Ihmisen aivot - sen työn periaatteet, kyvyt, fysiologisen ja henkisen stressin rajat - ovat edelleen yksi iso mysteeri tutkijoille. Kaikista tutkimuksensa onnistumisista huolimatta tutkijat eivät vielä pysty selittämään, kuinka ajattelemme, ymmärtämään tietoisuuden ja itsetietoisuuden mekanismeja. Aivojen työstä kertynyt tieto kuitenkin riittää kumottamaan joitain sitä koskevia yleisiä myyttejä.
Mustasukkainen ihmiset olivat fiksumpia kuin me?
Nykyaikaisen ihmisen keskimääräinen aivojen tilavuus on noin 1400 kuutiometriä, mikä on melko suuri arvo kehomme koosta. Ihminen on kasvattanut itselleen suuren aivot evoluution - antropogeneesin - aikana. $ CUT $ Apinamaiset esi-isämme, joilla ei ollut suuria kynnet ja hampaat, polveutuivat puista ja muuttivat elämään avoimissa tiloissa, alkoivat kehittää aivoja. Vaikka tämä kehitys ei sujunut heti nopeasti - Australopithecusissa aivojen tilavuus (noin 500 kuutiometriä) käytännössä ei muuttunut kuuden miljoonan vuoden ajan. Hyppy sen kasvuun tapahtui kaksi ja puoli miljoonaa vuotta sitten.
Varhaisissa Homo sapiens -aiheissa aivot ovat jo kasvaneet huomattavasti - Homo erectuksessa (Homo erectus) sen tilavuus on 900-1200 kuutiometriä (tämä kuuluu nykyajan ihmisen aivojen alueelle). Neandertallaisten aivot olivat erittäin suuret - 1400 - 1740 kuutiometriä, mikä on keskimäärin enemmän kuin meidän. Varhaiset Homo sapiens -tapahtumat Euroopan alueella - Cro-Magnons - vain liittävät meidät vyöhön aivoilla: 1600-1800 kuutiometriä (vaikka Cro-Magnons olivat korkeita - 180-190 senttimetriä, ja antropologit löytävät suoran yhteyden aivojen koon ja korkeuden välillä).
Ihmisen evoluution aivot eivät vain kasvaneet, vaan myös muuttuneet suhteessa eri osiin. Paleoantropologit tutkivat fossiilisten hominidien aivoja kallon valetusta - endokranista, joka näyttää lohkojen suhteellisen koon. Rintakehä kehittyi nopeimmin, mikä liittyy ajatteluun, tietoisuuteen, puheen ilmaantukseen (Brocan alue). Parietaalikeilan kehittymiseen liittyi herkkyyden paraneminen, eri aistitietojen synteesi ja sormen hieno motorinen osaaminen. Aikahelmi tuki kuulon kehitystä tarjoamalla äänipuhetta (Wernicken alue). Joten esimerkiksi erektiossa aivot kasvoivat leveydessä, takarauhasleuka ja pikkuaivo lisääntyivät, mutta etusyvennys pysyi alhaisena ja kapeana. Ja neandertallaisissa, niiden erittäin suurissa aivoissa, etu- ja parietaalikehät olivat suhteellisen heikosti kehittyneitä (takaraivoihin verrattuna). Cro-Magnonissa aivot nousivat paljon korkeammiksi (etu- ja parietal-lohkojen lisääntymisen vuoksi) ja saivat pallomaisen muodon.
Esivanhempiemme aivot kasvoivat ja kasvoivat, mutta paradoksaalisesti noin 20 tuhatta vuotta sitten alkoi päinvastainen suuntaus: aivot alkoivat vähitellen vähentyä. Joten nykyajan ihmisillä on keskimääräinen aivojen koko pienempi kuin Neanderthals ja Cro-Magnons. Mikä on syy?
