Tämä artikkeli muistutti minua, miksi rakastan työskennellä aivojen kanssa, jotka näyttävät söpöiltä ja puhtailta, kuten tämä:
Koska todelliset aivot ovat erittäin epämiellyttäviä ja surullisia. Ihmiset ovat töykeitä.
Mutta olen viettänyt viimeisen kuukauden Googlen hohtavan, verenvuodatettujen kuvien alaosassa, ja nyt sinun on myös tarkistettava se. Joten rentoudu.
Mennään nyt kaukaa. Biologiassa on sellainen hetki - se saa joskus ajattelemaan, ja aivot myös joskus eivät halua. Ensimmäinen on tilanne matryoshkan kanssa päähäsi.
Hiustenne alla on iho, ja sen alla - luulitko kallon? - ei, on 19 pistettä, ja sitten vain kallo. Sitten tulee kallo ja koko joukko asioita, jotka odottavat matkalla aivoihin.
Mainosvideo:
Kallon alla ja aivojen yläpuolella on kolme kalvoa.
Ulkopuolella dura mater (latinankielinen), kestävä, karkea, vedenpitävä kerros. Se on samalla tasolla kallon kanssa. Olen kuullut, että aivoissa ei ole kipuherkkää aluetta, mutta duralla on yksi - suunnilleen yhtä herkkä kuin kasvosi iho. Dura materiin kohdistuva paine aivotärähdyksen aikana on usein syynä voimakkaisiin päänsärkyihin.
Alla on arachnoid mater, arachnoid tai arachnoid aivokalvot, joka on ihokerros ja sitten avoin tila joustavilla kuiduilla. Ajattelin aina, että aivoni kelluivat vain päämäärättömästi jonkinlaisessa nesteessä, mutta itse asiassa ainoa todellinen aukko aivojen ja kallon sisäseinän välillä on arachnoidi aivokalvot. Nämä kuidut vakauttavat aivot asennossa niin, että ne eivät liiku liikaa, ja toimivat iskunvaimentimina, kun pää osuu johonkin. Tämä alue on täynnä aivo-selkäydinnestettä, joka pitää aivot ikään kuin kelluvan, koska sen tiheys on samanlainen kuin veden.
Lopuksi on pia mater, pia mater, ohut, herkkä ihokerros, joka sulautuu aivojen ulkopuolelle. Muistatko, kun katsot aivoja, ne ovat aina verisuonten peitossa? Joten ne eivät ole aivojen pinnalla, ne ovat ikään kuin suljettu pia materiin.
Tässä on kattava yleiskatsaus sianpäästä näyttävällä tavalla.
Vasemmalla näet ihon (vaaleanpunainen), sitten kaksi päänahan kerrosta, sitten kallo, sitten dura mater, arachnoid ja oikealla aivot, jotka peittää vain pia mater.
Heti kun poistamme kaikki tarpeettomat asiat, jätämme kasvotusten tämän tyhmän pojan kanssa.
Tämä oudon näköinen asia on yksi maailmankaikkeuden monimutkaisimmista tunnetuista esineistä - kilogramma, kuten neuroinsinööri Tim Hanson sanoo, "yksi tietotiheimmistä, rakenteellisimmista ja itseorganisoituneimmista aineista kaikkien tunnettujen joukossa". Kaikki tämä toimii vain 20 watin energialla (vastaavan tehon tietokone syö 24 000 000 wattia).
Massachusettsin teknillisen korkeakoulun professori Polina Anikeeva kutsuu sitä "pehmeäksi vanukkaaksi, jonka voit kaavata lusikalla". Aivokirurgi Ben Rapoport kuvaili sitä tieteellisemmin: vanukas ja hyytelö. Hän sanoo, että jos laitat aivosi pöydälle, painovoima saa sen hämärtymään kuin meduusa. On vaikea kuvitella aivojen olevan niin sotkuisia, koska ne yleensä kelluvat vedessä.
Mutta me olemme kaikki kyse tästä. Katsot peiliin, näet kehosi ja kasvosi ja luulet olevasi sinä, mutta todellisuudessa se on vain auto, jolla ajat. Itse asiassa olet outo näköinen hyytelömäinen pallo. Kuinka pidät tästä analogiasta?
Kun otetaan huomioon tämän kaiken kummallisuus, ei pidä syyttää Aristotelesta tai muinaisia egyptiläisiä tai monia muita, jotka pitävät aivoja merkityksettömänä kallon täytteenä. Aristoteles uskoi, että sydän oli mielen keskus.
