Мы поговорили об этом с главой подразделения конфокальной микроскопии Института им. Вейцмана (Израиль), профессором Эдуардом Коркотяном.
1. Даже младенцы теряют нервные клетки.
Сколько нейронов (нервных клеток) в мозге человека? У нас их около 85 миллиардов. Для сравнения, у медузы — всего 800, у таракана — миллион, а у осьминога — 300 млн.
Многие считают, что нервные клетки гибнут лишь в пожилые годы, но большая их часть теряется нами еще в детстве, когда в голове ребенка происходит процесс естественного отбора.
Как в джунглях, среди нейронов выживают наиболее эффективные и приспособленные.
Если нервная клетка простаивает без работы, у нее включается механизм самоликвидации.
Проиграв в честной борьбе, слабые команды выбывают, освобождая место победителям. Это ни плохо, ни хорошо, это нормально. Таков суровый, но необходимый процесс естественного отбора в мозге — нейродарвинизм.
2. Нейронов – миллиарды.
Бытует мнение, что каждая нервная клетка — это простейший элемент памяти, как один бит информации в памяти компьютера. Несложные подсчеты показывают, что в этом случае кора нашего мозга вмещала бы всего 1-2 гигабита или не более 250 мегабайт памяти, что никак не соответствуют тому объему слов, знаний, понятий, образов и прочей информации, которой мы владеем. Конечно, нейронов огромное количество, но их, безусловно, не хватит, чтобы вместить все это. Каждый нейрон является интегратором и носителем, множества элементов памяти — синапсов.
3. Гениальность не зависит от размера мозга
Мозг человека весит примерно 1200 — 1400 грамм. Мозг Эйнштейна , к примеру, 1 230 г, не самый большой. Мозг слона почти в четыре раза больше, самый крупный мозг у кашалота — 6800 граммов. Дело здесь не в массе.
В чем разница между мозгом гения и обычного человека? По обложке книги или по числу страниц никогда не скажешь, вышла она из-под пера мастера или графомана. Кстати, и среди преступников попадаются весьма умные люди. Для оценки нужны совершено другие единицы измерения, которых пока не существует. Но в целом мощность мозга зависит от числа синаптических контактов (мозг состоит отнюдь не из одних нейронов, в нем заключено огромное множество вспомогательных клеток. Его пересекают большие и малые кровеносные сосуды, а в центре мозга скрыты четыре так называемых мозговых желудочка, заполненных цереброспинальной жидкостью. ).
Главную интеллектуальную мощь мозга составляют нейроны его коры. Особенно важна плотность синаптических контактов между нейронами, а никак не физический вес. Ведь не станем же мы по весу в килограммах определять быстроту компьютера.
По этому показателю мозг животных, даже высших приматов, существенно меньше человеческого. Мы проигрываем животным в скорости бега, в силе и выносливости, в способности лазить по деревьям.… Собственно, во всем, кроме ума.
Мышление, сознание — это то, что отличает человека от животных. Тогда возникает вопрос: почему бы человеку не обзавестись еще более вместительным мозгом?
Ограничивающим фактором является сама анатомия человека. Размер нашего мозга, в конце концов, определяется размером родовых путей женщины, которая не сможет родить ребенка со слишком большой головой. В каком-то смысле мы — пленники собственного строения. И в этом смысле человек не может стать существенно умнее, если только в один прекрасный день не изменит себя сам.
4. Многие болезни можно будет лечить, внедряя в нервные клетки новые гены.
Генетика — невероятно успешная наука. Мы научились не только исследовать гены, но и создаем новые, перепрограммируем их. Пока это лишь эксперименты на животных, и идут они более чем успешно. Близится время, когда многие болезни можно будет вылечить, внедряя в клетки новые или модифицированные гены. Не проводятся ли опыты над человеком? Тайные лаборатории существуют только в фантастических фильмах. Такие научные манипуляции осуществимы только в крупных научных центрах и требуют больших усилий. Беспокойство о несанкционированном взломе человеческого генома на сегодняшний день лишено оснований.
5. Человек использует лишь толику возможностей своего мозга? Это миф.