Mainosvideo:
Antropologin mielipide
Antropologi Stanislav Drobyshevsky (Moskovan osavaltion yliopiston biologisen tiedekunnan antropologian laitoksen apulaisprofessori) vastaa:”Tähän kysymykseen on kaksi vastausta: yksi on kaikkien mielestä, toinen on oikea. Ensimmäinen on, että aivojen koko ei liity suoraan älykkyyteen, ja neandertaalien ja Cro-Magnonien rakenne oli yksinkertaisempi kuin meidän, mutta tekninen puutteellisuus kompensoitiin suurella koosta, joka ei väitetysti ole kokonaan. Todellisuudessa emme tiedä mitään muinaisten ihmisten aivojen hermostorakenteesta, joten sellainen vastaus on täydellinen spekulointi, rauhoittaen nykyaikaisten ihmisten ajattelutapaa. Toinen vastaus on todellisempi: muinaiset ihmiset olivat viisaampia.
Heidän oli ratkaistava joukko selviytymisongelmia ja ajateltava hyvin nopeasti, toisin kuin me, joille kaikki esitetään hopeapöydällä ja jopa pureskellaan, eikä sinun tarvitse kiirehtiä minnekään. Muinaiset ihmiset olivat generalistoja - kukin piti päätään täydellisestä tiedosta, jota tarvitaan hengissä kaikissa tilanteissa, ja lisäksi piti olla kyky reagoida reaktiivisesti odottamattomissa tilanteissa. Meillä on myös erikoistuminen: kaikki tietävät pienen osan tiedoistaan, ja jos jotain tapahtuu -”ota yhteyttä asiantuntijaan”.
Neurotieteilijöiden mielipide
Sergei Savelyev, Venäjän lääketieteellisen akatemian ihmisen morfologian instituutin hermostokehityslaboratorion johtaja:”Tämä johtuu siitä, että ihmispopulaatiossa on keinotekoinen valinta, jolla pyritään alentamaan yksilöllistä vaihtelua ja kohdennettua valintaa erittäin sosiaalistuneesta keskinkertaisuudesta. Ja tuhota liian älykkäitä ja epäsosiaalisia henkilöitä. Tällainen yhteisö on hallittavissa, se koostuu ennustettavammista ihmisistä, mikä on aina hyödyllistä. Yhteiskunta uhrasi kaikkina aikoina rauhallisuuden taudinaiheuttajia konfliktien vastaisuuden ja vakauden hyväksi. Aiemmin he vain syötiin, ja myöhemmin heidät karkotettiin yhteisöstä. Juuri tästä syystä mielestäni älykkäimpien syrjäytyneiden muuttoliikkeen seurauksena, ja ihmiskunnan uudelleensijoittaminen alkoi. Ja istuvassaKonservatiivisissa ja sosiaalisemmissa ryhmissä oli piilotettu valinta vakiinnuttaa joitain sopivimmista ja suotuisimmista käyttäytymisominaisuuksista yhteisön ylläpitämiseksi. Käyttäytymisen valinta johti aivojen kutistumiseen.
NEANDERTHALIN AIVAN ERIKOISSA VAIN YKSI KEHITYSVAIHEESSA
Neanderthalaisten lasten havainnot tarjoavat mahdollisuuden jäljittää heidän isojen aivojensa kehitystä. Leipzigin Max Planckin evoluutioantropologian instituutin tutkijat ovat ranskalaisten kollegojensa kanssa rekonstruoineet Neanderthalin ja Homo sapiensin vertailevan aivojen kehityksen. Ensinnäkin tutkijat suorittivat tietokoneen tomografian 58 modernin ihmisen kallosta. Ja sitten he tekivät saman, asettamalla tomografiin yhdeksän eri ikäisen neandertaalisen pääkalloja.
