Creierul păcălește persoana. Miezul analizorului olfactiv

Corpul ca oraș, corpul orașului, corpul în oraș Să explorăm modul în care sănătatea corpului poate reflecta sănătatea orașului. În acest sens, modelul folosit pentru a ilustra medicina integrativă (T. W. H. Brown, 1989) reprezintă trei afecțiuni principale: boală, disfuncție și

3. Miezul analizorului olfactiv este situat în porțiunea filogenetic antică a cortexului cerebral, în baza creierului olfactiv - uncus, parțial hipocampus (câmpul 11).

4. Miezul analizorului de gust, conform unor date, este situat în partea inferioară a girusului postcentral, aproape de centrele mușchilor gurii și ai limbii, conform altora - în uncus, în imediata apropiere a capătului cortical al analizorului olfactiv. , ceea ce explică relația strânsă dintre senzațiile olfactive și gustative. S-a stabilit că tulburarea gustului apare atunci când câmpul 43 este afectat.

Analizoare de miros, gust și auz ale fiecărei emisfere sunt conectate cu receptorii organelor corespunzătoare din ambele părți ale corpului.

5. Nucleu analizor de piele(sensibilitate tactilă, durere și temperatură) localizat în girusul postcentral (câmpurile 1, 2, 3) și în cortexul regiunii parietale superioare (câmpurile 5 și 7). În acest caz, corpul este proiectat cu capul în jos în girusul postcentral, astfel încât în ​​partea sa superioară există o proiecție a receptorilor extremităților inferioare, iar în partea inferioară există o proiecție a receptorilor capului. Deoarece la animale receptorii de sensibilitate generală sunt dezvoltați în special la capătul capului corpului, în regiunea gurii, care joacă un rol enorm în captarea alimentelor, s-a păstrat și la om o puternică dezvoltare a receptorilor bucali.

În acest sens, regiunea acestuia din urmă ocupă o cantitate exorbitantă în cortexul girusului postcentral. suprafata mare. În același timp, în legătură cu dezvoltarea mâinii ca organ al travaliului, receptorii tactili din pielea mâinii au crescut brusc, care au devenit și organul tactil. În consecință, zonele cortexului corespunzătoare receptorilor membrului superior, multe altele membru inferior. Prin urmare, dacă desenați o figură a unei persoane cu capul în jos (până la baza craniului) și picioarele în sus (până la marginea superioară a emisferei) în girusul postcentral, atunci trebuie să desenați o față uriașă cu o gură incongruent de mare. , mână mare, în special mâna cu degetul mare net superior restului, un trunchi mic și un picior mic. Fiecare girus postcentral asociat cu partea opusa a corpului datorită încrucișării conductoarelor sensibile în măduva spinării și parțial în medula oblongata.

« Analizor există un mecanism nervos complex care începe cu aparatul de percepție extern și se termină în creier ”(I.P. Pavlov). Din punct de vedere I. P. Pavlova, think tank, sau capătul cortical al analizorului, nu are limite strict definite, ci constă dintr-un nucleu și părți împrăștiate - teoria nucleului și a elementelor împrăștiate. "Nucleu" reprezintă o proiecție detaliată și precisă în cortex a tuturor elementelor receptorului periferic și este necesară pentru implementarea analizei și sintezei superioare. „Elementele împrăștiate” sunt situate la periferia nucleului și pot fi împrăștiate departe de acesta; efectuează o analiză și o sinteză mai simplă și mai elementară. Atunci când partea nucleară este deteriorată, elementele împrăștiate pot, într-o anumită măsură, să compenseze precipitatul funcția kernelului, care are o mare importanță clinică pentru restabilirea acestei funcții.

Înainte de I.P. Pavlovîn cortex, zona motorie sau centri motori, girusul precentral și zona sensibila, sau centrii sensibili situat în spate Sulcus centralis. I. P. Pavlov a arătat că așa-numita zonă motorie, corespunzătoare gir precentral, există, ca și alte zone ale cortexului cerebral, o zonă de percepție (capătul cortical al analizorului motor). „Regiunea motorie este regiunea receptorului. Aceasta stabilește unitatea întregului cortex cerebral ”(IP Pavlov).

Toate circumvoluțiile și brazdele creier uman demult numit și descris. În atlasele neuroanatomice, aceeași substanță cenușie a cortexului emisfere vopsit în diferite culori. Această hartă de culori are peste o sută de ani. Și însăși ideea că funcțiile mentale sunt localizate în diferite locuri de pe suprafața cortexului cerebral uman a apărut la începutul secolelor al XVIII-lea și al XIX-lea. Medicul german Franz Gall (1758-1828) a creat așa-numitele hărți frenologice ale creierului, unde a plasat proprietățile psihicului, pe care le-a numit „abilitățile sufletului”. Din punctul de vedere al științei moderne, hărțile uimitoare ale lui Gall sunt rodul unor concluzii bazate nu pe date experimentale, ci doar pe propriile observații. Cu toate acestea, pentru punerea în aplicare a ideii sale, oamenii de știință s-au luptat timp de două secole.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, fiziologii germani au descoperit o zonă în cortexul cerebral al câinilor și pisicilor, a cărei stimulare electrică a provocat contracția involuntară a mușchilor părții opuse a corpului. Ei au putut determina cu precizie în ce părți ale acestei zone sunt reprezentate grupuri diferite muşchii. Mai târziu, această zonă (a fost numită zonă motorie) a fost descrisă și în creierul uman; este situată în fața șanțului central (Roland), care separă cel mai profund cortexul cerebral în direcția transversală. Aici, reprezentările mușchilor laringelui, gurii, feței, brațului, trunchiului și piciorului sunt localizate secvențial, iar zona zonelor corticale nu corespunde deloc cu dimensiunea părților corpului. Neurologul canadian Wilder Graves Penfield și E. Baldry, comparându-le pe ambele, au desenat în acest loc un omuleț amuzant - un homunculus. Are o limbă uriașă, buzele, degetele mari, iar brațele, picioarele și trunchiul sunt foarte mici. Homunculul simetric locuiește și în spatele șanțului central, doar că nu este motor, ci senzorial. Zonele din această zonă a cortexului cerebral sunt asociate cu sensibilitatea pielii diferitelor părți ale corpului. Zonele motorii și senzoriale interacționează strâns între ele, așa că sunt de obicei considerate ca un singur cortex senzoriomotor. Mai târziu s-a dovedit că totul este puțin mai complicat: fiziologii au găsit o altă reprezentare motorie completă a corpului mai mic, responsabilă de menținerea posturii și de alte mișcări lente complexe.

Toate organele de simț au și reprezentarea lor autorizată în cortexul cerebral. De exemplu, cortexul vizual este situat în regiunea occipitală a creierului uman, cortexul auditiv se află în lobul temporal, în timp ce reprezentarea olfactivă este împrăștiată pe mai multe părți ale creierului. În cortex există și așa-numitele câmpuri asociative, unde au loc analiza și sinteza informațiilor provenite din câmpurile primare ale organelor de simț. Câmpurile asociative sunt cel mai puternic dezvoltate la om, în special cele care sunt situate în lobul frontal, cu care fiziologii asociază cele mai înalte manifestări ale psihicului - gândirea, inteligența. La mijlocul secolului al XIX-lea, omul de știință francez Paul Broca și psihiatrul german Carl Wernicke au descoperit două zone în emisfera stângă a creierului uman care sunt legate de vorbire.Dacă zona lui Broca este deteriorată - în treimea posterioară a creierului inferioară. girus frontal, vorbirea pacientului este afectată, dar dacă zona lui Wernicke este afectată - în treimea posterioară a circumvoluției temporale superioare, pacientul poate vorbi, dar vorbirea lui devine goală.

