Ten artykuł przypomniał mi, dlaczego uwielbiam pracować z mózgiem, który wygląda uroczo i czysto, jak ten:
Ponieważ prawdziwy mózg jest bardzo nieprzyjemny i smutny. Ludzie są niegrzeczni.
Ale spędziłem ostatni miesiąc na dole lśniącej, krwawej sekcji obrazów Google, a teraz musisz to również sprawdzić. Więc zrelaksuj się.
Teraz wejdźmy z daleka. W biologii jest taki moment - czasami sprawia, że myślisz, a mózg też czasami sprawia, że nie chcesz. Pierwsza to sytuacja z matrioszką w głowie.
Pod twoimi włosami jest skóra, a pod spodem - myślałeś, że czaszka? - nie, jest 19 punktów, a potem tylko czaszka. Potem pojawia się czaszka i cała masa rzeczy, które czekają na drodze do mózgu.
Film promocyjny:
Pod czaszką i nad mózgiem znajdują się trzy błony.
Na zewnątrz opona twarda (łac.), Trwała, szorstka, wodoodporna warstwa. Jest równo z czaszką. Słyszałem, że mózg nie ma obszaru wrażliwego na ból, ale opona ma jeden - mniej więcej tak wrażliwą jak skóra na twarzy. Ucisk na oponę twardą podczas wstrząsu mózgu jest często przyczyną silnych bólów głowy.
Poniżej znajduje się pajęczynówki, pajęczynówki lub opon mózgowo-rdzeniowych, które są warstwą skóry, a następnie otwartą przestrzenią z elastycznymi włóknami. Zawsze myślałem, że mój mózg po prostu unosi się bez celu w mojej głowie w jakimś płynie, ale w rzeczywistości jedyną prawdziwą luką między mózgiem a wewnętrzną ścianą czaszki są opony pajęczynówki. Włókna te stabilizują mózg w pozycji, dzięki czemu nie porusza się on zbytnio i działają jak amortyzator, gdy głowa w coś uderzy. Obszar ten jest wypełniony płynem mózgowo-rdzeniowym, który utrzymuje mózg w ruchu, ponieważ jego gęstość jest podobna do gęstości wody.
Wreszcie, jest pia mater, pia mater, cienka, delikatna warstwa skóry, która łączy się z zewnętrzną częścią mózgu. Pamiętasz, kiedy patrzysz na mózg, zawsze jest on pokryty naczyniami krwionośnymi? Więc nie znajdują się na powierzchni mózgu, są jakby zamknięte w opuszce twardej.
Oto pełny przegląd przy użyciu czegoś, co wydaje się być głową świni.
Po lewej stronie widać skórę (różową), następnie dwie warstwy skóry głowy, następnie czaszkę, następnie oponę twardą, pajęczynówkę, a po prawej mózg, przykryty tylko oponą miękką.
Gdy tylko usuniemy wszystko, co niepotrzebne, stajemy twarzą w twarz z tym głupim chłopcem.
Ta dziwnie wyglądająca rzecz jest jednym z najbardziej złożonych znanych obiektów we Wszechświecie - kilogram, jak mówi neuroinżynier Tim Hanson, „jedna z najbardziej gęstych informacji, strukturalnych i samoorganizujących się substancji spośród wszystkich znanych”. Wszystko to działa przy zaledwie 20 watów energii (komputer o równoważnej mocy zjada 24 000 000 watów).
Polina Anikeeva, profesor z Massachusetts Institute of Technology, nazywa go „miękkim budyniem, który można zeskrobać łyżką”. Chirurg mózgu Ben Rapoport opisał to bardziej naukowo: skrzyżowanie puddingu z galaretką. Mówi, że jeśli położysz mózg na stole, grawitacja spowoduje, że rozmyje się jak meduza. Trudno sobie wyobrazić taki bałagan w mózgu, ponieważ zwykle pływa w wodzie.
Ale o to nam wszystkim chodzi. Patrzysz w lustro, widzisz swoje ciało i twarz i myślisz, że to ty, ale w rzeczywistości to tylko samochód, którym jeździsz. W rzeczywistości jesteś dziwnie wyglądającą galaretowatą piłką. Jak ci się podoba ta analogia?