Vaikka neandertaalien kallo ei ole pienempi kuin meidän, muodossa ne eroavat toisistaan huomattavasti. Mutta molempien lajien vastasyntyneillä aivokotelo on muodoltaan melkein samanlainen - neandertallasella vastasyntyneellä se on melko pitkänomainen. Ja sitten kehityspolut eroavat toisistaan. Nykyaikaisessa ihmisessä hampaiden puuttumisesta epätäydellisiin etuhammasryhmiin ei vain aivokotelon koko, vaan myös muoto muuttuva - siitä tulee pallonmuotoisempi. Ja sitten se kasvaa vain kooltaan, mutta melkein ei muutu muodossa. Biologit ovat päättäneet, että tämä on avainprosessi aivojen muodostumiseen, josta neandertallalaisilta puuttuu. Vastasyntyneiden, murrosikäisten ja aikuisten kallon muoto on melkein sama. Kokonaisero on yhdessä kriittisessä vaiheessa heti syntymän jälkeen. Luultavasti tutkijat uskovat,tällaiseen huomattavaan muodonmuutokseen liittyy aivojen sisäisen rakenteen muutos ja hermoverkon kehitys, joka luo edellytykset älykkyyden kehittämiselle. Tutkijat ovat julkaissut artikkelin eri ihmislajien aivojen kehityksestä lehdessä Current Biology.
MYYTMINEN 1. SUUREMPI AIVA ON, HUOLLISEMMINEN ON
Aivojen koko vaihtelee melko vähän myös nykyajan ihmisillä. Joten tiedetään, että Ivan Turgenevin aivot painoivat 2012 grammaa ja Anatole Francen aivot olivat melkein kokonaisen kilogramman vähemmän - 1017 grammaa. Mutta tämä ei tarkoita ollenkaan, että Turgenev olisi ollut kahdesti fiksu kuin Anatole France. Lisäksi todettiin, että raskaimman aivojen - 2900 gramman - omistaja oli henkisesti jälkeenjäänyt.
Koska aivojen tärkein osa on hermosoluja tai hermosoluja (ne muodostavat harmaan aineen), voidaan olettaa, että mitä suurempi aivo on, sitä enemmän neuroneja se sisältää. Ja mitä enemmän neuroneja, sitä paremmin ne toimivat. Mutta aivoissa ei ole vain neuroneja, vaan myös glia-soluja (ne suorittavat tukitoimintoa, ohjaavat neuronien muuttoa, toimittavat heille ravintoaineita ja viimeisimpien tietojen mukaan osallistuvat myös tietoprosesseihin). Lisäksi osa aivojen massasta muodostuu valkeaineesta, joka koostuu johtavista kuiduista. Toisin sanoen aivojen koon ja neuronien määrän välillä on yhteys, mutta ei suoraa. Ja aivojen koon ja älykkyyden välillä ei selvästikään ole yhteyttä.
MYYTMINEN 2. RAAKASOLUT EI UUDELLEEN
Koska hermosolut eivät jakaudu, on pitkään uskottu, että uusien hermosolujen muodostuminen tapahtuu vain alkion kehityksen aikana. Tutkijat havaitsivat, että tämä ei ole niin muutama vuosi sitten. Kävi ilmi, että aikuisten laboratoriorotien ja -hiirien aivoissa on vyöhykkeitä, joilla syntyy uusia hermosoluja - neurogeneesi. Niiden lähde on hermokudoksen kantasolut (hermostokantasolut). Myöhemmin havaittiin, että ihmisillä on myös sellaisia vyöhykkeitä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että uudet hermosolut kasvavat aktiivisesti kontakteja muihin soluihin ja osallistuvat oppimiseen ja muistiin. Toistetaan: aikuisilla eläimillä ja ihmisillä.