Loppujen lopuksi ihmiset tajusivat mikä on mitä. Mutta ei kokonaan.
Professori Krishna Shenoy vertaa käsitystämme aivoista siihen, miten ihmiskunta kuvitteli maailmankarttaa 1500-luvun alussa.
Toinen professori, Jeff Lichtman, on vielä kovempi. Hän aloittaa oppituntinsa opiskelijoille osoitetulla kysymyksellä: "Jos kaikki mitä sinun tarvitsee tietää aivoista, on maili, kuinka pitkälle olemme päässeet tämän mailin?" Hän sanoo, että opiskelijat vastaavat yleensä "kolme neljäsosaa", "puoli mailia", "neljännes mailin" ja niin edelleen. Mutta todellinen vastaus on hänen mielestään "noin kolme tuumaa".
Kolmas professori, neurotieteilijä Moran Cerf, jakoi minulle vanhan neurotieteilijöiden sanonnan, jonka mukaan aivojen ymmärtäminen on kikka-22:”Jos ihmisen aivot olisivat niin yksinkertaisia, että voisimme ymmärtää ne, olisimme niin yksinkertaisia. että he eivät voineet ymmärtää häntä."
Ehkä pääsemme lajimme rakentaman suuren tietotornin avulla siihen jossain vaiheessa. Katsotaan nyt, mitä tiedämme meduusoista päämme, aloittaen suuresta kuvasta.
Aivot kaukaa
Katsotaanpa suuria aivojen osia käyttämällä puolipallon poikkileikkausta. Näin aivot näyttävät päässäsi:
Otetaan nyt aivot pois päästä ja poistetaan vasen pallonpuolisko, mikä antaa meille parhaan kuvan sisäpuolelta.
Neurologi Paul McLean on tehnyt yksinkertaisen kaavion, joka havainnollistaa aiemmin keskustelemamme perusidean koskettamalla matelijan aivoja vallankumouksen aikana, sitä seuraavaa nisäkkään aivojen päällirakennetta ja lopuksi omaa kolmatta aivoamme.
Tällaisen kartan muodossa tämä asetetaan todellisiin aivoihimme:
Katsotaanpa kutakin osiota:
Aivorunko (ja pikkuaivo)
Tämä on aivojemme vanhin osa.
Tämä on yllä oleva aivojemme osa, jossa sammakkopäällikkö asuu. Itse asiassa koko sammakon aivot ovat kuin tämä aivojemme alaosa:
Kun ymmärrät näiden osien toiminnan, sillä, että ne ovat muinaisia, on järkevää - mitä tahansa nämä osat tekevät, sammakot ja liskot voivat tehdä. Suurimmat kohdat ovat:
Ydin
Medulla oblongata huolehtii kuolemastasi. Se suorittaa kiitämättömät tehtävät tahattomien prosessien, kuten sykkeen, hengityksen ja verenpaineen, hallitsemiseksi ja saa sinut oksentamaan, kun luulet olevasi myrkytetty.
Pons
Varolievin silta tekee vähän kaikkea. Hän on vastuussa nielemisestä, virtsarakon hallinnasta, ilmeistä, pureskelusta, syljestä, kyyneleistä ja ulosteesta - lyhyesti sanottuna kaikesta.
Keskiaivot
Keskiaivoissa on vielä suurempi persoonallisuuskriisi kuin ponissa. Ymmärrät, että aivojen osalla on ongelmia, kun melkein kaikki sen toiminnot suorittaa toinen aivojen osa. Keskiaivojen tapauksessa kyse on näkökyvystä, kuulosta, motorisista taidoista, valppaudesta, lämpötilan säätelystä ja lukuisista muista asioista, joita muut aivojen osat tekevät. Loput aivot eivät myöskään näytä paljoakaan keskiaivoilta, kun otetaan huomioon, kuinka naurettavan epätasainen "etu-, keski- ja taka-aivot" ikään kuin tahallisesti eristävät keskiaivot.
Tästä syystä meidän tulisi erikseen kiittää ponit ja keskiaivot, koska ne hallitsevat silmien vapaaehtoista liikettä. Siksi, jos liikutat silmiäsi nyt, sillassa ja keskiaivoissa tapahtuu prosesseja.
Pikkuaivot
Tämä kummallisen näköinen asia, samanlainen kuin aivojesi kivespussit, on pikkuaivo eli pikkuaivo, joka on latinankielinen "pienille aivoille". Hän on vastuussa tasapainosta, koordinaatiosta ja normaalista liikkumisesta.