Многие почему-то считают, что человек использует лишь небольшую часть возможностей своего мозга (скажем, 10, 20 и так далее процентов). Трудно сказать, откуда взялся этот странный миф. Верить в него не стоит. Эксперименты показывают, что нервные клетки, не задействованные в работе мозга, погибают.
6. Нервные клетки восстанавливаются.
Несколько лет назад в 83-летнем возрасте скончался очень известный пациент, американец Генри Моллисон. Еще в молодости врачи, чтобы сохранить ему жизнь, полностью удалили из мозга гиппокамп (от греческого — морской конек), являвшийся источником эпилепсии. Результат оказался тяжелым и неожиданным. Больной потерял способность что-либо запоминать. Он остался совершенно нормальным человеком, мог поддерживать беседу. Но стоило вам выйти за дверь всего на несколько минут, и он воспринимал вас как совершенно незнакомого человека. Каждое утро на протяжении десятков лет Моллисону приходилось заново познавать мир в той его части, каким мир стал после операции (все, что предшествовало операции, больной помнил). Так, волею случая, было установлено, что гиппокамп отвечает за формирование новой памяти. В гиппокампе восстановление нервных клеток (нейрогенез) происходит сравнительно интенсивно. Но значение нейрогенеза не следует переоценивать, его вклад все же невелик.
7. Как одна часть мозга спасает другую
Ишемический инсульт мозга — тяжелая болезнь. Она связана с закупоркой кровеносных сосудов, подводящих кровь. Мозговая ткань чрезвычайно чувствительна к кислородному голоданию и быстро отмирает вокруг закупорившегося сосуда. Если зона поражения не находится в одном из жизненно важных центров, человек выживает, но при этом может частично утратить подвижность или речь. Тем не менее, через продолжительное время (иногда — месяцы, годы) утраченная функция частично восстанавливается. Если нейронов не становится больше, то за счет чего это происходит? Известно, что кора головного мозга имеет симметричное строение. Все ее структуры поделены на две половины, левую и правую, но поражена лишь одна из них. Со временем можно заметить медленное прорастание отростков нейронов из сохранившейся структуры в пострадавшую. Отростки удивительным образом находят правильный путь и частично компенсируют возникший недостаток. Точные механизмы этого процесса остаются неизвестными. Если мы научимся управлять процессом восстановления, регулировать его, это не только поможет при лечении инсультов, но и раскроет одну из самых больших тайн мозга.
8. Когда-то левое полушарие победило правое
У животных нет центров речи, поэтому и явной асимметрии полушарий у них не выявлено.
9. У правого полушария словарный запас ребенка, зато фантазия круче
Важнейшая функция правого полушария — восприятие зрительных образов.
Представим себе картину, висящую на стене. А теперь мысленно расчертим ее на квадратики и начнем постепенно закрашивать их случайным образом. Детали рисунка начнут пропадать, но пройдет довольно много времени, прежде чем мы перестанем понимать, что же именно изображено на картине.
Наше сознание обладает удивительной способностью воссоздавать картину по отдельным фрагментам.
Кроме того, мы наблюдаем динамичный, подвижный мир, почти как в кино. Фильм не рисуется нам в виде отдельных сменяющихся кадров, а воспринимается в постоянном движении.
Еще одной удивительной способностью, которой мы наделены, является умение видеть мир объемным, трехмерным. Совершенно плоская картина отнюдь не кажется плоской.
Одной только силой воображения правое полушарие нашего мозга наделяет картину глубиной.
До 18-20 лет мозг активно и неразборчиво поглощает любую информацию. Успешно дожив до этих лет, которые в прошлом считались солидным возрастом, мозг постепенно меняет стратегию с запоминания на сохранение того, что усвоено, дабы не подвергать накопленные знания опасности случайного стирания. Процесс этот происходит медленно и планомерно на протяжении всей жизни каждого из нас. Мозг становится все более консервативным. Поэтому с годами ему все труднее осваивать новое, зато усвоенные знания надежно закрепляются.
Этот процесс не является болезнью, с ним трудно и даже практически невозможно бороться. И это лишний аргумент в пользу того, как важно учиться в молодые годы, когда учеба дается легко. Но и для людей постарше имеются хорошие вести. Далеко не все свойства мозга с годами ослабевают. Словарный запас, количество абстрактных образов, способность рационально и здраво мыслить не утрачиваются и даже продолжают расти.