Așa că astăzi fiziologii știu multe despre structura și funcțiile creierului. Dar cu cât învață mai mult, cu atât rămân mai multe mistere. Și niciunul dintre cercetătorii moderni nu poate pretinde că știe cum funcționează creierul. Hărțile creierului care există astăzi, în ceea ce privește gradul de conținut informațional, pot fi probabil comparate cu hărțile geografice din Evul Mediu, când contururile continentelor semănau doar de departe cu cele reale, iar petele albe depășeau orice altceva în zonă. „Și cel mai important, știind aproximativ geografia, nu avem idee ce se întâmplă în diferite „țări”. Ce fac ei, cum trăiesc”, comentează directorul Institutului Creierului Uman al Academiei Ruse de Științe, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe Svyatoslav Vsevolodovich Medvedev.

Sarcina de a elimina punctele albe de pe o hartă a creierului și de a crește rezoluția acesteia este mult mai dificilă decât completarea petelor albe din geografie. Mai ales când vine vorba de creierul uman și de cele mai înalte manifestări ale psihicului uman. Este cu adevărat posibil să proiectăm pe suprafața creierului sentimentele umane, tensiunea gândirii, agonia creativității? Va fi vreodată posibil să spunem: această zonă este responsabilă pentru luarea unei decizii, acest grup de celule este responsabil pentru sentimentul de frumusețe, aici se cuibărește invidia și aici începe zona iubirii?

„Este mai corect să vorbim nu despre cartografierea creierului, ci despre cartografierea funcțiilor creierului”, explică S.V. Medvedev. - Sarcina este de a determina unde se află neuronii implicați în rezolvarea unei anumite sarcini și de a înțelege modul în care aceste părți ale creierului interacționează între ele. În cele din urmă, cea mai importantă sarcină pentru un neurofiziolog – scop de care suntem încă foarte departe – este să coreleze evenimentele care au loc în creier cu ceea ce gândește o persoană, să descifreze codurile activității nervoase superioare.

Creierul vorbește limbaj electric

Primele date despre localizarea funcțiilor superioare ale creierului au fost obținute în epoca „comparațiilor clinico-anatomice”, adică observațiile pacienților care lezaseră unele părți ale creierului. Apoi, la sfârșitul anilor 20 ai secolului trecut, a început epoca dominației cercetării electrofiziologice. Fiziologii au învățat să înregistreze activitatea electrică a creierului - electroencefalograma (EEG) a unei persoane prin electrozi aplicați pe scalp (pentru prima dată acest lucru a fost făcut de psihiatrul austriac Hans Berger în 1929). Această metodă a devenit principala în studiul activității creierului și a bolilor sale - primii electrofiziologi credeau că totul poate fi cunoscut cu ajutorul EEG. Într-adevăr, EEG-ul reflectă o varietate de procese care au loc în creier, dar dificultatea constă în faptul că înregistrează activitatea electrică totală, rezumă și face media activității unui număr mare de celule nervoase - neuroni. Și aici constă limitarea metodologică.

Apoi au existat și alte modalități de a studia activitatea electrică a creierului, de exemplu, metoda potențialelor evocate - acestea sunt unde electrice care apar în anumite zone ale cortexului cerebral ca răspuns la stimularea specifică. În cortexul vizual, ele apar ca răspuns la un fulger de lumină, în cortexul auditiv, la un sunet și așa mai departe.Această metodă a făcut mult pentru a studia localizarea funcțiilor în zonele cortexului cerebral și cu ajutorul ei. harta creierului a fost rafinată semnificativ. Dar are și limitări, mai ales atunci când studiem creierul uman.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei cu microelectrozi, a devenit posibilă înregistrarea descărcărilor electrice ale neuronilor individuali. Acest lucru se face în principal, desigur, în experimente pe animale de laborator. O descoperire în cercetarea creierului uman a venit atunci când a devenit posibilă înregistrarea activității electrice a neuronilor umani direct din creier folosind electrozi subcorticali implantați. Academicianul Natalya Petrovna Bekhtereva a început să folosească această metodă la începutul anilor '60. Electrozi subțiri au fost introduși în creierul pacientului în scopuri terapeutice - ar putea fi folosiți pentru a viza zone ale creierului. Dar, de îndată ce un electrod este implantat în creierul pacientului, este necesar să folosiți această oportunitate și să obțineți informații maxime din aceasta. Un astfel de electrod înregistrează activitatea neuronilor din jur, iar acesta este un nivel complet diferit de rezoluție decât poate fi obținut de la un electrod situat pe suprafața capului.

Neuronii sunt „alfabetizați” și „creativi”

Cu ajutorul electrozilor subcorticali implantați, fiziologii de la Institutul Creierului Uman al Academiei Ruse de Științe au reușit să învețe multe despre modul în care creierul face față vorbirii. După cum am menționat deja, domeniile lui Broca și Wernicke legate de vorbire sunt cunoscute de mult timp. „Este mai corect să ne limităm la definiția „legată de vorbire”, și să nu folosim expresia „zonă de vorbire”, subliniază S.V. Medvedev. - Îți amintești de gluma despre gândac, care, se pare, are „urechi în picioare”? Trebuie să fii conștient de faptul că atât zonele lui Broca, cât și cele ale lui Wernicke s-ar putea să nu fie centrul vorbirii, ci un fel de interfață.

Într-un loc complet diferit în cortexul cerebral, cercetătorii au găsit un detector de corectitudine gramaticală a unei fraze semnificative. Un grup de neuroni își mărește activitatea electrică dacă expresia pe care o aude subiectul este corectă din punct de vedere gramatical și o slăbește atunci când este incorectă din punct de vedere gramatical. Dacă subiectului i se oferă expresiile „panglică albastră” și „panglică albastră”, acești neuroni „alfabetizați” vor observa imediat diferența. Un alt grup de neuroni distinge între cuvintele din limba maternă, cuvinte similare fonetic cu acestea și cuvinte străine. „Aceasta înseamnă că populația neuronală analizează aproape instantaneu structura fonetică a cuvântului și o clasifică în tipuri: „înțeleg”, „nu înțeleg, dar ceva familiar” și „nu înțeleg deloc”, spune. S.V. Medvedev. În acest sens, se pune întrebarea dacă acești neuroni funcționează la fel sau diferit la persoanele dotate cu alfabetizare înnăscută și la cei care au probleme cu aceasta. Cel mai probabil, există diferențe, dar pentru a oferi un răspuns corect, trebuie să recrutați o mulțime de subiecți.

„Am găsit grupuri de neuroni care fac distincția între cuvinte concrete și abstracte, neuroni care, aparent, sunt responsabili pentru numărare”, spune Svyatoslav Vsevolodovich în continuare. - Am identificat zone ale creierului care sunt asociate cu generalizarea, cu luarea deciziilor. Toate sistemele de neuroni sunt caracterizate de polifuncționalitate: aceasta înseamnă că aceleași celule pot participa la diferite funcții. Specializarea neuronilor este relativă - în funcție de situație, aceștia își pot asuma diferite responsabilități. De exemplu, când căpitanul navei moare, navigatorul sau altcineva îi ia locul. Prin urmare, creierul este un sistem foarte flexibil.” Neuronii își pierd proprietatea de interschimbabilitate în timp și dobândesc o specializare mai mare. Un copil mic nu poate merge și vorbi în același timp, dacă îl suni, se va împiedica și va cădea. Faptul este că toată scoarța lui este ocupată fie de unul, fie de celălalt. Elevul nu trebuie distras la lecție, altfel nu va învăța materialul. De-a lungul timpului, există din ce în ce mai multă separare a teritoriilor creierului, astfel încât un adult poate conduce simultan o mașină și poate menține o conversație, vorbește la telefon și poate vizualiza documente etc.