Limbinen järjestelmä
Aivorungon yläpuolella on limbinen järjestelmä - aivojen osa, joka tekee ihmisistä uskomattomia.
Limbinen järjestelmä on selviytymisjärjestelmä. Tärkeä osa hänen työstään on, että aina kun teet mitä koirasi voi tehdä - syö, juo, harrastat seksiä, taistelet, piilotat tai pakenet jotain pelottavaa - limbinen järjestelmä on ratissa. Halusitpa siitä vai ei, mutta kun teet jotain edellä mainituista, olet primitiivisessä selviytymismoodissa.
Tunteesi elävät myös limbisessä järjestelmässä, ja vain siinä tapauksessa tunteet ovat vastuussa myös selviytymisestä - nämä ovat kehittyneempiä selviytymismekanismeja, joita vaativat monimutkaisessa sosiaalisessa rakenteessa elävät eläimet.
Aina kun sisäinen taistelu etenee jossain päässäsi, kannattaa kiittää limbistä järjestelmääsi tekemästä jotain, mitä myöhemmin katuvat.
Olen melko varma, että limbisen järjestelmän hallinta on sekä kypsyyden määritelmä että ihmisen perimmäinen taistelu. Ei ole, että meillä on parempi ilman limbisiä järjestelmiä - ne tekevät meistä loppujen lopuksi, ja suuri osa elämän hälinästä liittyy tunteisiin ja eläinten tarpeiden tyydyttämiseen. Se on vain, että limbinen järjestelmäsi ei ota huomioon, että asut sivistyneessä yhteiskunnassa, ja jos annat sille liikaa voimaa hallita elämääsi, se tuhoaa sen nopeasti.
Katsotaanpa joka tapauksessa sitä tarkemmin. Limbisessä järjestelmässä on monia pieniä osia, mutta keskitymme tunnetuimpiin.
Amygdala
Amygdala on eräänlainen aivorakenteen tunnehäiriö. Hän on vastuussa ahdistuksesta, surusta ja pelon tunteesta. Manteleita on kaksi, ja kummallakin tavalla vasemmisto on paremmassa tuulessa - joskus se tuottaa onnellisen tunteen epämiellyttävän lisäksi. Toinen on aina huonolla tuulella.
Hippokampus
Hippokampuksesi (kreikan kielestä "merihevonen", koska se näyttää samalta) on piirustuspöytä muistille. Kun rotat alkavat muistaa labyrintin ohjeita, muistot koodataan heidän hippokampukseensa - kirjaimellisesti. Kahden rotan hippokampuksen eri osat aktivoituvat sokkelon eri osissa, koska sokkelon kukin osa on tallennettu sille osoitettuun hippokampuksen osaan. Mutta jos yhden labyrintin muistamisen jälkeen rotalle annetaan uusi tehtävä ja se palaa alkuperäiseen sokkeloon vuotta myöhemmin, se tuskin muistaa sitä, koska hippokampuksen piirustuslauta pyyhitään, jotta tilaa uudelle muistille.
Memento-elokuvan tarina on todellinen - anterogradinen amnesia - ja se johtuu hippokampuksen vaurioista. Alzheimerin tauti alkaa myös hippokampuksesta, ennen kuin se kulkee aivojen muiden osien läpi, joten taudin tuhoisten vaikutusten vuoksi muistiongelmat ilmenevät ensin.
Thalamus
Keskeisessä asemassaan aivoissa talamus toimii myös aistien lähettäjänä, joka vastaanottaa tietoa aisteistasi ja lähettää sen aivokuoren käsittelyyn. Kun nukut, talamus nukkuu kanssasi, mikä tarkoittaa, että aistien välittäjä ei toimi. Siksi syvässä unessa ääni, valo tai kosketus ei voi herättää sinua. Jos haluat työntää jonkun, joka on syväunessa, sinun on yritettävä tavoittaa talamus.
Poikkeuksena on hajuaistisi, joka on ainoa tunne, joka ohittaa talamuksen. Siksi polttavan ihmisen herättämiseen käytetään hajuisia suoloja. Ja koska olemme täällä, tässä on viileä tosiasia: haju on hajuhupun funktio ja se on vanhin tunne. Toisin kuin muut aistit, haju on juurtunut syvälle limbiseen järjestelmään, jossa se toimii läheisessä yhteydessä amygdalaan ja hippokampukseen, minkä vuoksi haju liittyy niin läheisesti muistiin ja tunteisiin.
Haukkua
Viimeinkin saavuimme kuoren, kuoren. Aivokuori. Aivokuori. Cerebrum. Pallium.
