Нейронные связи в мозгу – понятие, сколько всего невронов в головном мозге человека, какое его строение, виды и функции, восстанавливаются ли нервные клетки.

Содержание

6 эффективных способов создать новые нейронные связи головного мозга

Каждый из нас хоть раз в жизни слышал о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Но, проведя массу серьезных исследований и экспериментов, ученым удалось доказать, что организм человека способен не только «тратить», но и «создавать» новые нервные клетки. Данный процесс получил название «нейрогенез».

Так как о нейрогенезе люди узнали совсем недавно, то пока у ученых нет однозначных ответов на касающиеся этой темы вопросы, а их мнениях во многом расходятся. И в этом нет ничего странного или удивительного, ведь изучать человеческий мозг трудно и по медицинским, и по этическим причинам.

Пока ученые продолжают проводить исследования на грызунах, мы в данной статье попытаемся разложить по полочкам всю ту информацию о формировании новых нейронных связях головного мозга, которая доступна нам на текущий момент.

Немного полезной информации о нейронах

Нейроны, в отличие от всех остальных клеток нашего организма, «не умеют» делиться, поэтому до недавних пор ученые были убеждены, что человек всю жизнь живет с тем ограниченным запасом нервных клеток, который достался ему при появлении на свет. Результаты многочисленных современных исследований показали, что данное утверждение не соответствует истине, так как нейроны все же создаются на протяжении всей нашей жизни. Происходит это благодаря стволовым клеткам, которые обладают способностью превращаться в клетки практически любого вида.

Наш мозг обладает собственным запасом стволовых клеток. Ученые пока не могут определить точное число принимающих участие в формировании новых нервных клеток отделов. Научному сообществу известно только то, что новые нейроны формируются в отвечающей за память и эмоции зубчатой извилине гиппокампа и тонком слое клеток, расположенном вдоль желудочков мозга (субвентикулярная зона).

Многие новообразованные нейроны практически сразу же погибают из-за активной работы нейромедиаторов, негативного влияния микросреды, определенных белков и прочей химии, происходящей в нашем головном мозге.

Чтобы новоиспеченная нервная клетка могла продолжить свое существование, ей необходимо сформировать нейронную связь (синапс) с другими нервными клетками. Так как мозгу совершенно не нужны одиноко плавающие нейроны, то он просто уничтожает их, ведь никакой пользы они ему не приносят и в будущем принести не смогут. Те же нейроны, которые смогли установить связь с другими нервными клетками, успешно встраиваются в структуру нашего головного мозга.

Каждый день в структуру мозга может встроиться около 700 – 800 нейронов, которые сумели выжить и образовать новые нейронные связи.

Запрограммированная мозгом гибель клеток или апоптоз является совершенно нормальным процессом, которого не стоит бояться. При помощи апоптоза мозг наводит порядок и избавляется от ненужных ему нейронов.

Мозг взрослого среднестатистического человека состоит примерно из 85 – 88 миллионов нервных клеток.

Мозг новорожденного содержит намного больше нейронов, но уже к концу первого года жизни их количество уменьшается практически в два раза. Психофизиолог и сотрудник Психологического института РАО Илья Захаров объясняет это тем, что человеческий мозг активнее всего развивается в первые три года после рождения.

Новые нейронные связи головного мозга

Почему так происходит? Дело в том, что именно в этот период времени ребенок активно познает окружающий мир: он постоянно трогает что-то новое, нюхает его, видит, пробует на вкус или на ощупь и т.д. Все новые знания фиксируются в головном мозгу малыша в виде новых нейронных связей, благодаря которым сохраняются все сформированные и уже закрепленные навыки, весь приобретенный эмоциональный и интеллектуальный опыт.

Хотя человеческий мозг подобным образом развивается на протяжении всей жизни, но «основной рывок» он совершает именно в самом раннем детстве.

Как нейронные связи влияют на наше восприятие окружающего мира?

Любым человеком, независимо от уровня его духовного развития, движет один из трех основных инстинктов: инстинкт размножения, инстинкт иерархии и инстинкт выживания. Они, глубоко «сидя» где-то в недрах нашего рептильного мозга, четко и расчетливо управляют нашей жизнью. Именно благодаря инстинктам мы хотим завоевать признание и уважение окружающих нас людей, выделиться из толпы, любить и быть любимыми, рожать и воспитывать детей, двигаться вперед и решать не только жизненные, но и математические или экономические задачи. Инстинкты очень сильно влияют на наш выбор и на нашу повседневную жизнь.

У животных за удовлетворение вызванных тремя основными инстинктами желаний отвечают рептильный мозг и ответственная за выработку «гормонов счастья» лимбическая система. В нашем же арсенале есть отлично развитая кора головного мозга, которая дарит нам возможность удовлетворять инстинктивные желания миллионами разных способов. Хорошо развитая кора позволяет нам не только реализовывать свои инстинкты, но и обманывать мозг, делая вид, что мы, занимаясь удовлетворением инстинктивных желаний, реально выбираем правильный, конструктивный и полезный способ.

Зачем же нам заниматься самообманом? А затем, что мозг и в первом, и во втором случае «вручает» нам «подарок» в виде гормональной «плюшки».

Суть данного вопроса заключается именно в самообмане нашего мозга: когда наш мозг совершает объективно вредное действие, он внутренне убежден в том, что это действие реально способствует нашему выживанию. Объективно полезное же действие мозг воспринимает как угрозу выживанию, поэтому оно зачастую сопровождается стрессом.

Ранее образованные нейронные связи включают в себя все наши умения, привычки и ассоциации. И в этом нет ничего плохого, а вся проблема заключается только в том, что чаще всего эти связи создаются совершенно случайно, а потом эти случайно сформированные нейронные дорожки ведут нас не в ту сторону и становятся серьезным препятствием на пути к нашему счастью.

Если родители постоянно хвалили ребенка за то, что он хорошо знает математику, то в его мозгу формируются мощные нейронные пути, созданные при помощи положительного действия дофамина и серотонина. В данном случае математика становится для такого ребенка источником истинного удовольствия, поэтому он постоянно будет развиваться в этом направлении, а во взрослом возрасте сможет достичь каких-то существенных результатов и добиться успеха.

Если же родители никогда не поощряли ребенка и все его начинания сопровождались жесткими комментариями, то эта нейронная связь будет «отполирована» негативным влиянием гормона кортизола. Со временем ребенок возненавидит математику, не захочет развиваться в данном направлении и выберет совершенно другой вид деятельности. Во взрослом же возрасте он может и не вспомнить, откуда взялась такая нелюбовь к точным наукам.

Данную схему можно применить не только к выбору рода деятельности, но и к людям, местам, фильмам, книгам, музыке и т.д. Чем сильнее выброс гормона (сопроводительная эмоция), тем крепче и быстрее формируется нейронная связь.

Поэтому каждый из нас может в любой момент оказаться Алисой в Зазеркалье и начать относиться положительно к тому, что вредно, а от того, что полезно, будет уклоняться. При помощи вредных и избыточных удовольствий наш мозг пытается избежать давно миновавшего негатива. Поэтому во взрослом возрасте вы будете избегать математики, потому что родители относились негативно к вашему увлечению, или же пристраститесь к сладкому, потому что пирожные в детском возрасте помогали вам пережить очередное поражение и т.д.

На формирование нейронных связей влияют не только гормоны и вызываемые ими эмоции, но и количество повторений. Чем чаще и регулярнее вы повторяете то или иное действие, тем крепче становится нейронная связь.

Если нейронная связь ведет к объективно негативному результату (скандал, физическое насилие, потеря работы, ожирение, проблемы со здоровьем и т.д.), и она не только достаточно крепкая, но и «отшлифованная» положительными гормонами и приятными эмоциями, то человеческий мозг будет субъективно воспринимать такую нейронную связь как нужную и полезную.

Нейронные связи, сформированные при помощи сильных эмоций и большого количества повторений, могут вести нас как к райскому саду, так и к вратам ада. И все это происходит без каких-либо усилий со стороны нашего сознательного.

Как создать новые нейронные связи головного мозга: несколько эффективных способов

Выбирая между привычным и новым поведением, большинство людей отдаст предпочтение первому варианту. Почему? От многих мужчин и женщин можно услышать такую фразу: «Умом я все понимаю, но ничего не могу с собой поделать. Я говорю себе, что сложившаяся ситуация меня совершенно не устраивает, но продолжаю вести себя так, как вел (вела) раньше!». Парадокс? Нет! Все дело в уже сформировавшихся нейронных связях!

Чем крепче нейронная связь, тем больше образовывается синапсов (синапс — место контакта между двумя нервными клетками), и тем мощнее и эффективнее становятся электрические сигналы между входящими в эту связь нервными клетками. Чем больше формируется синапсов, тем активнее и эффективнее они начинают работать. Нервные же клетки, входящие в крепкую нейронную связь, со временем покрываются специфической оболочкой, которую можно сравнить с проводами. Она не только защищает и изолирует нейроны, но и значительно повышает их активность.

Именно поэтому человек, который действует не так, как обычно, ощущает неудовлетворенность и тревогу как на ментальном, так и на физическом уровне. Когда вы отказываетесь следовать по уже сформированным нейронным путям, ваш мозг воспринимает это как угрозу вашему выживанию.