N.P. Bekhtereva și colaboratorii ei au găsit neuroni în creier care acționează ca detectoare de erori. Care este rolul lor? Ei reacționează la orice încălcare a secvenței stereotipe de acțiuni. „Pleci de acasă și pe stradă simți: „Ceva nu e în regulă...”- explică S.V. Medvedev. „Așa este – au uitat să stingă lumina în baie.” Neuronii detectori de erori sunt localizați în diferite părți ale creierului - în cortexul parietal al emisferei drepte, în sulcusul Roland, în zonele parietale superioare și parietal-temporale ale cortexului, în girusul cingulat.

Dar metoda electrozilor implantați are limitări. Electrozii, desigur, nu sunt implantați oriunde ar dori fiziologii, ci doar acolo unde este necesar pentru indicații clinice. Nu înseamnă asta că căutăm acolo unde este mai strălucitor și nu unde am pierdut?

Scanerul creierului rulează pe pozitroni

Folosite în mod tradițional în medicină, razele X pentru a obține o imagine a creierului nu sunt cea mai buna metoda. Odată cu apariția imagisticii prin rezonanță magnetică (RMN) au apărut posibilități destul de diferite. Institutul creierului uman al Academiei Ruse de Științe utilizează în mod activ metoda tomografiei cu emisie de pozitroni (PET). Ambele metode oferă o imagine a creierului. Care este diferența dintre ele?

RMN-ul se bazează pe proprietățile unor nuclee atomice, în primul rând nucleele atomilor de hidrogen, atunci când sunt plasate într-un câmp magnetic, absorb energie în domeniul de frecvență radio și o radiază după încetarea expunerii la semnalul de frecvență radio. În funcție de „mediu”, adică de proprietățile țesutului biologic în care se află acești nuclei, se modifică intensitatea radiației acestora. Prin urmare, este posibil să vedeți imagini ale diferitelor structuri ale creierului. Esența metodei PET este de a urmări cantități extrem de mici dintr-o substanță marcată cu un izotop radioactiv cu viață ultrascurtă (timp de înjumătățire - minute). Izotopul emite pozitroni, care se anihilează cu electroni, emitând două raze gamma și se împrăștie în direcții opuse. Dacă aceste cuante gamma sunt înregistrate de detector, atunci se poate determina locația atomilor substanței marcate. Substanța este aleasă astfel încât concentrația sa să reflecte activitatea celulelor creierului. De exemplu, dacă undeva concentrația de glucoză marcată radioactiv crește, aceasta înseamnă că neuronii o consumă în mod activ și, prin urmare, lucrează activ. Dacă în acest moment subiectul îndeplinește vreo sarcină, atunci vedem ce zone ale creierului sunt implicate în implementarea acesteia. Metoda PET permite utilizarea izotopilor de scurtă durată (O, N, C, F), care nu sunt foarte nocivi pentru pacient.

Cu ajutorul PET, este, de asemenea, posibil să observați modificări ale fluxului sanguin cerebral într-un anumit comportament. Când o zonă a creierului este activată, sângele curge în mod activ către ea. Dacă apa marcată cu oxigen radioactiv este injectată într-o venă, aceasta pătrunde în vasele creierului și poate fi înregistrată. Acolo unde există mai mult oxigen etichetat, curge mai mult sânge, ceea ce înseamnă că acolo crește activitatea.

De la avanposturi gramaticale la labirinturi de creativitate

Cu ajutorul PET, cercetătorii au continuat să studieze vorbirea umană deja pe tot creierul. Au văzut unde are loc procesarea informațiilor vorbite: cuvinte individuale, sensul textului, unde este memorat. Ei au arătat că cortexul extrastriat medial este implicat în procesarea structurii ortografice a cuvintelor, iar o parte semnificativă a cortexului temporal superior stâng (zona Wernicke) este probabil implicată în analiza semantică. Ordinea cuvintelor este analizată de partea anterioară a cortexului temporal superior. Atunci când unei persoane i se arată un text coerent fără să i se ceară măcar să-l citească (trebuia doar să numeri numărul de apariții ale unei litere), fluxul sanguin cerebral crește, ceea ce înseamnă că creierul este implicat în munca lingvistică. (Atunci când i se prezintă cuvinte amestecate aleatoriu, creierul nu răspunde astfel.)

Chiar și procesul creativ „divin” s-a dovedit a fi descifrabil, cel puțin de către fiziologii din laboratorul N.P. Bekhtereva s-a apropiat de asta. O persoană i se oferă un fel de sarcină creativă, de exemplu, să compună o poveste dintr-un set de cuvinte și în timp real vad ce zone ale creierului încep să funcționeze activ. S-a dovedit că activitatea creativă este însoțită în principal de o schimbare a conexiunilor dintre diferite zone ale creierului. Cele mai multe conexiuni noi apar în zona temporală anterioară stângă cu zonele corticale anterioare, iar cu cele posterioare, dimpotrivă, legătura este slăbită. Legăturile dintre structurile parietale și occipitale se pierd. Și toate acestea se întâmplă tocmai atunci când executați o sarcină creativă, dar dacă sarcina este lipsită de elemente creative, nu există astfel de modificări. Fluxul sanguin cerebral local în timpul unei sarcini mai creative în comparație cu o sarcină mai puțin creativă este crescut în cortexul prefrontal drept. Din aceasta, oamenii de știință concluzionează că această zonă este direct legată de „creativitate”.

Cercetătorii sunt, de asemenea, interesați de fenomenul atenției involuntare: de exemplu, o persoană conduce o mașină, ascultă radioul, vorbește și brusc reacționează instantaneu la sunetul motorului, ceea ce indică faptul că ceva nu este în regulă cu motorul. În două laboratoare folosind două metode diferite: S.V. Medvedev prin metoda PET și Yu.D. Kropotov, folosind metoda electrozilor implantați, a găsit aceleași zone în care activarea are loc în astfel de momente - în cortexul temporal și frontal. Activarea are loc ca răspuns la o nepotrivire între stimulii așteptați și cei reali, cum ar fi atunci când sunetul de la un motor nu este ceea ce ar trebui să fie. Un alt fenomen este atenția selectivă, care ajută o persoană într-un zumzet continuu de voci la o recepție de cocktail să urmărească discursul unui interlocutor, cel care îl interesează. Aparent, cortexul prefrontal este responsabil pentru focalizarea atenției spațiale în acest caz. Reglează cortexul auditiv drept sau stâng, în funcție de urechea care primește informații importante.

Vorbind despre cartografierea creierului, este important să înțelegem că creierul, strict vorbind, nu este împărțit în zone clar delimitate, fiecare dintre acestea fiind responsabilă doar de propria sa funcție. Totul este mult mai complicat, deoarece în procesul de îndeplinire a oricărei funcții, neuronii din diferite zone interacționează între ei, formând o rețea neuronală. Studiul modului în care neuronii individuali sunt combinați într-o structură, iar structura într-un sistem și un întreg creier, este o sarcină pentru viitor.

