что самое удивительное в мозге
О чем ты думаешь: удивительные способности мозга, открытые недавно
Ученые из Центра терапии мозговых цепей Университета Бригама Янга в США выяснили, что в мозге есть отдел, отвечающий за любовь, духовность, религиозность и альтруизм. Он располагается в периакведуктальном сером (PAG).
В ходе исследования специалисты изучили результаты тестов 80 пациентов с опухолью мозга, которые прошли их до и после операции. Так ученые поняли, что все дело в наиболее консервативной части ствола мозга – в PAG.
Мозг – это самая загадочная часть человеческого организма. Исследователи не могут до сих пор раскрыть все его секреты.
Признаки «скрытого сознания» в коме
Ученые из Колумбийского университета выяснили, что, когда человек находится в коме, например, после какой-то травмы, его мозг способен понимать команды, хоть и не может их выполнить.
Женский и мужской мозг работают по-разному
Мозг мужчины также крупнее женского на 10-12%, там больше и связей между полушариями, однако это никак не влияет на уровень интеллекта. Женщины имеют больше связей внутри полушарий.
Исследователям из Медицинской школы Йельского университета удалось опровергнуть идею о том, что после смерти в мозге происходят необратимые изменения. В ходе радикального эксперимента им удалось восстановить активность клеток и кровоток в мозге свиней через десять часов после их убийства. Подобные опыты проводили в СССР.
Таким образом ученые доказали, что клетки умирают не так быстро, как считалось ранее, и даже возможность оживить мертвые клетки. Конечно, ученые не наблюдали у подопытных животных активности, необходимой для полноценного функционирования мозга и проявления сознания. Мозг был клеточно активным, но сказать, что он был в полной мере живым, нельзя.
Самоочищение мозга от токсинов во время сна
Исследователи из Бостонского университета использовали аппарат МРТ для наблюдения за тем, что происходит в мозге человека во время сна, и впервые обнаружили, что спящий мозг ритмично омывается не только насыщенной кислородом кровью, но и спинномозговой жидкостью, которая очищает его от токсичных белков во время отдыха. Волнообразная активность потока спинномозговой жидкости настолько постоянна и предсказуема, что, например, легко определить, спит человек или бодрствует.
1,5 мегабайта на освоение родного языка
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что для овладения родным языком (в данном случае английским) человеческому мозгу требуется «хранилище» для информации, сравнимое по размеру всего с 1,5 мегабайтами компьютерной памяти.
Мозг не дает людям думать о смерти
Каждый хоть раз, наверное, думал про то, что он смертный. В какой-то момент придёт миг, когда его сердце закончит биться, а далее — нескончаемый сон. Но работники израильского Института имени Бар-Илана узнали, что мозг помогает людям не думать об этом.
Мозг, по мнению профессионалов, сравним с машиной времени. Он обращается к предшествующему опыту для пророчества поступков в реальности. Если человеку поочередно продемонстрировать изображение двух апельсинов с неким интервалом, то перед третьей картинкой мозг начнёт предсказывать возникновение ещё одного апельсина.
В ходе эксперимента 12 добровольцев согласились поглядеть сюжеты, где чередовались лица людей с изображениями, связанными с гибелью. С помощью ЭЭГ ученые наблюдали за активностью серого вещества. Всё было прогнозируемо до того времени, пока в числе лиц не начали всплывать лица самих испытуемых. В эти моменты мозг сбился. Он отказывался рассматривать, предсказывать и сравнивать.
Почему? Учёные затрудняются ответить. Однако подразумевают, что это часть инстинкта продолжения рода. Мол, если б наши праотцы очень много думали о гибели, они бы не шли на риск для размножения.
Скорость работы мозга просто астрономическая
Специалисты Массачусетского технологического института выяснили, что наш мозг работает в 8 раз быстрее, нежели считалось ранее. Например, для фиксации зрительного образа ему понадобится всего 13 миллисекунд, а не 100, как считали исследователи до этого.
36 странных и интересных фактов о человеческом мозге
Каждый день исследователи узнают что-то новое о том, как работает мозг. Сфера нейробиологии все еще находится в зачаточном состоянии, но быстро развивается, превращая вчерашние мозговые факты в сегодняшние мозговые мифы.
1. Ваш мозг делает творческую работу лучше, когда вы устали. Это может звучать безумно, но на самом деле имеет смысл, когда вы смотрите на причину этого.
