Как работает мозг. Мечты Мозговая работа

Уже более 100 лет учёные бьются над вопросом: как работает мозг человека? Открытий сделано очень много, но тайн и загадок от этого меньше не стало. Серое вещество, покоящееся в черепной коробке, представляет собой уникальнейшее образование. При небольших размерах и массе, относительно человеческого тела, оно потребляет 20% всего кислорода, который поступает в лёгкие.

Мозговое вещество полностью формируется в возрасте 7 лет. При этом ему требуется гораздо больше энергии, чем в зрелые годы. Оно абсолютно нечувствительно к боли, так как не имеет соответствующих рецепторов. Благодаря серому веществу, люди осязают, ощущают, видят, говорят, слышат. Но самое главное, человек способен думать, выражать эмоции и принимать решения.

Сколько нейронов в человеческом мозге?

Нейрон - это специфическая нервная клетка, имеющая отростки. Эти отростки соприкасаются с отростками других нейронов. В результате получается огромная сеть, через которую передаются различные сигналы. А вот каналы или нервные пути, по которым идут сигналы, называются синапсами. Вся эта сложная система в совокупности и представляет собой мозг человека. Сколько же в нём содержится нейронов?

Уже давно существует число 100 млрд. Якобы, именно оно и обозначает общее количество нейронов. Но каждый понимает, что данная величина приблизительная. Да и действительно, как посчитать все микроскопические клетки, не упустив ни одной? Задача просто невыполнимая.

Однако нейробиологи из Дании сумели сделать это. Они взяли 4 мозга умерших людей и провели с ними изотропную фрактализацию. Выражаясь простым языком, разжижили мозги и превратили их в гомогенную эмульсию или "мозговой суп". После этого были изучены образцы "супа" и подсчитано количество нейронов в них. Далее математическим путём рассчитали общее количество нервных клеток во всех 4-х исследуемых образцах мозга.

В результате этого выяснилось, что серое вещество содержит в себе примерно 86 млрд. нейронов. Ни один из 4-х образцов не набрал 100 млрд. клеток. Конечно, неискушённому человеку может показаться, что разница в 14 млрд. абсолютно непринципиальная. Но именно из такого числа нейронов состоит серое вещество бабуина. А у гориллы насчитывается 28 млрд. нейронов. Так что числа 100 и 86 представляют собой довольно существенное различие.

Размеры мозга и умственные способности

Иногда в литературе проскальзывает мысль, что чем больше у человека объём серого вещества, тем, соответственно, больше и ума. Данное утверждение довольно сомнительное, но всё познаётся в сравнении. Если, к примеру, взять мозговое вещество дельфина и муравьеда, то здесь сразу видно, что у дельфина объём больше, а ума больше и подавно. Но не стоит торопиться с выводами.

Давайте посмотрим на корову и обезьяну. Кто умнее? Конечно, обезьяна. Но мозги коровы по своим размерам значительно превосходят мозги приматов. Можно сравнить человека и кита. Средний вес серого вещества человека составляет 1,2 кг, а у огромного млекопитающего этот показатель равен 6,8 кг. Однако интеллектуальные возможности людей на несколько порядков выше. Отсюда можно сделать вывод, что размеры мозга никак не связаны с умственными способностями.

Зависит ли количество нейронов от объёма мозга?

Данный вопрос совсем не простой, как может показаться на первый взгляд. Размеры мыслительного органа у разных животных сильно различаются. При этом до недавних пор превалировало мнение, что плотность нервных клеток (отношение количества к массе) является величиной постоянной, независимо от видов и классов живых существ.

Однако в настоящее время доказано, что это вовсе не так. В наши дни достоверно известно, что у разных млекопитающих абсолютно разные правила расчёта нейронов. То есть в 1 грамме мозговой ткани может быть совершенно разное количество клеток.