„PET este un instrument puternic pentru a studia aproape orice funcție, dar singur nu este suficient”, spune S.V. Medvedev. - Sarcina PET-ului este de a răspunde la întrebarea „unde?” și de a răspunde la întrebarea „ce se întâmplă?”, PET-ul ar trebui combinat cu metode electrofiziologice. Împreună cu fiziologii britanici, am creat un sistem de analiză paralelă a PET și EEG, care se completează reciproc. Probabil, această abordare este viitorul.”

Acum un an ( articol publicat în 2004 - P.Z. ) un grup de oameni de știință din șase țări a anunțat crearea unei hărți computerizate tridimensionale a creierului uman, care poate fi folosită pentru a determina predispoziția unei persoane la anumite boli. Creatorii hărții cred că pot lega deja anumite boli, precum boala Alzheimer sau autismul, cu diferite părți ale cortexului cerebral. Acum sunt ocupați să perfecționeze detaliile invenției lor.

A doua ipostaza a genei

La începutul anilor 50 ai secolului trecut, a apărut ideea că memoria nu poate fi limitată doar la procese electrice - pentru stocarea pe termen lung a informațiilor în creier, aceasta trebuie păstrată într-o formă chimică. Deși la acea vreme existau încă idei foarte generale despre genomul celular, a apărut ideea că acesta nu doar stochează informații ereditare, ci participă și la stocarea informațiilor dobândite în timpul vieții.

Pentru a testa acest lucru, a trebuit să vedem dacă învățarea provoacă sinteza acizilor nucleici și a proteinelor în creier. După ce principiul genomului - ADN → ARN → proteină - a devenit cunoscut, experimentele au devenit mai concentrate. Și iată ce s-a dovedit. Imediat după ce animalele au fost învățate o abilitate, sinteza ARN este crescută în creierul lor. (Pentru a detecta acest lucru, au fost injectați cu precursori de ARN marcați radioactiv.) Acest lucru s-a întâmplat șoarecilor antrenați să evite curentul electric ca răspuns la un semnal sonor, găinilor dresați să imprime pe un obiect și peștilor aurii dresați să înoate cu o plută atașată de abdomen. Și dacă sinteza ARN-ului este inhibată, atunci animalele fac multe greșeli sau nu sunt capabile să învețe deloc aptitudinea.

În același timp, în creier sunt sintetizate și noi proteine ​​- acest lucru a fost determinat și de includerea izotopilor radioactivi. Blocanții sintezei proteinelor perturbă memoria pe termen lung fără a afecta memoria pe termen scurt. Din aceasta devine clar cum funcționează genele: atunci când se învață pe un șablon ADN, ARN-ul este sintetizat, care, la rândul său, generează noi proteine. Aceste proteine ​​intră în acțiune la câteva ore după achiziționarea informațiilor și asigură stocarea acesteia. Iar inițiatorii tuturor acestor evenimente sunt procese electrice care au loc pe membrana celulei nervoase.

Un grup de cercetători de la Departamentul de Sistemogeneză al Institutului de Fiziologie Normală al Academiei Ruse de Științe Medicale, condus de Dr. Stiinte Medicale Membru corespondent al Academiei Ruse de Științe Medicale K.V. Anokhina și-a propus să găsească astfel de metode de cercetare care să permită studierea simultană a activității celulelor nervoase din tot creierul în legătură cu orice comportament sau activitate cognitivă (cognitivă). „Începând munca, am fost convinși că informațiile din sinapse sunt transmise la un alt nivel, mai profund - pătrunde în nucleul celulei și schimbă cumva activitatea genelor”, spune Konstantin Vladimirovici, „Rămâne să găsim aceste gene”.

Trebuie să spun că o multitudine de gene funcționează în celulele creierului - la om, jumătate din toate genele studiate sunt exprimate doar acolo. Sarcina a fost de a afla din tot setul lor pe cei cheie implicați în păstrarea noilor informații. Căutarea a fost încununată cu succes la mijlocul anilor 1980, când K.V. Anokhin și colegii săi au atras atenția asupra așa-numitelor „gene timpurii imediate”. Ei au primit acest nume pentru capacitatea de a fi primii care răspund la stimulii extracelulari. Rolul genelor "timpurii" este de a "trezi" celelalte - gene târzii. Produsele lor - proteine ​​reglatoare - factori de transcripție, acționează asupra secțiunilor moleculei de ADN și încep procesul de transcripție - rescrierea informațiilor din ADN în ARN. În cele din urmă, genele „târzii” își sintetizează proteinele, care provoacă modificările necesare în celulă, de exemplu, formează noi conexiuni neuronale.

Cea mai curioasă genă

Dintre întregul grup de gene „precoce”, cercetătorii sunt cei mai interesați de genă c-fos K.V. Anokhin și colegii săi au studiat rolul acestei gene în învățare din 1987 - în opinia lor, el este cel care este potrivit pentru rolul unei sonde universale pentru cartografierea creierului. „Această genă are câteva proprietăți unice”, explică K.V. Anokhin - În primul rând, într-o stare calmă a celulei, este tăcut, practic nu are „nivel de fundal” de activitate. În al doilea rând, dacă în celulă încep noi procese informaționale, aceasta răspunde foarte rapid la ele, acumulând ARN și proteine. În al treilea rând, este universal, adică este activat în diferite părți ale sistemului nervos central - de la măduva spinării la cortex. În al patrulea rând, activarea sa este asociată cu învățarea, adică cu formarea experienței individuale. Pentru a dovedi ultima afirmație, oamenii de știință au efectuat zeci de experimente, verificând sub ce influențe c-fos ieși din ascunzătoare și acționează. S-a dovedit că gena nu răspunde la o stimulare foarte puternică, cum ar fi lumina, sunetul sau durerea, în cazurile în care impactul nu poartă elemente de noutate. Dar, de îndată ce situația este îmbogățită cu informații noi, gena se „trezește” imediat.

De exemplu, într-un experiment, șoarecii au fost plasați într-o cameră în care au trebuit să suporte o serie de stimuli electrocutanați ușori, dar neplăcuți. Ca răspuns la aceasta, în mai multe zone ale creierului lor - în cortex, hipocamp și cerebel, c-fos. Cu toate acestea, dacă această procedură este efectuată zilnic, atunci în a șasea zi gena nu mai răspunde. Șoarecii încă reacționează la șoc electric, dar pentru ei a devenit nu un eveniment nou, ci un eveniment așteptat. Puteți reactiva c-fos, dacă așezați din nou șoarecii în cameră - și nu îi supuneți procedurii deja familiare. În ambele cazuri, gena marchează un eveniment când stimulii externi nu sunt în concordanță cu matricea memoriei individuale. O astfel de nepotrivire apare cu orice asimilare de informații noi și, prin urmare c-fos- un însoțitor inevitabil al proceselor cognitive din creier.

Într-un alt experiment, au fost implicați pui nou-născuți, care au fost împărțiți în patru grupuri. Puii din primul grup au eclozionat în întuneric și nu au văzut niciodată lumina, al doilea grup a fost mai norocos - a fost ținut sub ciclul obișnuit de lumină de 12 ore, puii din al treilea grup au fost transferați într-un mediu vizual îmbogățit imediat după naștere, iar puii din grupa a patra au fost mai întâi ținuți în condiții normale, iar în a doua zi au fost transferați într-un mediu îmbogățit. La toți puii experimentali, expresia genei c-fosîn a doua zi după eclozare. Ce sa dovedit? Primele trei grupuri, în ciuda condițiilor atât de diferite în care și-au petrecut două zile din scurta lor viață, c-fos nu s-a prezentat. Dar în al patrulea grup, care a schimbat mediul în îmbogățit vizual, c-fos activat. Pentru ei era nou, în timp ce puii din grupa a treia se obișnuiseră deja.