Koko aivojen tärkein osa ei voi päättää nimestä. Ja siksi:
Cortex on vastuussa melkein kaikesta - se käsittelee sen, mitä näet, kuulet ja tunnet, sekä kielen, liikkeen, ajattelun, suunnittelun ja persoonallisuuden.
Se on jaettu neljään osaan:
Ei ole kovin miellyttävää kuvata, mitä kukin tekee, koska kukin tekee paljon. Mutta yksinkertaistamiseksi:
Etulohko hallitsee persoonallisuuttasi yhdessä sen kanssa, mitä pidämme "ajatteluna" - harkintaa, suunnittelua, sitoutumista. Erityisesti kattila kypsyy eniten etulohkon etuosassa, etupuolen aivokuoressa. Prefrontaalinen aivokuori on toinen hahmo elämäsi sisäisissä taisteluissa. Sinussa oleva rationalisti saa sinut työskentelemään. Sisäinen ääni yrittää vakuuttaa sinut lopettamaan murehtimisen siitä, mitä muut ajattelevat sinusta, ja olla vain itsesi. Korkeampi voima, joka haluaa sinun lopettavan hikoilun.
Tällöin etulohko on vastuussa kehosi liikkumisesta. Etulohkon ylempi kaista on ensisijainen motorinen aivokuori.
Muiden toimintojen lisäksi parietaalinen lohko ohjaa kosketustajuasi, erityisesti primaarisessa somatosensorisessa aivokuoressa, nauhassa primaarisen motorisen aivokuoren vieressä.
Motorinen ja somatosensorinen aivokuori sijaitsevat vierekkäin ja ovat hyvin tutkittuja. Neurotieteilijät tietävät tarkalleen, mikä osa jokaisesta nauhasta liittyy kehon jokaiseen osaan. Mikä tuo meidät tämän artikkelin epäilyttävimpään kaavioon: homunculus.
Neurokirurgi Wilder Penfieldin luoma homunculus näyttää visuaalisesti moottorin ja somatosensorisen aivokuoren kartan. Mitä suurempi runko-osa on esitetty kaaviossa, sitä enemmän aivokuori on omistettu sen liikkeelle tai kosketukselle. Joitakin mielenkiintoisia faktoja tästä aiheesta:
Ensinnäkin on hämmästyttävää, että enemmän aivoja on omistettu kasvojesi ja kätesi liikkeelle ja tuntemuksille kuin muu keho sen sijaan, että otettaisiin. On kuitenkin järkevää: sinulla on oltava uskomattoman yksityiskohtainen ilme, ja käsivartesi on oltava erittäin ketterä, kun taas muut osat - hartiat, polvet, selkä - voivat olla paljon karkeammat. Ei turhaan ihmiset soittavat pianoa sormillaan, eivät jaloillaan.
Toiseksi on huomattavaa, kuinka samankaltaiset nämä kaksi kuorta ovat siihen, mihin ne liittyvät.
Lopulta törmäsin tähän paskaan ja nyt asun sen kanssa - joten sinäkin. 3D homunculus mies.
Mennään pidemmälle.
Ajallinen lohko (ajallinen) on paikka, jossa muistisi elää, ja koska se on korviesi vieressä, myös kuulokuori pesää siihen.
Lopuksi pään takaosassa on niskakyhmy, joka on melkein kokonaan omistettu näkölle.
Ajattelin pitkään, että nämä suuret lohkot olivat kokonaisia aivopaloja - esimerkiksi segmenttejä yleisestä kolmiulotteisesta rakenteesta. Mutta todellisuudessa aivokuori on vain aivojen kaksi ulompaa millimetriä, ja sen alla oleva liha on vain johdotusta.
Jos poistat aivokuoren aivoista, voit levittää 2 mm: n neliöisen aivolevyn, jonka pinta-ala on 48 x 48 senttimetriä. Illallinen lautasliina.
Tämä lautasliina on paikka, jossa suurin osa toiminnasta tapahtuu aivoissa - minkä vuoksi voit ajatella, liikkua, tuntea, nähdä, kuulla, muistaa, puhua ja ymmärtää kieltä. Tyylikäs lautasliina, sanotaanpa mitä tahansa.
Ja muista, että olet hyytelöpallo? Kun yrität tulla tietoiseksi itsestäsi, kaikki tapahtuu aivokuoressa. Eli et ole hyytelöpallo, olet lautasliina.
Taitosten taika kasvattaessa lautasliinan kokoa on ilmeistä, kun laitamme loput aivot kuoritun kuoremme päälle.
