Manusia terbang ke angkasa lepas dan menyelam ke dalam kedalaman laut, mencipta televisyen digital dan komputer yang sangat berkuasa. Walau bagaimanapun, mekanisme proses pemikiran dan organ di mana aktiviti mental berlaku, serta sebab-sebab yang mendorong neuron untuk berinteraksi, masih kekal sebagai misteri.
Otak adalah organ yang paling penting dalam tubuh manusia, substrat bahan aktiviti saraf yang lebih tinggi. Ia bergantung padanya apa yang seseorang rasa, lakukan, dan fikirkan. Kita tidak mendengar dengan telinga kita dan tidak melihat dengan mata kita, tetapi dengan kawasan yang sepadan dengan korteks serebrum. Ia juga menghasilkan hormon keseronokan, menyebabkan lonjakan kekuatan dan melegakan kesakitan. Aktiviti saraf adalah berdasarkan refleks, naluri, emosi dan fenomena mental yang lain. Pemahaman saintifik tentang cara otak berfungsi masih ketinggalan daripada pemahaman kita tentang bagaimana badan berfungsi secara keseluruhan. Ini, tentu saja, disebabkan oleh fakta bahawa otak adalah organ yang jauh lebih kompleks berbanding yang lain. Otak adalah objek paling kompleks di alam semesta yang diketahui.
Rujukan
Pada manusia, nisbah jisim otak kepada jisim badan adalah secara purata 2%. Dan jika permukaan organ ini dilicinkan, ia akan menjadi lebih kurang 22 meter persegi. meter bahan organik. Otak mengandungi kira-kira 100 bilion sel saraf (neuron). Supaya anda boleh bayangkan jumlah ini, mari kami ingatkan anda: 100 bilion saat adalah lebih kurang 3 ribu tahun. Setiap neuron menghubungi 10 ribu yang lain. Dan setiap daripada mereka mampu menghantar impuls berkelajuan tinggi yang datang dari satu sel ke sel yang lain secara kimia. Neuron boleh berinteraksi secara serentak dengan beberapa neuron lain, termasuk yang terletak di bahagian otak yang jauh.
Hanya fakta
- Otak adalah peneraju dalam penggunaan tenaga dalam badan. Ia menguasai 15% daripada jantung dan menggunakan kira-kira 25% daripada oksigen yang diambil oleh paru-paru. Untuk menghantar oksigen ke otak, tiga arteri besar berfungsi, yang direka untuk sentiasa menambahnya.
- Kira-kira 95% tisu otak terbentuk sepenuhnya pada usia 17 tahun. Menjelang akhir akil baligh, otak manusia membentuk organ yang lengkap.
- Otak tidak berasa sakit. Tiada reseptor kesakitan di otak: mengapa ia wujud jika pemusnahan otak membawa kepada kematian badan? Ketidakselesaan boleh dirasai oleh membran di mana otak kita tertutup - ini adalah bagaimana kita mengalami sakit kepala.
- Lelaki biasanya mempunyai otak yang lebih besar daripada wanita. Berat purata otak lelaki dewasa ialah 1375 g, dan otak wanita dewasa ialah 1275 g. Mereka juga berbeza dalam saiz pelbagai kawasan. Walau bagaimanapun, saintis telah membuktikan bahawa ini tidak ada kaitan dengan kebolehan intelektual, dan otak terbesar dan paling berat (2850 g) yang diterangkan oleh penyelidik adalah milik pesakit hospital psikiatri yang mengalami kebodohan.
- Seseorang menggunakan hampir semua sumber otaknya. Ia adalah mitos bahawa otak hanya berfungsi pada kapasiti 10%. Para saintis telah membuktikan bahawa seseorang menggunakan rizab otak yang ada dalam situasi kritikal. Sebagai contoh, apabila seseorang melarikan diri dari anjing yang marah, dia mungkin melompat ke atas pagar tinggi yang biasanya tidak akan diatasinya. Dalam keadaan kecemasan, bahan-bahan tertentu dimasukkan ke dalam otak, yang merangsang tindakan orang yang mendapati dirinya dalam keadaan kritikal. Pada asasnya, ia adalah doping. Walau bagaimanapun, melakukan ini secara berterusan adalah berbahaya - seseorang mungkin mati kerana dia akan kehabisan semua keupayaan simpanannya.
- Otak boleh dibangunkan dan dilatih dengan sengaja. Sebagai contoh, adalah berguna untuk menghafal teks, menyelesaikan masalah logik dan matematik, mempelajari bahasa asing, dan mempelajari perkara baharu. Pakar psikologi juga menasihatkan orang tangan kanan untuk menggunakan tangan kiri mereka secara berkala sebagai tangan "utama", dan orang kidal menggunakan tangan kanan mereka.
- Otak mempunyai sifat keplastikan. Jika salah satu jabatan organ terpenting kita terjejas, selepas beberapa waktu yang lain akan dapat mengimbangi fungsinya yang hilang. Keplastikan otaklah yang memainkan peranan yang amat penting dalam menguasai kemahiran baharu.