Expresie c-fos a crescut la pui care ciuguleau mărgeaua care i-a interesat, s-a dovedit a fi amar, iar puii au învățat dintr-o dată să o evite pe viitor. Dar, în general, s-a dovedit că activarea genelor nu depinde deloc de succesul antrenamentului și însoțește acțiunile eronate în același mod. Gene c-fos De asemenea, reacționează pur și simplu la un obiect nou - pentru a-l activa, este suficientă o singură prezentare a unui nou obiect către animal pentru doar 10 secunde.

Cercetătorii au emis ipoteza că c-fosși alte gene timpurii – chiar puntea prin care experiența individuală a animalului interacționează cu aparatul său genetic.

Ce va dezvălui harta genică a creierului?

Cum să „prindem” expresia genelor? Poate fi detectat prin sinteza moleculelor de ARN. Pentru aceasta, se folosește așa-numita hibridizare in situ - o metodă care vă permite să vedeți locurile în care sunt sintetizați anumiți ARN. Produsul proteic al unei gene poate fi făcut vizibil legându-l de anticorpi specifici și colorându-l. Toate acestea, desigur, au loc după ce creierul animalului este fixat și din el sunt făcute secțiuni subțiri. Același lucru este valabil și pentru detectarea expresiei. c-fos. Experimentatorii mai au o oră și jumătate până la două ore după antrenamentul animalului, până la concentrația de proteine c-fosîn creierul lui este la apogeu.

Cu orice proces cognitiv (cognitiv) din creier, mulți neuroni din diferite zone încep să funcționeze sincron. Având un astfel de instrument ca o sondă genetică, puteți vedea exact ce neuroni sunt implicați în acest proces. „De exemplu, putem vedea diferența în creierul unui șobolan când vede un alt șobolan și când vede o pisică”, spune Konstantin Vladimirovici. - Cu alte cuvinte, pentru a afla ce structuri ale creierului vede un șobolan și ce pisică. În mod similar, atunci când o persoană vede pe ecran o față familiară, cum ar fi Bill Clinton, „neuronii de recunoaștere a lui Bill Clinton” sunt activați în creierul său. Deși creierul uman este cu siguranță mult mai dificil de studiat cu sonde genetice. Până în prezent, oamenii de știință nu au venit încă cu metode pentru imagistica in vivo a expresiei genelor în creier. „Într-o lucrare, a fost posibilă înregistrarea expresiei c-fos o persoană dintr-o bucată de țesut cerebral luată pentru analiză pentru o biopsie, spune K.V. Anokhin. - Alți cercetători au putut să-l vadă după moartea creierului. Dar este evident că acest lucru nu este chiar ceea ce este într-un creier viu.

Dacă se creează totuși o hartă genetică a creierului, aceasta va arăta pentru care dintre structurile sale sunt responsabile forme diferite memorie. Privind harta genelor, neurofiziologul va vedea imediat unde trebuie studiați neuronii, de exemplu, pentru a le înregistra activitatea electrică. Oamenii de știință de la departamentul de geneza sistemului tocmai cu ajutorul lui c-fos a descoperit care zone ale creierului găinilor sunt responsabile de amprentare – imprimare. Metoda are și aplicații practice importante: poate fi folosită pentru căutare medicamente, potențial îmbunătățind memoria (la urma urmei, aceste substanțe ar trebui să stimuleze activarea c-fos), sau pentru a studia modul în care alcoolul și drogurile acționează asupra creierului.

Cercetătorii au efectuat zeci de experimente cu o varietate de modele de învățare: alimentar și defensiv, clasic și instrumental, cu stimuli vizuali, auditivi, gustativi și alți, antrenament unic și multiplu. La experimente au participat șoareci, șobolani, găini și alte animale. S-a descoperit că diferite zone ale creierului sunt implicate în diferite tipuri de învățare, dar există unele care sunt întotdeauna implicate, cum ar fi cortexul cingular.

Până când fiziologii ajung să explice în detaliu mecanismul activării genelor – adică, de fapt, ei admit că nu știu pe deplin cum funcționează celula nervoasă. Poate că, primind o influență externă, îl compară cu modelul existent și, în caz de nepotrivire, declanșează mecanismul genetic. Până în prezent, aceasta este cea mai convingătoare ipoteză.

Evident, cu timpul, vor apărea noi posibilități tehnice de cartografiere a genelor.Deja acum este posibil să se studieze expresia diferitelor gene într-un volum tridimensional al creierului. Anul trecut, co-fondatorul Microsoft, Paul Allen, a donat 100 de milioane de dolari pentru a înființa un centru special de cercetare însărcinat cu cartografierea expresiei tuturor genelor care lucrează acolo pe creierul unui șoarece. Rezolvarea acestei probleme va necesita mai mult de un an de muncă grea, dar rezolvarea acesteia este un obiectiv foarte tentant, deoarece este o cale către înțelegerea modului în care genele controlează funcționarea și comportamentul creierului, inclusiv la oameni.

Candidat Științe biologice N.Markina
„Chimie și viață – secolul XXI”

creier uman- cel mai complex în organizarea sa și perfect, de fapt, corp.

Gândește-te, oferă totul în viața noastră: capacitatea de a merge, a respira, a vedea, a auzi, a vorbi, a gândi, a trăi!

Mai mult, creierul coordonează și reglează toate funcțiile vitale ale corpului uman creierul îi controlează comportamentul.

Dacă creierul nu mai funcționează, atunci corpul uman intră într-o stare pasivă, când nu există nicio reacție la vreo stimulare, din exterior sau din interior. O persoană nu va putea să audă, să vadă, să simtă, să se miște în mod conștient - este ca o legumă care pur și simplu există, dar în izolare completă, privare de lumea exterioară.

Știm cu toții că creierul unui mamifer superior este împărțit în două părți principale: dorsalși cap.

Creierul în structura sa simetric.

• La nașterea unui copil, creierul său cântărește aproximativ 300 g,
• pe măsură ce o persoană crește, crește și la un adult cântărește aproximativ 1500 g.
• Creierul bărbaților tinde să fie puțin mai greu decât creierul femeilor.

La un adult sănătos, greutatea creierului este de aproximativ 2% din greutatea totală a unei persoane.

Nu trebuie să vă gândiți că cu cât creierul cântărește mai mult, cu atât o persoană este mai inteligentă și mai strălucitoare. Oamenii de știință au demonstrat de mult timp că nivelul de inteligență și genialitate nu are nicio legătură cu greutatea creierului.

Geniul și inteligența depind de numărul de conexiuni nervoase creat de creierul însuși.

Ce este creierul uman, ce departamente conține?

1) Medulara, care controlează funcțiile vegetative ale corpului uman.

El este în primul rând responsabil pentru reglarea respirației, a activității cardiovasculare, a reflexelor digestive, a metabolismului.

2)Creierul posterior: cerebel și puț.

El este cel responsabil pentru coordonarea miscarilor

3) mezencefal - responsabil de reflexele primare de orientare ale corpului uman la stimulii externi.

Mișcarea ochilor, întoarcerea capului spre sursa de sunet sau lumină este opera mezencefalului, așa-numitul nostru. centru vizual.

4) Interbrain:

A) talamus , care asigură procesarea majorității impulsurilor de la receptorii noștri (ei bine, cu excepția celor olfactiv) și este, de asemenea, responsabil pentru colorare emoțională informație;

b) hipotalamus, care reglează funcțiile autonome ale organismului

Conține centrii de sațietate, foame, sete, plăcere și asigură reglarea somnului și a stării de veghe.