Biorąc pod uwagę dziwaczność tego wszystkiego, nie należy winić Arystotelesa, starożytnych Egipcjan lub wielu innych za uważanie mózgu za pozbawione znaczenia wypełnienie czaszki. Arystoteles uważał, że serce jest ośrodkiem umysłu.
W końcu ludzie zorientowali się, co jest. Ale nie w całości.
Profesor Krishna Shenoy porównuje nasze rozumienie mózgu do tego, jak ludzkość wyobrażała sobie mapę świata na początku XVI wieku.
Inny profesor, Jeff Lichtman, jest jeszcze trudniejszy. Swoją lekcję rozpoczyna od pytania skierowanego do uczniów: „Jeśli wszystko, co musisz wiedzieć o mózgu, to mila, jak daleko zaszliśmy tę milę?”. Mówi, że uczniowie zwykle odpowiadają „trzy czwarte”, „pół mili”, „ćwierć mili” itd. Jednak jego zdaniem prawdziwa odpowiedź brzmi „około trzech cali”.
Trzeci profesor, neurobiolog Moran Cerf, podzielił się ze mną starym porzekadłem neurologów, że próba zrozumienia mózgu to sztuczka-22: „Gdyby ludzki mózg był tak prosty, że moglibyśmy go zrozumieć, bylibyśmy tacy prości. że nie mogli [go zrozumieć]."
Być może z pomocą dużej wieży wiedzy, którą buduje nasz gatunek, dojdziemy do tego w pewnym momencie. Na razie spójrzmy na to, co wiemy o meduzach w naszych głowach, zaczynając od dużego obrazu.
Mózg z daleka
Przyjrzyjmy się dużym obszarom mózgu, używając przekroju półkulistego. Tak wygląda mózg w Twojej głowie:
Teraz wyjmijmy mózg z głowy i usuńmy lewą półkulę, co da nam najlepszy widok wewnątrz.
Neurolog Paul McLean stworzył prosty diagram, który ilustruje podstawową ideę, o której mówiliśmy wcześniej, dotykając mózgu gadziego w procesie rewolucji, późniejszej nadbudowy mózgu ssaków, a na końcu naszego własnego trzeciego mózgu.
W formie takiej mapy nakłada się to na nasz prawdziwy mózg:
Przyjrzyjmy się każdej sekcji:
Łodyga mózgu (i móżdżek)
To najstarsza część naszego mózgu.
To jest sekcja naszego mózgu powyżej, gdzie mieszka szef żaby. W rzeczywistości cały mózg żaby przypomina tę dolną część naszego mózgu:
Kiedy zrozumiesz funkcję tych części, fakt, że są starożytne, ma sens - cokolwiek robią te części, mogą zrobić żaby i jaszczurki. Największe sekcje to:
Rdzeń
Medulla oblongata dba o twoją śmierć. Wykonuje niewdzięczne zadania zarządzania mimowolnymi procesami, takimi jak tętno, oddychanie i ciśnienie krwi, i powoduje wymioty, gdy wydaje się, że zostałeś otruty.
Pons
Varoliev Bridge robi wszystko po trochu. Odpowiada za połykanie, kontrolę pęcherza, mimikę, żucie, ślinę, łzy i stolec - w skrócie za wszystko.
Śródmózgowia
Śródmózgowie ma jeszcze większy kryzys osobowości niż mosty. Rozumiesz, że część mózgu ma problemy, gdy prawie wszystkie jej funkcje są wykonywane przez inną część mózgu. W przypadku śródmózgowia chodzi o wzrok, słuch, zdolności motoryczne, czujność, kontrolę temperatury i wiele innych rzeczy, które robią inne części mózgu. Reszta mózgu również nie przypomina zbytnio śródmózgowia, biorąc pod uwagę, jak absurdalnie nierówne „przodomózgowie, śródmózgowie, tyłomózgowie”, jakby celowo izolowały śródmózgowie.
Za co osobno należy podziękować moście i śródmózgowiu, ponieważ kontrolują one dobrowolne ruchy oczu. Dlatego jeśli teraz poruszysz oczami, procesy zachodzą w mostku i śródmózgowiu.
Móżdżek
Ta dziwnie wyglądająca rzecz, podobna do moszny w twoim mózgu, to móżdżek, czyli móżdżek, co po łacinie oznacza „mały mózg”. Odpowiada za równowagę, koordynację i normalny ruch.
