgu jest nauką stosunkowo młodą długi czas zostało zakazane ze względu na przepisy zabraniające sekcji i badania ludzkich narządów i głów.

Uczenie się anatomia topograficzna mózg w okolicy głowy, niezbędny do dokładnej diagnozy i skuteczna terapia różne zaburzenia topograficzne anatomiczne, np. urazy czaszki, naczyniowe i choroby onkologiczne. Aby wyobrazić sobie, jak wygląda ludzki GMO, musisz najpierw je przestudiować wygląd.

Z wyglądu GM jest galaretowatą masą żółtawy kolor, zamknięty w ochronnej skorupie, jak wszystkie narządy Ludzkie ciało, składają się w 80% z wody.

Duże półkule zajmują prawie całą objętość tego narządu. Są pokryte szarą materią lub korą - najwyższe ciało nerwowo aktywność psychiczna człowiek, a wewnątrz - z istoty białej, składającej się z procesów zakończenia nerwowe. Powierzchnia półkul ma złożony wzór, ze względu na różne strony zwoje i grzbiety pomiędzy nimi. Na podstawie tych splotów zwyczajowo dzieli się je na kilka sekcji. Wiadomo, że każda z części wykonuje określone zadania.

Aby zrozumieć, jak wygląda mózg danej osoby, nie wystarczy zbadać jego wygląd. Istnieje kilka metod badania, które pomagają badać mózg od wewnątrz w przekroju.

  • Sekcja strzałkowa. Jest to nacięcie podłużne, które przechodzi przez środek głowy człowieka i dzieli ją na 2 części. To jest najbardziej metoda informacyjna badań, wykorzystując je do diagnozowania różne choroby ten organ.
  • Przednia część mózgu wygląda jak przekrój dużych płatów i pozwala zobaczyć sklepienie, hipokamp i ciało modzelowate, a także podwzgórze i wzgórze, które kontrolują funkcje życiowe organizmu.
  • Przekrój poziomy. Pozwala zbadać budowę tego narządu w płaszczyźnie poziomej.

Anatomia mózgu, podobnie jak anatomia głowy i szyi człowieka, jest przedmiotem dość trudnym do zbadania z wielu powodów, między innymi dlatego, że ich opis wymaga przestudiowania dużej ilości materiału i dobrego przeszkolenia klinicznego.

Jak działa ludzki mózg?

Naukowcy na całym świecie badają mózg, jego strukturę i funkcje, jakie pełni. Wiele zostało zrobione w ciągu ostatnich kilku lat ważne odkrycia Jednak ta część ciała pozostaje nie do końca zbadana. Zjawisko to tłumaczy się trudnością w badaniu struktury i funkcji mózgu oddzielnie od czaszki.

Z kolei struktura struktur mózgu determinuje funkcje, jakie pełnią jego wydziały.

Wiadomo, że narząd ten składa się z komórek nerwowych (neuronów) połączonych ze sobą wiązkami procesów nitkowatych, ale nadal nie jest jasne, w jaki sposób ich interakcja zachodzi jednocześnie w ramach jednego układu.

Schemat budowy mózgu, oparty na badaniu strzałkowej części czaszki, pomoże w badaniu sekcji i błon. Na tej figurze widać korę, przyśrodkową powierzchnię półkul mózgowych, strukturę tułowia, móżdżek i ciało modzelowate, które składa się z wałka, tułowia, kolana i dzioba.

GM jest niezawodnie chroniony na zewnątrz przez kości czaszki, a wewnątrz przez 3 opony mózgowe: twarda pajęczyna i miękka. Każdy z nich ma swoje własne urządzenie i wykonuje określone zadania.