5) creierul anterior este format din două emisfere: stânga și dreapta. Suprafața sa este acoperită cu brazde și circumvoluții, ceea ce mărește suprafața, prin urmare, asigură o funcționare mai perfectă a creierului. Emisferele reprezintă 80% din masa întregului creier.

Datorită cortexului cerebral, activitatea funcțiilor mentale superioare este posibilă.

Se crede că emisfera stângă responsabil pentru procesele de gândire, numărare și scriere și dreptul - pentru percepția semnalelor din lumea exterioară. Emisfera stângă este abstract-logică, dreapta- Creativ și imaginativ.

Cu toate acestea, în prezent, oamenii de știință consideră că o astfel de împărțire este destul de arbitrară, deoarece în implementarea celor mai înalte activitate mentala al unei persoane, comportamentul său participă în mod egal ambelor emisfere, deși, desigur, joacă un rol diferit în formarea imaginilor percepției.

Cortexul responsabil pentru o serie de funcţii specifice.

• Lobul temporal este responsabil pentru auz și miros,
• occipital pentru vedere,
• parietal pentru atingere și gust,
• frontal pentru vorbire, mișcare și gândire.

Mai mult, cu cât acțiunea este mai complexă, cu atât cea mai mare parte a cortexului este responsabilă pentru aceasta.

În psihologie și neuropsihologie, există așa ceva ca homunculus.

Homunculus este un fel de metaforă fiziologică și psihologică.

Alchimiștii medievali au vorbit despre o ființă asemănătoare omului care ar putea fi creată artificial. De exemplu, Paracelsus în secolul al XVI-lea a propus o astfel de „rețetă”: sperma umană trebuie să fie închisă într-un vas special, apoi procesele de procesare pe termen lung (unele manipulări) ar trebui efectuate cu acesta și va deveni un homunculus care trebuie fi „hrănit” cu sânge uman.

În secolele XVII-XVIII, se credea că homunculus este conținut în sperma umană, iar când intră în corpul unei viitoare mame, se transformă într-o persoană. Homunculul acționează aici ca o „genă de transmisie”, un fel de creatură care trăiește în corpul uman, îi reglează moralitatea și valorile, care controlează comportamentul uman.

Desigur, acestea sunt doar presupuneri și conjecturi inerente dezvoltării gândirii și științei din acea vreme. Cu toate acestea, termenul a rămas și a prins rădăcini pentru a defini activitatea complexă a cortexului cerebral uman.

Se dovedește homunculus în știința modernă- Aceasta este o reprezentare schematică a funcțiilor motorii și senzoriale ale unei persoane pe o proiecție corticală. Vedem proporțiile corpului uman, funcțiile și acțiunile sale, comportamentul său, în raport cu cantitatea de cortex implicată în activitatea acestor funcții.

Cu cât acțiunea este mai complexă, cu atât abilitățile motorii sunt mai fine, cu atât funcția mentală este mai mare zonă mare a cortexului este responsabil pentru asta.

Deci, să rezumam:

1) munca normala departamentele sale asigură funcționarea întregului organism, sănătatea umană, posibilitatea activității umane, potențialul acestuia, reacția acestuia la toate tipurile de stimuli, reacțiile sale comportamentale.

2) activitatea emisferelor cerebrale - funcționarea cortexului cerebral, care asigură întreaga gamă largă a funcțiilor sale mentale: senzație și percepție, atenție, gândire și vorbire, memoria, imaginația sa etc. - într-un cuvânt, totul care alcătuiește esența activității sale mentale, a conștiinței sale.

Conștiința umană este cea mai înaltă formă de reflectare a realității, este strâns legată de activitatea creierului uman: cu vorbirea, gândirea (abstractă și logică), memoria. Conștiința este o funcție a creierului

Acesta este cel care oferă unitate și reglementare. activitate umanași comportament.

Studiul membrelor fantomă și al senzațiilor false ne permite să urmărim cum se nasc sentimentele

Creierul uman este unic: putem spune că se află la granița materialului și a spiritualului. Principiile muncii sale sunt încă pline de multe mistere, dar aici are loc procesarea informațiilor senzoriale care provin din simțuri și nașterea gândirii. Creierul este format din sute de miliarde de celule nervoase, sau neuroni, fiecare realizând între una și zece mii de contacte. Aceste puncte de contact ale neuronilor se numesc sinapse, prin sinapse informațiile de la un neuron sunt transmise altora. Fotografie (licență Creative Commons): Robert Cudmore

Senzațiile pe care le trăim prin simțuri sunt cea mai importantă sursă de informații despre lumea exterioară și propriul nostru corp. Orice restricție asupra acestui flux este un test sever pentru o persoană. La urma urmei, chiar dacă auzul și vederea sunt în regulă, dar proprietarul lor stă într-o celulă de pedeapsă surdă întunecată, sursa principală a suferinței este că practic nu există niciun obiect de aplicare pentru aceste sentimente, toată viața este undeva acolo, în spate. pereții. La copii, din cauza surditatii si orbirii din prima copilarie, limitate in primirea informatiilor, apar intarzieri in dezvoltarea psihica. Dacă nu ai de-a face cu ei în vârstă fragedăși nu preda tehnici speciale care să compenseze aceste defecte datorate atingerii, lor dezvoltare mentală va deveni imposibil.

Senzațiile care apar ca reacție a sistemului nervos la un stimul sunt furnizate de activitatea unor aparate nervoase speciale - analizoare. Fiecare constă din trei părți: secțiunea periferică, numită receptor; nervi aferenti sau senzoriali care conduc excitatia catre centrii nervosi; și centrii nervoși propriu-zis - părțile creierului în care are loc procesarea impulsurilor nervoase.

Cu toate acestea, senzațiile unei persoane nu îi oferă întotdeauna o idee adevărată a realității din jurul său, există, ca să spunem așa, fenomene senzoriale „false” care distorsionează iritațiile inițiale sau apar în absența oricărei iritații. Practicanții adesea nu le acordă atenție, se califică drept o ciudățenie sau o anomalie. Iar cercetătorii interesați de activitatea nervoasă superioară, dimpotrivă, au început recent să le acorde o atenție sporită: un studiu amănunțit al acestora vă permite să obțineți idei noi despre funcționarea creierului uman.

Profesor la Universitatea din California, San Diego, director centru de cercetare activitate nervoasă mai mare (Center for Brain and Cognition) Vileyanur Ramachandran(Vilayanur S. Ramachandran) este angajat în studiul tulburărilor neurologice cauzate de modificări în părți mici ale creierului pacienților. El a acordat o atenție deosebită fenomenelor senzoriale „false” în cursurile sale Reith din 2003, care au fost colectate în The Emerging Mind.

« Toată averea noastră viata mentala- stările noastre de spirit, emoțiile, gândurile, viețile prețioase, sentimentele religioase și chiar ceea ce fiecare dintre noi consideră propriul „eu” - toate acestea sunt doar activitatea unor boabe mici, asemănătoare jeleului, în cap, în creier.', scrie profesorul.

Amintirea a ceea ce nu mai este

Una dintre aceste senzații „false” este membre fantomă(Membru fantomă). O fantomă este o imagine internă sau o amintire persistentă a unei părți a corpului, de obicei un membru, pe care o persoană o păstrează luni sau chiar ani după pierderea acesteia. Fantomele sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri. Pe parcursul război civilîn SUA, acest fenomen a fost descris în detaliu de neurologul american Silas Mitchell (Silas Weir Mitchell, 1829-1914), el a fost cel care în 1871 a numit pentru prima dată astfel de senzații membre fantomă.