В мозгах тех же приматов количество нейронов увеличивается пропорционально объёму серого вещества. А вот у грызунов пропорциональности никакой нет. У этих животных с увеличением объёма мозговой ткани количество нервных клеток уменьшается. Что же касается насекомоядных, то тут наблюдается комбинация - грызуны + приматы. Серое вещество увеличивается быстрее по-сравнению с количеством нейронов. А вот для мозжечка характерна линейная скорость роста, как и у приматов.

Вывод здесь следующий: именно мозги приматов устроены наиболее эффективно, так как максимально используют весь доступный объём. Если количество нейронов у приматов увеличить в 10 раз, то это приведёт к 11-кратному увеличению объёма мозгового вещества. А у грызунов объём увеличится в 35 раз. Если представить грызуна, у которого насчитывается 86 млрд. нейронов, то тогда вес его серого вещества будет составлять 35 кг.

Мысли и мозг человека

Работа мозга человека напрямую связана с мыслительной деятельностью. И вот тут наблюдается самое интересное. Биологическая масса, из которой и состоит серое вещество, не может вырабатывать мысли. Да, в ней наблюдается огромное количество химических и электрических процессов. Но они никак не связаны с мыслительной деятельностью, а тем более с чувствами и переживаниями. То, что делает человека "венцом природы", лежит вовсе не под черепной коробкой. А где же тогда?

Существует мнение, что кора головного мозга является всего лишь передающим устройством. Откуда-то извне к ней идут сигналы. Они воспринимаются нейронами, и таким образом зарождаются мысли. А может быть, всем руководит молекула ДНК . Именно она и генерирует определённые мыслеобразы, а человеку кажется, что думает именно он и думает при этом головой.

В любом случае, можно лишь догадываться и фантазировать. Сам же процесс мыслеобразования представляет собой тайну за семью печатями. Познать её не дано никому. Остаётся лишь принять данную информацию как должное. В то же время напрашивается логический вывод: если мысли рождаются не у нас в голове, то, стало быть, они не наши, а тогда и слушать их не стоит? Они чужаки и частенько провоцируют людей на неправильные поступки.

Таким образом, вопрос - как работает мозг человека? - остаётся без ответа. Мы лишь знаем, что в нём существует огромное количество нейронов, связанных синапсами. Нейроны объединены в группы, каждая из которых выполняет определённые функции. Это осязание, обоняние, слух, зрение, координация и многое-многое другое. Но вот что порождает мысли и чувства - тут ответа нет. А ведь это самое главное в жизнедеятельности людей. Всё остальное – обычные химические процессы, которые может познать любой человек при должном усердии и трудолюбии.

Дмитрий Шестаков

Самая большая загадка для ученых - не безграничность космоса или образование Земли, а человеческий мозг. Его возможности превышают способности любого современного компьютера. Мышление, прогнозирование и планирование, эмоции и чувства, наконец, сознание — все эти присущие человеку процессы, так или иначе, протекают в пределах небольшого пространства черепной коробки. Работа человеческого мозга и ее изучение связаны гораздо сильнее, чем любые другие объекты и способы исследования. В данном случае они практически совпадают. Мозг человека изучается при помощи мозга человека. Возможность понять протекающие в голове процессы фактически зависит от способностей «мыслительной машины» познавать саму себя.

Структура

Сегодня довольно много известно о строении головного мозга. Он состоит из двух полушарий, напоминающих половинки грецкого ореха, покрытых тонкой серой оболочкой. Это кора больших полушарий. Каждая из половинок условно поделена на несколько долей. Самые древние в эволюционном плане отделы мозга, лимбическая система и ствол, находятся под мозолистым телом, соединяющим два полушария.

