Отделы мозга и их функции: строение, особенности и описание. Строение головного мозга, значение и функции

Кроме того, мозжечок также отвечает за регуляцию равновесия и мышечного тонуса, одновременно с этим работая и с мышечной памятью.

Интересной является также способность мозжечка адаптироваться к любым изменениям в восприятии информации, за максимально короткий срок. Подразумевается, что даже при нарушении зрения (эксперимент с инвертоскопом), человек всего за несколько дней адаптируется к новому состоянию и снова может координировать положение тела, опираясь на мозжечок.

Лобные доли

Лобные доли – это своего рода приборная панель человеческого тела. Она поддерживает его в вертикальном положении, давая возможность свободно передвигаться.

Кроме того, именно за счет лобных долей «рассчитывается» любознательность, инициативность, активность и самостоятельность человека в момент принятия любых решений.

Также одной из основных функций данного отдела является критическая самооценка . Таким образом, это делает лобные доли неким подобием совести, по крайней мере, в отношении социальных маркеров поведения. То есть, любые социальные девиации, которые являются неприемлемыми в обществе, не проходят контроль лобной доли, и, соответственно, не выполняются.

Любые травмы в этой части мозга чреваты:

• нарушениями поведения;
• сменами настроения;
• общей неадекватностью;
• бессмысленностью поступков.

Еще одна функция лобных долей – произвольные решения , и их планирование. Также освоение различных навыков и умений зависит именно от активности этого отдела. Доминантная доля данного отдела отвечает за освоение речи, и её дальнейший контроль. Не менее важным является и способность абстрактно мыслить.

Гипофиз

Гипофиз часто называют мозговым придатком. Его функции сводятся к выработке гормонов, отвечающих за половое созревание, развитие и функционирование в целом.

По сути, гипофиз является чем-то вроде химической лаборатории, в которой решается, каким именно вы станете в процессе взросления организма.

Координация

Координация , как навык ориентироваться в пространстве и не задевать предметы разными частями тела в случайном порядке, контролируется мозжечком.

Кроме того, мозжечок заведует такой функцией головного мозга, как кинетическая осведомленность – в целом, это высший уровень координации, позволяющий ориентироваться в окружающем пространстве, отмечая расстояние до предметов и рассчитывая возможности двигаться в свободных зонах.

Речь

Такой важной функцией, как речь, заведует сразу несколько отделов:

• Доминантная часть лобной доли (вышеупомянутая), что отвечает за контроль над устной речью.
• Височные доли отвечают за распознавание речи.

В основном же, можно сказать, что за речь отвечает левое полушарие головного мозга, если не учитывать деление конечного мозга на различные доли и отделы.

Эмоции

Эмоциональное регулирование – это область, которой заведует гипоталамус, наряду с целым рядом других важнейших функций.

Собственно говоря, в гипоталамусе не создаются эмоции, но именно там производится влияние на эндокринную систему человека. Уже после того, как определенный набор гормонов был выработан, человек чувствует что-то, правда, промежуток между приказами гипоталамуса и выработкой гормонов может быть совершенно ничтожным.

Префронтальная кора

Функции префронтальной коры лежат в области мыслительной и моторной активности организма, что соотносится с будущими целями и планами.

К тому же префронтальная кора отыгрывает значительную роль при создании сложных мыслительных схем ,
планов и алгоритмов действий.

Главная особенность в том, что этот отдел мозга не «видит» разницы между регуляцией внутренних процессов организма и следованием социальным рамкам внешнего поведения.

Когда вы оказываетесь перед сложным выбором, который появился в основном за счет ваших же собственных противоречивых мыслей – благодарите за это префронтальную кору головного мозга. Именно там производится дифференциация и/или интеграция разнообразных понятий и объектов.

Также в этом отделе прогнозируется результат ваших действий , и проводится корректировка в сравнении с тем результатом, что вы хотите получить.

Таким образом, речь идет о волевом контроле, концентрации на предмете работы и эмоциональной регуляции. То есть – если вы постоянно отвлекаетесь во время работы, не можете сосредоточиться, значит, вывод, сделанный префронтальной корой , был неутешительным, и вы не сможете добиться желаемого результата именно этим путем.

Последняя на сегодняшний день доказанная функция префронтальной коры головного мозга – один из субстратов кратковременной памяти .