Если вы пытаетесь сделать какую-то инновационную работу, вам на самом деле повезет больше, когда ваш мозг не функционирует эффективно или когда вы более устали. В этом случае ваш мозг не способен отфильтровать отвлечения и сосредоточиться на конкретной задаче. Это также должно помнить связи между понятиями и идеями.
Это хорошо, когда речь заходит об инновационной работе, поскольку такая работа требует от нас налаживания новых связей, открытости для новых идей и мышления по-новому. Поэтому усталый мозг гораздо полезнее для нас при работе над творческими проектами. Это одна из причин, по которой прекрасные идеи застряли в душе после долгого беспокойного дня.
2. Ваш мозг в любви: Исследователь Хелен Фишер провела свою академическую жизнь, пытаясь выяснить, что происходит в мозгах тех, кто страстно влюблен. Она обнаружила, что, когда они фокусируются на объекте своей привязанности, начинает светиться целый ряд частей мозга.
Она обнаружила, что хвостатый (часть примитивного мозга рептилий) очень активен у этих влюбленных людей. Загораются участки мозга, связанные с продукцией дофамина и норэпинефрина. Оба химических связаны с волнением и приятной деятельностью. Вот почему влюбленные говорят всю ночь или гуляют до рассвета, меняют работу или образ жизни, даже умирают друг за друга.
3. Стресс может изменить размер вашего мозга: некоторые исследования показали признаки уменьшения размера мозга из-за стресса. Довольно страшно думать, что длительный стресс может повлиять на наш мозг в долгосрочной перспективе.
Исследование показало, что у крыс, которые подвергались хроническому стрессу, гиппокампы (неотъемлемая часть формирования памяти) в их мозге фактически сокращались.
Другое исследование было проведено на обезьянах, которые были удалены от своих матерей и о которых заботились их сверстники в течение 6 месяцев. Области их мозга, связанные со стрессом, все еще были увеличены, даже после того, как они находились в нормальных социальных условиях в течение нескольких месяцев.
4. Части мозга: если вы разрезаете мозг человека посередине, у вас остаются два полушария коры головного мозга. Каждое полушарие содержит 4 доли: лобную, височную, теменную и затылочную доли. Они специализируются на выполнении определенных действий, например, лобная доля помогает вам принять решение, а затылочная доля специализируется на зрении. Более того, в мозгу есть более глубокие структуры, такие как лимбическая система, что имеет решающее значение для долговременной памяти.
6. Сон улучшает работу мозга: мы все знаем, насколько важен сон для нашего мозга, но как насчет сна? Череда коротких вспышек сна действительно полезна, и они могут повысить производительность мозга. Это помогает улучшить силу памяти и делает обучение лучше.
Согласно последним исследованиям, правая сторона мозга гораздо более активна во время дремоты, чем левая. Хотя 95% населения являются правшами, причем левая сторона их мозга является наиболее доминирующей, правая сторона всегда является более активным полушарием во время сна.
Таким образом, в то время как левая сторона мозга отнимает некоторое время, правая сторона очищает ваши временные области хранения, помещая некоторую информацию в долговременное хранилище, укрепляя ваши воспоминания от дня.
8. У мозга есть центр удовольствия: он позволяет нам узнать, когда что-то доставляет удовольствие, и усиливает желание снова выполнить то же самое приятное действие. Это известно как схема вознаграждения, которая включает в себя все виды удовольствий, от секса до смеха и конкретных видов употребления наркотиков.
9. Интроверсия и экстраверсия являются результатом разной проводки в мозге: существует разница в мозгах интровертов и экстравертов. Разница заключается в том, как они обрабатывают стимулы. Стимуляция, поступающая в наш мозг, обрабатывается по-разному в зависимости от личности. Для интровертов стимулы проходят длинный и сложный путь в областях мозга, связанных с планированием, запоминанием и решением проблем.
С другой стороны, для экстравертов путь намного короче. Он проходит через область, где происходит обработка вкуса, осязания, визуального и слухового восприятия. Более того, различие в системе допамина в мозгу экстраверта подталкивает их к поиску новизны, риску, наслаждению незнакомыми или удивительными ситуациями больше, чем другие.
10. Заставьте свой мозг думать, что время идет медленно: вы можете заставить свой мозг думать, что время движется медленнее, делая новые вещи. Когда мы получаем большое количество новой информации, нашему мозгу требуется время, чтобы все это обработать. Чем дольше длится эта обработка, тем дольше ощущается этот период времени. Например, опасная для жизни или случайная заболеваемость заставляет нас действительно уделять внимание, поэтому мы запоминаем время дольше, потому что записываем больше опыта.