Человеческий мозг состоит из клеток нескольких разновидностей. Большая часть из них — это глиальные клетки. Они выполняют функцию соединения остальных элементов в единое целое, а также принимают участие в усилении и синхронизации электрической активности. Примерно десятая часть клеток мозга — это нейроны различных форм. Они передают и принимают электрические импульсы при помощи отростков: длинных аксонов, транслирующих информацию от тела нейрона дальше, и коротких дендритов, принимающих сигнал от других клеток. Соприкасающиеся аксоны и дендриты образуют синапсы, места передачи информации. Длинный отросток выделяет в полость синапса нейромедиатор, химическое вещество, влияющее на работу клетки, оно попадает на дендрит и приводит к торможению или возбуждению нейрона. Сигнал передается по всем связанным клеткам. В результате очень быстро возбуждается или тормозится работа большого числа нейронов.

Некоторые особенности развития

Человеческий мозг, как и любой другой орган тела, проходит определенные стадии своего формирования. Ребенок появляется на свет, так сказать, не в полной боевой готовности: процесс развития мозга на этом не завершается. Наиболее активные его отделы в этот период находятся в древних структурах, отвечающих за рефлексы и инстинкты. Кора функционирует хуже, поскольку состоит из большого числа незрелых нейронов. С возрастом человеческий головной мозг утрачивает часть из этих клеток, зато приобретает множество прочных и упорядоченных связей между оставшимися. Погибают «лишние» нейроны, не нашедшие себе места в образовавшихся структурах. На сколько работает человеческий мозг, по-видимому, зависит от качества связей, а не от количества клеток.

Распространенный миф

Понимание особенностей развития головного мозга помогает определить несоответствие реальности некоторых привычных представлений о работе этого органа. Бытует мнение, что человеческий мозг работает на процентов 90-95 меньше, чем может, то есть используется примерно его десятая часть, а остальная таинственно дремлет. Если перечитать вышеизложенное, становится понятно, что не использующиеся нейроны не могут долго существовать — они погибают. Скорее всего, подобная ошибка — результат бытовавших некоторое время назад представлений, что работают только те нейроны, которые передают импульс. Однако в единицу времени в подобном состоянии находится лишь некоторые клетки, связанные с необходимыми сейчас человеку действиями: движением, речью, мышлением. Спустя несколько минут или часов им на смену приходят другие, ранее «молчавшие».

Таким образом, в течение определенного времени в работе тела участвует весь мозг, сначала одними своими частями, затем другими. Одновременная активация всех нейронов, которая подразумевает столь желанную многими 100% работу мозга, может привести к своеобразному короткому замыканию: человек будет галлюцинировать, испытывать боль и все возможные ощущения, содрогаться всем телом.

Связи

Получается, нельзя говорить, что какая-то часть мозга не работает. Однако способности человеческого мозга используются, действительно, не полностью. Дело, правда, не в «спящих» нейронах, а в количестве и качестве связей между клетками. Любое повторяющееся действие, ощущение или мысль закрепляются на уровне нейронов. Чем больше повторений, тем прочнее связь. Соответственно, более полноценное использование мозга предполагает построение новых связей. На этом построено обучение. Детский мозг еще не имеет стойких связей, они формируются и закрепляются в процессе знакомства ребенка с миром. С возрастом внести изменения в сложившуюся структуру становится все сложнее, поэтому дети легче обучаются. Тем не менее, при желании развить способности человеческого мозга можно в любом возрасте.

Невероятно, но факт

Способность образовывать новые связи и переобучаться дает поразительные результаты. Известны случаи, когда она преодолевала все грани возможного. Человеческий мозг — структура нелинейная. Со всей определенностью в нем нельзя выделить зоны, которые выполняют одну конкретную функцию и никакую больше. Более того, при необходимости части головного мозга могут брать на себя «обязанности» травмированных зон.

Так произошло с Говардом Рокетом, в результате инсульта обреченным на инвалидное кресло. Он не пожелал сдаваться и с помощью ряда упражнений пытался разрабатывать парализованные руку и ногу. В результате каждодневного упорного труда через 12 лет он смог не только нормально ходить, но и танцевать. Его головной мозг очень медленно и постепенно перенастроился таким образом, чтобы непострадавшие его части смогли выполнять функции, необходимые для нормального движения.