Układ limbiczny
Nad pniem mózgu znajduje się układ limbiczny, część mózgu, która sprawia, że ludzie są niesamowici.
Układ limbiczny to system przetrwania. Ważną częścią jej pracy jest to, że za każdym razem, gdy robisz to, co potrafi Twój pies - jesz, pijesz, uprawiasz seks, walczysz, chowasz się lub uciekasz przed czymś strasznym - układ limbiczny jest za kierownicą. Czy ci się to podoba, czy nie, wykonując którąkolwiek z powyższych czynności, jesteś w prymitywnym trybie przetrwania.
Twoje emocje również żyją w układzie limbicznym i na wszelki wypadek emocje są również odpowiedzialne za przetrwanie - są to bardziej zaawansowane mechanizmy przetrwania, których potrzebują zwierzęta żyjące w złożonej strukturze społecznej.
Ilekroć gdzieś w Twojej głowie toczy się wewnętrzna walka, warto podziękować układowi limbicznemu za zrobienie czegoś, czego później będziesz żałować.
Jestem prawie pewien, że kontrolowanie układu limbicznego to zarówno definicja dojrzałości, jak i podstawowa ludzka walka. Nie chodzi o to, że jest nam lepiej bez naszych układów limbicznych - w końcu czynią nas one ludźmi, a duża część życia jest związana z emocjami i zaspokajaniem potrzeb zwierząt. Tyle, że twój układ limbiczny nie bierze pod uwagę tego, że żyjesz w cywilizowanym społeczeństwie, a jeśli dasz mu zbyt dużą władzę, by kontrolować swoje życie, szybko je zniszczy.
W każdym razie przyjrzyjmy się temu bliżej. Istnieje wiele małych części układu limbicznego, ale skupimy się na tych najbardziej znanych.
Migdał
Ciało migdałowate jest rodzajem emocjonalnego zaburzenia struktury mózgu. Odpowiada za niepokój, smutek i poczucie strachu. Są dwa migdałki i, o dziwo, lewy jest w lepszym nastroju - czasami wywołuje uczucie radości, oprócz nieprzyjemnego. Drugi jest zawsze w złym humorze.
Hipokamp
Twój hipokamp (z greckiego „konik morski”, ponieważ wygląda tak samo) jest deską kreślarską do zapamiętywania. Kiedy szczury zaczynają zapamiętywać wskazówki w labiryncie, wspomnienia są zakodowane w ich hipokampie - dosłownie. Różne części dwóch hipokampów szczurów zostaną aktywowane w różnych częściach labiryntu, ponieważ każda sekcja labiryntu jest przechowywana w przypisanej jej części hipokampu. Ale jeśli po zapamiętaniu jednego labiryntu szczur dostanie kolejne zadanie i rok później wróci do pierwotnego labiryntu, prawie go nie zapamięta, ponieważ tablica kreślarska hipokampu zostanie wymazana, aby zwolnić miejsce na nowe wspomnienie.
Historia w filmie Memento jest prawdziwa - następcza amnezja - i jest spowodowana uszkodzeniem hipokampu. Choroba Alzheimera zaczyna się również w hipokampie, zanim przedostanie się przez inne części mózgu, więc z powodu wielu niszczycielskich skutków choroby najpierw pojawiają się problemy z pamięcią.
Wzgórze
W swoim centralnym miejscu w mózgu wzgórze służy również jako przekaźnik sensoryczny, który odbiera informacje z twoich zmysłów i wysyła je do kory mózgowej w celu przetworzenia. Kiedy śpisz, śpi z tobą wzgórze, co oznacza, że mediator sensoryczny nie działa. Dlatego podczas głębokiego snu dźwięk, światło lub dotyk mogą Cię nie obudzić. Jeśli chcesz odepchnąć kogoś, kto głęboko śpi, musisz spróbować sięgnąć do wzgórza.
Wyjątkiem jest twój zmysł węchu, który jest jedynym doznaniem, które omija wzgórze. Dlatego też, aby obudzić spaloną osobę, używa się soli zapachowych. A skoro tu jesteśmy, to fajny fakt: zmysł węchu jest funkcją opuszki węchowej i jest najstarszym zmysłem. W przeciwieństwie do innych zmysłów, zapach jest głęboko zakorzeniony w układzie limbicznym, gdzie działa w bliskim kontakcie z ciałem migdałowatym i hipokampem, dlatego zapach jest tak blisko związany z pamięcią i emocjami.