С другой стороны, если мозгу нечего обрабатывать, кажется, что время движется быстрее. То же самое время на самом деле будет казаться короче, чем в противном случае. Обычно это происходит, когда вы берете много знакомой информации, потому что вы обрабатывали ее раньше.
13. Все клетки головного мозга не похожи друг на друга: хотя в головном мозге насчитывается 10 000 специфических типов нейронов, обычно существует три общих типа нейронов: сенсорные нейроны для передачи сенсорной информации, моторные нейроны для передачи моторной информации и интернейроны для передачи информации между разные типы нейронов.
14. Большинство клеток мозга не являются нейронами: нейроны составляют только 10 процентов наших мозговых клеток. Остальные 90 процентов, на которые приходится половина веса мозга, называются Гила (в переводе с греческого означает «клей»). Роль этих невоспетых клеток варьируется от зачистки избыточных нейротрансмиттеров до обеспечения иммунной защиты до фактического стимулирования и модуляции роста и функционирования синапсов (связи между нейронами).
15. Новые мозговые связи создаются каждый раз, когда вы формируете память. В человеческом мозге триллионы синапсов, образующих гибкую и сложную сеть, которая позволяет нам вести себя, чувствовать и думать. Ухудшение синапсов из-за нейротоксинов или заболеваний связано с когнитивными проблемами, изменением настроения и потерей памяти.
16. Мозг никогда не перестает меняться: исследование 2007 года на примере пациента с инсультом показывает, что взрослый мозг может быть способен создавать новые нервные пути, как и у детей. Зрительный центр взрослого мозга может распознавать себя нервно, преодолевая поврежденные пути и приводя к улучшению зрительного восприятия. Более того, исследования в области медитации показали, что энергичные умственные тренировки могут изменить как структуру, так и функцию мозга.
17. Мужской и женский мозг схожи: хотя мужские и женские гормоны влияют на развитие мозга по-разному, и исследования изображений обнаружили разницу в том, как мужчины и женщины чувствуют боль, справляются со стрессом и принимают социальные решения, степень, в которой эти различия являются генетическими или сформированными опытом, неизвестна.
Исследование, опубликованное в Психологическом бюллетене (январь 2010 года), проанализировало около полумиллиона девочек и мальчиков из 69 стран и не обнаружило общего разрыва в математических способностях.
20. Полтора часа потливости могут временно уменьшить мозг на год старения. Час с половиной минут потоотделения могут временно сжать мозг так же сильно, как год старения. Исследователи из Института психиатрии Королевского колледжа Лондона изучали мозг подростков после 90 минут езды на велосипеде. Они обнаружили, что чрезмерно одетые велосипедисты потеряли около 1 кг пота, а их мозговая ткань уменьшилась. Более того, только 5 минут без кислорода могут привести к повреждению мозга.
21. Человеческий мозг не твердый: он мягкий и мягкий, похожий на мягкий желатин, и он очень хрупкий. Когда хирурги выполняют гемисферэктомию (процедура используется для лечения различных судорожных расстройств), они удаляют / отключают половину мозга, чтобы остановить судороги.
22. Емкость для хранения мозга. Мозг содержит около 1 миллиарда нейронов, и каждый нейрон образует около 1000 соединений с другими нейронами. Они объединяются так, что каждый из них помогает со многими воспоминаниями одновременно, экспоненциально увеличивая объем памяти мозга до 2,5 петабайт (если быть точным). Это означает, что ваш мозг может хранить 3 миллиона часов телешоу. Вам придется оставить телевизор включенным более чем на 300 лет, чтобы использовать все это хранилище.
1300 ккал в сутки = 54,16 ккал в час
15.04 ккал в час = 15.04 грамм калорий в секунду = 62.93 джоулей в секунду
62,93 джоулей в секунду = 63 Вт (приблизительно)
20 процентов от 63 Вт = 12,6 Вт
Это означает, что ваш мозг вырабатывает около 12 Вт электроэнергии. Это может увеличиться до 25 Вт, если ваш мозг работает над какой-то интенсивной / сложной задачей. Этого достаточно для питания светодиодной лампы низкой мощности.
25. Клетки мозга каннибализируют себя: когда вы не едите, вызывающие чувство голода нейроны в мозге начинают поедать кусочки себя. Этот акт самоуничтожения вызывает сигнал голода, чтобы побудить к еде. Это объясняет, почему так сложно придерживаться диеты.