Память

Память – это очень широкое понятие, которое включает в себя описания высших психических функций, позволяющих воспроизводить ранее полученные знания, навыки и умения в необходимый момент. Ею обладают все высшие животные, однако, наиболее развита она, естественно, у человека.

Точно определить, какой именно отдел головного мозга отвечает за память (долговременную или кратковременную) практически невозможно. Физиологические исследования показывают, что зоны, ответственные за хранение воспоминаний, распределены по всей поверхности коры больших полушарий головного мозга.

Механизм же действия памяти таков – в мозгу происходит возбуждение определённой комбинации нейронов в строгой последовательности. Эти последовательности и комбинации называются нейросетями. Ранее же более распространенной была теория, что за воспоминания отвечают отдельные нейроны.

Заболевания головного мозга

Головной мозг – такой же орган, как и все прочие в человеческом организме, а значит также подвержен различным заболеваниям. Список же подобных болезней довольно обширен.

Рассматривать его будет проще, если разделить их на несколько групп:

1. Вирусные заболевания . Наиболее распространенными из них являются вирусный энцефалит (слабость в мышцах, сильная сонливость, кома, спутанность мыслей и затрудненное мышление в целом), энцефаломиелит (повышенная температура, рвота, нарушение координации и моторики конечностей, головокружение, потери сознания), менингит (высокая температура, общая слабость, рвота) и т. д.
2. Опухолевые заболевания . Их количество тоже довольно велико, пусть и не все из них являются злокачественными. Любая опухоль появляется как конечный этап сбоя в продуцировании клеток. Вместо обычной смерти и последующей замены, клетка начинает множиться, заполняя все свободное от здоровых тканей пространства. Симптомами опухолей считаются головные боли и судороги. Также наличие их легко определить по галлюцинациям от различных рецепторов, спутанности сознания и проблемам с речью.
3. Нейродегенеративные заболевания . По общему определению это также нарушения в жизненном цикле клеток в разных частях головного мозга. Так, болезнь Альцгеймера описывают как нарушенную проводимость нервных клеток, что и приводит к потерям памяти. Болезнь Хантигтона, в свою очередь, является результатом атрофии коры головного мозга. Есть и другие варианты. Общая симптоматика такова – проблемы с памятью, мышлением, походкой и моторикой, наличие судорог, тремора, спазмов или болей. Также читайте нашу статью про .
4. Сосудистые заболевания тоже довольно различны, хотя, по сути, сводятся к нарушениям в строении сосудов. Так, аневризма есть не более чем выпячиванием стенки определенного сосуда – что не делает её менее опасной. Атеросклероз – это сужение сосудов в головном мозге, а вот сосудистая деменция характеризуется полным их разрушением.

Он находится в мозговом отделе черепа, который защищает его от механических повреждений. Снаружи мозг покрыт тремя мозговыми оболочками. Масса мозга у взрослого человека обычно составляет около 1400-1600 г (у новорожденных его масса 330-400 г).

По строению и функциям головной мозг подразделяют на пять отделов: передний, промежуточный, средний, мозжечок и продолговатый (рис.2). Все отделы головного мозга, исключая передний мозг, составляют ствол мозга, состоящий из белого вещества, в котором имеются скопления серого вещества - ядра, являющиеся центрами различных рефлекторных актов. В соответствии с выполняемыми функциями выделяют различные чувствительнее центры, центры вегетативных функций, двигательные центры, центры психических функций и т. п.

Рис.2 . Продольный разрез головного мозга: 1 - продолговатый мозг; 2 - варолиев мост; 3 - средний мозг; 4 - промежуточный мозг; 5 - гипофиз; 6 - четверохолмие; 7 - мозолистое тело; 8 - полушарие; 9 - мозжечок; 10 - червь.

От скоплений серого вещества разных отделов головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов: обонятельный, зрительный, лицевой, слуховой и др. Все части головного мозга связаны друг с другом и со спинным мозгом проводящими путями, благодаря чему обеспечивается функционирование центральной нервной системы как единого целого. Спинномозговой канал продолжается в головном мозге, в котором он образует четыре расширения (желудочка), заполненных жидкостью.