Паранормальные способности

Пластичность головного мозга - не единственная его особенность, поражающая ученых. Нейробиологи не обходят своим вниманием и такие явления, как телепатия или ясновидение. В лабораториях ставятся эксперименты, призванные доказать или опровергнуть возможность таких способностей. Исследования американских и английских ученых дают интересные результаты, позволяющие предположить, что их существование - не миф. Однако окончательного решения нейробиологи пока не вынесли: для официальной науки по-прежнему есть определенные грани возможного, человеческий мозг через них переступить, как считается, не может.

Работа над собой

В детстве по мере отмирания не нашедших себе «места» нейронов исчезает способность помнить все и сразу. Так называемая эйдетическая память встречается у малышей достаточно часто, у взрослых — это крайне редкий феномен. Однако человеческий мозг представляет собой орган и, как любая другая часть тела, он поддается тренировке. А значит, можно и память улучшить, и интеллект подтянуть, и творческое мышление развить. Важно только помнить, что развитие человеческого мозга — дело не одного дня. Тренировки должны быть регулярными независимо от поставленных целей.

Непривычно

Новые связи образуются в тот момент, когда человек делает что-то не как обычно. Простейший пример: на работу можно добраться несколькими путями, но по привычке мы всегда выбираем один и тот же. Задача — выбирать каждый день новую дорогу. Это элементарное действие принесет плоды: мозг будет вынужден не только определять путь, но и регистрировать новые визуальные сигналы, идущие от неизвестных ранее улиц и домов.

В число подобных тренировок можно отнести и использование левой руки там, где привычна правая (и наоборот, для левшей). Писать, печатать, держать мышку так неудобно, зато, как показывают эксперименты, уже спустя месяц таких тренировок значительно усилится творческое мышление и фантазия.

Чтение

О пользе книг нам говорят с самого детства. И это не пустые слова: чтение способствует повышению активности мозга в противоположность просмотру телевизора. Книги помогают развиваться фантазии. Под стать им действуют кроссворды, ребусы, игры на логику, шахматы. Они стимулируют мышление, заставляют нас пользоваться теми возможностями головного мозга, которые обычно не востребованы.

Физические упражнения

На сколько работает человеческий мозг, на всю мощность или нет, зависит и от нагрузки на все тело. Доказано, что физические тренировки за счет обогащения крови кислородом положительно сказываются на активности мозга. Кроме того, удовольствие, которое получает тело в процессе регулярных упражнений, улучшает общее состояние и настроение.

Существует большое число способов повысить активность головного мозга. Среди них есть и специально разработанные, и крайне простые, к которым мы, сами того не зная, прибегаем каждый день. Главное — это последовательность и регулярность. Если сделать каждое упражнение по разу, существенного эффекта не последует. Ощущение дискомфорта, возникающее вначале - не повод бросать, а сигнал, что это упражнение заставляет мозг работать.

Касательно работы мозга существует множество противоречивых научных теорий и гипотез. Эмоции решения у человека зачастую противостоят друг другу. Эмоции появляются у человека ввиду природы мозга, запрограммированного на систему инстинктов. Так, при виде положительных стимулов - вкусной еды, денег как источника удовольствия, привлекательного представителя противоположного пола - мозг вырабатывает сигналы и отправляет их гормональной системе. Вырабатываются химические вещества, влияющие на реакцию человека - он может начать испытывать страх, радость, или восхищение.

Работы по эмоциональному интеллекту имеют тем больший вес, что могут применяться в бизнесе, маркетинге и политике. Многие решения человек применяет подсознательно. Причем это не всегда плохо. В заднем отделе мозга формируются паттерны: шаблоны человеческого поведения в испытанных ранее ситуациях.

IQ: рациональное мышление

Считается, что левое отвечает за рациональные действия. Поэтому левое полушарие называют аналитическим, а правое - творческим. В полной мере данная гипотеза даже не могла оправдаться. Мозг человека гораздо более сложен. Он разделен на тысячи областей, каждая из которых отвечает за одну из возможных функций. Имеется и ряд «пустых» областей, функциональность которых развивается в зависимости от потребностей личности. Тем не менее большинство ученых к выводу о том, что большая часть аналитических участков мозга действительно находится в левом полушарии.