А ведь эти старые нейронные связи укоренились в вашей голове только из-за того, что ваш мозг когда-то их связал с «гормонами счастья» и положительными эмоциями! Вы же, повторив определенное количество раз то или иное вызывающее положительную эмоцию действие, «заставили» ваш мозг «поверить» в то, что оно напрямую связано с вашим выживанием.

Можно ли избавиться от старых, объективно вредных и ведущих в никуда нейронных связей? Можно ли создать новые нейронные связи, благодаря которым ваша жизнь изменится в лучшую сторону? Не только можно, но и нужно! Как это сделать? Предлагаем вашему вниманию несколько эффективных способов!

1. Меняем привычный образ жизни

Ученые доказали, что те процессы, которые вредят организму, негативно влияют и на головной мозг. Хроническое переутомление, постоянный стресс, дефицит сна, ночные кошмары, депрессия, постоянное переедание, злоупотребление лекарственными препаратами и алкогольными напитками, вредные привычки, малоподвижный образ жизни, несбалансированное питание и многие другие негативные факторы окружающей среды препятствуют образованию новых нейронных связей.

Проведенные на мышах исследования показали, что формированию новых нервных клеток и их связей способствуют физическая активность, обогащенный полезными веществами рацион, полноценный ночной отдых, разные развлечения и т.д.

У людей, ведущих здоровый и активный образ жизни, головной мозг, по сравнению с людьми, ведущими малоактивный и малоподвижный образ жизни, стареет намного медленнее.

Новые нейронные связи для счастливой жизни

2. Заменяем старую нейронную связь совершенно новой

Чтобы научиться строить новые нейронные связи на основе старых, необходимо желаемое поведение связать с привычным для вашего мозга поведением, которое доставляет вам удовольствие. Рассмотрим данный способ создания полезных нейронных связей на примере человека, которому нужно найти новую работу.

Человек, которому необходимо отыскать честного и справедливого работодателя, прекрасно понимает, что эта затея достаточно трудная и на неё придется потратить много личного времени, поэтому он делает все возможное, чтобы оттянуть момент начала поисков. Чтобы облегчить задачу, такому человеку необходимо связать процесс поиска работы с чем-то, что вызывает у него положительные эмоции. Если желающий трудоустроиться специалист обожает зеленый чай, то ему необходимо отправиться в любимое кафе вместе с планшетом или ноутбуком, заказать там зеленый чай и начать на протяжении определенного времени (1,5−2 часа) мониторить те сайты, на которых он сможет отыскать подходящего ему работодателя.

Поначалу будет тяжело, но через 5 – 7 дней такому человеку станет намного проще заниматься поисками работы. А если процесс пойдет по правильному пути и организм начнет вырабатывать дофамин, то желающий трудоустроиться будет приходить в любимое кафе за 10 минут до его открытия, лишь бы побыстрее заказать зеленый чай и продолжить поиски!

Если вы давно планировали начать заниматься спортом и уже записались в тренажерный зал, то вам следует объединить тренировки с тем, что вы любите и что вызывает у вас положительные эмоции: слушайте любимую музыку, купите новую спортивную одежду, на которую вы уже давно засматриваетесь, но все никак не можете приобрести, запишитесь на массаж и идите на сеанс сразу же после тренировки, позовите с собой коллегу или друга и т.д.

Многим людям данный способ может показаться банальным, но именно так можно построить совершенно новую и объективно полезную нейронную связь на основе старой и объективно вредной нейронной связи.

Связывание старых нейронных путей с новыми, а неприятное с приятным – это достаточно трудоемкая задача. Чем старше становится человек, тем труднее его мозгу создавать новые синапсы между нервными клетками. Поэтому вовлечение уже существующих связей (паттернов) в создание совершенно новых нейронных путей существенно облегчает эту задачу.

3. Находим приятную и полезную замену

Когда мы лишаемся чего-то привычного, то начинаем испытывать сильнейший дискомфорт и гнетущее чувство тревоги. Мозг, пытаясь избежать этих деструктивных ощущений, «толкает» нас что-то делать в буквальном смысле этого слова. Чаще всего люди начинают заниматься всякими ненужными делами, которые не только не меняют их жизнь в лучшую сторону, но и могут в будущем стать причиной возникновения серьезных проблем с душевным или физическим здоровьем. Именно поэтому многие бывшие курильщики заменяют сигареты едой и очень быстро набирают лишний вес. Многие из них прекрасно понимают, что так нельзя, но ничего не могут с собой поделать, ведь еда не только спасает их от тревоги и дискомфорта, но и активизирует выработку «гормонов счастья».

Именно поэтому вам нужно найти приятную и полезную замену. Кто-то отдает предпочтение чтению книг, кого-то привлекает рисование, кто-то записывается в тренажерный зал, а кто-то полностью отдается работе. У каждого из нас есть свои индивидуальные предпочтения, поэтому универсальной замены, которая бы подошла абсолютно любому человеку, не существует и существовать не может!

Находясь в поисках приятной и полезной замены, не забывайте о том, что в приоритете у вас должна быть цель (создание полезных нейронных связей), а не средства, которые вы используете для её достижения.

Если человек приходит в любимое кафе, несколько раз заказывает зеленый чай, но мониторит социальные сети и ведет переписку с другом, а не занимается поиском работы, то те средства, которые он выбрал для достижения своей цели, ему совершенно не подходят! Если вы «выбрали» определенную нейронную связь и влияете на неё тем или иным образом, а «воз и ныне там», то следует продолжать поиски средств до тех пор, пока вы не отыщете подходящие именно вам варианты!

Если вы смотрели мультсериал «Эй, Арнольд», то должны помнить Шоколадного Мальчика, который ни дня не мог прожить без шоколада. Арнольд, узнав печальную историю нового друга, сделал все возможное, чтобы ему помочь. Обожающий шоколад школьник смог избавиться от шоколадной зависимости, но стал зависимым от редиски. Редиска, в отличие от шоколада, полезна для организма, поэтому Шоколадный Мальчик не только при помощи замены создал в своей голове новую нейронную связь, но и улучшил качество своей жизни!

4. Учимся преодолевать чувство отторжения

Почему мы не спешим ближе знакомиться с теми людьми, которые нам неприятны, слушать музыку неизвестных исполнителей, читать книги неизвестного автора или смотреть фильм неизвестного режиссера? Дело в том, что наш мозг склонен доверять первым впечатлениям, поэтому человеку, который хочет создать новую нейронную связь, нужно иногда делать то, что ему совершенно не нравится.

Многие наши ощущения часто основываются только на каком-то случайном жизненном опыте, поэтому они далеко не всегда способны объективно отражать всю ситуацию. Такие случайно сформировавшиеся нейронные связи заставляют нас испытывать чувство отторжения и тревоги каждый раз, когда мы «сворачиваем» с хорошо известного пути и совершаем несвойственное нам действие.

Если вы отдаете предпочтение старым нейронным связям только из-за того, что не желаете испытывать чувство отторжения и тревоги, то вы упускаете огромнейшее количество возможностей изменить свою жизнь в лучшую сторону и стать реально счастливым человеком.

5. Регулярно и «через не хочу» повторяем нужное действие

Чтобы создать нужные синаптические связи между нервными клетками, необходимо одно и то же действие повторять снова и снова. И не имеет никакого значения, выделяются ли в этот момент «гормоны счастья» или нет. Многократное повторение способствует созданию новой нейронной связи и без активного участия эмоций.

Если вы систематически совершаете одно и то же действие и повторяете одно и то же поведение, то в той или иной нейронной связи передача электрических сигналов с каждым разом становится все эффективнее, а связь с выработкой «гормонов счастья» — все крепче. Те же нейроны, которые долгое время пребывают в неактивном состоянии, мозг уничтожает, так как они больше ему не нужны. Так проявляется экономность и гибкость нашей природы!

Необходимо потратить от нескольких дней до нескольких месяцев, чтобы приучить мозг ассоциировать полезное и нужное вам действие с «гормонами счастья». Для этого вам необходимо активно задействовать префронтальную кору, отвечающую за самоконтроль.

Поначалу вы будете отдавать предпочтение старому поведению, ведь новые действия будут вызывать у вас чувство дискомфорта, тревоги, отторжения и беспокойства. Если будете выполнять нужное вам действие регулярно и «через не хочу», то сможете создать новую нейронную связь в мозгу, благодаря которой ваша жизнь начнет меняться в лучшую сторону!

6. Составляем специальный конспект

Многие изучающие теоретическую физику студенты, которые хотят создать новые нейронные связи в своем мозгу, используют этот способ. Чтобы составить конспект, необходимо взять какой-нибудь текст и прочитать его два раза: первый раз – бегло, а второй раз – очень вдумчиво.

Свободно пользуясь оригиналом, перепишите текст дословно, а затем перечитайте то, что вы написали. Отложите и оригинал, и переписанный текст. Возьмите чистый лист бумаги и резюмируйте всю полученную с оригинала информацию. Прочтите свое резюме и попытайтесь самостоятельно написать весь текст, не используя никаких подсказок.