Продолговатый мозг - жизненно важный отдел ЦНС, представляющий собой продолжение спинного мозга. Здесь расположены центры регуляции дыхания (центры вдоха и выдоха), сердечно-сосудистой деятельности, а также центры пищеварительных (слюноотделения, отделения желудочного и поджелудочного сока, жевания, сосания, глотания и др.) и защитных рефлексов (чихания, кашля, рвоты и др.). Повреждение продолговатого мозга приводит к мгновенной смерти в результате прекращения дыхания и остановки сердца.

Проводниковая функция продолговатого мозга заключается в передаче импульсов от спинного мозга в головной и в обратном направлении.

Мозжеиок и варолиев мост образуют задний мозг. Через мост проходят нервные пути, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным. Мозжечок состоит из двух полушарий, соединенных небольшим образованием - червем. Серое вещество мозга располагается на поверхности, образуя извилистую кору, а белое вещество находится внутри мозжечка, под корой. Ядра мозжечка обеспечивают координацию движений, сохранение равновесия и позы тела, регуляцию мышечного тонуса. Поражение мозжечка сопровождается понижением тонуса мышц, исчезновением точности и направленности движений. Деятельность мозжечка связана с осуществлением безусловных рефлексов и контролируется корой больших полушарий мозга.

Средний мозг размешен между варолиевым мостом, в который переходит продолговатый мозг, и промежуточным мозгом. На верхней стороне среднего мозга лежат две пары бугорков четверохолмия, в толще которых расположено серое вещество, а на поверхности - белое. В передней паре бугорков четверохолмия находятся первичные (подкорковые) рефлекторные центры зрения, а в задней паре бугорков - первичные рефлекторные центры слуха. Они обеспечивают ориентировочные рефлекторные реакции на световые и слуховые раздражители, выражающиеся в различных движениях тела, головы, глаз в сторону нового звукового или слухового раздражителя, В среднем мозге находятся также скопления тел нервных клеток (красное ядро), принимающие участие в регуляции тонуса скелетных мышц.

Промежуточный мозг расположен над средним мозгом и под большими полушариями переднего мозга. Он имеет два главных отдела: зрительные бугры (таламус) и подбугровую область (гипоталамус). В зрительных буграх находятся нейроны, отростки которых идут к коре больших полушарий мозга. С другой стороны к ним подходят волокна проводящих путей от всех центростремительных нейронов. Поэтому ни один центростремительный импульс, откуда бы он ни шел, не может пройти к коре больших полушарий, минуя зрительные бугры. Таким образом, через эту часть ствола мозга осуществляется связь всех рецепторов с корой больших полушарий. При разрушении таламуса наблюдается полная потеря чувствительности.

В гипоталамусе находятся центры, регулирующие все виды обмена веществ (белковый, жировой, углеводный, водно-солевой), теплопродукцию и теплоотдачу (центр терморегуляции), деятельность желез внутренней секреции. В гипоталамусе расположены подкорковые центры регуляции вегетативных функций, поддержания постоянства параметров внутренней среды организма (гомеостаза). В гипоталамусе находятся также центры насыщения, голода, жажды, удовольствия. Ядра гипоталамуса участвуют в регуляции чередования сна и бодрствования.

Передний мозг - самый крупный и развитый отдел головного мозга. Он представлен большими полушариями , миндалиной, гиппокампом, базальными ганглиями и перегородками . Снаружи полушария покрыты корой - слоем серого вещества мозга, толщина которого 1,5-4,5 мм. Около 16 млрд. клеток коры полушарий размещены в шесть слоев. Они различны по форме, размерам и выполняемым функциям.

Передний мозг, prosencephalon, развивается в связи с обонятельным рецептором и вначале (у водных животных) является чисто обонятельным мозгом, rhinencephalon. С переходом животных из водной среды в воздушную роль обонятельного рецептора возрастает, так как с его помощью определяются содержащиеся в воздухе химические вещества, сигнализирующие животному о добыче, опасности и других жизненно важных явлениях природы с далекого расстояния, - дистантный рецептор. Поэтому, а также благодаря развитию и совершенствованию других анализаторов передний мозг у наземных животных сильно разрастается и превосходит другие отделы центральной нервной системы, превращаясь из обонятельного мозга в орган, управляющий всем поведением животного.