Joten vaikka moderni tiede ei ole täydellinen, se on saanut jonkinlaisen käsityksen aivojen suuresta kuvasta. Periaatteessa ymmärrämme pienemmän kuvan melko hyvin. Tarkistetaanko?
Aivot lähellä
Joten, kun tajusimme jo kauan sitten, että aivoista tuli älykkyytemme arkisto, tiede on vasta äskettäin selvittänyt, mistä aivot todella on tehty. Tutkijat tiesivät, että hänen ruumiinsa oli soluista, mutta 1800-luvun lopulla italialainen fyysikko Camillo Golgi selvitti, miten värjäystä levitettäisiin näkemään, miltä aivosolut todella näyttävät. Tulos oli yllättävä:
Se ei näyttänyt soluilta. Golgi avasi neuronin.
Tutkijat huomasivat nopeasti, että hermosolu on perusyksikkö laajalle viestintäverkolle, joka muodostaa käytännössä kaikkien eläinten aivot ja hermoston.
Mutta vasta 1950-luvulla tutkijat selvittivät, kuinka neuronit kommunikoivat keskenään.
Aksonilla, informaation kantavan neuronin pitkällä prosessilla, on mikroskooppinen halkaisija - liian pieni tutkimiseen. Mutta 1930-luvulla englantilainen eläintieteilijä J. Z. Jung tajusi, että kalmari voisi kääntää mielemme aivoihin, koska kalmareilla on uskomattoman suuria aksoneja ruumiissaan ja niitä voidaan kokeilla. Vuosikymmeniä myöhemmin, käyttäen suurta kalmariaksonia, tutkijat Alan Hodgkin ja Andrew Huxley selvittivät varmasti, kuinka hermosolut välittävät tietoa: toimintapotentiaalia. Näin se toimii.
Ensinnäkin on olemassa monia erilaisia neuroneja:
Yksinkertaisuuden vuoksi keskustelemme yksinkertaisesta, yleisestä hermosoluista - pyramidisolusta, joka on samanlainen kuin motorisessa aivokuoressa. Aloittaaksemme kaverin voidaksemme tehdä kaavion neuronista:
Ja jos annamme hänelle muutaman ylimääräisen jalan, vähän hiuksia, otamme hänen kätensä pois ja ojennamme hänet ulos - se on neuroni.
Lisätään lisää neuroneja.
Sen sijaan, että ryhdymme yksityiskohtaiseen selitykseen toimintapotentiaalien toiminnasta - ja hyödynnämme paljon tarpeetonta ja mielenkiintoista teknistä tietoa, jonka olet jo törmännyt biologian luokkiin 9. luokassa -, siirrytään suoraan tärkeimpiin ajatuksiin, jotka auttavat meitä.
Kavereidemme ruumiin rungolla - hermosolun aksonilla - on negatiivinen "lepomahdollisuus", toisin sanoen kun hän on levossa, hänen sähkövarauksensa on hieman negatiivinen. Useat ihmiset potkivat jatkuvasti kaverimme hiuksia, hermosolujen dendriittejä, halusiko hän sitä vai ei. Heidän jalkansa kaatavat kemikaaleja hänen hiuksiinsa - välittäjäaineet - jotka kulkevat hänen päänsä läpi (solurunko tai soma) ja kemikaalista riippuen lisäävät tai vähentävät hänen ruumiinsa varausta. Tämä ei ole kovin miellyttävää neuronillemme, mutta se on siedettävää - eikä mitään muuta tapahdu.
Mutta jos tarpeeksi kemikaaleja koskettaa hänen hiuksiaan nostaakseen sen varausta, hermosolun "kynnyspotentiaalia", se laukaisee toimintapotentiaalin ja kaverimme on järkyttynyt.
Tämä on kaksoistilanne - joko kaverillemme ei tapahdu mitään, tai hän on täysin sähköiskussa. Se ei voi olla vähän jännitteinen tai liian jännitteinen - joko se on sen alla tai ei, ja aina tietyssä määrin.
Kun näin tapahtuu, sähköpulssi (kehon normaalin varauksen lyhyen kääntämisen negatiivisesta positiiviseksi ja sitten palaavan nopeasti normaaliksi negatiiviseksi) kulkee ruumiinsa (aksonin) läpi jaloihinsa - hermosaksonin napoihin - jotka itse koskettavat muiden ihmisten hiuksia (yhteyspisteitä kutsutaan synapsiksi). Kun toimintapotentiaali saavuttaa hänen jalkansa, hän saa heidät vapauttamaan kemikaaleja koskettavien ihmisten hiuksiin, mikä joko aiheuttaa tai ei aiheuta näiden ihmisten sähköiskuja, kuten hän itse.