Lisäksi tutkijat alkoivat tutkia, mitkä ulkoiset tekijät voivat vaikuttaa hermosolujen syntymiseen. Ja kävi ilmi, että neurogeneesiä tehostetaan intensiivisellä oppimisella, ympäristön olosuhteiden rikastuksella ja fyysisellä aktiivisuudella. Ja voimakkain neurogeneesiä estävä tekijä oli stressi. No, tämä prosessi hidastuu iän myötä. Mikä on totta laboratorioeläimille, tässä tapauksessa voidaan siirtää täysin ihmisille. Lisäksi havainnot ja tutkimukset ihmisillä vahvistavat tämän. Toisin sanoen, jotta voidaan parantaa uusien hermosolujen muodostumista, sinun täytyy kouluttaa aivot, oppia uusia taitoja, muistaa enemmän tietoa, monipuolistaa elämääsi uusilla kokemuksilla ja johtaa fyysisesti aktiivista elämäntapaa. Vanhuudessa tämä johtaa samaan vaikutukseen kuin nuorempina vuosina. Mutta stressi uusien hermosolujen syntymään on tuhoavaa.
Aivot voidaan pumpata juoksumatolle
Kansainvälisen tutkijaryhmän tutkimus, joka julkaistiin PNAS-lehdessä, on osoittanut, että aerobinen liikunta (juoksumattoharjoittelu) vanhuudessa rakentaa hippokampusta, aivojen aluetta, joka on erittäin tärkeä muistille ja alueelliselle oppimiselle. Sen tilavuus määritettiin magneettikuvausvalaisimella. Uskotaan, että iän myötä hippokampuksen kutistuu nopeudella 1-2% vuodessa. Asiantuntijat uskovat, että tämä hippokampuksen surkastuminen liittyy suoraan ikään liittyvään muistin heikkenemiseen. Joten vanhemmilla koehenkilöillä, jotka olivat olleet vuoden juoksumatolla, hippokampuksen tilavuus ei vain vähentynyt, vaan jopa kasvoi ja myös paransi tilamuistia verrattuna kontrolliryhmään. Syynä on taas uusien hermosolujen muodostumisen stimulointi.
Stressi vaurioittaa aivoja. Mielenkiintoista elämää palauttaa
Lapsuuden stressi on erityisen haittaa aivoille. Sen seuraukset vaikuttavat aikuisen psyykiin, käyttäytymiseen ja älyllisiin kykyihin. Mutta on olemassa tapa korvata varhaisen stressin vahingolliset vaikutukset. Kuten israelilaiset tutkijat ovat osoittaneet laboratoriorotilla, voit auttaa, jos rikastat uhrin elinympäristöä. Stressi tuhoaa aivot hormonien kautta, joihin kuuluvat lisämunuaisissa tuotetut kortikosteroidit sekä aivolisäkkeen ja kilpirauhashormonit. Niiden lisääntynyt taso aiheuttaa muutoksia dendriiteissä - neuronien lyhyet prosessit, vähentää synaptista plastilisuutta, etenkin hippokampuksessa, hidastaa uusien hermosolujen muodostumista hippokampuksen hammaskehään jne. Tällaiset häiriöt aivojen kehityksen aikana eivät jää huomaamatta.
Haifan yliopiston vaikuttavan neurotieteen tutkimuslaitoksen asiantuntijat jakoivat laboratoriorotat kolmeen ryhmään. Toiseen kohdistettiin kolme päivää stressiä nuorena, toinen asetettiin rikastettuun ympäristöön stressin jälkeen, kolmas jätettiin kontrollina. Rotat, joiden piti elää rikastetussa ympäristössä, siirrettiin suureen häkkiin, missä oli paljon mielenkiintoisia esineitä: muovirasiat, sylinterit, tunnelit, lavat ja pyörät juoksemiseen.
Testauksessa stressiryhmän rotat osoittivat lisääntynyttä pelkoa ja vähentyneitä uteliaisuuksia ja oppivat pahempaa.
He olivat vähemmän motivoituneita tutkimaan uutta ympäristöä, jota voidaan verrata mielenkiinnon menettämiseen elämässä, jota usein tapahtuu masennuksen tilassa olevassa henkilössä. Mutta rikastetussa ympäristössä oleminen kompensoi kaikki stressin aiheuttamat käyttäytymishäiriöt.