Там, где молодой неопытный разум запутается, перебирая различные варианты, мозг постарше быстрее найдет эффективное решение благодаря лучшей стратегии мышления. Кстати, чем образованнее человек, чем больше он тренирует свой мозг, тем меньше вероятность заболеваний мозга.
11. Мозгу нельзя сделать больно
Мозг лишен каких-либо чувствительных нервных окончаний, поэтому ему не бывает ни жарко, ни холодно, ни щекотно, ни больно. Это и понятно, если учесть, что он лучше любого другого органа защищен от воздействий внешней среды: добраться до него непросто. Мозг ежесекундно получает точную и разнообразную информацию о состоянии самых удаленных уголков своего тела, знает о любых потребностях, и наделен правом удовлетворить их или отложить на потом. Но себя мозг никак не ощущает: когда у нас болит голова — это лишь сигнал от болевых рецепторов мозговых оболочек.
12. Полезная пища для мозга
Как и все органы тела, мозг нуждается в источниках энергии и в строительных материалах. Иногда говорят, что мозг питается исключительно глюкозой. Действительно около 20% всей глюкозы потребляется именно мозгом, но он, как и любой другой орган, нуждается во всем комплексе питательных веществ. Целые белки никогда не проникают в мозг, перед этим они расщепляются на отдельные аминокислоты. То же касается и сложных липидов, которые перевариваются до жирных кислот, таких как омега-3 или омега-6. Некоторые витамины, например С, проникают в мозг самостоятельно, а такие как В6 или В12 переносятся проводниками.
Следует быть осторожными, употребляя продукты, богатые цинком, например, такие как устрицы, арахис, арбузные семечки. Существует гипотеза о том, что цинк накапливается в мозге и со временем может привести к развитию болезни Альцгеймера.
Многие питательные вещества, особенно важные для мозга, такие как: витамины D3, В12, креатин, карнозин, омега-3 содержатся только в мясе, рыбе и яйцах. Поэтому модное ныне вегетарианство трудно назвать полезным для клеток мозга.
* «С точки зрения современной науки, мозг это сложнейшая нейронная сеть, производящая и обрабатывающая огромное количество электрохимических импульсов. Внутренний мир человека, в том числе его разум, является продуктом этой работы.» Википедия
* Нейронная сеть впервые была описана в 1894 году.
* В человеческом мозгу около 86 (± 8) -10 миллиардов нейронов. Каждый нейрон связан с другими нейронами через аксоны — длинные цилиндрические отростки .
* В нейронной сети нервные импульсы идут от одного нейрона к другому через 100 миллиардов соединений-аксонов.
* Нейронная сеть каждого человека уникальна и неповторима, как отпечатки пальцев. Т.е у каждого человека свой индивидуальный паттерн ( узор)
* На устройство нейронной сети влияют врожденные ( гены ), и приобретенные ( опыт,обучение) факторы .
* У людей с высоким интеллектом, нейронные сети в лобных и теменных участках мозга более сложные .
* Выражение, что новорожденный чистый лист — справедливо лишь частично . Ребенок рождается с заложенной генетически нейронной сетью. А потом эта сеть начинает меняться.
* Нейропластичность , также известная как пластичность мозга , нейроэластичность или нейронная пластичность , — это способность нейронных сетей адаптироваться и изменяться в течение всей жизни человека.
* Индивидуализация нейронной сети начинается с обрезки. (Звучит страшновато).
* Нейроны изначально очень щедро раскидывают свои связи, а затем происходит своеобразный естественный отбор среди нервных окончаний. В нейросети новорожденного рвутся заложенные до рождения связи. И их с возрастом становится все меньше.
* Обрезка начинается с момента рождения и заканчивается к моменту полового созревания у людей.( по последним исследованиями МРТ- примерно к 20 годам).
Чем чаще нейроны срабатывают вместе, тем сильнее связь между ними. Соответственно, синапсы сильного соединения остаются, в то время как синапсы слабого или отсутствующего соединения обрываются.