O poveste curioasă despre fantome este dată de celebrul neurolog și psiholog Oliver Sacks în cartea sa The Man Who Mistook His Wife for a Hat:
Un marinar a fost blocat într-un accident degetul arătător pe mana dreapta. În următorii patruzeci de ani, el a fost chinuit de fantoma importunată a acelui deget, la fel de întins și încordat ca în momentul incidentului însuși. Ori de câte ori, ducându-și mâna la față în timp ce mănâncă sau pentru a-și scărpina nasul, marinarul se temea să-și scoată singur ochiul. Știa perfect că era imposibil din punct de vedere fizic, dar sentimentul era copleșitor.

Homunculus motor și senzorial al lui Penfield. În anumite părți ale creierului, există „reprezentări” ale mușchilor laringelui, gurii, feței, brațului, trunchiului și piciorului. Interesant este că aria cortexului nu este deloc proporțională cu dimensiunea părților corpului.

Homunculus Penfield

Cortexul cerebral este un aparat foarte diferențiat, structura diferitelor sale regiuni este diferită. Iar neuronii care alcătuiesc un anumit departament se dovedesc adesea a fi atât de specifici încât nu răspund decât la anumiți stimuli.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, fiziologii au descoperit o zonă în cortexul cerebral al câinilor și pisicilor, cu stimulare electrică a cărei contracție involuntară a mușchilor părții opuse a corpului. A fost chiar posibil să se determine exact ce părți ale creierului sunt asociate cu un anumit grup muscular. Mai târziu, această zonă motorie a creierului a fost descrisă la oameni. Este situat în fața brazdei centrale (Roland).

Neurologul canadian Wilder Graves Penfield (1891-1976) a desenat un bărbat amuzant în acest loc - un homunculus cu o limbă și buze uriașe, degete mari și brațe mici, picioare și trunchi. Există și un homunculus în spatele șanțului central, doar că nu este motor, ci senzorial. Zonele din această zonă a cortexului cerebral sunt asociate cu sensibilitatea pielii diferitelor părți ale corpului. Mai târziu, a fost găsită o altă „reprezentare” motorie completă a corpului de dimensiuni mai mici, responsabilă de menținerea posturii și de alte mișcări lente complexe.

Semnalele tactile de la suprafața pielii din partea stângă a corpului uman sunt proiectate în emisfera dreaptă a creierului, pe o secțiune verticală a țesutului cortical, care se numește gyrus postcentral (gyrus postcentralis). Și proiecția feței pe harta suprafeței creierului este imediat după proiecția mâinii. Aparent, după operația pacientului lui Ramachandran, acea parte a cortexului cerebral care aparține mâinii amputate, după ce a încetat să primească semnale, a început să experimenteze o foame de informații senzoriale. Iar datele senzoriale venite de pe pielea feței au început să umple teritoriul vacant alăturat. Și acum atingerea feței a fost simțită de pacient ca o atingere a mâinii pierdute. Magnetoencefalografia a confirmat ipoteza acestui om de știință despre transformarea hărții creierului - într-adevăr, atingerea feței pacientului a activat nu numai zona feței din creier, ci și zona brațului în conformitate cu harta Penfield. Într-o situație normală, atingerea feței activează doar cortexul facial.

Mai târziu, Ramachandran și colegii săi, în timp ce studiau problema membrelor fantomă, au întâlnit doi pacienți care au suferit amputații de picioare. Ambii au primit senzații de membre fantomă din organele lor genitale. Oamenii de știință sugerează că unele conexiuni minore „încrucișate” există chiar și în normă. Poate că acest lucru poate explica de ce picioarele sunt adesea considerate o zonă erogenă și sunt percepute de unii ca un fetiș.

Aceste studii au condus la presupunerea foarte importantă că creierul adult are o maleabilitate și „plasticitate” extraordinare. Poate că afirmația că conexiunile în creier sunt făcute în stadiul embrionar sau în copilărie și nu pot fi modificate la vârsta adultă nu este adevărată. Oamenii de știință nu au încă o înțelegere clară despre cum să folosească exact „plasticitatea” uimitoare a creierului adult, dar se fac unele încercări.

Sgt. Nicola Popor (Nicholas Paupore) a suferit dureri în fantomă piciorul drept, pe care l-a pierdut în Irak. „Terapia cu oglindă” a ajutat la rezolvarea problemei. Foto: Donna Miles/US DoD

Așadar, unii pacienți ai Dr. Ramachandran s-au plâns că mâinile lor fantomă se simțeau „amorțite”, „paralizate”. Oliver Sacks a scris despre asta și în cartea sa. Adesea la astfel de pacienți, chiar înainte de amputare, brațul era în ghips sau era paralizat, adică pacientul după amputare ajungea cu un braț fantomă paralizat, creierul său „și-a amintit” de această stare. Apoi oamenii de știință au încercat să depășească creierul, pacientul a trebuit să primească feedback vizual că fantoma respectă comenzile creierului. O oglindă a fost așezată pe lateralul pacientului, astfel încât, când s-a uitat la ea, a văzut reflexia membrului său sănătos, adică a văzut două mâini care lucrează. Imaginați-vă uimirea participanților și organizatorilor experimentului când pacientul nu numai că a văzut mâna fantomă, ci și-a simțit mișcările. Această experiență s-a repetat de multe ori, feedback-ul vizual chiar a „revitalizat” fantomele și a scăpat de disconfort paralizie, creierul uman a primit noi informații - totul, spun ei, este în ordine, mâna se mișcă - și senzația de rigiditate a dispărut.

Sentimente amestecate, sau Luria și Sh lui.

În romanul lui Alfred Bester (Alfred Bester, 1913-1987) Tigru! Tigru!" starea neobișnuită a eroului este descrisă:
Culoarea era durere, căldură, frig, presiune, un sentiment de înălțimi insuportabile și adâncimi uluitoare, accelerații colosale și contracții mortale... Mirosul era o atingere. Piatra înroșită mirosea a catifea care mângâia obrazul. Fumul și cenușa îi frecau pielea ca pe o catifea aspră...
Foyle nu era orb, nu era surd, nu era inconștient. A simțit lumea. Dar senzațiile păreau filtrate sistem nervos răsucite, răsucite și scurtcircuitate. Foyle era în strânsoarea sinesteziei, acea stare rară în care simțurile primesc informații din lumea obiectivă și o transmit creierului, dar acolo toate senzațiile sunt confundate și amestecate unele cu altele.

Sinestezie- deloc o invenție a lui Bester, așa cum s-ar putea presupune. Acesta este un fenomen senzorial în care, sub influența iritației unui analizator, apar senzații care sunt caracteristice altor analizatori, cu alte cuvinte, acesta este un amestec de sentimente.

Celebrul neurofiziolog Alexander Romanovich Luria (1902-1977) a lucrat câțiva ani cu un anume Sh., care avea o memorie fenomenală. În lucrarea sa „A Little Book of Great Memory” a descris acest caz unic în detaliu. În cursul conversațiilor cu el, Luria a stabilit că Sh. avea un grad excepțional de sinestezie. Această persoană a perceput toate vocile ca fiind colorate, sunetele evocate în Sh. senzații vizuale de diferite nuanțe (de la galben strălucitor la violet), culorile, dimpotrivă, au fost simțite de el ca „voce” sau „surde”.