26. Мы используем 100% нашего мозга. Многие люди, включая Альберта Эйнштейна, ошибочно приписывают, что мы используем только 10% нашего мозга. Правда в том, что мы используем практически каждую часть мозга, и большинство частей остаются активными все время (включая время сна). Большинство клеток используются для контроля бессознательных действий, таких как сердечный ритм, сновидения и т. д.
Кроме того, не существует такого понятия, как правое полушарие или левое полушарие. Мы не правы или левые? мы «весь мозг».
27. Алкоголь влияет на память: алкоголь в первую очередь нарушает способность образовывать новые длинные воспоминания. С увеличением количества потребляемого алкоголя увеличивается и степень ухудшения памяти. Если вы пили и не помните, что случилось прошлой ночью, это не потому, что вы забыли. Алкоголь в теле сделал ваш мозг неспособным формировать воспоминания.
29. История мозга Альберта Эйнштейна. Перед смертью Эйнштейн попросил полностью кремировать его тело. Но Томас Харви, патолог Принстонского университета, удалил свой мозг во время аутопсии и держал его в банке в подвале в течение 40 лет. Он разрезал мозг на кусочки и отправил разным ученым для разных исследований. В 1999 году они обнаружили, что мозг Эйнштейна имел необычные складки на теменной доле, часть мозга, связанная с математическими и пространственными способностями. Кроме того, определенные части его мозга имели больше глиальных клеток по отношению к нейронам.
31. Мозговая информация распространяется с разной скоростью внутри различных типов нервных клеток. Эти сигналы могут перемещаться так же медленно, как около 1,5 км в час или так же быстро, как около 430 км в час. Кроме того, нервные клетки могут передавать 1000 нервных импульсов в секунду.
32. 4-му самому мощному суперкомпьютеру в мире (разработанному Японией) потребовалось 40 минут, чтобы имитировать всего одну секунду активности человеческого мозга. Компьютер имеет 705 024 процессорных ядра и 1,4 миллиона ГБ оперативной памяти. В настоящее время не существует компьютера, который мог бы выполнять симуляцию деятельности органа в режиме реального времени, но Intel заявила, что намерена запустить такую машину к 2019 году.
33. По данным Всемирной организации здравоохранения, длительное использование мобильного телефона значительно увеличивает риск опухолей головного мозга. Тем не менее баланс современных научных данных свидетельствует о том, что воздействие радиоволн ниже уровней, установленных в международных руководствах, не вызывает проблем со здоровьем для населения в целом.
34. Человеческий мозг также является радиопередатчиком, который посылает измеряемую электрическую волну. Фактически, он продолжает посылать эти сигналы в течение 37 часов после смерти.
35. Хотя в вашем мозгу обрабатываются любые виды боли, в вашем мозгу нет болевых рецепторов и он не чувствует боли. Это просто инструмент, который мы используем, чтобы обнаружить боль. Это объясняет, как можно проводить операции на головном мозге, когда пациент бодрствует без дискомфорта или боли.
36. Средний мозг генерирует от 25 000 до 50 000 мыслей в день. Подсчитано, что у большинства людей 70% этих мыслей являются отрицательными. Кроме того, более 100 000 химических реакций происходят в вашем мозгу каждую секунду.
Нейроны и нейромедиаторы
Химические цепочки
Все чувства и эмоции, которые испытывают люди, возникают путем химических изменений в головном мозге. Прилив радости, который человек ощущает после получения положительной оценки, выигрыша в лотерею или при встрече с любимым, происходит вследствие сложных химических процессов в головном мозге. Мы можем испытывать огромное количество эмоций, например таких, как печаль, горе, тревога, страх, изумление, отвращение, экстаз, умиление. Если мозг дает телу команду на осуществление какого-либо действия, например, сесть, повернуться или бежать, это также обусловлено химическими процессами. «Химический язык» нашей нервной системы состоит из отдельных «слов», роль которых исполняют нейромедиаторы (их еще называют нейротрансмиттерами).