Näin tieto kulkee normaalisti hermoston läpi - pienessä hermosolujen välissä lähetetty kemiallinen tieto laukaisee sähköisen tiedon siirtymisen hermosolun kautta - mutta joskus, kun kehon on siirrettävä signaalia nopeammin, hermo-hermosolujen yhteydet voivat olla sähköisiä itsestään.
Toimintapotentiaalit liikkuvat 1 metristä 100 metriin sekunnissa. Osa syystä tälle laajalle levinneisyydelle on, että toisen tyyppinen hermojärjestelmän solu - Schwannin solu - toimii hoitavana isoäitinä ja kääri jatkuvasti tietyntyyppisiä aksoneja rasvakerrosten kerroksiin, joita kutsutaan myeliinitupeiksi. Enemmän tai vähemmän näin:
Suojauksen ja eristämisen lisäksi myeliinivaippa on tärkeä tekijä viestinnän nopeudessa - toimintapotentiaalit liikkuvat paljon nopeammin aksonien läpi, kun ne peitetään myeliinitupilla.
Yksi hyvä esimerkki myeliinin luomasta nopeuserosta: tiedätkö miltä tuntuu, kun törmäät sormellesi, kehosi antaa sinulle hetken aikaa miettiä mitä olet juuri tehnyt ja miltä sinusta tuntuu nyt ennen kuin kipu iskee? Tunnet samanaikaisesti pikkusormen vaikutuksen johonkin kovaan ja kivun terävään osaan, koska terävä tieto kivusta lähetetään aivoihin myelinisoituneiden aksonien kautta. Tylsän kivun ilmaantuminen kestää sekunnin tai kaksi, koska se lähetetään myymeloimattomien C-kuitujen läpi - metrin nopeudella sekunnissa.
Neuroverkot
Neuronit ovat jonkin verran samanlaisia kuin tietokonetransistorit - ne välittävät tietoa myös nollien ja nollien (0 ja 1) binaarikielellä käynnistämättä ja laukaisemalla toimintapotentiaalin. Mutta toisin kuin tietokonetransistorit, aivojen neuronit muuttuvat jatkuvasti.
Muistatko, kun opit jotain uutta ja olet siinä hyvä ja yrität seuraavana päivänä uudestaan, mutta ei paskaa? Tosiasia on, että eilen kemikaalien pitoisuus neuronien välisissä signaaleissa auttoi sinua oppimisessa. Toistaminen aiheutti kemikaalien muutoksen, sinusta tuli parempi, mutta seuraavana päivänä kemikaalit palasivat normaaliksi, joten parannukset peruutettiin.
Mutta jos jatkat harjoittelua, olet lopulta hyvä jossakin, ja se tulee olemaan pitkään. Sanot tavallaan aivoille "Tarvitsen sitä useammin kuin kerran", ja aivojen hermoverkot reagoivat tekemällä rakenteellisia muutoksia vastaavasti. Neuronit muuttavat muotoa ja sijaintia sekä vahvistavat tai heikentävät erilaisia yhteyksiä siten, että luodaan verkosto tietä, kykyä tehdä jotain.
Neuronien kyky muuttaa itseään kemiallisesti, rakenteellisesti ja jopa toiminnallisesti antaa aivojesi hermoverkostolle mahdollisuuden optimoida itsensä ulkomaailmaa varten - ilmiötä, jota kutsutaan aivojen plastisuudeksi. Vauvan aivot ovat joustavimmat. Kun lapsi syntyy, hänen aivoillaan ei ole aavistustakaan mihin elämään valmistautua: keskiaikaisen soturin, jonka täytyy hallita miekkailu, elämään, 1700-luvun muusikkoon, jonka on kehitettävä tarkka lihasmuisti klavesin soittamista varten, tai modernille älymystölle, jonka on pidettävä ja työskennellä valtavan määrän tietoa. Mutta vauvan aivot ovat valmiita muuttamaan itsensä mihin tahansa elämään, joka häntä odottaa.
Vauvat ovat neuroplastisuuden tähtiä, mutta neuroplastisuus jatkuu koko elämämme, joten ihmiset voivat kasvaa, muuttua ja oppia uusia asioita. Ja siksi voimme muodostaa uusia tapoja ja rikkoa vanhoja - tottumuksesi heijastavat aivojesi nykyisiä malleja. Jos haluat muuttaa tapojasi, sinun on käytettävä paljon tahdonvoimaa kirjoittaa uudelleen aivojen hermoradat, mutta jos yrität, aivot ymmärtävät lopulta kaikki nämä polut ja muuttavat niitä, minkä jälkeen uusi käyttäytyminen ei enää vaadi tahdonvoimaa. Aivosi muuttavat muutoksen fyysisesti uudeksi tapaksi.