Используя этот способ, вы не только при помощи чтения, воспроизведения, запоминания и структурирования «заставите» мозг создавать новые нейронные связи, но и, стимулируя нервные окончания на пальцах ваших рук, положительно повлияете на собственные мнемонические способности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

как наш мозг создает нейронные связи и формирует привычки и интеллект — T&P

Гормоны влияют на механизмы образования эмоций и действие различных нейрохимических веществ, и, как следствие, участвуют в формировании устойчивых привычек. Автор книги «Гормоны счастья» заслуженный профессор Калифорнийского университета Лоретта Грациано Бройнинг предлагает пересмотреть шаблоны нашего поведения и научиться запускать действие серотонина, дофамина, эндорфина и окситоцина. T&P публикуют главу из книги о том, как самонастраивается наш мозг, реагируя на опыт и формируя соответствующие нейронные связи.

Лоретта Грациано Бройнинг

основатель Inner Mammal Institute, заслуженный профессор Калифорнийского университета, автор нескольких книг, ведет блог «Your Neurochemical Self» на сайте PsychologyToday.com

Перекладывая нейронные пути

«Гормоны счастья»

Каждый человек рождается с множеством нейронов, но очень небольшим количеством связей между ними. Эти связи строятся по мере взаимодействия с окружающим нас миром и в конечном счете и создают нас такими, какие мы есть. Но иногда у вас возникает желание несколько модифицировать эти сформировавшиеся связи. Казалось бы, это должно быть легко, потому что они сложились у нас без особых усилий с нашей стороны еще в молодости. Однако формирование новых нейронных путей во взрослом возрасте оказывается неожиданно сложным делом. Старые связи настолько эффективны, что отказ от них создает у вас ощущение, что возникает угроза выживанию. Любые новые нервные цепочки являются весьма хрупкими по сравнению со старыми. Когда вы сможете понять, как трудно создаются в мозгу человека новые нейронные пути, вы будете радоваться своей настойчивости в этом направлении больше, чем ругать себя за медленный прогресс в их формировании.

Пять способов, с помощью которых самонастраивается ваш мозг

Мы, млекопитающие, способны в течение жизни создавать нейронные связи, в отличие от видов с устойчивыми связями. Эти связи создаются по мере того, как окружающий нас мир воздействует на наши органы чувств, которые посылают соответствующие электрические импульсы в мозг. Эти импульсы прокладывают нейронные пути, по которым в будущем быстрее и легче побегут другие импульсы. Мозг каждого отдельного человека настроен на индивидуальный опыт. Ниже приведены пять способов, с помощью которых опыт физически меняет ваш мозг.

«Гормоны счастья»

Жизненный опыт изолирует молодые нейроны

Постоянно работающий нейрон с течением времени покрывается оболочкой из особого вещества, которое называется миелин. Это вещество значительно повышает эффективность нейрона как проводника электрических импульсов. Это можно сравнить с тем, что изолированные провода могут выдерживать значительно большую нагрузку, чем оголенные. Покрытые миелиновой оболочкой нейроны работают без затраты излишних усилий, что свойственно медленным, «открытым» нейронам. Нейроны с миелиновой оболочкой выглядят скорее белыми, чем серыми, поэтому мы разделяем наше мозговое вещество на «белое» и «серое».

В основном покрытие нейронов миелином завершается у ребенка к возрасту двух лет, по мере того как его тело научается двигаться, видеть и слышать. Когда рождается млекопитающее, в его мозгу должна сформироваться ментальная модель окружающего его мира, что предоставит ему возможности для выживания. Поэтому выработка миелина у ребенка максимальна при рождении, а к семи годам она несколько снижается. К этому времени вам уже не надо учить заново истины, что огонь обжигает, а земное тяготение может заставить вас упасть.

Если вы думаете, что миелин «зря расходуется» на усиление нейронных связей именно у молодых, то следует понимать, что природа устроила именно так по обоснованным эволюционным причинам. На протяжении большей части истории человечества люди заводили детей сразу по достижении половой зрелости. Нашим предкам нужно было успеть решить первоочередные насущные задачи, которые обеспечивали выживание их потомства. Во взрослом состоянии они больше использовали новые нейронные связи, чем перенастраивали старые.

С достижением периода полового созревания человека формирование миелина в его организме вновь активизируется. Это происходит из-за того, что млекопитающему предстоит осуществить новую настройку своего мозга на поиск наилучшего брачного партнера. Часто в период спаривания животные мигрируют в новые группы. Поэтому им приходится привыкать к новым местам в поисках пищи, а также к новым соплеменникам. В поисках брачной пары люди также нередко вынуждены перемещаться в новые племена или кланы и постигать новые обычаи и культуру. Рост выработки миелина в период полового созревания как раз всему этому и способствует. Естественный отбор устроил мозг таким, что именно в этот период он меняет ментальную модель окружающего мира.

Все, что вы целенаправленно и постоянно делаете в годы своего «миелинового расцвета», создает мощные и разветвленные нейронные пути в вашем мозгу. Именно поэтому так часто гениальность человека проявляется именно в детстве. Именно поэтому маленькие горнолыжники так лихо пролетают мимо вас на горных спусках, которые вы не можете освоить, сколько ни стараетесь. Именно поэтому таким трудным становится изучение иностранных языков с окончанием юношеского возраста. Будучи уже взрослыми, вы можете запоминать иностранные слова, но чаще всего вы не можете быстро подбирать их для выражения своих мыслей. Это происходит потому, что вербальная память концентрируется у вас в тонких, не покрытых миелином нейронах. Мощные миелинизированные нейронные связи заняты у вас высокой мыслительной деятельностью, поэтому новые электрические импульсы с трудом находят свободные нейроны. […]

Колебания активности организма в миелинизации нейронов могут помочь вам понять, почему у людей возникают те или иные проблемы в разные периоды жизни. […] Помните, что человеческий мозг не достигает своей зрелости автоматически. Поэтому часто говорят, что мозг у подростков еще не вполне сформировавшийся. Мозг «миелинирует» весь наш жизненный опыт. Так что если в жизни подростка будут иметь место эпизоды, когда он получает незаслуженное вознаграждение, то он накрепко запоминает, что награду можно получить и без усилий. Некоторые родители прощают подросткам плохое поведение, говоря, что «их мозг еще не полностью оформился». Именно поэтому очень важно целенаправленно контролировать тот жизненный опыт, который они впитывают. Если позволить подростку избегать ответственности за свои действия, то можно сформировать у него разум, который будет ожидать возможности уклонения от такой ответственности и в дальнейшем. […]

«Гормоны счастья» «Гормоны счастья»

Жизненный опыт повышает эффективность работы синапса

Синапс — это место контакта (небольшой промежуток) между двумя нейронами. Электрический импульс в нашем мозгу может передвигаться только при том условии, что он достигает конца нейрона с достаточной силой, чтобы «перепрыгнуть» через этот промежуток к следующему нейрону. Эти барьеры помогают нам фильтровать на самом деле важную входящую информацию от не имеющего значения так называемого «шума». Прохождение электрического импульса через синаптические промежутки — это очень сложный природный механизм. Его можно представить себе так, что на кончике одного нейрона скапливается целая флотилия лодок, которая транспортирует нейронную «искру» в специальные приемные доки, имеющиеся у рядом расположенного нейрона. С каждым разом лодки лучше справляются с транспортировкой. Вот почему получаемый нами опыт увеличивает шансы передачи электрических сигналов между нейронами. В мозге человека имеется более 100 триллионов синаптических связей. И наш жизненный опыт играет важную роль, чтобы проводить по ним нервные импульсы так, чтобы это соответствовало интересам выживания.

На сознательном уровне вы не можете решать, какие именно синаптические связи вам следует развивать. Они формируются двумя основными способами:

1) Постепенно, путем многократного повторения.

2) Одномоментно, под воздействием сильных эмоций.

[…] Синаптические связи строятся на основе повторения или эмоций, пережитых вами в прошлом. Ваш разум существует за счет того, что ваши нейроны образовали связи, которые отражают удачный и неудачный опыт. Некоторые эпизоды из этого опыта были «закачаны» в ваш мозг благодаря «молекулам радости» или «молекулам стресса», другие были закреплены в нем благодаря постоянным повторениям. Когда модель окружающего мира соответствует той информации, которая содержится в ваших синаптических связях, электрические импульсы пробегают по ним легко, и вам кажется, что вы вполне в курсе происходящих вокруг вас событий.

«Гормоны счастья»

Нейронные цепочки формируются только за счет активных нейронов

Те нейроны, которые активно не используются мозгом, начинают постепенно ослабевать уже у двухлетнего ребенка. Как ни странно, это способствует развитию его интеллекта. Сокращение числа активных нейронов позволяет малышу не скользить рассеянным взглядом по всему вокруг, что свойственно новорожденному, а опираться на нейронные пути, которые у него уже сформировались. Двухлетний малыш способен уже самостоятельно концентрироваться на том, что доставляло ему в прошлом приятные ощущения типа знакомого лица или бутылочки с его любимой едой. Он может остерегаться того, что в прошлом вызвало у него отрицательные эмоции, например драчливый товарищ по играм или закрытая дверь. Юный мозг полагается уже на свой небольшой жизненный опыт в том, что касается удовлетворения нужд и избегания потенциальных угроз.