  • Głęboka miękka skorupa pokrywa zarówno rdzeń kręgowy, jak i mózg, wchodząc we wszystkie pęknięcia i rowki półkul mózgowych, a w jej grubości znajdują się naczynia krwionośne zasilające ten narząd.
  • Błona pajęczynówki jest oddzielona od pierwszej przestrzenią podpajęczynówkową wypełnioną płynem mózgowo-rdzeniowym, zawiera również naczynia krwionośne. Ta skorupa składa się z tkanka łączna, z których wychodzą nitkowate procesy rozgałęziające (nici), w które są wplecione miękka skorupa a wraz z wiekiem ich liczba wzrasta, wzmacniając w ten sposób połączenie. Między nimi. Kosmkowe wyrostki pajęczynówki wybrzuszają się w świetle zatok opony twardej.
  • Twarda skorupa lub pachymeninx składa się z tkanki łącznej i ma 2 powierzchnie: górną, nasyconą naczynia krwionośne i wewnętrzną, która jest gładka i błyszcząca. Z tej strony pachymeninx przylega do rdzenia, a strona zewnętrzna przylega do czaszki. Pomiędzy twardym a pajęczynówką znajduje się wąska przestrzeń wypełniona niewielką ilością płynu.

w mózgu zdrowa osoba krąży około 20% całkowitej objętości krwi wpływającej przez tylne tętnice mózgowe.

Mózg można wizualnie podzielić na 3 główne części: 2 półkule mózgowe, pień mózgu i móżdżek.

Istota szara tworzy korę mózgową i pokrywa powierzchnię półkul mózgowych, a niewielka jej ilość w postaci jąder znajduje się w rdzeniu przedłużonym.

We wszystkim obszary mózgu Istnieją komory, w których jamach porusza się powstający w nich płyn mózgowo-rdzeniowy. W tym przypadku płyn z komory czwartej dostaje się do przestrzeni podpajęczynówkowej i myje ją.

Rozwój mózgu rozpoczyna się, gdy płód znajduje się w macicy, a ostatecznie kształtuje się on w wieku 25 lat.

Główne części mózgu

zdjęcie jest klikalne

Z czego składa się mózg i zbadaj skład mózgu zwyczajna osoba może ze zdjęć. Strukturę ludzkiego mózgu można postrzegać na kilka sposobów.

Pierwszy dzieli go na elementy tworzące mózg:

  • Terminal, reprezentowany przez 2 półkule mózgowe, zjednoczone Ciało modzelowate;
  • mediator;
  • przeciętny;
  • podłużny;
  • tylny graniczy z rdzeniem przedłużonym, od niego odchodzi móżdżek i most.

Można również wyróżnić podstawowy skład ludzkiego mózgu, a mianowicie obejmuje on 3 duże struktury, które zaczynają się rozwijać podczas rozwoju embrionalnego:

  1. w kształcie rombu;
  2. przeciętny;
  3. przodomózgowie.

W niektórych podręczniki Kora mózgowa zazwyczaj dzieli się na sekcje, dzięki czemu każda z nich pełni określoną rolę w wyższym układzie nerwowym. W związku z tym wyróżnia się następujące działy przodomózgowie: strefa czołowa, skroniowa, ciemieniowa i potyliczna.

Duże półkule

Najpierw przyjrzyjmy się budowie półkul mózgowych.

Ostateczny ludzki mózg kontroluje wszystko, co istotne ważne procesy i jest podzielony przez bruzda centralną na 2 półkule mózgowe, pokryte na zewnątrz korą lub istotą szarą, a od wewnątrz złożoną z istoty białej. Między sobą, w głębi centralnego zakrętu, łączy je ciało modzelowate, które służy jako połączenie łączące i przekazujące między innymi działami.

Struktura istoty szarej jest złożona i w zależności od powierzchni składa się z 3 lub 6 warstw komórek.

Każdy udział jest odpowiedzialny za wykonanie pewne funkcje i koordynuje ruch kończyn ze swojej strony, np. prawa część przetwarza informacje niewerbalne i odpowiada za orientację przestrzenną, natomiast lewa się w tym specjalizuje aktywność psychiczna.