Szczekać
W końcu dotarliśmy do kory, kory. Kora. Neocortex. Mózg. Paliusz.
Najważniejsza część całego mózgu nie może zdecydować o nazwie. I własnie dlatego:
Rdzeń jest odpowiedzialny za prawie wszystko - przetwarza to, co widzisz, słyszysz i czujesz, a także język, ruch, myślenie, planowanie i osobowość.
Jest podzielony na cztery części:
Nie jest przyjemnie opisać, co robi każdy z nich, ponieważ każdy z nich dużo robi. Ale żeby uprościć:
Płat czołowy rządzi twoją osobowością wraz z tym, co uważamy za „myślenie” - rozważanie, planowanie, zaangażowanie. W szczególności czajnik gotuje się najbardziej w przedniej części płata czołowego, w korze przedczołowej. Kora przedczołowa to kolejna postać w wewnętrznych bitwach twojego życia. Racjonalista w tobie sprawia, że pracujesz. Głos wewnętrzny próbuje Cię przekonać, abyś przestał martwić się tym, co myślą o tobie inni i po prostu bądź sobą. Wyższa moc, która chce, żebyś przestał się pocić.
W tym przypadku płat czołowy jest odpowiedzialny za ruch twojego ciała. Górny pas płata czołowego to główna kora ruchowa.
Oprócz innych funkcji płat ciemieniowy kontroluje zmysł dotyku, szczególnie w pierwotnej korze somatosensorycznej, pasie obok pierwotnej kory ruchowej.
Kora ruchowa i somatosensoryczna znajdują się obok siebie i są dobrze zbadane. Neurolodzy dokładnie wiedzą, która część każdego pasma łączy się z każdą częścią Twojego ciała. Co prowadzi nas do najbardziej przerażającego diagramu w tym artykule: homunkulusa.
Homunkulus, stworzony przez neurochirurga Wildera Penfielda, wizualnie wyświetla mapę kory ruchowej i somatosensorycznej. Im większa część ciała jest przedstawiona na schemacie, tym bardziej kora jest poświęcona ruchowi lub dotykowi. Kilka interesujących faktów na ten temat:
Po pierwsze, to niesamowite, że więcej mózgu poświęca się ruchowi i odczuciom Twojej twarzy i dłoni niż reszcie ciała, zamiast być zabieranym. Ma to jednak sens: musisz mieć niezwykle szczegółowy wyraz twarzy, a twoje ramiona muszą być bardzo zwinne, podczas gdy reszta części - ramiona, kolana, plecy - może być znacznie bardziej szorstka. Nie bez powodu ludzie grają na pianinie palcami, a nie stopami.
Po drugie, niezwykłe jest to, jak podobne są te dwie skorupy do tego, z czym są związane.
W końcu trafiłem na to gówno i teraz z tym żyję - więc ty też. 3D homunkulus człowiek.
Idźmy dalej.
Płat skroniowy (skroniowy) jest miejscem, w którym żyje twoja pamięć, a ponieważ znajduje się on obok twoich uszu, gniazduje w nim również kora słuchowa.
Wreszcie z tyłu głowy znajduje się płat potyliczny, który jest prawie w całości poświęcony widzeniu.
Przez długi czas myślałem, że te duże płaty to całe fragmenty mózgu - na przykład segmenty ogólnej trójwymiarowej struktury. Ale w rzeczywistości kora to tylko zewnętrzne dwa milimetry mózgu, a mięso pod spodem to tylko okablowanie.
Jeśli usuniesz korę mózgową, możesz rozłożyć kwadratowy arkusz mózgu o wielkości 2 mm o powierzchni 48 x 48 cm. Serwetka obiadowa.
Ta serwetka to miejsce, w którym większość czynności zachodzi w Twoim mózgu - dlatego możesz myśleć, poruszać się, czuć, widzieć, słyszeć, pamiętać, mówić i rozumieć język. Wspaniała serwetka, cokolwiek by się rzec.
I pamiętaj, że jesteś galaretowatą kulką? Kiedy próbujesz stać się świadomym siebie, wszystko dzieje się w korze mózgowej. Oznacza to, że nie jesteś galaretowatą kulką, jesteś serwetką.