Как бы ни строились нейронные связи в мозге, вы ощущаете их как «истину»

В возрасте от двух до семи лет процесс оптимизации мозга у ребенка продолжается. Это заставляет его соотносить новый опыт со старым, вместо того чтобы накапливать новые переживания каким-то отдельным блоком. Тесно переплетенные нейронные связи и нервные пути составляют основу нашего интеллекта. Мы создаем их, разветвляя старые нейронные «стволы», вместо того чтобы создавать новые. Таким образом, к семи годам мы обычно четко видим то, что уже однажды видели, и слышим уже однажды услышанное.

Вы можете подумать, что это плохо. Однако подумайте над ценностью всего этого. Представьте себе, что вы солгали шестилетнему ребенку. Он верит вам, потому что его мозг жадно впитывает все, что ему предлагается. Теперь предположите, что вы обманули ребенка восьми лет. Он уже подвергает ваши слова сомнению, потому что сравнивает поступающую информацию с уже имеющейся у него, а не просто «проглатывает» новые сведения. В возрасте восьми лет ребенку уже труднее формировать новые нейронные связи, что толкает его на использование уже имеющихся. Опора на старые нейронные цепочки позволяет ему распознать ложь. Это имело огромное значение с точки зрения выживания для того времени, когда родители умирали молодыми и детям с малых лет приходилось привыкать заботиться о себе. В юные годы мы формируем определенные нейронные связи, позволяя другим постепенно угасать. Некоторые из них исчезают, как ветер уносит осенние листья. Это помогает сделать мыслительный процесс человека более эффективным и целенаправленным. Конечно, с возрастом вы получаете все новые знания. Однако эта новая информация концентрируется в тех областях мозга, в которых уже существуют активные электрические пути. Например, если наши предки рождались в охотничьих племенах, то быстро набирали опыт охотника, а если в племенах землепашцев — сельскохозяйственный опыт. Таким образом мозг настраивался на выживание в том мире, в котором они реально существовали. […]

«Гормоны счастья» «Гормоны счастья»

Между активно используемыми вами нейронами образуются новые синаптические связи

Каждый нейрон может иметь много синапсисов, потому что у него бывает много отростков или дендритов. Новые отростки у нейронов образуются при его активной стимуляции электроимпульсами. По мере того как дендриты растут в направлении точек электрической активности, они могут приблизиться настолько, что электрический импульс от других нейронов может преодолеть расстояние между ними. Таким образом рождаются новые синаптические связи. Когда подобное происходит, на уровне сознания вы получаете связь между двумя идеями, например.

Свои синаптические связи вы ощущать не можете, но легко можете увидеть это в других. Человек, любящий собак, смотрит на весь окружающий мир через призму этой привязанности. Человек, увлеченный современными технологиями, все на свете связывает с ними. Любитель политики оценивает окружающую реальность политически, а религиозно убежденный человек — с позиций религии. Один человек видит мир позитивно, другой — негативно. Как бы ни строились нейронные связи в мозге, вы не ощущаете их как многочисленные отростки, похожие на щупальца осьминога. Вы ощущаете эти связи как «истину».

«Гормоны счастья»

Рецепторы эмоций развиваются или атрофируются

Для того чтобы электрический импульс мог пересечь синаптическую щель, дендрит с одной стороны должен выбросить химические молекулы, которые улавливаются специальными рецепторами другого нейрона. Каждое из нейрохимических веществ, вырабатываемых нашим мозгом, имеет сложную структуру, которая воспринимается только одним специфическим рецептором. Она подходит к рецептору, как ключ к замку. Когда вас захлестывают эмоции, то вырабатывается больше нейрохимических веществ, чем может уловить и обработать рецептор. Вы чувствуете себя ошеломленным и дезориентированным до тех пор, пока ваш мозг не создаст больше рецепторов. Так вы адаптируетесь к тому, что «вокруг вас что-то происходит».

Когда рецептор нейрона продолжительное время неактивен, он исчезает, оставляя место для появления других рецепторов, которые могут вам понадобиться. Гибкость в природе означает, что рецепторы у нейронов должны либо использоваться, либо они могут потеряться. «Гормоны радости» постоянно присутствуют в мозге, осуществляя поиск «своих» рецепторов. Именно так вы и «узнаете» причину своих позитивных ощущений. Нейрон «срабатывает», потому что подходящие молекулы гормонов открывают замок его рецептора. А затем на основе этого нейрона создается целая нейронная цепь, которая подсказывает вам, откуда ожидать радости в будущем.

Изображения: © iStock.

Нейронная сеть — Википедия

Эта статья — о сетях нервных клеток живых организмов. О кибернетическом инструментарии, созданном в качестве математической модели мыслительной деятельности см. Искусственная нейронная сеть. Компьютерная модель ветвистой архитектуры дендритов пирамидальных нейронов[1]

Нейронная сеть (биологическая нейронная сеть) — совокупность нейронов головного и спинного мозга центральной нервной системы (ЦНС) и ганглия периферической нервной системы (ПНС), которые связаны или функционально объединены в нервной системе, выполняют специфические физиологические функции.

Нейронная сеть состоит из группы или групп химически или функционально связанных нейронов. Один нейрон может быть связан со многими другими нейронами, а общее количество нейронов и связей в сети может быть достаточно большим. Место контакта нейронов называется синапсом, типичный синапс — аксо-дендритический химический. Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью медиаторов или электрическим путём посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.

Представление о нейронных сетях оказало значительное влияние на технологии искусственного интеллекта, в попытке построить математическую модель нейронной сети был создан обширный инструментарий искусственных нейронных сетей, широко используемый в прикладной математике и информатике.

Нейроны объединены в последовательно расположенные слои. Отдельно выделены два крайних слоя - входной и выходной. Через входной слой нейросеть получает информацию, через выходной передает результат ее обработки. Все промежуточные слои называются скрытыми.

Каждый скрытый слой соединен с двумя соседними (предыдущим и следующим) сложной системой связей (простите за тавтологию). В простейшем случае в каждый его нейрон попадают сигналы от каждого нейрона предыдущего слоя, обрабатываются, а затем из него уходят в каждый нейрон следующего слоя.

Первые представления о нейронных сетях отмечены у Бейна (1873) и Джеймса[2] (1890), в своих работах они рассматривают мыслительную деятельность как результат взаимодействия между нейронами в головном мозге.

Согласно Бейну, любая деятельность ведёт к активизации определённого набора нейронов. При повторении той же деятельности связи между этими нейронами укрепляются. Согласно его теории, эти повторения ведут к формированию памяти. Научное сообщество того времени восприняло теорию скептически, поскольку следствием её являлось возникновение чрезмерного количества нейронных связей в мозге. Теперь очевидно, что мозг является чрезвычайно сложной конструкцией и способен работать с несколькими задачами одновременно.

Теория Джеймса была схожа с теорией Бейна, но в то же время Джеймс предположил, что формирование памяти происходит в результате прохождения электрических токов между нейронами в головном мозге, не требуя соединений нейронов для каждого акта запоминания или действия.

Британский физиолог Шеррингтон в 1898 году провёл эксперименты для проверки теории Джеймса[3], в которых пропускал электрический ток вдоль спинного мозга крыс. При этом вместо ожидаемого усиления тока, согласно теории Джеймса, Шеррингтон обнаружил, что электрический ток ослабевает с течением времени. Результаты экспериментов Шеррингтона сыграли важную роль в разработке теории привыкания.

Взаимодействие внутри нейронной сети[править | править код]

Каждая связь имеет «вес». То есть, сигнал от одного нейрона, пока идет до следующего, несколько меняет значение (значение этого сигнала умножается на этот «вес»).

Если весам связей присвоить случайные значения, то ничего осмысленного такая нейросеть делать не будет. То есть, их надо ещё как-то правильно подобрать. Иными словами, нейросеть надо обучить.

Как происходит обучение. В качестве примера:

Допустим, мы обучаем нейросеть отличать изображения кошек от изображений собак. Тогда на входной слой нейросети мы отдаем изображение, а на выходе нейросеть возвращает пару действительных чисел от 0 до 1 каждое. Первое означает, насколько нейросеть уверена, что это собака, а второе — что кошка. Почему делают именно так — вопрос, на который простым языком не ответить. То есть, если первое число больше, то нейросеть решила, что увидела собаку, а если второе, то кошку.

В качестве теста сети дадим нейросети изображение. Она отвечает нам этой самой парой чисел (a, b). Но мы-то знаем, кто на картинке. Поэтому мы поправляем нейросеть. А именно, мы «насильно запихиваем» в выходной слой пару (1, 0), если собака или (0, 1), если кошка, а дальше происходит некоторая магия (чтобы постичь её, нужно обладать некоторым знанием математики), которая заставляет нейросеть перераспределять веса связей. Самый распространенный способ творить эту магию — «метод обратного распространения ошибки», но есть и другие.