Соответственно двум основным формам поведения: 1) инстинктивному, основанному на опыте вида (безусловные рефлексы), и 2) индивидуальному, основанному на опыте индивида (условные рефлексы), в переднем мозге развиваются две группы центров: 1) базальные, или подкорковые, ядра полушарий большого мозга; 2) кора большого мозга. В эти две группы центров переднего мозга поступают все нервные импульсы и к ним протягиваются все афферентные чувствительные пути, которые (за немногими исключениями) предварительно проходят через один общий центр - таламус, thalamus. Приспособление организма к среде путем изменения обмена веществ обусловило возникновение в переднем мозге высших центров, ведающих вегетативными процессами (гипоталамус, hypothalamus).

Одни из них являются чувствительными, воспринимающими возбуждение, приходящее с периферии от разных органов. Возбуждение двигательных клеток передается через спинной мозг соответствующим органам, например мышцам. Ассоциативные клетки связывают своими отростками разные участки коры, обеспечивая связь между чувствительными и двигательными зонами коры. В результате формируется адекватная форма ответной реакции человека.

Кора больших полушарий имеет извилины и борозды, которые значительно увеличивают ее поверхность - примерно до 1700-2500 см 2 . Три самые глубокие борозды делят каждое полушарие на четыре доли: лобную, теменную, височную й затылочную. Клетки коры трех разных видов и функций размещены неравномерно в разных ее участках, благодаря чему образуются так называемые зоны (поля) коры.

Так, слуховая зона коры расположена в височных долях и воспринимает импульсы от слуховых рецепторов.

Зрительная зона лежит в затылочных долях. Она воспринимает зрительные сигналы и формирует зрительные образы.

Обонятельная зона расположена на внутренней поверхности височных долей.

Чувствительная зона (болевой, температурной, тактильной чувствительности) размещена в теменных долях; ее поражение ведет к потере чувствительности.

Двигательный центр речи лежит в лобной доле левого полушария. Самая передняя часть лобных долей коры имеет центры, участвующие в формировании личностных качеств, творческих процессов и влечений человека. В коре замыкаются условнорефлекторные связи, поэтому она является органом приобретения и накопления жизненного опыта и приспособления организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

Таким образом, кора больших полушарий переднего мозга - это высший отдел ЦНС, регулирующий и координирующий работу всех органов. Он является также материальной основой психической деятельности человека.

мозг человека - орган массой 1,3-1,4 кг, расположенный внутри черепной коробки. Мозг человека состоит из более ста миллиардов клеток-нейронов, образующих серое вещество или кору мозга - его обширный внешний слой. Отростки нейронов (нечто вроде проводов) - это аксоны, из которых состоит белое вещество мозга. Аксоны связывают нейроны друг с другом через дендриты.
Мозг взрослого человека потребляет около 20% всей энергии, которая необходима организму, в кто время как детский мозг потребляет около 50%.

Как мозг человека обрабатывает информацию?

Сегодня считается доказанным, что человеческий мозг одновременно может обрабатывать в среднем около 7 бит информации. Это могут быть отдельные звуки или визуальные сигналы, различаемые сознанием оттенки эмоций или мыслей. Минимальное время , необходимое для того, чтобы отличить один сигнал от другого составляет 1/18 секунды.
Таким образом, предел восприятия составляет 126 бит в секунду.
Условно, можно посчитать, что в течение жизни 70 лет человек обрабатывает 185 млрд бит информации, включая каждую мысль, воспоминание, действие.
Информация записывается в мозг посредством формирования нервных сетей (своего рода маршрутов).

Функции правого и левого полушария мозга

В мозгу человека существует своего рода «разделение труда» между полушариями.
Полушария работают параллельно. Например, левое отвечает за восприятие звуковой информации, а правое - зрительной.
Полушария соединяются волокнами, которые называются мозолистое тело

Как видно из картинки, все операции на рынке делает левое полушарие. Естественно, для получения профита с рынка, встает вопрос о достижении максимальной производительности функционирования левого полушария.
Существует несколько простых способов развития полушарий. Самый простой из них - увеличение объема работы, на которой ориентировано полушарие. Например, для развития логики Вам необходимо решать математические задачи, отгадывать кроссворды, а для развития воображения посещать кхудожественную галерею и т.п.
Как только вы нажали мышку правой рукой- значит сигнал к вам поступил из левого полушария.

Обработка эмоциональной информации происходит в правом полушарии.