Magia fałd w zwiększaniu rozmiaru serwetki jest ewidentna, gdy resztę mózgu położymy na obranej korze mózgowej.
Tak więc, choć nie jest doskonała, współczesna nauka zdobyła pewne zrozumienie szerszego obrazu, jeśli chodzi o mózg. W zasadzie dość dobrze rozumiemy mniejszy obraz. Sprawdźmy?
Mózg blisko
Tak więc, chociaż dawno temu zorientowaliśmy się, że mózg stał się składnicą naszej inteligencji, dopiero niedawno nauka odkryła, z czego mózg jest właściwie zbudowany. Naukowcy wiedzieli, że jego ciało składa się z komórek, ale pod koniec XIX wieku włoski fizyk Camillo Golgi odkrył, jak zastosować barwienie, aby zobaczyć, jak faktycznie wyglądają komórki mózgowe. Wynik był zaskakujący:
Nie wyglądało jak komórki. Golgi otworzył neuron.
Naukowcy szybko zdali sobie sprawę, że neuron jest podstawową jednostką rozległej sieci komunikacyjnej, z której składa się mózg i układ nerwowy praktycznie wszystkich zwierząt.
Ale dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku naukowcy odkryli, w jaki sposób neurony komunikują się ze sobą.
Akson, długa gałąź neuronu przenosząca informacje, ma mikroskopijną średnicę - zbyt małą, aby ją badać. Ale w latach trzydziestych angielski zoolog J. Z. Jung doszedł do wniosku, że kałamarnica może odwrócić nasz umysł od mózgu, ponieważ ma ona niewiarygodnie duże aksony w swoich ciałach i można z nią eksperymentować. Kilkadziesiąt lat później, używając dużego aksonu kałamarnicy, naukowcy Alan Hodgkin i Andrew Huxley z całą pewnością odkryli, w jaki sposób neurony przekazują informacje: potencjał czynnościowy. Tak to działa.
Przede wszystkim istnieje wiele różnych typów neuronów:
Dla uproszczenia omówimy prosty, wspólny neuron - komórkę piramidalną, podobną do tej znajdującej się w korze ruchowej. Aby zrobić diagram neuronu, zacznijmy od faceta:
A jeśli damy mu kilka dodatkowych nóg, trochę włosów, zdejmiemy mu ręce i wyciągniemy - to jest neuron.
Dodajmy więcej neuronów.
Zamiast wchodzić w pełne szczegółowe wyjaśnienie, jak działają potencjały czynnościowe - i czerpać z wielu niepotrzebnych i nieciekawych informacji technicznych, które napotkałeś już na zajęciach z biologii w klasie 9 - przejdźmy od razu do głównych pomysłów, które nam pomogą.
Pień ciała naszego faceta - akson neuronu - ma ujemny „potencjał spoczynkowy”, to znaczy w stanie spoczynku jego ładunek elektryczny jest nieznacznie ujemny. Kilka osób ciągle kopie naszego faceta we włosy, dendryty neuronu, czy mu się to podoba, czy nie. Ich nogi wyrzucają na jego włosy chemikalia - neuroprzekaźniki - które przemieszczają się przez jego głowę (ciało komórki lub soma) i, w zależności od substancji chemicznej, zwiększają lub zmniejszają ładunek w jego ciele. Nie jest to przyjemne dla naszego neuronu, ale jest znośne - i nic więcej się nie dzieje.
Ale jeśli wystarczająco dużo chemikaliów dotknie jego włosów, aby podnieść ich ładunek, „potencjał progowy” neuronu, to wyzwoli to potencjał czynnościowy i nasz koleś będzie w szoku.
To podwójna sytuacja - naszemu facetowi albo nic się nie dzieje, albo jest on całkowicie porażony prądem. Nie może być trochę pobudzony ani zbyt pobudzony - albo jest pod nim, albo nie, i zawsze do pewnego stopnia.
Kiedy tak się dzieje, impuls elektryczny (w postaci krótkiego odwrócenia normalnego ładunku jego ciała z ujemnego na dodatni, a następnie szybko powracającego do normalnego ujemnego) przechodzi przez jego ciało (akson) do jego nóg - końcówek aksonu neuronu - które same dotykają włosów innych ludzi (punkty styku nazywane są synapsami). Kiedy potencjał czynnościowy dociera do jego nóg, powoduje, że uwalniają chemikalia do włosów ludzi, których dotykają, co powoduje lub nie powoduje porażenia prądem, jak on sam.