Спустя множество разных картинок, с которыми мы провернем то же самое, веса связей между нейронами выстроятся таким образом, что она будет хорошо отличать кошек от собак.

Нейронные связи в головном мозге: как формируются, функции нейронов

Количество нейронных связей отражает степень функциональности головного мозга. Нейроны и образованные ими связи отвечают за все физиологические процессы, протекающие в организме. Они управляют деятельностью внутренних органов, приводят в движение, заставляют работать все части тела, координируют мыслительные процессы и функцию запоминания.

нейроны

нейроны

Нейронная теория строения мозга

Нейронная теория предполагает, что у ЦНС клеточное строение. Клетки нервной ткани – нейроны, являются структурно-функциональными элементами центральной системы. В зависимости от того, где именно в нервной системе находятся нейроны, они выполняют разные функции. Мозг – высокоорганизованный орган.

Командные клетки управляют исполнительными клетками. Нервная деятельность представляет собой результат взаимодействия между элементами системы. Нейроны, образующие головной мозг – это такие элементы системы, которые организуют реакции в ответ на раздражения, что обуславливает появление стандартных рефлексов.

Характеристика нейронов

Структурно-функциональные элементы центральной системы – глиальные клетки и нейроны. Первые количественно преобладают, хотя на них возлагается решение вспомогательных, второстепенных задач. Нейроны способны выполнять много операций. Они вступают во взаимодействие друг с другом, формируют связи, принимают, обрабатывают, кодируют и передают нервные импульсы, хранят информацию.

Нейроглия выполняет опорную, разграничительную и защитную (иммунологическую) функцию в отношении нейронов, отвечает за их питание. В случае повреждения участка нервной ткани, глиальные клетки восполняют утраченные элементы для воссоздания целостности мозговой структуры. Количество нейронов в составе ЦНС равняется около 65-100 млрд. Клетки головного мозга образуют нейронные сети, охватывающие все отделы тела человека.

Передача данных в рамках сети осуществляется при помощи импульсов – электрических разрядов, которые генерируются клетками нервной ткани. Считается, что число нейронов, которые находятся в мозге человека, не изменяется в течение жизни, если не брать в расчет ситуации, когда в силу определенных причин (нейродегенеративные процессы, механические повреждения мозговых структур) происходит их гибель и уменьшение количества.

Необратимое повреждение участка нервной ткани сопровождается неврологическими нарушениями – судорогами, эпилептическими приступами, расстройством тактильного восприятия, слуха и зрения. Человек утрачивает способность чувствовать, разговаривать, мыслить, двигаться. Развитие интеллектуальных способностей человека отождествляется с увеличением количества нейронных связей в мозге при неизменной численности нейронов.

Нейрон выглядит, как обычная клетка, состоящая из ядра и цитоплазмы. Он оснащен отростками – аксоном и дендритами. При помощи единственного аксона осуществляется передача информации другим клеткам. Дендриты служат для приема информации от других клеток. В аксоплазме (часть цитоплазмы нервной клетки, которая находится в аксоне) синтезируются вещества, передающие информацию – нейромедиаторы (ацетилхолин, катехоламин и другие).

нейромедиаторы

нейромедиаторы

Нейромедиаторы вступают во взаимодействие с рецепторами, провоцируя процессы возбуждения или торможения. Нейроны образуют группы, ансамбли, колонки с учетом расположения в определенном отделе головного мозга, в зависимости от того, сколько и какие функции выполняют в процессе жизнедеятельности человека. К примеру, ансамбль корковых структур может состоять из сотни нервных клеток, которые включают:

  1. Клетки, получающие сигналы из подкорковых отделов (к примеру, от ядер таламуса – сенсорных или двигательных).
  2. Клетки, принимающие сигналы из других отделов коры.
  3. Клетки локальных сетей, формирующие вертикальные колонки.
  4. Клетки, отправляющие сигналы обратно к таламусу, другим участкам коры, элементам лимбической системы.

Синапс – место, где происходит биоэлектрический контакт между двумя клетками и передача информации благодаря преобразованию электрического импульса в химический сигнал и затем снова в электрический. Подобные трансформации протекают в синапсе при переходе нервного импульса через пресинаптическую мембрану, синаптическую щель и постсинаптическую мембрану.

Передача импульса возможна между отдельными нейронами или нейроном и эффекторной клеткой (клеткой органа, который исполняет задачу, закодированную в сигнале). Классификация синапсов предполагает разделение по критериям:

  • Месторасположение (центральная, периферическая системы).
  • Тип действия (возбуждение, торможение).
  • Вид нейромедиатора, участвующего в процессе передачи сигнала (холинергический, адренергический, серотонинергический).

Количество синапсов у одного нейрона, расположенного в головном мозге, может достигать 10 тысяч. Скорость передачи биоэлектрического сигнала составляет около 3-120 м/с. Кроме синаптической передачи существует другой способ проведения сигнала – через кровь. Передвижение закодированных данных происходит за счет того, что нервные отростки связываются с кровеносным сосудом и выделяют в кровь нейрогормон.

Нервные клетки, отвечающие за моторную активность, могут создавать тысячи синаптических контактов. Синапсы, формирующиеся на дендритах, количественно преобладают. Меньше синаптических связей образуется на аксонах. В процессе активации одних клеток, происходит торможение других. В результате человек может сосредоточиться на конкретной мысли или выполнить произвольное движение.

сосредоточенный человек

сосредоточенный человек

Виды нейроцитов

Нейроциты – это второе название нейронов. Вне мозговых структур ЦНС они находятся в ганглиях, которые представляют собой нервные узлы (спинномозговые, черепных нервов, относящиеся к вегетативной системе). В зависимости от выполняемых функций клетки нервной ткани бывают чувствительными, ассоциативными, эффекторными, секреторными. Первые получают сигналы, поступающие от периферических зон нервной системы.

Чаще сигналы направлены к головному мозгу, реже к клеткам вегетативного ганглия. Чувствительные клетки отличаются малыми размерами и большим количеством дендритов. Ассоциативные проводят сигналы в рамках нейронной сети, обеспечивая связь между чувствительными и эффекторными видами клеток. Они находятся в мозге (головном, спинном) и вегетативной системе. Во всех случаях являются элементами, замыкающими рефлекторные дуги (группы нейронов, связанные синапсами).

Эффекторные – это двигательные нейроны, которые приводят в движение части тела человека. Эффекторные нейроны проводят сигналы к исполнительным органам, в том числе к скелетным мышцам, что обуславливает моторную активность человека. Эффекторные – крупные клетки, оснащенные грубыми, менее разветвленными отростками. Секреторные клетки продуцируют нейрогормоны.

Функции клеток нервной ткани

Нейроны, которые расположены в головном мозге – это своеобразная база знаний, теоретически способная вместить и хранить весь объем информации, накопленной человечеством в течение тысячелетий. Мозг запоминает абсолютно все полученные в ходе жизни сведения относительно взаимодействия с внешней средой и процессов, происходящих в человеческом организме. При этом человек не может произвольно извлекать из недр памяти все данные, которые хранятся в мозговом веществе. Функции нейронов:

  1. Рецепция (прием) импульсов. Клетки нервной ткани принимают определенные сигналы, поступающие, к примеру, от органов чувств (световые, температурные, обонятельные, тактильные воздействия) или других клеток.
  2. Управление физиологическими процессами посредством возбуждения или торможения. Получая сигнал, участок клетки нервной ткани реагирует переходом в возбужденное или заторможенное состояние.
  3. Передача возбуждения. Сигналы в состоянии возбуждения передаются от одного участка нервной клетки к другому участку ее отростка. Таким способом передаваемый сигнал может преодолевать расстояние, равное 1,5 м (к примеру, от продолговатого мозга к дистальным отделам ног).
  4. Проведение импульса. Сигналы передаются от одной нервной клетке к другой или к эффекторным (исполнительным) органам, деятельность которых регулируется рефлексами – ответными реакциями организма на раздражители. К эффекторам относят скелетные и гладкие мышцы, эндокринные, экзокринные железы.

Повреждение нервных клеток приводит к тому, что они теряют способность проводить электрические импульсы и взаимодействовать между собой. Нарушение процессов обмена информацией в нейрональных структурах провоцирует сбои в работе всего организма. Человек теряет способность выполнять движения, разговаривать и воспринимать речь, чувствовать, запоминать, мыслить.

человек в больничной палате

человек в больничной палате

Значение нейронных связей

В книге «От нейрона к мозгу», написанной учеными-нейробиологами Дж. Николлсом, А. Мартином, Б. Валласом, П. Фуксом, научно обосновано значение межнейронного взаимодействия, как ведущего фактора формирования высших психических функций и саморазвития личности.

Нейронные связи играют решающую роль в формировании и развитии интеллекта, появлении устойчивых привычек. Человек рождается с огромным запасом нейронов и малым числом связей между ними. В ходе взросления, жизнедеятельности, взаимодействия с окружающей действительностью, накопления опыта количество связей увеличивается, что обуславливает интеллектуальные и физические свойства личности, ее поведение и уровень здоровья.