Эмоции

За всеми греховными делами стоит нейротрансмиттер Допамин, от работы которого зависит удовольствие, которое мы получаем. . Измены, страсть, похоть, азарт, вредные привычки , гэмблинг , алкоголизм, мотивация - все это так или иначе связано с работой допамина в мозгу. Допамин передает информацию от нейрона к нейрону.

Допамин влияет на многие сферы нашей жизни: мотивация, память, способность к познанию, сон, настроение и т.д.

Любопытно, но допамин повышается в моменты стрессовых ситуаций.

Люди с пониженнным допамином в полосатом теле и префронтальной коре менее мотивированы, чем люди у которых допамин выше. Это доказано экспериментами на крысах .

Строение мозга человека

триединство мозга

Идею о триединстве мозга (Triune Brain) предложил в 60-е годы американский нейробиолог Пол Маклин. В соответствии с ней, мозг условно делится на три части:

• R-комплекс (древний, рептильный мозг). Состоит из ствола и мозжечка. Рептильный мозг управляет мышцами, равновесией и такими автономными функциями организма, как дыхание и сердцебиение. Он отвечает за бессознательное поведение, нацеленное на выживание, и реагирует непосредственно на определенные стимулы.
• Лимбическая система (мозг древних млекопитающих). Секция состоит из отделов, расположенных вокруг ствола мозга: мозжечковая миндалина, гипоталамус, гиппокамп. Лимбическая система отвечает за эмоции и чувства.
• Неокортекс (новая кора или мозг новых млекопитающих). Эта часть имеется только у млекопитающих. Некортекс - это тонкий слой, состоящий из 6 слоев нейронных клеток, которые окружают весь остальной мозг. Неокортекс отвечает за мышление высшего порядка.

белое и серое вещество

Серое вещество образовано телами нейронов. Белое вещество - это аксоны.
Белое и серое вещество мозга отвечают за память и мышление, логику, чувства и сокращения мышц.

префронтальная кора

Эту часть мозга также называют лобные доли.
Именно развитие префронтальной коры отличает человека от животного.
Префронтальная кора мозга человека отвечает за логику, за самоконтроль, за целеустремленность и концентрацию внимания.
На протяжении почти всей эволюционной истории человека, эта часть мозга отвечала за физические действия: хотьба, бег, хватание и т.п. (первичный самоконтроль). Но в процессе эволюции префронтальная кора увеличивалась в размерах, а связи с другими частями мозга разрастались.
Сейчас кора склоняет человека делать то, что сложнее, выходить из зоны комфорта. Если вы заставляете себя отказаться от сладкого, подняться с дивана и пойти побегать - это результат работы именно лобных долей. Вы бегаете и не едите сладкое, потому что у вас есть логические причины для этого, которые обрабатываются именно в этой части мозга.

Повреждения префронтальной коры приводят к потери силы воли. В психологии известен случай Финеаса Гейджа (1848), личность которого резко изменилась после повреждения мозга. Он стал ругаться, он стал импульсивен, стал неуважительно обращаться с друзьями, стал неприемлить ограничения и советы, придумывает массу планов и мгновенно теряет к ним интерес.

левая лобная доля - отвечает за положительные эмоции

«Левосторонние дети», т.е. те, у которых изначально левая часть более активна чем правая, более позитивны, чаще улыбаются и т.д. Такие младенцы активнее исследуют окружающий мир.
Интересно также и то, что левая часть коры отвечает за задачи «я буду», например, заставляет подняться с дивана и пойти побегать.

правая лобная долая - отвечает за негативные эмоции. Повреждение правого полушария (отключение правой доли) может вызывать эйфории.

Эксперимент: при просмотре приятных картинок, импульсный томограф фиксирует изменения в потреблении глюкозы мозгом и записывает их как светлые пятна на фотографиях левой стороны мозга.
Правая часть коры отвечает за задачи «я не буду», например позволяет вам справляться с желанием выкурить сигарету, съесть пирожное и т.п.

центр префронтальной коры - «следит» за целями и устремлениями человека. Решает, чего вы на самом деле хотите.

мозжечковая миндалина - защитные эмоциональные реакции (в т.ч. «эгобарьер»). Находится в глубине мозга. ММ. человека не слишком отличается от ММ низших млекопитающих и работает бессознательно.

Включает центр управления, мобилизующий тело в ответ на страх.

базальное ядро - отвечат за привычки, на которые мы полагаемся в повседневной жизни.