* Нейрон не умирает при обрезке. Он как бы втягивает эти не используемые (или редко используемые) отростки, и не тратит ресурсы на поддержание их работы
* Обрезка происходит только в тех местах нейронной сети, где нет автоматической генерации сигналов.
Т.е не обрезаются связи ответственные за физиологические реакции организма — зрение, слух, осязание,обоняние, дефекацию и т.д.
* В исследовании, проведенном в 2007 году Оксфордским университетом , исследователи сравнили мозг 8 новорожденных с мозгом 8 взрослых. Использьзовались оценки, основанные на размерах и данных, полученных в результате стереологического фракционирования.
Исследования показали, что в среднем у взрослых к-во нейронных соединений на 41% меньше, чем у новорожденных.
Мозг новорожденного — вроде поля сплошняком засеянного травой, на котором беспорядочно выкошены проходы. Эти проходы быстро зарастают травой. Человек, в течение жизни, протаптывает дорожки так как ему нужно. А дорожки по которым он не ходит или ходит редко — исчезают.
* Исследования во второй половине 20-го века показали, что нейронные сети могут меняться и в зрелом возрасте. Но у развивающегося мозга намного более высокая степень пластичности, чем у мозга взрослого.
Коучинговая компания NEXT LEVEL начинает знакомить вас с тем, как устроен наш мозг. Для начала давайте поговорим о том, из чего состоит мозг человека.
Человеческий мозг представляет собой сложную сеть нейронов. Эти нейроны служат для строительства нервной системы. Именно с их помощью передается информация из мозга всему организму и обратно.
Сколько нейронов в мозге человека?
По подсчетам многих ученых, мозг человека состоит из порядка 100 миллиардов нейронов (плюс-минус пара миллиардов). Именно эта цифра долгие годы приводилась в учебниках по нейробиологии и психологии. И все это время ученые считали, что этот показатель близок к истине.
Так было до тех пор, пока бразильский исследователь Сюзанна Геркулано-Хаузел не обнаружила, что эта цифра не вполне точная. Ученый поняла, что несмотря на то, что данные о 100 миллиардах нейронов упорно публикуются во многих трудах, вычислить, откуда эта магическая цифра взялась, просто невозможно. Тогда нейробилог решила провести собственное расследование, чтобы наконец узнать, сколько на самом деле нейронов в мозге человека.
Казалось бы, задача элементарная. Просто взять образец мозга, посчитать количество нейронов в этом образце, а затем чисто математически вычислить общее количество нейронов, учитывая общий объем мозга.
Все бы было так просто, если бы количество нейронов во всех областях мозга было бы одинаковым. Но это не так. Если сосчитать нейроны в части мозга с их высокой плотностью, то итоговый результат подсчетов будет выше. А если взять образец из части мозга с низкой плотностью, то общее число нейронов получится ниже.
Клеточные ядра были специально окрашены, чтобы можно было отличить нейроны от глии.
— Мы просто ввели еще один метод исследования. И, честно говоря, он ничуть не хуже (с моральной точки зрения), привычного препарирование мозга, — считает Геркулано-Хаузел.
Сколько же нейронов было в мозге, исследованным учеными?
— Мы подсчитали, что мозг, в среднем, состоит из 86 миллиардов нейронов, — заявила Геркулано-Хаузел. – Ни в одном исследованном мозге не было даже близко 100 миллиардов нейронов. Возможно, кто-то сочтет разницу в 14 миллиардов не такой уж и существенной, но на самом деле это очень много. Посудите сами: мозг бабуина состоит из 14 миллиардов нейронов. Столько же нейронов содержится в половине мозга гориллы. Так что, на самом деле, разница вполне внушительная.
Таким образом, исходя из данных последних исследований, в мозге человека порядка 86 миллиардов нейронов.
А сколько нейронов в мозге у животных?
По данным Геркулано-Хаузел, мозг человека очень похож на мозг других приматов, с одной только разницей: у нас гораздо больше клеток мозга, которым нужно огромное количество энергии для питания и поддержания.
По подсчетам экспертов, примерно 25% всей энергии идет именно на поддержку этих клеток.
Если сравнивать количество нейронов в мозге человека и других представителей животного мира, разница выглядит просто огромной. Так сколько же нейронов в мозгах других животных?