Человек способен создавать новые нейронные связи на протяжении всей жизни. Объекты окружающего мира воздействуют на органы чувств, вызывая ответные реакции мозга. Вокруг нейронов, которые постоянно работают, образуется слой – миелиновая оболочка, улучшающая способность нервных волокон проводить электрические сигналы. Клетки, покрытые миелиновым слоем – белые, не покрытые – серые, поэтому мозговое вещество бывает серым и белым.

Основные реакции, возникающие на внешние раздражители, формируются к 7 годам. В этом возрасте выработка миелина сокращается. Семилетний ребенок уже знает, что огонь вызывает ожог, а неосторожные движения приводят к падению. Основной ресурс знаний сформирован, что ассоциируется с замедлением образования новых нейронных связей. Выработка миелина вновь увеличивается в период полового созревания, когда меняются ментальные представления человека.

Гениальность часто проявляется в детском и подростковом возрасте, что коррелирует с повышенной выработкой миелина и созданием мощных, разветвленных нейронных сетей. Количество синаптических связей (взаимодействие между разными нейронами) увеличивается вследствие процесса накопления опыта и получения новых знаний. У нейрона могут образовываться новые отростки в результате активной стимуляции электрическими импульсами.

миелин

миелин

Разрастание синаптических связей прослеживается в поведении и реакциях человека на условия и обстоятельства внешнего мира. К примеру, любитель собак оценивает окружающую действительность с учетом привязанности к четвероногим питомцам. Религиозные люди относятся к объектам внешнего мира, опираясь на высокие моральные принципы. Это указывает на образование связи между двумя посторонними на первый взгляд идеями и отражает появление новых синаптических контактов.

Создание новых нейронных связей возможно, если человек постоянно занимается саморазвитием – изучает иностранные языки, осваивает новые знания и навыки (живопись, вышивка и вязание, литературное мастерство, занятия спортом, интеллектуальные игры – шахматы и шашки), овладевает новой профессией, меняет привычки.

Мозг нуждается в тренировке, которая провоцирует рост дендритов и расширение взаимодействий между клетками нервной ткани. Восприятие внешнего мира, успехи, состояние здоровья, настроение, удовлетворенность положением в социуме и жизнью в целом зависят от нашего сознания.

Посредством нейронных связей осуществляется управление работой внутренних органов, двигательной активностью, когнитивными процессами. Нейронные связи регулируют поведение человека. Чем больше нейронных связей, тем выше интеллектуальные и физические способности индивида.

Просмотров: 198

Нейрон — Википедия

Пирамидный нейрон коры головного мозга мыши, экспрессирующий зелёный флуоресцентный белок (GFP)

Нейро́н, или невро́н (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв) — узко специализированная клетка, структурно-функциональная единица нервной системы. Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая предназначена для приема извне, обработки, хранения, передачи и вывода вовне информации с помощью электрических и химических сигналов.

Типичный нейрон состоит из тела клетки, дендритов и одного аксона. Нейроны могут соединяться один с другим, формируя биологические нейронные сети. По отношению к границе нервной системы и направлению передачи информации нейроны разделяют на рецепторные (граничные, получают сигналы извне, формируют на их основании и передают информацию в нервную систему), эффекторные (граничные, передают сигналы из нервной системы во внешние клетки) и вставочные (внутренние для нервной системы).

Сложность и многообразие функций нервной системы определяется взаимодействием между нейронами, а также между нейронами и мышцами и железами. Это взаимодействие обеспечивается набором различных сигналов, передаваемых с помощью ионов. Ионы генерируют электрический заряд (потенциал действия), который движется по телу нейрона.

Важное значение для науки имело изобретение метода Гольджи в 1873 году, позволявшего окрашивать отдельные нейроны[1][2]. Термин «нейрон» (нем. Neuron) для обозначения нервных клеток введён Г. В. Вальдейером в 1891 году[3][4].

Схема нейрона

Тело клетки[править | править код]

Тело нервной клетки состоит из протоплазмы (цитоплазмы и ядра), ограниченной снаружи мембраной из липидного бислоя. Липиды состоят из гидрофильных головок и гидрофобных хвостов. Липиды располагаются гидрофобными хвостами друг к другу, образуя гидрофобный слой. Этот слой пропускает только жирорастворимые вещества (напр. кислород и углекислый газ). На мембране находятся белки: в форме глобул на поверхности, на которых можно наблюдать наросты полисахаридов (гликокаликс), благодаря которым клетка воспринимает внешнее раздражение, и интегральные белки, пронизывающие мембрану насквозь, в которых находятся ионные каналы.

Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 130 мкм. Тело содержит ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (в том числе сильно развитый шероховатый ЭПР с активными рибосомами, аппарат Гольджи), а также из отростков. Выделяют два вида отростков: дендриты и аксон. Нейрон имеет развитый цитоскелет, который проникает в его отростки. Цитоскелет поддерживает форму клетки, его нити служат «рельсами» для транспорта органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (например, нейромедиаторов). Цитоскелет нейрона состоит из фибрилл разного диаметра: Микротрубочки (Д = 20—30 нм) — состоят из белка тубулина и тянутся от нейрона по аксону, вплоть до нервных окончаний. Нейрофиламенты (Д = 10 нм) — вместе с микротрубочками обеспечивают внутриклеточный транспорт веществ. Микрофиламенты (Д = 5 нм) — состоят из белков актина и миозина, особенно выражены в растущих нервных отростках и в нейроглии.(Нейроглия, или просто глия (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв + γλία — клей), — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляет около 40 % объёма ЦНС. Количество глиальных клеток в мозге примерно равно количеству нейронов).

В теле нейрона выявляется развитый синтетический аппарат, гранулярная эндоплазматическая сеть нейрона окрашивается базофильно и известна под названием «тигроид». Тигроид проникает в начальные отделы дендритов, но располагается на заметном расстоянии от начала аксона, что служит гистологическим признаком аксона. Нейроны различаются по форме, числу отростков и функциям. В зависимости от функции выделяют чувствительные, эффекторные (двигательные, секреторные) и вставочные. Чувствительные нейроны воспринимают раздражения, преобразуют их в нервные импульсы и передают в мозг. Эффекторные (от лат. effectus — действие) — вырабатывают и посылают команды к рабочим органам. Вставочные — осуществляют связь между чувствительными и двигательными нейронами, участвуют в обработке информации и выработке команд.

Различается антероградный (от тела) и ретроградный (к телу) аксонный транспорт.

Дендриты и аксон[править | править код]

Схема строения нейрона

Аксон — длинный отросток нейрона. Приспособлен для проведения возбуждения и информации от тела нейрона к нейрону или от нейрона к исполнительному органу. Дендриты — короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона, служащие главным местом для образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов), и которые передают возбуждение к телу нейрона. Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.

Дендриты делятся дихотомически, аксоны же дают коллатерали. В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.

Дендриты не имеют миелиновой оболочки, аксоны же могут её иметь. Местом генерации возбуждения у большинства нейронов является аксонный холмик — образование в месте отхождения аксона от тела. У всех нейронов эта зона называется триггерной.

Синапс[править | править код]

Си́напс (греч. σύναψις, от συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться. Одни синапсы вызывают деполяризацию нейрона и являются возбуждающими, другие — гиперполяризацию и являются тормозными. Обычно для возбуждения нейрона необходимо раздражение от нескольких возбуждающих синапсов.

Термин был введён английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном в 1897 г.

Механизм создания и проведения потенциала действия[править | править код]

В 1937 году Джон Захари Младший определил что гигантский аксон кальмара может быть использован для изучения электрических свойств аксонов. Аксоны кальмара были выбраны из-за того что они намного крупнее человеческих. Если вставить внутрь аксона электрод то можно замерить его мембранный потенциал.

Мембрана аксона содержит в себе потенциал-зависимые ионные каналы. Они позволяют аксону генерировать и проводить по своему телу электрические сигналы называемые потенциалами действия. Эти сигналы образуются и распространяются благодаря электрически заряженным ионам натрия (Na+), калия (K+), хлора (Cl-), кальция (Ca2+).

Давление, растяжение, химические факторы или изменение мембранного потенциала могут активировать нейрон. Происходит это вследствие открытия ионных каналов которые позволяют ионам пересекать мембрану клетки и соответственно изменять мембранный потенциал.

Тонкие аксоны расходуют меньше энергии и метаболических веществ для проведения потенциала действия, но толстые аксоны позволяют проводить его быстрее.

Для того чтобы проводить потенциалы действия более быстро и менее энергозатратно нейроны могут использовать для покрытия аксонов специальные глиальные клетки называемые олигодендроцитами в ЦНС или шванновскими клетками в переферической нервной системе. Эти клетки покрывают аксоны не полностью, оставляя промежутки на аксонах открытые внеклеточному веществу. В этих промежутках повышенная плотность ионных каналов. Они называются перехватами Ранвье. Через них и проходит потенциал действия посредством электрического поля между промежутками.

Структурная классификация[править | править код]

На основании числа и расположения дендритов и аксона нейроны делятся на безаксонные, униполярные нейроны, псевдоуниполярные нейроны, биполярные нейроны и мультиполярные (много дендритных стволов, обычно эфферентные) нейроны.