срединная височная доля - отвечает за познавательные доли.

гиппокамп

гиппокамп - это структура в медиальном височном отделе мозга, похожая на пару подков. Гиппокамп позволяет усваивать и запоминать новую информацию. Исследования ученых показали, что размер гиппокампа напрямую связан с уровнем самооценки человека и чувством контроля над собственной жизнью.

Повреждение гиппокампа может вызывать припадки

Прослушивание музыки задействует: слуховую зону коры мозга, таламус, переднюю часть теменной доли коры.

островок Рейля

островок Рейля - один из ключевых участков мозга, анализирует физиологическое состояние организма и трансформирует результаты этого анализа в субъективные ощущения, которые заставляют нас действовать, например говорить или мыть машину. Передняя часть островка Рейля превращает сигналы организма в Эмоции. Исследования мозга на МРТ показали, что запахи, вкус, осязательные ощущения, боль и усталость возбуждают островок Рейля .

зона Брока

Зона Брока - область, которая контролирует органы речи. У правшей зона Брока расположена в левом полушарии, у левшей - в правом.

Система поощрения мозга

Когда мозг замечает возможность награды, он выделяет нейромедиатор дофамин.
Дофамин - основа системы подкрепления (вознаграждения) человека.
Дофамин сам по себе не вызывает счастья - он, скорее, возбуждает (Это доказал в 2001 году ученый Брайан Кнутсон).
Выделение дофамина дает резвость, бодрость, увлечение - в общем, мотивирует.
Дофамин побуждает к действию, но не вызывает счастье.
Соблазнительная еда, запах кофе, - все чего мы желаем - все запускает систему подкрепления.
Дофамин - основа всех зависимостей человека (алкоголизм, никотиновая, игровая, лудомания и т.п.)
Нехватка допамина приводит к депрессиям. Болезнь Паркинсона приводит к недостатку дофамина.

Различие мозга у мужчин и женщин

Мозг мужчины и женщины различаются:

Мужчины имеют лучшую двигательную функцию и пространственную функцию, лучше концентрируются на одной мысли, лучше обрабатывают зрительные стимулы.
У женщин лучше память, они более социально адаптированы и лучше справляются с несколькими делами одновременно. Женщины лучше распознают чужое настроение и проявляют больше эмпатии.
Эти различия обусловлены разным устройством связей в головном мозгу (см. картинку)

Старение мозга человека

С годами работа работа мозга ухудшается. Мышление замедляется, а память ухудшается. Это связано с тем, что нейроны выходят на связь друг с другом уже не так быстро. Уменьшается концентрация нейротрансмиттеров и число дендритов, и из-за этого нервные клетки хуже улавливают сигналы от соседей. Удерживать подолгу информацию становится все затруднительнее. Пожилые люди дольше обрабатывают информацию, чем молодые.

Тем не менее мозг поддается тренировке. Исследования показали, что 10 занятий по часу в неделю, в ходе которых люди тренируют память или упражняются в рассуждениях, заметно усиливают когнитивные способности .

В то же время, в период 35-50 лет мозг бывает особенно эластичен. Человек упорядочивает информацию, накопленную за долгие годы жизни. К этому времени в мозгу разрастаются глиальные клетки (мозговой клей), - белое вещество, покрывающее аксоны, которое обеспечивает связь между клетками. Количество белого вещества максимально в период 45-50 лет. Это объясняет почему в этом возрасте люди рассуждают лучше тех, кто младше или старше.

Человек летает в космос и погружается в морские глубины, создал цифровое телевидение и сверхмощные компьютеры. Однако сам механизм мыслительного процесса и орган, в котором происходит умственная деятельность, как и причины, побуждающие нейроны взаимодействовать, до сих пор остаются загадкой.

Головной мозг – важнейший орган человеческого организма, материальный субстрат высшей нервной деятельности. От него зависит, что человек чувствует, делает, о чем думает. Мы слышим не ушами и видим не глазами, а соответствующими участками коры головного мозга. Он же вырабатывает гормоны удовольствия, вызывает прилив сил и утоляет боль. В основе нервной деятельности лежат рефлексы, инстинкты, эмоции и другие психические явления. Научное понимание работы мозга все еще отстает от понимания функционирования всего организма в целом. Это, безусловно, связано с тем, что мозг – гораздо более сложный орган по сравнению с любым другим. Мозг – самый сложный объект в известной нам вселенной.