Tutkijoiden mukaan ympäristön rikastaminen suojaa aivoja stressistä monista syistä: se stimuloi proteiinien - hermojen kasvutekijöiden - tuotantoa, aktivoi välittäjäainejärjestelmiä ja suosii uusien hermosolujen muodostumista. He julkaisivat tulokset PLoS ONE -lehdessä. Nämä tulokset liittyvät suoraan orpoihin, joiden varhaislapsuus vietettiin orpokodissa. Vain mielenkiintoinen ja tapahtumarikas elämä, jonka adoptiovanhemmat yrittävät luoda heille, auttaa tasoittamaan vaikeaa elämäkokemusta.
MYTTI 3. IHMISEN AIVA TEHOKKAAN 10/6/5/2%
Tämä ajatus oli erittäin yleinen viime aikoihin asti. Yleensä sitä pidettiin perusteena, että aivoilla on piilevä potentiaali, jota emme käytä. Mutta nykyaikaiset tutkimusmenetelmät eivät tue tätä väitöskirjaa. "Se syntyi, koska kun opimme rekisteröimään yksittäisten neuronien sähköisen aktiivisuuden, kävi ilmi, että hyvin harvat kaikista mittauspisteen neuroneista ovat aktiivisia milloin tahansa", sanoo Venäjän tutkimuskeskuksen "Kurchatovsky" NBIK-keskuksen systeemisen neurofysiologian ja hermorajapintojen laboratorion päällikkö Olga Svarnik. instituutti ".
Aivoissa on noin 1012 neuronia (lukumäärää tarkennetaan jatkuvasti), ja ne ovat hyvin erikoistuneita: toiset ovat sähköisesti aktiivisia kävellessä, toiset - ratkaiseessaan matemaattista ongelmaa, toiset - rakkauspäivän aikana jne. On vaikea kuvitella, mitä tapahtuisi, jos he yhtäkkiä päättää ansaita rahaa samanaikaisesti! "Aivan kuten emme pysty toteuttamaan kaikkia kokemuksiamme samanaikaisesti, toisin sanoen emme voi samanaikaisesti ajaa autoa, hypätä köyttä, lukea ja niin edelleen", selittää kaikki hermosolumme, kertoo Olga Svarnik. ei voi eikä sen pitäisi olla aktiivinen samanaikaisesti. Mutta tämä ei tarkoita, että emme käytä aivoja sataprosenttisesti."
"Tämän keksivät ne psykologit, jotka itse käyttävät aivoja kahdella prosentilla", Sergei Saveliev vakuuttaa kategorisesti toimittajan haastattelussa. - Aivot voidaan käyttää vain kokonaan, siinä ei voida sammuttaa mitään. Fysiologisten lakien mukaan aivot eivät pysty toimimaan alle puoleen, koska jopa silloin, kun emme ajattele, neuronit ylläpitävät jatkuvaa aineenvaihduntaa. Ja kun ihminen alkaa työskennellä intensiivisesti päänsä kanssa ratkaistakseen joitain ongelmia, aivot alkavat kuluttaa lähes kaksinkertaisesti enemmän energiaa. Kaikki muu on fiktio. Ja mitään aivoja ei voida kouluttaa tehostamaan heidän työtään kymmenkertaisesti."
MYYTTI 4. KAIKKI TOIMENPITEET VASTAAVAT OSASTA AJOA
Ihmisen aivopuoliskojen aivokuoressa neurotieteilijät erottavat vyöhykkeet, jotka liittyvät kaikkiin aisteihin: visio, kuulo, haju, kosketus, maku, samoin kuin assosiatiiviset vyöhykkeet, joissa tietoa käsitellään ja syntetisoidaan. Ja magneettikuvaus (MRI) tallentaa tiettyjen alueiden toiminnan eri toimintojen aikana. Mutta aivokartta ei ole ehdoton, ja on yhä enemmän näyttöä siitä, että asiat ovat paljon monimutkaisempia. Esimerkiksi, tunnetun Brocan ja Wernicken alue eivät ole mukana puheprosessissa, mutta myös muut aivojen osat. Ja pikkuaivo, johon on aina liitetty liikkeen koordinointi, on mukana monenlaisessa aivojen toiminnassa.