W ten sposób informacje normalnie przemieszczają się przez układ nerwowy - informacje chemiczne wysyłane w niewielkiej szczelinie między neuronami wyzwalają przekazywanie informacji elektrycznych przez neuron - ale czasami, gdy organizm potrzebuje szybszego przesyłania sygnału, połączenia neuron-neuron mogą same być elektryczne.
Potencjały czynnościowe poruszają się od 1 do 100 metrów na sekundę. Jednym z powodów tego szerokiego rozprzestrzeniania się jest to, że inny typ komórki układu nerwowego - komórka Schwanna - działa jak opiekuńcza babcia i nieustannie owija pewne typy aksonów warstwami tłuszczowych kocy zwanych osłonkami mielinowymi. Mniej więcej tak:
Oprócz ochrony i izolacji, otoczka mielinowa jest głównym czynnikiem wpływającym na szybkość komunikacji - potencjały czynnościowe poruszają się znacznie szybciej przez aksony, gdy są pokryte osłonkami mielinowymi.
Dobry przykład różnicy w szybkości powodowanej przez mielinę: czy wiesz, jakie to uczucie, kiedy uderzasz palcem, twoje ciało daje ci jedną sekundę na przemyślenie tego, co właśnie zrobiłeś i jak się teraz czujesz, zanim uderzy ból? Jednocześnie odczuwasz uderzenie małego palca w coś twardego i ostrą część bólu, ponieważ ostra informacja o bólu jest przesyłana do mózgu przez zmielinizowane aksony. Pojawienie się tępego bólu zajmuje sekundę lub dwie, ponieważ przechodzi on przez niezmielinizowane „włókna C” - z prędkością metra na sekundę.
Sieci neuronowe
Neurony są nieco podobne do tranzystorów komputerowych - przekazują również informacje w binarnym języku zer i jedynek (0 i 1), bez wyzwalania iz wyzwalaniem potencjału czynnościowego. Ale w przeciwieństwie do tranzystorów komputerowych neurony w mózgu nieustannie się zmieniają.
Pamiętasz, kiedy uczysz się czegoś nowego i jesteś w tym dobry, a następnego dnia próbujesz ponownie, ale bez gówna? Faktem jest, że wczoraj koncentracja chemikaliów w sygnałach między neuronami pomogła ci w nauce. Powtórzenie spowodowało zmianę chemikaliów, poprawiło się, ale następnego dnia chemikalia wróciły do normy, więc ulepszenia zostały anulowane.
Ale jeśli będziesz dalej ćwiczyć, w końcu będziesz w czymś dobry i tak będzie przez długi czas. W pewnym sensie mówisz mózgowi „Potrzebuję tego więcej niż raz”, a sieci neuronowe mózgu odpowiadają, wprowadzając odpowiednie zmiany strukturalne. Neurony zmieniają kształt i lokalizację oraz wzmacniają lub osłabiają różne połączenia w taki sposób, aby stworzyć sieć ścieżek do umiejętności, zdolności do zrobienia czegoś.
Zdolność neuronów do zmiany siebie chemicznej, strukturalnej, a nawet funkcjonalnej pozwala sieci neuronowej mózgu na optymalizację pod kątem świata zewnętrznego - zjawisko zwane plastycznością mózgu. Mózg dziecka jest najbardziej elastyczny. Kiedy rodzi się dziecko, jego mózg nie ma pojęcia, na jakie życie ma się przygotować: na życie średniowiecznego wojownika, który będzie musiał opanować szermierkę, XVII-wiecznego muzyka, który będzie musiał rozwinąć dokładną pamięć mięśniową do gry na klawesynie, lub współczesnego intelektualistę, który będzie musiał zachować i pracować z ogromną ilością informacji. Ale mózg dziecka jest gotowy, by zmienić się na każde życie, które go czeka.