Справка

У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2%. А если поверхность этого органа разгладить, получится примерно 22 кв. метра органики. Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы вы могли представить себе это количество, напомним: 100 миллиардов секунд – это примерно 3 тысячи лет. Каждый нейрон контактирует с 10 тысячами других. И каждый из них способен к высокоскоростной передаче импульсов, поступающих от одной клетки к другой химическим путем. Нейроны могут одновременно взаимодействовать с несколькими другими нейронами, в том числе находящимися в удаленных отделах мозга.

Только факты

• Мозг – лидер по энергопотреблению в организме. На него работает 15% сердца, и он потребляет около 25% кислорода, захватываемого легкими. Для доставки кислорода к мозгу работают три крупные артерии, которые предназначены для его постоянной подпитки.
• Около 95% тканей мозга окончательно формируются к 17 годам. К концу пубертатного периода мозг человека составляет полноценный орган.
• Головной мозг не чувствует боли. В мозге нет болевых рецепторов: зачем они, если разрушение мозга приводит к смерти организма? Дискомфорт может чувствовать оболочка, в которую заключен наш мозг, – так мы испытываем головную боль.
• У мужчин мозг обычно больше, чем у женщин. Средний вес головного мозга взрослого мужчины – 1375 г, взрослой женщины – 1275 г. Они также различаются размерами различных областей. Однако учеными доказано, что это не имеет отношения к интеллектуальным способностям, а самый большой и тяжелый мозг (2850 г), который описывали исследователи, принадлежал пациенту психиатрической больницы, страдающему идиотизмом.
• Человек использует практически все ресурсы своего мозга. То, что мозг работает всего на 10%, – миф. Ученые доказали, что имеющиеся резервы мозга человек задействует в критических ситуациях. Например, когда кто-то убегает от злой собаки, он может перепрыгнуть через высокий забор, который в обычных условиях он ни за что не преодолел бы. В экстренный момент в мозг вливаются определенные вещества, которые стимулируют действия того, кто оказался в критической ситуации. По сути, это допинг. Однако проделывать такое постоянно опасно – человек может умереть, потому что исчерпает все свои резервные возможности.
• Мозг можно целенаправленно развивать, тренировать. Например, полезно заучивать тексты наизусть, решать логические и математические задачи, изучать иностранные языки, познавать новое. Также психологи советуют правшам периодически «главной» рукой делать левую, а левшам – правую.
• Мозг обладает свойством пластичности. Если поражен один из отделов нашего важнейшего органа, другие через некоторое время смогут компенсировать его утраченную функцию. Именно пластичность мозга играет исключительно важную роль в овладении новыми навыками.
• Клетки головного мозга восстанавливаются. Синапсы, связывающие нейроны, и сами нервные клетки важнейшего из органов регенерируются, но не так быстро, как клетки других органов. Пример тому – реабилитация людей после черепно-мозговых травм. Ученые обнаружили, что в отделе мозга, отвечающего за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны. В нужный момент они помогают «починить» травмированный мозг. Ежедневно в его коре могут образовываться десятки тысяч новых нейронов, однако впоследствии может прижиться не больше десяти тысяч. Сегодня известны две области активного прироста нейронов: зона памяти и зона, ответственная за движения.
• Мозг активно работает во время сна. Человеку важно иметь память. Она бывает долгосрочная и краткосрочная. Перевод информации из краткосрочной в долгосрочную память, запоминание, «раскладывание по полочкам», осмысление информации, которую человек получает в течение дня, происходит именно во сне. А чтобы тело не повторяло в реальности движения из сна, мозг выделяет особый гормон.

Мозг способен значительно ускорять свою работу. Люди, пережившие ситуации угрозы для жизни, говорят, что за миг перед их глазами «пролетела вся жизнь». Ученые считают, что мозг в момент опасности и осознания грозящей смерти в сотни раз ускоряет работу: ищет в памяти аналогичные обстоятельства и способ помочь человеку успеть себя спасти.

Всестороннее изучение

Проблема исследования мозга человека – одна из самых захватывающих задач науки. Поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось: и атом, и галактика, и мозг животного – было проще мозга человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь главное средство познания не приборы и не методы, им остается наш человеческий мозг.