Любой нейрон может получать большое количество химических сообщений, как положительных, так и отрицательных («работай» или «стоп»), от других нейронов, которые его окружают. Эти сообщения могут конкурировать или «сотрудничать», между собой, заставляя нейрон отвечать специфическим образом. Поскольку все эти события происходят в течение очень короткого времени (считаные доли секунды), очевидно, что медиатор должен быть удален из синаптического пространства очень быстро, чтобы те же самые рецепторы могли работать снова и снова. И это удаление может происходить тремя способами. Молекулы нейромедиатора могут быть захвачены назад в то нервное окончание, из которого они были выделены, и этот процесс получил название «обратный захват» («reuptake»); нейромедиатор может быть разрушен специфическими ферментами, находящимися в готовности недалеко от рецепторов на поверхности нейрона; или активное вещество может просто рассеяться в окружающую область мозга, и быть разрушено там.
Изменение нейротрансмиссии с помощью лекарств
Рассмотрим, что происходит при изменении уровней нейромедиаторов мозга на примере трех из них (серотонин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Серотонин
Многие исследования показывают, что низкий уровень серотонина в головном мозге приводит к депрессии, импульсивным и агрессивным формам поведения, насилию, и даже самоубийствам. Лекарственные вещества под названием антидепрессанты создают блок на пути обратного захвата серотонина, тем самым несколько увеличивая время его нахождения в пространстве синапса. Как итог, в целом увеличивается количество серотонина, участвующего в передаче сигналов с нейрона на нейрон, и депрессия со временем проходит.
В последние годы ведутся бурные дискуссии вокруг психического расстройства, носящего название «синдром дефицита внимания с 
гиперактивностью» (СДВГ, ADHD). Это расстройство, как правило, диагностируется в детском возрасте. Таким детям очень сложно сохранять концентрацию внимания в течение длительного времени, они совершенно не могут сидеть, не двигаясь; они постоянно находятся в движении, импульсивны и чрезмерно активны. К сожалению, СДВГ диагностируют у все большего числа детей, и многие из них получают лекарства, увеличивающие деятельность медиатора дофамина. Это помогает ребенку быть готовым к работе, более внимательным и сосредоточенным, и поэтому более способным последовательно выполнять задания.
Наркотическое вещество, известное как «экстази» или МДМА, также изменяет уровень серотонина в мозге, но намного более радикально. Он заставляет выделяющие серотонин нейроны выплескивать все содержимое сразу, затапливая этим химикатом весь мозг, что, конечно, вызывает ощущение чрезвычайного счастья и гиперактивность (чрезмерную двигательную активность). Однако, за это приходится расплачиваться позже. После того как экстази израсходовал весь мозговой запас серотонина, включаются компенсаторные механизмы, быстро разрушающие избыток нейромедиатора в мозге. После того, как спустя несколько часов действие наркотика заканчивается, человек, вероятно, будет чувствовать себя подавленным. Этот период «депрессии» продлится до тех пор, пока мозг не сможет восполнить запасы и обеспечить нормальный уровень медиатора. Повторное использование на этом фоне экстази может привести к глубокой депрессии или другим проблемам, которые будут тянуться в течение долгого времени.
Дофамин
Ученые обнаружили, что люди с расстройством психики, известным как шизофрения, фактически чрезмерно чувствительны к дофамину в мозге. Как следствие, при лечении шизофрении используются лекарства, которые блокируют дофаминовые в головном мозге, таким образом, ограничивая воздействие этого нейромедиатора.
С другой стороны, вещества, известные как амфетамины, увеличивают уровень дофамина, заставляя нейроны его высвобождать, и препятствуя его обратному захвату. В некоторых странах врачи используют разумные дозы этих препаратов при лечении некоторых заболеваний, например, синдрома гиперактивности с дефицитом внимания. Тем не менее, иногда люди абсолютно необдуманно неправильно используют эти вещества, пытаясь обеспечить себе повышенный уровень бодрствования и способность решать любые задачи.
Гамма-аминомасляная кислота
Гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, является главным медиатором, чья роль заключается в передаче нейронам команды «стоп». Исследователи полагают, что определенные типы эпилепсии, которые характеризуются повторными припадками, затрагивающими сознание человека и его двигательную сферу, могут являться результатом снижения содержания ГАМК в головном мозге. Передающая система мозга, не имея адекватного «тормоза», входит в состояние перегрузки, когда десятки тысяч нейронов начинают сильно и одновременно посылать свои сигналы, что приводит к эпилептическому приступу. Ученые полагают, что за разрушение слишком большого количества ГАМК могут быть ответственны мозговые ферменты, в связи с чем появились лекарства, которые помогают остановить этот процесс. Время показало их эффективность в лечении не только эпилепсии, но и некоторых других нарушений работы мозга.