Niemowlęta są gwiazdami neuroplastyczności, ale neuroplastyczność utrzymuje się przez całe nasze życie, więc ludzie mogą się rozwijać, zmieniać i uczyć nowych rzeczy. Dlatego możemy tworzyć nowe nawyki i łamać stare - Twoje nawyki odzwierciedlają istniejące wzorce w Twoim mózgu. Jeśli chcesz zmienić swoje przyzwyczajenia, musisz wykazać się dużą siłą woli, aby przepisać ścieżki neuronalne w mózgu, ale jeśli spróbujesz, mózg w końcu zrozumie i zmieni wszystkie te ścieżki, po czym nowe zachowanie nie będzie już wymagało siły woli. Twój mózg fizycznie zmieni zmianę w nowy nawyk.
W sumie w mózgu znajduje się około 100 miliardów neuronów, tworzących tę niewiarygodnie rozległą sieć - podobnie jak liczba gwiazd w Drodze Mlecznej. Około 15-20 miliardów tych neuronów znajduje się w korze, reszta w innych częściach mózgu. Co zaskakujące, nawet móżdżek ma trzy razy więcej neuronów niż kora.
Oddalmy i spójrzmy na inny przekrój mózgu. Tym razem będziemy ciąć nie wzdłuż, ale w poprzek.
Materię mózgu można podzielić na tak zwaną istotę szarą i białą. Szara materia w rzeczywistości wygląda na ciemniejszą i składa się z ciał komórkowych (atomów) neuronów mózgowych oraz ich dendrytów i aksonów zarodkowych - wraz z innym materiałem. Istota biała składa się głównie z aksonów przewodzących prąd elektryczny, które przenoszą informacje z somy do innych somy lub do miejsca docelowego w ciele. Istota biała jest biała, ponieważ aksony te są zwykle owinięte w otoczce mielinowej, która jest białą tkanką tłuszczową.
Istnieją dwa główne obszary istoty szarej w mózgu: wewnętrzna klaster układu limbicznego i części pnia mózgu omówione powyżej oraz gruba warstwa kory pokryta 2-milimetrową warstwą kory na zewnątrz. Duży fragment istoty białej pomiędzy nimi składa się głównie z aksonów korowych. Kora jest dużym ośrodkiem dowodzenia, a wiele jej rzędów pochodzi z masy aksonów w jej składzie.
Najfajniejszą ilustracją tego pomysłu jest kolekcja artystycznych przedstawień dr Grega Dunna i Briana Edwardsa. Zobacz wyraźną różnicę między budową zewnętrznej warstwy skorupy istoty szarej i istoty białej pod nią.
Te aksony korowe mogą przekazywać informacje do innej części kory, do dolnej części mózgu lub przez rdzeń kręgowy - autostradę układu nerwowego - i do reszty ciała.
Przyjrzyjmy się całemu układowi nerwowemu.
Układ nerwowy jest podzielony na dwie części: centralny układ nerwowy - mózg i rdzeń kręgowy - oraz obwodowy układ nerwowy - składający się z neuronów, które promieniują od rdzenia kręgowego do reszty ciała.
Większość typów neuronów to interneurony, które komunikują się z innymi neuronami. Kiedy myślisz, w twojej głowie jest grupa interneuronów rozmawiających ze sobą. Interneurony znajdują się głównie w mózgu.
Pozostałe dwa typy neuronów to neurony czuciowe i neurony ruchowe - przemieszczają się wzdłuż rdzenia kręgowego i tworzą obwodowy układ nerwowy. Te neurony mogą mieć jeden metr długości. Oto typowa struktura dla każdego typu:
Pamiętasz nasze dwa paski?
Te paski znajdują się tam, gdzie rodzi się obwodowy układ nerwowy. Aksony neuronów czuciowych przemieszczają się w dół z kory somatosensorycznej, przez białą istotę mózgu, do rdzenia kręgowego (który jest po prostu masywną wiązką aksonów). Z rdzenia kręgowego docierają do wszystkich części ciała. Każda część Twojej skóry jest wyłożona nerwami, które pochodzą z kory czuciowej. Nawiasem mówiąc, nerw to seria wiązek aksonów związanych razem w mały sznur. Oto przekrój nerwu:
Nerw to wszystko w fioletowym kole, a cztery duże okręgi w środku to wiązki aksonów.