Существуют различные методы исследования. В первую очередь в практику ввели клинико-анатомическое сопоставление – смотрели, какая функция «выпадает» при повреждении определенной области мозга. Так, французский ученый Поль Брока 150 лет назад обнаружил центр речи. Он заметил, что у всех больных, которые не могут говорить, поражена определенная область мозга. Электроэнцефалография изучает электрические свойства мозга – исследователи смотрят, как электрическая активность разных участков мозга меняется в соответствии с тем, что делает человек.

Электрофизиологи регистрируют электрическую активность «мыслительного центра» организма с помощью электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью электроэнцефалографии. При тяжелейших заболеваниях мозга тонкие электроды могут вживляться в ткань органа. Это позволило получить важную информацию о механизмах работы мозга по обеспечению высших видов деятельности, были получены данные о соотношении коры и подкорки, о компенсаторных возможностях. Еще один метод изучения мозговых функций – электрическая стимуляция отдельных областей. Так канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом был исследован «моторный гомункулус». Было показано, что, стимулируя определенные точки в моторной коре, можно вызвать движение разных частей тела, и установлено представительство различных мышц и органов. В 1970-е годы, после изобретения компьютеров, представилась возможность еще более полно исследовать внутренний мир нервной клетки, появились новые методы интроскопии: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. В последние десятилетия активно развивается метод нейровизуализации (наблюдение за реакцией отдельных частей мозга после введения определенных веществ).

Детектор ошибок

Очень важное открытие было сделано в 1968 году – ученые обнаружили детектор ошибок. Это механизм, который дает нам возможность производить рутинные действия, не задумываясь: например, умываться, одеваться и одновременно думать о своих делах. Детектор ошибок в подобных обстоятельствах все время следит, правильно ли вы действуете. Или, например, человек внезапно начинает чувствовать себя некомфортно – он возвращается домой и обнаруживает, что забыл выключить газ. Детектор ошибок позволяет нам даже не задумываться о десятках задач и решать их «на автомате», сходу отметая недопустимые варианты действий. За последние десятилетия наука узнала, как устроены многие внутренние механизмы человеческого организма. Например, путь, по которому зрительный сигнал доходит от сетчатки до мозга. Для решения более сложной задачи – мышления, опознания сигнала – задействована большая система, которая распространена по всему мозгу. Однако «центр управления» пока не найден и даже неизвестно, есть ли он.

Гениальный мозг

С середины XIX века ученые делали попытки изучения анатомических особенностей мозга людей с выдающимися способностями. На многих медицинских факультетах Европы хранились соответствующие препараты, в том числе и профессоров медицины, которые еще при жизни завещали свой мозг науке. От них не отставали русские ученые. В 1867 году на Всероссийской этнографической выставке, устроенной Императорским обществом любителей естествознания, было представлено 500 черепов и препаратов их содержимого. В 1887 году анатом Дмитрий Зернов опубликовал результаты исследования мозга легендарного генерала Михаила Скобелева. В 1908 году академик Владимир Бехтерев и профессор Рихард Вейнберг исследовали подобные препараты покойного Дмитрия Менделеева. Аналогичные препараты органов Бородина, Рубинштейна, математика Пафнутия Чебышева сохранены в анатомическом музее Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. В 1915 году нейрохирург Борис Смирнов подробно описал мозг химика Николая Зинина, патолога Виктора Пашутина и писателя Михаила Салтыкова-Щедрина. В Париже был исследован мозг Ивана Тургенева, вес которого достигал рекордных 2012 г. В Стокгольме работали с соответствующими препаратами знаменитых ученых, в том числе Софьи Ковалевской. Специалисты Московского института мозга тщательно исследовали «мыслительные центры» вождей пролетариата: Ленина и Сталина, Кирова и Калинина, изучали извилины великого тенора Леонида Собинова, писателя Максима Горького, поэта Владимира Маяковского, режиссера Сергея Эйзенштейна... Сегодня ученые убеждены в том, что, на первый взгляд, мозг талантливых людей ничем не выделяется из ряда среднестатистических. Эти органы различаются структурой, размерами, формой, однако от этого ничего не зависит. Мы до сих пор не знаем, что именно делает человека талантливым. Можем только предполагать, что мозг таких людей немножко «сломан». Он может делать то, чего не могут нормальные, а значит, он не такой, как все.