Kysymyksessä siitä, onko aivoissa erikoistumista,”Maailman yksityiskohdat” kääntyi Olga Svarnikin puoleen:”Aivoissa on erikoistumista neuronien tasolla, ja se on melko vakio”, asiantuntija vastasi. - Erikoistumista on kuitenkin vaikeampi erottaa rakenteiden tasolla, koska täysin erilaiset neuronit voivat olla vierekkäin. Voimme puhua hermosolujen kertymisestä, kuten sarakkeista, voimme puhua neuronien segmenteistä, jotka aktivoituvat samalla hetkellä, mutta on mahdotonta valita mitään suuria alueita, jotka on tapana korostaa. MRI heijastaa veren virtauksen aktiivisuutta, mutta ei yksittäisten hermosolujen työtä. Todennäköisesti MRI: n avulla saatavista kuvista voimme kertoa, mistä löytyy enemmän tai vähemmän todennäköisesti yksi tai toinen neuronien erikoistuminen. Mutta minusta tuntuu väärin sanoa, että jokin vyöhyke vastaa jostakin."
MYYTTI 5. AIVA ON TIETOKONE
Mukaan Olga Svarnik vertaamalla aivot tietokoneen kanssa ei ole mitään muuta kuin metafora:”Voimme kuvitella, että on olemassa tiettyjä algoritmeja aivoissa, että henkilö on kuullut tietoja ja tekee jotain. Mutta sanoa, että aivomme toimivat tällä tavalla, olisi väärin. Toisin kuin tietokone, aivoissa ei ole toiminnallisia lohkoja. Esimerkiksi hippokampuksen ajatellaan olevan rakenne, joka vastaa muistista ja spatiaalisesta suunnasta. Mutta hippokampuksen neuronit käyttäytyvät eri tavalla, heillä on erilaiset erikoistumiset, ne eivät toimi kokonaisuutena."
Ja täällä mitä biologi ja tieteen popularisoija Alexander Marko ajattelee samasta aiheesta (Paleontologian instituutti, RAS):”Tietokoneessa kaikilla signaaleilla, joita loogisten piirien elementit vaihtavat, on sama luonne - sähköinen, ja nämä signaalit voi vastaanottaa vain yksi kahdesta arvot - 0 tai 1. Tietojen siirto aivoissa ei perustu binaarikoodiin, vaan pikemminkin kolmiosaiseen. Jos jännittävä signaali korreloi yhden kanssa ja sen poissaolon kanssa nolla, estävä signaali voidaan verrata miinus yhteen. Mutta itse asiassa aivot käyttävät useita kymmeniä kemiallisia signaaleja - aivan kuin tietokoneessa käytettäisiin kymmeniä erilaisia sähkövirtoja … Ja nolloilla ja niistä voisi olla kymmeniä erilaisia, esimerkiksi värejä.
Tärkein ero on, että kunkin tietyn synapsin johtavuus voi vaihdella olosuhteista riippuen. Tätä ominaisuutta kutsutaan synaptiseksi plastisuudeksi. Aivojen ja elektronisen tietokoneen välillä on vielä yksi radikaali ero. Tietokoneessa päämuistia ei tallenneta prosessorin loogisiin elektronisiin piireihin, vaan erikseen erityisiin tallennuslaitteisiin. Aivoissa ei ole alueita, jotka on nimenomaan tarkoitettu muistojen pitkäaikaiseen varastointiin. Kaikki muisti tallennetaan samaan interneuronaalisten synaptisten yhteyksien rakenteeseen, joka on samalla grandioosinen tietokonelaite - prosessorin analogi."