Yhteensä aivoissa on noin 100 miljardia neuronia, jotka muodostavat tämän uskomattoman laajan verkon - kuten tähtien lukumäärä Linnunradalla. Noin 15-20 miljardia näistä neuroneista on aivokuoressa, loput aivojen muissa osissa. Yllättäen jopa pikkuaivoissa on kolme kertaa niin paljon neuroneja kuin aivokuoressa.
Lähennetään ja katsotaan toinen aivojen poikkileikkaus. Tällä kertaa emme leikkaa pituussuunnassa, vaan poikki.
Aivoaine voidaan jakaa niin sanottuun harmaaseen aineeseen ja valkoiseen aineeseen. Harmaa aine näyttää todella tummemmalta ja se koostuu aivojen hermosolujen solurungoista (someista) ja niiden sukusolujen dendriiteistä ja aksoneista - muun materiaalin ohella. Valkoinen aine koostuu pääasiassa sähköä johtavista aksoneista, jotka kuljettavat tietoa soomasta muihin somaihin tai kehon kohteeseen. Valkoinen aine on valkoista, koska nämä aksonit ovat yleensä kääritty myeliinivaippaan, joka on valkoinen rasvakudos.
Aivoissa on kaksi pääharmaa-ainealuetta: limbisen järjestelmän sisempi klusteri ja edellä mainitut aivorungon osat ja paksu kuorikerros, joka on peitetty 2 mm: n aivokuorikerroksella. Välissä oleva suuri valkoisen aineen pala koostuu pääasiassa kortikaalisten hermosolujen aksoneista. Aivokuori on suuri komentokeskus, ja monet sen käskyt ovat peräisin aksonien massasta koostumuksessaan.
Hienoin esimerkki tästä konseptista on kokoelma Dr. Greg Dunnin ja Brian Edwardsin taiteellisia esityksiä. Katso selkeä ero harmaata ainekuoren ulkokerroksen ja sen alla olevan valkoisen aineen välillä.
Nämä aivokuoren aksonit voivat välittää tietoa aivokuoren toiseen osaan, aivojen alaosaan tai selkäytimen - hermoston valtatien - ja muun kehon läpi.
Katsotaanpa koko hermostoa.
Hermosto on jaettu kahteen osaan: keskushermostoon - aivoihin ja selkäytimeen - ja ääreishermostoon - joka koostuu neuroneista, jotka säteilevät selkäytimestä muuhun kehoon.
Useimmat neuronityypit ovat interneuroneja, jotka kommunikoivat muiden neuronien kanssa. Kun ajattelet, päässäsi on joukko interneuroneja, jotka puhuvat toisilleen. Interneuroneja esiintyy pääasiassa aivoissa.
Kaksi muuta neuronityyppiä ovat aistihermot ja motoriset neuronit - nämä kulkevat selkäydintä pitkin ja muodostavat ääreishermoston. Nämä neuronit voivat olla metrin pituisia. Tässä on tyypillinen rakenne kullekin tyypille:
Muistatko kaksi raitaa?
Nämä raidat löytyvät ääreishermoston syntymäkohdasta. Aistien hermosolujen aksonit kulkevat alas somatosensorisesta aivokuoresta aivojen valkoisen aineen läpi selkäytimeen (joka on yksinkertaisesti massiivinen aksonipaketti). Selkäytimestä ne menevät kaikkiin kehosi osiin. Jokainen ihosi osa on vuorattu hermoilla, jotka ovat peräisin somatosensorisesta aivokuoresta. Hermo, muuten, on sarja aksonipaketteja, jotka on sidottu yhteen pieneksi naruksi. Tässä on poikkileikkaus hermosta:
Hermo on kaikki violetissa ympyrässä, ja sisällä olevat neljä suurta ympyrää ovat aksonipaketteja.