Основа рационального мышления - приверженность знаковым системам. Отделы левого полушария активизируются при чтении, и решении математических задач. Какая бы то ни было письменность не свойственна животным, их левые полушария задействованы в меньшей степени, чем в мозге человека. Исключение составляют высшие млекопитающие (дельфины, киты).

Связь между полушариями

Связь между полушариями мозга и отдельными участками образуется за счет нейронных сетей. Это своего рода провода, передающие электрические мозговые импульсы с невообразимой скоростью. Мышление человека (мыслительный вектор, скорость, черты характера) напрямую зависит от наличия сформированных нейронных связей.

Считается, что люди, обладающие проявлениями гениальности, имеют огромное количество устойчивых связей нейронов и синапсов (еще один вид соединительных «проводов») между левым и правым полушариями. Это позволяет им анализировать определенную знаковую информацию, творчески ее интерпретировать и преподносить в переработанном виде в другой знаковой системе. Развитию устойчивых нейронных связей способствуют привычки. Вот почему многие гении занимались любимым делом уже в раннем возрасте - сформировавшиеся привычки способствовали укреплению нейронных связей, которые позволяли им творить произведения мирового масштаба.

Видео по теме

Связанная статья

Источники:

• как работает человеческий мозг

Головной мозг состоит из миллиардов нервных клеток, которые имеют собственные структурные особенности и расположены в соответствии с выполняемыми ими функциями. Орган контролирует деятельность всего организма, поведение, мысли, чувства. Сложная высокоуровневая нервная система соединяет тело человека и обеспечивает функционал каждого органа.

Инструкция

Большой мозг является самой большой частью органа и формирует его структуру. Наружный слой отдела называется церебральным кортексом (корой головного мозга) или серым веществом. Внутренние извилины и изгибы увеличивают полезную площадь ткани для обеспечения обработки большего количества информации.

Часть разделяется на два полушария, которые связываются между собой при помощи толстых нервных волокон, называемых мозолистым телом и расположенных в основании разделов. Полушария в свою очередь разделяются на 4 доли, которые и обеспечивают работу мозга. Фронтальная доля отвечает за мыслительные процессы, а также кратковременную память и передвижение. Теменные доли обрабатывают информацию, полученную с органов чувств человека. Затылочный отдел осуществляет построение изображений, получаемых при помощи глаз, а затем связывают данную информацию с памятью. Височная часть обеспечивает сохранение данных, интерпретацию запахов, вкусовых ощущений и звука.

Мозжечок состоит из морщинистой ткани и располагается чуть ниже основной части мозга. Орган отвечает за координацию движений тела и обрабатывает информацию, полученную от мышц, глаз и ушей. Ствол мозга связывает мозг с позвоночником и контролирует часть жизненно важных функций, например, сердцебиение, давление и дыхание. Данный раздел также участвует в процессе сна.

Структуры, расположенные внутри головного мозга, контролируют эмоции и воспоминания и составляют лимбическую систему. Таламус направляет сигналы, полученные от головного мозга, к церебральным полушариям. Гипоталамус обрабатывает эмоции, регулирует температуру тела и отвечает за другие важные нужды, например, прием пищи или сон. Гиппокамп отвечает за распределение воспоминаний в соответствующих секциях большого мозга, а также извлекает их при необходимости.

Лекцию «Мифы и реалии мозга человека: нейроинтерфейсы, искусственный интеллект, киборги и симбиоты», в которой рассказал про работу мозга и поделился мыслями о будущем взаимодействия человека и машин.

Кадр из кинофильма «Джонни Мнемоник»

Вокруг мозга и интеллекта много мифов, которые в перспективе могут стать устойчивым знанием. Наша работа сосредоточена на том, чтобы развеять эти мифы , - Александр Каплан

Из чего состоит человеческий мозг?