Безаксонные нейроны — небольшие клетки, сгруппированы вблизи спинного мозга в межпозвоночных ганглиях, не имеющие анатомических признаков разделения отростков на дендриты и аксоны. Все отростки у клетки очень похожи. Функциональное назначение безаксонных нейронов слабо изучено.

Униполярные нейроны — нейроны с одним отростком, присутствуют, например в сенсорном ядре тройничного нерва в среднем мозге. Многие морфологи считают, что униполярные нейроны в теле человека и высших позвоночных не встречаются.

Биполярные нейроны — нейроны, имеющие один аксон и один дендрит, расположенные в специализированных сенсорных органах — сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях.

Мультиполярные нейроны — нейроны с одним аксоном и несколькими дендритами. Данный вид нервных клеток преобладает в центральной нервной системе.

Псевдоуниполярные нейроны — являются уникальными в своём роде. От тела отходит один отросток, который сразу же Т-образно делится. Весь этот единый тракт покрыт миелиновой оболочкой и структурно представляет собой аксон, хотя по одной из ветвей возбуждение идёт не от, а к телу нейрона. Структурно дендритами являются разветвления на конце этого (периферического) отростка. Триггерной зоной является начало этого разветвления (то есть находится вне тела клетки). Такие нейроны встречаются в спинальных ганглиях.

Функциональная классификация[править | править код]

По положению в рефлекторной дуге различают афферентные нейроны (чувствительные нейроны), эфферентные нейроны (часть из них называется двигательными нейронами, иногда это не очень точное название распространяется на всю группу эфферентов) и интернейроны (вставочные нейроны).

Афферентные нейроны (чувствительный, сенсорный, рецепторный или центростремительный). К нейронам данного типа относятся первичные клетки органов чувств и псевдоуниполярные клетки, у которых дендриты имеют свободные окончания.

Эфферентные нейроны (эффекторный, двигательный, моторный или центробежный). К нейронам данного типа относятся конечные нейроны — ультиматные и предпоследние — не ультиматные.

Ассоциативные нейроны (вставочные или интернейроны) — группа нейронов осуществляет связь между эфферентными и афферентными.

Секреторные нейроны — нейроны, секретирующие высокоактивные вещества (нейрогормоны). У них хорошо развит комплекс Гольджи, аксон заканчивается аксовазальными синапсами.

Морфологическая классификация[править | править код]

Морфологическое строение нейронов многообразно. При классификации нейронов применяют несколько принципов:

  • учитывают размеры и форму тела нейрона;
  • количество и характер ветвления отростков;
  • длину аксона и наличие специализированных оболочек.

По форме клетки, нейроны могут быть сферическими, зернистыми, звездчатыми, пирамидными, грушевидными, веретеновидными, неправильными и т. д. Размер тела нейрона варьирует от 5 мкм у малых зернистых клеток до 120—150 мкм у гигантских пирамидных нейронов.

По количеству отростков выделяют следующие морфологические типы нейронов[5]:

  • униполярные (с одним отростком) нейроциты, присутствующие, например, в сенсорном ядре тройничного нерва в среднем мозге;
  • псевдоуниполярные клетки, сгруппированные вблизи спинного мозга в межпозвоночных ганглиях;
  • биполярные нейроны (имеют один аксон и один дендрит), расположенные в специализированных сенсорных органах — сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях;
  • мультиполярные нейроны (имеют один аксон и несколько дендритов), преобладающие в ЦНС.

Вопрос о делении нейронов в настоящее время остаётся дискуссионным. По одной из версий нейрон развивается из небольшой клетки-предшественницы, которая перестаёт делиться ещё до того, как выпустит свои отростки. Первым начинает расти аксон, а дендриты образуются позже. На конце развивающегося отростка нервной клетки появляется утолщение, которое прокладывает путь через окружающую ткань. Это утолщение называется конусом роста нервной клетки. Он состоит из уплощенной части отростка нервной клетки с множеством тонких шипиков. Микрошипики имеют толщину от 0,1 до 0,2 мкм и могут достигать 50 мкм в длину, широкая и плоская область конуса роста имеет ширину и длину около 5 мкм, хотя форма её может изменяться. Промежутки между микрошипиками конуса роста покрыты складчатой мембраной. Микрошипики находятся в постоянном движении — некоторые втягиваются в конус роста, другие удлиняются, отклоняются в разные стороны, прикасаются к субстрату и могут прилипать к нему.

Конус роста заполнен мелкими, иногда соединёнными друг с другом, мембранными пузырьками неправильной формы. Под складчатыми участками мембраны и в шипиках находится плотная масса перепутанных актиновых филаментов. Конус роста содержит также митохондрии, микротрубочки и нейрофиламенты, аналогичные имеющимся в теле нейрона.

Микротрубочки и нейрофиламенты удлиняются главным образом за счёт добавления вновь синтезированных субъединиц у основания отростка нейрона. Они продвигаются со скоростью около миллиметра в сутки, что соответствует скорости медленного аксонного транспорта в зрелом нейроне. Поскольку примерно такова и средняя скорость продвижения конуса роста, возможно во время роста отростка нейрона в его дальнем конце не происходит ни сборки, ни разрушения микротрубочек и нейрофиламентов. Новый мембранный материал добавляется у окончания. Конус роста — это область быстрого экзоцитоза и эндоцитоза, о чём свидетельствует множество находящихся здесь пузырьков. Мелкие мембранные пузырьки переносятся по отростку нейрона от тела клетки к конусу роста с потоком быстрого аксонного транспорта. Мембранный материал, синтезируется в теле нейрона, переносится к конусу роста в виде пузырьков и включается здесь в плазматическую мембрану путём экзоцитоза, удлиняя таким образом отросток нервной клетки.

Росту аксонов и дендритов обычно предшествует фаза миграции нейронов, когда незрелые нейроны расселяются и находят себе постоянное место.

Свойства:

  • Наличие трансмембранной разницы потенциалов (до 90 мВ), наружная поверхность электроположительна по отношению к внутренней поверхности.
  • Очень высокая чувствительность к некоторым химическим веществам и электрическому току.
  • Способность к нейросекреции, то есть к синтезу и выделению особых веществ (нейромедиаторов), в окружающую среду или синаптическую щель.
  • Высокое энергопотребление, высокий уровень энергетических процессов, что обуславливает необходимость постоянного притока основных источников энергии — глюкозы и кислорода, необходимых для окисления.

Функции:

  • Приёмная функция. Синапсы — точки контакта, от рецепторов и нейронов получаем информацию в виде импульса.
  • Интегративная функция. В результате обработки информации, на выходе нейрона формируется сигнал, несущий информацию всех суммированных сигналов.
  • Проводниковая функция. От нейрона по аксону идет информация в виде электрического тока к синапсу.
  • Передающая функция. Нервный импульс, достигнув окончание аксона, который уже входит в структуру синапса, обуславливает выделение медиатора — непосредственного передатчика возбуждения к другому нейрону или исполнительному органу.
  • Поляков Г. И., О принципах нейронной организации мозга, М: МГУ, 1965
  • Косицын Н. С. Микроструктура дендритов и аксодендритических связей в центральной нервной системе. М.: Наука, 1976, 197 с.
  • Немечек С. и др. Введение в нейробиологию, Avicennum: Прага, 1978, 400 c.
  • Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение
  • Мозг (сборник статей: Д. Хьюбел, Ч. Стивенс, Э. Кэндел и дp. — выпуск журнала Scientific American (сентябрь 1979)). М. :Миp, 1980
  • Савельева-Новосёлова Н. А., Савельев А. В. Устройство для моделирования нейрона. А. с. № 1436720, 1988
  • Савельев А. В. Источники вариаций динамических свойств нервной системы на синаптическом уровне // журнал “Искусственный интеллект”, НАН Украины. — Донецк, Украина, 2006. — № 4. — С. 323—338.

Способы создания нейронных связей и обучение мозга человека — как вы мыслите, так вам и будет

Способы создания нейронных связей и обучение мозга человекаАвтор: Бернов Сергей

Волшебные деревья разума

В нашем мозгу 100 млрд. нейронов – это больше, чем звезд в нашей галактике! Каждая клетка в свою очередь может дать 200 тыс. ответвлений.

Таким образом, мозг имеет огромные ресурсы, чтоб хранить воспоминания объемом примерно за 3 млн. лет. Учёные называют это «волшебными деревьями разума», потому что нервные клетки мозга похожи на ветвистые деревья.

Мысленные электрические импульсы между нейронами передаются через синапсы – зоны контакта между нейронами. Средний нейрон человеческого мозга имеет от 1000 до 10000 синапсов или контактов с соседними нейронами. Синапсы имеют небольшую щель, которую должен преодолеть импульс.

Когда мы учимся, мы меняем работу мозга, прокладывая новые пути для мысленных электрических импульсов. При этом электрический сигнал должен «перепрыгнуть» через щель синапса для образования новых связей между нервными клетками. Эту дорогу ему труднее всего пройти первый раз, но по мере обучения, когда сигнал преодолевает синапс снова и снова, связи становятся все «шире и прочнее», растет число синапсов и связей между нейронами. Образуются новые нейронные микросети, в которые и «встраиваются» новые знания: убеждения, привычки, модели поведения. И тогда мы, наконец, чему-то научились. Эту способность мозга называют нейропластичностью.