Na każdej półkuli eksperci wyróżniają 4 strefy: czołową, potyliczną, ciemieniową i skroniową, wykonują określone zadania. W szczególności, część ciemieniowa Kora mózgowa odpowiada za funkcje wzrokowe.

Nauka badająca szczegółową strukturę kory mózgowej nazywa się architektoniką.

Rdzeń

Ta część jest częścią pnia mózgu i służy jako łącznik między rdzeniem kręgowym a mostem końcowym. Ponieważ jest to element przejściowy, łączy w sobie cechy rdzenia kręgowego i cechy strukturalne mózgu. Istota biała tej sekcji jest reprezentowana przez włókna nerwowe, a istota szara w postaci jąder:

  • Za równowagę odpowiada jądro oliwki, element uzupełniający móżdżku;
  • Formacja siatkowa łączy wszystkie narządy zmysłów z rdzeniem przedłużonym, jest częściowo odpowiedzialna za pracę niektórych części układu nerwowego;
  • Jądra nerwów czaszki obejmują: nerwy językowo-gardłowe, błędne, dodatkowe, hipoglossalne;
  • Jądra oddychania i krążenia, które są połączone z jądrami nerwu błędnego.

Ta wewnętrzna struktura wynika z funkcji pnia mózgu.

Jest odpowiedzialny za reakcje obronne organizmu i reguluje procesy życiowe, takie jak bicie serca i krążenie krwi, dlatego uszkodzenie tego składnika prowadzi do natychmiastowej śmierci.

Pons

Mózg obejmuje most, który służy jako łącznik między korą mózgową, móżdżkiem i rdzeniem kręgowym. Składa się z włókien nerwowych i istoty szarej, ponadto most służy jako przewodnik dla głównej tętnicy zaopatrującej mózg.

śródmózgowie

Ta część ma złożoną strukturę i składa się z dachu, śródmózgowiowej części nakrywki, akweduktu Sylwiusza i nóg. W dolnej części graniczy z odcinkiem tylnym, czyli z mostem i móżdżkiem, a w górnej części z międzymózgowiem, połączonym z śródmózgowiem.

Dach składa się z 4 wzgórz, wewnątrz których znajdują się jądra, służą one jako ośrodki postrzegania informacji otrzymywanych z oczu i narządów słuchu. Zatem ta część jest częścią obszaru odpowiedzialnego za odbieranie informacji i należy do starożytnych struktur tworzących strukturę ludzkiego mózgu.

Móżdżek

Móżdżek zajmuje prawie całą tylną część i powtarza podstawowe zasady budowy ludzkiego mózgu, to znaczy składa się z 2 półkul i łączącej je niesparowanej formacji. Powierzchnia zrazików móżdżku pokryta jest istotą szarą, a wewnątrz składają się one z istoty białej, ponadto istota szara na grubości półkul tworzy 2 jądra. Istota biała za pomocą trzech par nóg łączy móżdżek z pniem mózgu i rdzeniem kręgowym.

Ten ośrodek mózgowy odpowiada za koordynację i regulację aktywność silnika ludzkie mięśnie. Pomaga także w utrzymaniu określonej postawy w otaczającej przestrzeni. Odpowiada za pamięć mięśniową.

Kora

Struktura kory mózgowej została dość dobrze zbadana. Jest to zatem złożona warstwowa struktura o grubości 3-5 mm, która pokrywa istotę białą półkul mózgowych.

Korę tworzą neurony z wiązkami wyrostków nitkowatych, doprowadzającymi i odprowadzającymi włóknami nerwowymi oraz glejami (zapewniają przekazywanie impulsów). Zawiera 6 warstw różniących się budową:

  1. ziarnisty;
  2. molekularny;
  3. zewnętrzna piramida;
  4. wewnętrzny granulowany;
  5. wewnętrzna piramidalna;
  6. ostatnia warstwa składa się z komórek wrzecionowatych.