Jos kärpäsi laskeutuu kädellesi, tapahtuu seuraavasti:
Kärpänen koskettaa ihoasi ja stimuloi aistihermoja. Hermojen aksoniterminaalit alkavat toimia potentiaalin kanssa ja välittävät tämän signaalin aivoihisi ilmaisemaan lentoa. Signaalit menevät somatosensorisen aivokuoren selkäytimeen ja somoihin. Somatosensorinen aivokuori antaa sitten motoriselle aivokuorelle signaalin liikkua olkapääsi löyhästi lentääksesi pois. Tietyt motorisen aivokuoren somat, jotka on yhdistetty käsivarren lihaksiin, käynnistävät potentiaalia lähettämällä signaaleja takaisin selkäytimeen ja sieltä käsivarren lihaksiin. Hermosolujen päässä olevat aksoniterminaalit stimuloivat käsivarren lihaksia, jotka ravistelevat sitä ajamaan lentää pois. Perhon hermojärjestelmä käy läpi syklin, ja se lentää pois.
Sitten amygdalasi katsoo ympärilleen ja tajuaa, että hyönteinen istuu sinun päälläsi, käskee motorisen kuoren nykimään vihamielisesti, ja jos se on hämähäkki kärpän sijasta, se myös määrää äänesi johdot huutamaan ja tuhoamaan maineesi.
Joten ymmärrämme aivojen toiminnan? Miksi sitten, jos professori kysyi tämän kysymyksen - kuinka monta mailia olemme matkustaneet, jos tämä maili on kaikki mitä meidän on tiedettävä aivoista - vastaus on kolme tuumaa?
Ja salaisuus on tämä.
Tiedämme, kuinka yksi tietokone lähettää sähköpostia, ja ymmärrämme täysin kaikki Internetin käsitteet, esimerkiksi kuinka monta ihmistä siellä on, mitkä sivustot ovat suurimmat, mitkä suuntaukset johtavat. Mutta kaikki nämä asiat keskellä - Internetin sisäiset prosessit - ovat hieman hämmentäviä.
Taloustieteilijät voivat kertoa sinulle kaiken yksittäisen kuluttajan toiminnasta, makrotalouden peruskäsitteistä ja kokonaisvaltaisista voimista - mutta he eivät voi koskaan kertoa sinulle tarkalleen, miten talous toimii sekunnin tarkkuudella tai mitä sille tapahtuu kuukauden tai vuoden kuluttua.
Aivot ovat jonkin verran samanlaisia. Meillä on pieni kuva - tiedämme kaiken siitä, miten neuronit aktivoituvat. Ja meillä on iso kuva - tiedämme kuinka monta hermosolua on aivoissa, mitkä ovat suurimmat lohkot ja rakenteet, kuinka ne hallitsevat kehoa ja kuinka paljon energiaa järjestelmä kuluttaa. Mutta jossain välissä - mitä kaikki aivojen osat tekevät - olemme täysin eksyneet.
Emme vain ymmärrä.
Mikä todella osoittaa meille, kuinka hämmentyneitä olemme, kuinka neurotieteilijät puhuvat aivojen osista, jotka ymmärrämme parhaiten. Kuten visuaalinen aivokuori. Ymmärrämme visuaalisen aivokuoren hyvin, koska se on helppo kartoittaa.
Tutkija Paul Merolla kuvasi sitä minulle seuraavasti:
Toistaiseksi hyvä. Mutta hän jatkaa:
Ja motorinen aivokuori, toinen parhaiten tutkituista aivojen alueista, osoittautuu tarkemmin tarkasteltuna vielä monimutkaisemmaksi kuin visuaalinen aivokuori. Koska vaikka tiedämme, mitkä motorisen aivokuoren kartan yleiset alueet vastaavat tiettyjä kehon alueita, yksittäiset hermosolut näillä motorisen aivokuoren alueilla eivät ole topografisesti linjassa, ja niiden yhteisen työn erityispiirteet kehon liikkeen luomiseksi ovat täysin epäselviä.
Neuroplastisuus, joka tekee aivomme niin hyödylliseksi, tekee niistä myös uskomattoman vaikean ymmärtää, koska aivojemme toiminta perustuu siihen, miten aivot muokkaavat itseään vastauksena tiettyihin ympäristöihin ja kokemuksiin. Tämä ei ole sieluton pala lihaa tai jotain, joka teillä, minulla, Masha-tädillä, Petit-setällä ja Bill Gatesilla on sama ainakin ulkonäöltään - syvällä sisällä jokaisen ihmisen aivot ovat ainutlaatuisia sanan korkeimmassa merkityksessä.
Ensimmäinen osa: Ihmiskolossus
Toinen osa: Aivot
Kolmas osa: Lentäminen neuronipesän yli
Osa neljä: neurotietokoneliitännät
Viides osa: Neuaralink-ongelma
Kuudes osa: Velhojen ikä 1
Kuudes osa: Wizardsin ikä 2
Seitsemäs osa: Suuri fuusio