Именно число микросетей в мозгу, а не его объем или масса, имеют определяющее влияние на то, что мы называем интеллект.

Попутно хочу заметить, что в раннем детстве, когда проходит самый интенсивный период обучения, для ребенка крайне важна богатая и разнообразная развивающая среда.

Нейропластика – это одно из самых удивительных открытий последних лет. Раньше считалось, что нервные клетки не восстанавливаются. Но в 1998 году группа американских ученых доказала, что нейрогенез происходит не только до 13-14 лет, но и всю нашу жизнь, и что у взрослых людей тоже могут появляться новые нервные клетки.

Они установили, что причиной уменьшения наших умственных способностей с возрастом является не отмирание нервных клеток, а истощение дендритов, — отростков нервных клеток, через которые проходят импульсы от нейрона к нейрону. Если дендриты постоянно не стимулировать, то они атрофируются, теряя способность к проводимости, словно мышцы без физической нагрузки.

Одни и те же ежедневные действия формируют шаблонное поведение — наши привычки, — при этом используются и укрепляются одни и те же нейронные связи. Так происходит встраивание нашего «автопилота», но при этом страдает гибкость нашего мышления.

Наш мозг нуждается в упражнениях. Необходимо каждый день менять рутинные и шаблонные действия на новые, непривычные вам, которые задействуют несколько органов чувств; выполнять обычные действия необычным способом, решать новые проекты, стараясь уходить от «автопилота» привычных схем. Привычка ослабляет способности мозга. Для продуктивной работы ему нужны новые впечатления, новые задачи, новая информация, – одним словом – перемены.

До 1998 года считалось, что рост дендритов происходит только в раннем возрасте, но исследования доказали, что и у взрослых людей нейроны способны выращивать дендриты для компенсации потерянных старых. Доказано, что нейронные сети способны меняться в течение всей жизни человека и наш мозг хранит в себе огромные ресурсы нейропластичности – способности менять свою структуру.

Известно, что наш мозг состоит из эмбриональной ткани, то есть той, из которой состоит эмбрион. Поэтому он всегда открыт для развития, обучения и для будущего.

Мозг способен простой мыслью, воображением, визуализацией изменять структуру и функцию серого вещества. Ученые убеждаются, что это может происходить даже без внешних воздействий. Мозг может меняться под властью тех мыслей, которыми он наполнен, ум в силах влиять на мозг. Наш мозг создан природой с расчетом на обучение и подобные изменения.

В Библии сказано: «Преобразуйтесь обновлением ума вашего».

Все вышесказанное подводит нас к пониманию того, что для реального достижения целей требуется фундаментальное изменение способа работы вашего мозга – преодоление генетической программы и прежнего воспитания со всеми многолетними убеждениями. Вы не просто должны лелеять мысли в своем воображении, которые присутствуют не дольше новогоднего «все, больше не пью», а переучивать свой мозг, создавая новые нейронные структуры. Нейрологи говорят: «Нейроны, которые вместе сходятся, вместе и водятся». Новые нейронные структуры вашего мозга будут создавать совершенно новые сети, «блок-схемы», приспособленные для решения новых задач.

«Ваша задача — перекинуть мост через пропасть между вами и желаемыми це­лями».

Эрл Найтингейл

Метафорически этот процесс можно иллюстрировать на следующем примере. Представьте, что ваш мозг с его ограничивающими убеждениями – это стакан с мутной водой. Если бы вы сразу выплеснули грязную воду, помыли стакан и набрали чистую – это был бы шок для всего организма. Но, подставив стакан по струю чистой воды, вы постепенно замените мутную.

Точно так же для обучения мозга новому образу мыслей нет нужды резко «стирать» старый. Необходимо постепенно «заливать» подсознание новыми позитивными убеждениями, привычками и качествами, которые в свою очередь будут генерировать эффективные решения, приводя вас к нужным результатам.

Для поддержания высокой работоспособности нашему мозгу, как и телу, необходима «физзарядка». Профессор нейробиологии Лоуренс Кац (США) разработал комплекс упражнений для мозга – нейробику, позволяющую нам иметь хорошую «ментальную» форму.

Упражнения нейробики обязательно используют все пять чувств человека — причем, необычным образом и в разных комбинациях. Это помогает создавать в мозгу новые нейронные связи. При этом наш мозг начинает вырабатывать нейротропин, вещество, способствующее росту новых нервных клеток и связей между ними. Ваша задача —каждый день менять привычные и шаблонные действия на новые, непривычные.

Цель упражнений нейробики — стимуляция мозга. Заниматься нейробикой просто — нужно сделать так, чтобы в процессе привычной деятельности по-новому были задействованы ваши органы чувств.

Например:

  • проснувшись утром, примите душ закрытыми глазами,
  • почистите зубы другой рукой,
  • постарайтесь одеться на ощупь,
  • отправьтесь на работу новым маршрутом,
  • сделайте привычные покупки в новом месте и еще много чего.

Это увлекательная и полезная игра.

Нейробика полезна абсолютно всем. Детям она поможет лучше концентрироваться и усваивать новые знания, а взрослым — поддерживать свой головной мозг в отличной форме и избежать ухудшения памяти.

Главный принцип нейробики — постоянно изменять простые шаблонные действия.

Давайте задание своему мозгу решать привычные задачи непривычным для него образом, и постепенно он отблагодарит вас прекрасной работоспособностью.

Итак, мы способны обучать свой мозг новому образу мышления. Начав менять свои шаблоны и убеждения, вы увидите, что меняясь изнутри, вы начнете менять все вокруг, словно порождая эффект расходящихся волн.

Помните: внешний Успех всегда есть производная от Успеха внутреннего.

Иисус учил: «Как вы мыслите, так вам и будет».

Так создается новая «Матрица» вашего мышления, которая ведет вас к Переменам.

Мозг интеллектуалов формирует меньше связей между нейронами

Измерить интеллект человека сегодня очень просто, но как узнать, от чего зависит уровень IQ?

Учёных давно волнует вопрос, почему одни люди умнее других. Оказалось, одна из причин кроется в наших генах.

К разгадке другой причины приблизились немецкие исследователи. Команда из Рурского университета совместно с коллегами из Берлинского университета имени Гумбольдта и Университета Нью-Мексико (США) выяснила, что чем большим интеллектом обладает человек, тем меньше связей между нейронами образуется в его мозге.

Напомним, нейроны – электрически возбудимые клетки мозга – имеют отростки, называемые дендритами и аксонами. Аксоны одного нейрона соединяются с дендритами другого, и место этого контакта называется синапс. Через него и происходит передача нервного импульса от одного нейрона в другому.

Благодаря особому методу нейровизуализации, который помогает отследить связи нейронов на микроструктурном уровне, специалисты выявили удивительную закономерность: у более умных людей количество дендритов и, соответственно, связей между нейронами, намного меньше, чем у людей с более низким интеллектом.

В работе приняли участие 259 мужчин и женщин в возрасте от 18 до 40 лет. Все они прошли тест на выявление уровня IQ, а также процедуру под названием диффузионная спектральная томография. Это как раз тот метод визуализации, при помощи которого можно определить количество дендритов в коре головного мозга.

Затем учёные сравнили результаты, и оказалось, что у людей с самыми высокими показателями интеллекта было меньше всего дендритов.

Это может показаться странным, признают авторы. Ранее было установлено, что мозг умных людей в большинстве случаев превосходит по размеру мозг людей, не столь одарённых интеллектом (по той же причине, например, собаки умнее кошек).

"Предполагалось, что больший мозг содержит больше нейронов и, следовательно, обладает большей вычислительной способностью", — говорит один из ведущих авторов работы Эрхан Генч (Erhan Genç).

Кроме того, логично было бы предположить, что чем больше дендритов имеет нейрон, тем больше связей он образует и больше информации получает.

Поэтому исследователи решили проверить результаты при помощи нейронных карт, собранных в рамках проекта Human Connectome. Эксперты проанализировали и сравнили около 500 нейронных карт людей разного возраста, и в итоге их результат подтвердился.

Согласно новым данным, число дендритов не зависит от размера мозга и, соответственно, количества нейронов в нём. Процедура МРТ показала, что мозг более умных участников действительно имел больше нейронов, однако демонстрировал меньшую нейронную активность во время прохождения теста IQ, чем мозг менее умных людей.

По словам Эрхана Генча, несмотря на то, что у интеллектуалов меньше нейронных связей, работают клетки их мозга более эффективно. Таким образом, умственная производительность остаётся высокой даже при низкой активности нейронов.

Нейробиологи намерены продолжить разработку и изучение гипотезы нейронной эффективности; пока они воздерживаются от обобщения результатов и обозначения причинно-следственных связей.

Научная статья по итогам исследования была опубликована в журнале Nature Communications.

Кстати, ранее специалисты научились выявлять гениев при помощи сканирования мозга. Также выяснилось, что, что длительное вождение разрушает интеллект с тем же успехом, что и просмотр телевизора. А вот привычка лениться оказалась признаком высокого интеллекта.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о