Jeśli mucha wyląduje na twojej dłoni, wydarzy się co następuje:
Mucha dotyka Twojej skóry i pobudza wiązkę nerwów czuciowych. Końcówki aksonów nerwów zaczynają pracować z potencjałem, przekazując ten sygnał do mózgu, aby zasygnalizować muchę. Sygnały trafiają do rdzenia kręgowego i somy kory somatosensorycznej. Kora somatosensoryczna sygnalizuje następnie korze ruchowej, aby leniwie poruszała ramieniem, aby odgarnąć muchę. Pewne somy w korze ruchowej, które są połączone z mięśniami ramion, inicjują potencjały, wysyłając sygnały z powrotem do rdzenia kręgowego, a stamtąd do mięśni ramion. Końcówki aksonów na końcach neuronów stymulują mięśnie ramienia, które potrząsają nim, aby odpędzić muchę. Układ nerwowy muchy przechodzi przez swój cykl, a ona odlatuje.
Następnie twoje ciało migdałowate rozgląda się i zdaje sobie sprawę, że siedzi na tobie owad, mówi korze motorycznej, aby drgnęła z wrogości, a jeśli jest to pająk zamiast muchy, rozkazuje również strunom głosowym mimowolnie krzyczeć i zniszczyć twoją reputację.
Więc rozumiemy, jak działa mózg? Dlaczego więc, skoro profesor zadał to pytanie - ile mil przejechaliśmy, skoro tylko ta mila to wszystko, co musimy wiedzieć o mózgu - odpowiedź brzmi: trzy cale?
A sekret jest taki.
Wiemy, w jaki sposób pojedynczy komputer wysyła e-maile iw pełni rozumiemy wszelkie koncepcje internetu, np. Ile jest tam osób, które strony są największe, jakie trendy wiodą. Ale wszystkie te rzeczy w centrum - wewnętrzne procesy w Internecie - są trochę zagmatwane.
Ekonomiści mogą opowiedzieć ci wszystko o tym, jak działa indywidualny konsument, o podstawowych pojęciach makroekonomii i nadrzędnych siłach w grze - ale nigdy nie są w stanie powiedzieć dokładnie, jak działa gospodarka z dokładnością do sekundy, ani co się z nią stanie za miesiąc lub rok.
Mózg jest nieco podobny. Mamy mały obraz - wiemy wszystko o tym, jak aktywowane są neurony. I mamy duży obraz - wiemy, ile neuronów jest w mózgu, jakie są największe płaty i struktury, jak kontrolują organizm i ile energii zużywa system. Ale gdzieś pomiędzy - tym, co robi każda część mózgu - jesteśmy całkowicie zagubieni.
Po prostu nie rozumiemy.
To, co naprawdę pokazuje nam, jak bardzo jesteśmy zdezorientowani, to sposób, w jaki neuronaukowcy mówią o częściach mózgu, które najlepiej rozumiemy. Podobnie jak kora wzrokowa. Dobrze rozumiemy korę wzrokową, ponieważ łatwo ją zmapować.
Naukowiec Paul Merolla opisał mi to następująco:
Na razie dobrze. Ale kontynuuje:
A kora ruchowa, kolejny z najlepiej zbadanych obszarów mózgu, po dokładniejszym zbadaniu okazuje się być jeszcze bardziej złożona niż kora wzrokowa. Ponieważ chociaż wiemy, które ogólne obszary mapy kory ruchowej odpowiadają określonym obszarom ciała, poszczególne neurony w tych obszarach kory ruchowej nie są wyrównane topograficznie, a specyfika ich wspólnej pracy nad tworzeniem ruchu ciała jest absolutnie niejasna.
Neuroplastyczność, która sprawia, że nasze mózgi są tak użyteczne, sprawia, że są one niezwykle trudne do zrozumienia, ponieważ sposób, w jaki nasz mózg działa, opiera się na tym, jak mózg kształtuje się w odpowiedzi na określone środowiska i doświadczenia. To nie jest bezduszny kawałek mięsa ani coś, co wy, ja, ciocia Masza, wujek Petit i Bill Gates będziecie mieć taki sam przynajmniej wygląd - głęboko w środku mózg każdego człowieka jest wyjątkowy w najwyższym tego słowa znaczeniu.
Część pierwsza: ludzki kolos
Część druga: mózg
Część trzecia: Latanie nad gniazdem neuronów
Część czwarta: interfejsy neurokomputerów
Część piąta: problem Neuaralinka
Część szósta: Age of Wizards 1
Część szósta: Age of Wizards 2
Część siódma: Wielka fuzja