« Care este vocea ta galbenă și sfărâmicioasă", - i-a spus odată lui L.S. care vorbea cu el. Vygotski. " Dar sunt oameni care vorbesc cumva cu multe voci, care scot o întreagă compoziție, un buchet, a spus el mai târziu, răposatul S.M. avea o asemenea voce. Eisenstein, de parcă se apropia de mine un fel de flacără cu vene». « Pentru mine, 2, 4, 6, 5 nu sunt doar numere. Au o formă. 1 este un număr ascuțit, indiferent de reprezentarea sa grafică, este ceva complet, solid... 5 este completitatea completă sub formă de con, turn, fundamental, 6 este primul după „5”, albicios. 8 - nevinovat, lăptos albăstrui, asemănător varului».

În psihologie sunt binecunoscute faptele „auzirii colorate”, ceea ce apare la mulți oameni, și mai ales la muzicieni. Fiecare notă îi face să vadă o anumită culoare. Ilustrație: Oleg Sendyurev / „În jurul lumii” cu fotografia am y (licență SXC)

Un tip curios de sinestezie a fost întâlnit recent de neurofiziologii de la Institutul de Tehnologie din California (Institutul de Tehnologie din California). Ei au descoperit o nouă conexiune similară: oamenii aud un sunet asemănător unui bâzâit când urmăresc o scurtă scenă. Cercetătorul în neuroștiință Melissa Saenz făcea un tur al laboratorului său pentru un grup de studenți seniori. În fața unui monitor care a fost conceput special pentru a „porni” un anumit centru al cortexului vizual, unul dintre elevi a întrebat brusc: „Aude cineva un sunet ciudat?” Tânărul a auzit ceva ca un fluier, deși imaginea nu era însoțită de niciun efect sonor. Saenz nu a găsit o singură descriere a acestui tip de sinestezie în literatura de specialitate, dar a fost și mai surprinsă când, după ce a intervievat studenții institutului prin e-mail, a găsit încă trei dintre aceiași studenți.

Muzicianul elvețian i-a intrigat pe neuropsihologii de la Universitatea din Zurich cu abilitățile sale unice: atunci când aude muzică, simte gusturi diferite. Și ceea ce este interesant, ea simte gusturi diferite în funcție de intervalele dintre note. Consonanta poate fi dulce-amar, sarata, acra sau cremoasa pentru ea. „Ea nu își imaginează aceste gusturi, ci de fapt le experimentează”, spune unul dintre autorii studiului Michaela Esslen (Michaela Esslen). Fata are, de asemenea, o formă mai comună de sinestezie - vede culori când aude note. De exemplu, nota F o face să vadă violet, în timp ce C o face să vadă roșu. Oamenii de știință cred că o sinestezie extraordinară a contribuit probabil la cariera muzicală a fetei.

Scurt circuit

Sinestezia a fost descrisă pentru prima dată de Francis Galton (1822-1911) încă din secolul al XIX-lea, dar nu i s-a acordat prea multă atenție în neurologie și psihologie și pentru multă vreme a rămas doar o curiozitate. Pentru a demonstra că acesta este într-adevăr un fenomen senzorial și deloc o născocire a imaginației unei persoane care dorește să atragă atenția, Ramachandran și colegii săi au dezvoltat un test. Pe ecranul computerului apărură doi negri și cinci plasați la întâmplare. Este foarte greu pentru nesintezici să izoleze contururile care formează doi. Sinestezistul, pe de altă parte, poate vedea cu ușurință că numerele formează un triunghi, deoarece vede aceste numere colorate. Folosind astfel de teste, Ramachandran și colegii săi au descoperit că sinestezia este mult mai frecventă decât se credea anterior, aproximativ una din două sute de oameni se confruntă cu acest fenomen.

Ramachandran și studentul său Edward Hubbard au studiat o structură din lobul temporal numită gyrus fusiform (g. fusiformis, BNA). Acest gir conține o zonă de culoare V4 (zona vizuală V4) care procesează informațiile de culoare. Studiile encefalografice au arătat că zona numerelor din creier, reprezentând numere vizibile, este situată direct în spatele acestuia, atingând practic zona de culoare. Amintiți-vă că cel mai comun tip de sinestezie este tocmai „numerele colorate”. Zonele de numere și de culoare sunt în imediata apropiere unele de altele, în aceeași structură a creierului. Oamenii de știință au sugerat că sinestezicele au intersecții de zone, „activare încrucișată”, asociate cu un fel de modificări genetice în creier. Faptul că genele sunt implicate este dovedit de faptul că sinestezia este moștenită.

Cel mai frecvent tip de sinestezie sunt numerele colorate. Sinesteziştii şi nonsintezicii văd aceeaşi imagine diferit. Ilustrație: Edward Hubbard și colab.

Cercetările ulterioare au demonstrat că există și astfel de sinestezici care văd zilele săptămânii sau lunile colorate. Luni le poate părea roșu, decembrie galben. Aparent, la astfel de oameni are loc și intersecția unor zone ale creierului, dar numai în alte părți ale acestuia.

Interesant, sinestezia este mult mai frecventă la oamenii creativi - artiști, scriitori, poeți. Toți sunt uniți de capacitatea de a gândi metaforic, capacitatea de a vedea conexiuni între lucruri diferite. Ramachandran emite ipoteza că la oamenii care sunt predispuși la gândirea metaforică, gena care provoacă „activarea încrucișată” are o prevalență ridicată, nu este localizată doar în două zone ale creierului, ci creează „hiperconectivitate”.
Membrele fantomă și sinestezia sunt doar două exemple de fenomene senzoriale care i-au determinat pe oamenii de știință să avanseze înțelegerea noastră despre modul în care funcționează creierul uman. Dar există o mulțime de astfel de sindroame neurologice - aceasta este „oarbă”, atunci când o persoană care este oarbă ca urmare a unei leziuni cerebrale distinge între obiectele pe care nu le vede și sindromul Cotard, în care unii pacienți se simt morți din cauza faptul că centrii emoționali se dovedesc a fi deconectați de la toate senzațiile și de sindromul „ignorării” și tipuri diferite disestezie și multe altele. Studiul unor astfel de abateri ajută la pătrunderea secretelor creierului uman și la tratarea misterelor conștiinței noastre.

Wilder Graves Penfield (25 ianuarie 1891, Spokane - 5 aprilie 1976, Montreal) a fost un neurochirurg canadian născut în America.

Biografie

Născut în Spokane, Washington.

A studiat mai întâi la Universitatea Princeton. Apoi, după ce a primit o bursă Rhodes, și-a continuat studiile la Merton College de la Universitatea din Oxford, unde a studiat neuropatologia sub Sherrington. Apoi s-a transferat la Universitatea Johns Hopkins, de la care a absolvit în 1918 și a primit o diplomă de medicină. În următorii câțiva ani a studiat și a lucrat la Oxford. În timpul călătoriei sale în Spania din 1924, a învățat tehnica cercetării neurohistologice a lui Ramon y Cajal, în Germania s-a pregătit cu neurochirurgul Otfried Förster la Breslau.

După un stagiu cu Harvey Cushing, a lucrat la Institutul Neurologic din New York, unde a început să efectueze primele operații pentru epilepsie. În 1921-1928 a lucrat la Universitatea Columbia și, în același timp, ca chirurg la Institutul Neurologic din New York. La New York, l-a întâlnit pe David Rockefeller, care a acceptat să sponsorizeze crearea unui institut de studii tratament chirurgical epilepsie. Din cauza scepticismului și obstrucției colegilor neurologi din New York, Penfield a fost nevoit să se mute la Montreal, unde a început să predea la Universitatea McGill și, în același timp, să lucreze la Spitalul Royal Victoria ca neurochirurg.