Zajmuje około połowy objętości półkul, a jego powierzchnia u zdrowego człowieka wynosi około 2200 metrów kwadratowych. cm Powierzchnia kory jest usiana rowkami, na głębokości których leży jedna trzecia całej jej powierzchni. Rozmiar i kształt rowków w obu półkulach są ściśle indywidualne.

Kora powstała stosunkowo niedawno, ale stanowi centrum całego wyższego układu nerwowego. Eksperci identyfikują kilka części w jego składzie:

  • kora nowa (nowa) główna część obejmuje ponad 95%;
  • archortex (stary) – około 2%;
  • paleokorteks (starożytna) – 0,6%;
  • kora pośrednia, zajmuje 1,6% całkowitej kory.

Wiadomo, że lokalizacja funkcji w korze zależy od lokalizacji komórek nerwowych, które wychwytują jeden z rodzajów sygnałów. Dlatego istnieją 3 główne obszary percepcji:

  1. Sensoryczny.
  2. Silnik.
  3. Asocjacyjny.

Ostatni region zajmuje ponad 70% kory, a jego głównym zadaniem jest koordynacja aktywności dwóch pierwszych stref. Odpowiada także za odbieranie i przetwarzanie danych z obszaru sensorycznego oraz celowe zachowanie wywołane tymi informacjami.

Pomiędzy korą mózgową a rdzeniem przedłużonym znajduje się podkora, czyli inaczej struktury podkorowe. Obejmuje wzgórze wzrokowe, podwzgórze, układ limbiczny i inne węzły nerwowe.

Główne funkcje części mózgu

Do głównych funkcji mózgu należy przetwarzanie danych otrzymywanych z otoczenia, a także kontrolowanie ruchów ciała człowieka i jego aktywności umysłowej. Każda część mózgu jest odpowiedzialna za wykonywanie określonych zadań.

Rdzeń przedłużony kontroluje funkcje ochronne organizmu, takie jak mruganie, kichanie, kaszel i wymioty. Kontroluje także inne istotne procesy odruchowe – oddychanie, wydzielanie śliny i soku żołądkowego, połykanie.

Za pomocą mostu Varolieva odbywa się skoordynowany ruch oczu i zmarszczek na twarzy.

Móżdżek kontroluje aktywność motoryczną i koordynacyjną organizmu.

Śródmózgowie jest reprezentowane przez szypułkę i czworobok (dwa pagórki słuchowe i dwa wizualne). Za jego pomocą osiąga się orientację w przestrzeni, słuch i klarowność wzroku oraz odpowiada za mięśnie oczu. Odpowiada za odruchowy obrót głowy w kierunku bodźca.

Międzymózgowie składa się z kilku części:

  • Wzgórze jest odpowiedzialne za powstawanie uczuć, takich jak ból czy smak. Ponadto odpowiada za wrażenia dotykowe, słuchowe, węchowe i rytmy życia człowieka;
  • Nadwzgórze składa się z szyszynki, która kontroluje codzienność rytmy biologiczne, dzieląc godziny dzienne na czas czuwania i czas zdrowego snu. Posiada zdolność wykrywania fal świetlnych przechodzących przez kości czaszki, w zależności od ich natężenia, wytwarza odpowiednie hormony i steruje procesy metaboliczne w organizmie człowieka;
  • Podwzgórze odpowiada za pracę mięśnia sercowego, normalizację temperatury ciała i ciśnienie krwi. Za jego pomocą podawany jest sygnał do uwolnienia hormonów stresu. Odpowiedzialny za uczucie głodu, pragnienia, przyjemności i seksualności.

Tylny płat przysadki mózgowej znajduje się w podwzgórzu i jest odpowiedzialny za produkcję hormonów, na których dojrzewanie i praca układ rozrodczy osoba.