Это 86 миллиардов нервных клеток. Для понимания их работы важнее изучить не сами клетки, а их контакты друг с другом - каждая нервная клетка мозга (нейрон) имеет 10-15 тысяч контактов с другими клетками. Это миллион миллиардов операциональных единиц. Наш мозг управляет 640 мышцами и 360 суставами.

Например, 1 шаг - это работа 300 мышц, а поцелуй - 34.

Наш мозг особо не изменился по сравнению с кроманьонцами. Наш мозг уникален тем, что он не меняет свою структуру под внешние условия, а изменяет окружающую среду под себя.

86 миллиардов - это много или мало?

86 миллиардов нейронов - это очень много. У таких сравнительно умных животных, как обезьяна и дельфин - по 6-8 миллиардов нервных клеток. Настоящий рекордсмен - это слон; в его мозгу 250 млрд нейронов.

Почему слон не пишет музыку и не летает в космос, если у него так много нервных клеток? Дело в том, что у слона почти все нейроны размещены в мозжечке . Слон - очень крупное животное, ему нужно координировать огромное количество мышц, чтобы двигаться. Мозжечок как раз отвечает за координацию движений.

Как учёные считают количество нервных клеток?

Откуда мы знаем про то, сколько нервных клеток в мозге живых организмов? Все эти подсчёты сделала Сюзанна Херкулано-Хузел , профессор нейроанатомии из Рио-де-Жанейро (Бразилия). Результаты своего исследования она опубликовала в 2009 году.

Сюзанна брала мёртвый мозг и взбивала его в блендере, пока не получала что-то вроде смузи. Ядра клеток довольно прочные, поэтому они не пострадали от механического воздействия лезвий. Измерив количество нервных клеток на единицу объёма мозгового смузи, Сюзанна смогла посчитать примерное количество нейронов в мозгу человека, слона или дельфина.

Джонс - наркозависимый бывший военный дельфин из фильма «Джонни Мнемоник». Развитый интеллект этого дельфина позволял животному взламывать системы безопасности противника.

Как мы видим то, что мы видим?

Наши глаза - настоящее природное чудо. Свет фокусируется и попадает на дно глазного яблока, на котором располагаются примерно 120 миллионов светочувствительных «колбочек ». Нервные клетки возбуждаются и отправляют по нервному каналу электрический разряд, попадающий в заднюю часть мозга. Но эти разряды не несут в себе никаких изображений, как в компьютере. После того, как отдел мозга получает электрический разряд от «колбочек», происходит реконструкция изображения.

На основании прошлого опыта. Здесь есть опасность, что мы можем обмануться в том, насколько соответствуют наши внутренние психические образы реальным.

Что такое красный цвет? Откуда мы вообще знаем, что красный - это красный, а зелёный - это зелёный? Цвет является результатом общественного договора. Большинство людей считают так.

Наша внутренняя психическая модель образа зависит от общественного мнения.

На протяжении всей жизни мы выстраиваем модель окружающего нас мира. Эта модель невероятно сложна. В ней мы учитываем даже физические законы, иначе мы бы не могли предсказать самим себе, как полетит мяч, например. Мы подгоняем реальность под нашу индивидуальную модель мира, и картина мира в мозгу достраивается постоянно.

Кадр из кинофильма «Матрица». Мир «Матрицы» является нейроинтерактивной моделью Земли конца XX века. Можно сказать, что принципы моделирования окружающего мира мозгом человека перешли и в Матрицу.

Наш мозг испытывает потребность в достраивании этой модели. Это желание побуждает нас изучать мир вокруг. Наша ментальная модель напрямую зависит от опыта.

Какой у нас объём памяти?

Трейлер к видеоигре Deus Ex: Mankind Divided показывает будущее, в котором люди массово пользуются различными улучшениями для тела. Такими, как многофункциональные протезы конечностей, имплантаты и многое другое.