Każda półkula jest odpowiedzialna za wykonywanie własnych, specyficznych zadań. Na przykład prawa półkula mózgowa gromadzi dane na temat środowisko i doświadczenie w komunikowaniu się z nią. Kontroluje ruch kończyn po prawej stronie.

W lewej półkuli mózgu znajduje się ośrodek mowy odpowiedzialny za mowę człowieka, kontroluje on także czynności analityczne i obliczeniowe, a w jego korze powstaje myślenie abstrakcyjne. Podobnie prawa strona kontroluje ruch kończyn ze swojej strony.

Struktura i funkcja kory mózgowej zależą bezpośrednio od siebie, dlatego zakręty warunkowo dzielą ją na kilka części, z których każda wykonuje określone operacje:

  • płat skroniowy, kontroluje słuch i charyzmę;
  • część potyliczna reguluje widzenie;
  • dotyk i smak powstają w ciemieniu;
  • Części przednie odpowiadają za mowę, ruch i złożone procesy myślowe.

Układ limbiczny składa się z ośrodków węchowych i hipokampu, który odpowiada za przystosowanie organizmu do zmian i regulację emocjonalnej części ciała. Pomaga tworzyć trwałe wspomnienia poprzez kojarzenie dźwięków i zapachów pewien okres czas, w którym wystąpiły wstrząsy sensoryczne.

Poza tym kontroluje spokojny sen, przechowujące dane w pamięci krótkotrwałej i długotrwałej, np aktywność intelektualna, kontrola hormonalnego i autonomicznego układu nerwowego, bierze udział w kształtowaniu instynktu rozrodczego.

Jak działa ludzki mózg?

Praca ludzkiego mózgu nie kończy się nawet we śnie, wiadomo, że u osób w śpiączce również działają pewne części, o czym świadczą ich historie.

Główna praca tego narządu odbywa się za pomocą półkul mózgowych, z których każda jest odpowiedzialna za określoną zdolność. Zauważono, że półkule nie są jednakowe pod względem wielkości i funkcji – prawa strona odpowiada za wizualizację i kreatywne myslenie zwykle bardziej po lewej stronie, odpowiedzialny za logikę i myślenie techniczne.

Wiadomo, że mężczyźni mają większą masę mózgu niż kobiety, ale ta cecha nie ma wpływu zdolności umysłowe. Na przykład wynik Einsteina był poniżej średniej, ale jego obszar ciemieniowy, odpowiedzialny za funkcje poznawcze i wyobrażenia, był duże rozmiary, co pozwoliło naukowcowi opracować teorię względności.

Niektórzy ludzie są obdarzeni super zdolnościami, to także zasługa tego narządu. Cechy te objawiają się dużą szybkością pisania lub czytania, pamięcią fotograficzną i innymi anomaliami.

Tak czy inaczej, działalność tego ciała ma Świetna cena w świadomej kontroli nad ludzkim ciałem, a obecność kory odróżnia człowieka od innych ssaków.

Co zdaniem naukowców stale powstaje w ludzkim mózgu

Eksperci badający psychologiczne możliwości mózgu uważają, że wykonywanie funkcji poznawczych i umysłowych następuje w wyniku działania prądów biochemicznych, jednak teoria ta opiera się na obecnie jest kwestionowana, ponieważ narząd ten jest obiektem biologicznym i zasada działania mechanicznego nie pozwala w pełni zrozumieć jego natury.

Mózg jest swego rodzaju kierownicą całego organizmu, wykonującą każdego dnia ogromną liczbę zadań.

Anatomiczne i fizjologiczne cechy budowy mózgu są przedmiotem badań od wielu dziesięcioleci. Wiadomo, że narząd ten zajmuje specjalne miejsce w strukturze centralnego układu nerwowego człowieka (OUN), a jego charakterystyka jest inna dla każdej osoby, dlatego nie da się znaleźć 2 osób, które myślą absolutnie podobnie.

Wideo