- Sel-sel otak dipulihkan. Sinaps yang menghubungkan neuron dan sel saraf itu sendiri daripada organ terpenting dijana semula, tetapi tidak secepat sel-sel organ lain. Contohnya ialah pemulihan orang selepas kecederaan otak traumatik. Para saintis telah menemui bahawa di bahagian otak yang bertanggungjawab untuk bau, neuron matang terbentuk daripada sel prekursor. Pada masa yang tepat, mereka membantu "memperbaiki" otak yang cedera. Puluhan ribu neuron baru boleh dibentuk dalam korteksnya setiap hari, tetapi seterusnya tidak lebih daripada sepuluh ribu boleh berakar. Hari ini, dua kawasan pertumbuhan neuron aktif diketahui: zon ingatan dan zon yang bertanggungjawab untuk pergerakan.
- Otak aktif semasa tidur. Adalah penting bagi seseorang untuk mempunyai ingatan. Ia boleh menjadi jangka panjang dan jangka pendek. Pemindahan maklumat dari ingatan jangka pendek ke jangka panjang, hafalan, "menyisih ke dalam rak," dan pemahaman maklumat yang diterima seseorang pada siang hari berlaku tepat dalam mimpi. Dan supaya tubuh tidak mengulangi pergerakan dari mimpi dalam realiti, otak merembeskan hormon khas.
Otak boleh mempercepatkan kerjanya dengan ketara. Orang yang pernah mengalami situasi yang mengancam nyawa mengatakan bahawa seketika "seluruh hidup mereka berlalu di hadapan mata mereka." Para saintis percaya bahawa otak, pada saat bahaya dan kesedaran tentang kematian yang akan datang, mempercepatkan kerjanya ratusan kali: ia mencari dalam ingatan untuk keadaan yang sama dan cara untuk membantu seseorang menyelamatkan dirinya.
Kajian Komprehensif
Masalah mengkaji otak manusia adalah salah satu tugas yang paling menarik dalam sains. Matlamatnya adalah untuk mengenali sesuatu yang sama dalam kerumitan dengan instrumen kognisi itu sendiri. Lagipun, semua yang telah dikaji setakat ini: atom, galaksi, dan otak haiwan adalah lebih mudah daripada otak manusia. Dari sudut pandangan falsafah, tidak diketahui sama ada penyelesaian kepada masalah ini adalah mungkin secara prinsip. Lagipun, cara utama kognisi bukanlah instrumen atau kaedah; ia tetap otak manusia kita.
Terdapat pelbagai kaedah penyelidikan. Pertama sekali, perbandingan klinikal dan anatomi diperkenalkan ke dalam amalan - mereka melihat fungsi mana yang "hilang" apabila kawasan otak tertentu rosak. Oleh itu, saintis Perancis Paul Broca menemui pusat pertuturan 150 tahun yang lalu. Dia menyedari bahawa semua pesakit yang tidak boleh bercakap mempunyai kawasan otak tertentu yang terjejas. Electroencephalography mengkaji sifat elektrik otak - penyelidik melihat bagaimana aktiviti elektrik bahagian otak yang berbeza berubah mengikut apa yang dilakukan oleh seseorang.
Pakar elektrofisiologi merekodkan aktiviti elektrik "pusat pemikiran" badan menggunakan elektrod yang membolehkan mereka merekodkan pelepasan neuron individu, atau menggunakan elektroensefalografi. Dalam kes penyakit otak yang teruk, elektrod nipis boleh ditanam ke dalam tisu organ. Ini memungkinkan untuk mendapatkan maklumat penting tentang mekanisme otak untuk menyokong jenis aktiviti yang lebih tinggi data diperoleh tentang hubungan antara korteks dan subkorteks, dan pada keupayaan pampasan. Kaedah lain untuk mengkaji fungsi otak ialah rangsangan elektrik kawasan tertentu. Oleh itu, "motor homunculus" telah dikaji oleh pakar bedah saraf Kanada Wilder Penfield. Telah ditunjukkan bahawa dengan merangsang titik-titik tertentu dalam korteks motor, pergerakan bahagian tubuh yang berlainan boleh disebabkan, dan perwakilan otot dan organ yang berbeza telah ditubuhkan. Pada tahun 1970-an, selepas penciptaan komputer, peluang muncul untuk meneroka dunia dalaman sel saraf dengan lebih lengkap kaedah introskopi baru muncul: magnetoencephalography, pengimejan resonans magnetik berfungsi dan tomografi pelepasan positron. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, kaedah neuroimaging (pemerhatian tindak balas bahagian individu otak selepas pentadbiran bahan tertentu) telah berkembang secara aktif.
Pengesan ralat
Penemuan yang sangat penting telah dibuat pada tahun 1968 - saintis menemui pengesan ralat. Ini adalah mekanisme yang memberi kita peluang untuk melakukan tindakan rutin tanpa berfikir: contohnya, mencuci, berpakaian dan pada masa yang sama memikirkan hal ehwal kita. Pengesan ralat dalam keadaan sedemikian sentiasa memantau sama ada anda bertindak dengan betul. Atau, sebagai contoh, seseorang tiba-tiba mula berasa tidak selesa - dia pulang ke rumah dan mendapati bahawa dia terlupa untuk mematikan gas. Pengesan ralat membenarkan kami untuk tidak memikirkan berpuluh-puluh masalah dan menyelesaikannya "secara automatik," dengan serta-merta menolak pilihan tindakan yang tidak boleh diterima. Sepanjang dekad yang lalu, sains telah mempelajari berapa banyak mekanisme dalaman tubuh manusia berfungsi. Sebagai contoh, laluan di mana isyarat visual bergerak dari retina ke otak. Untuk menyelesaikan tugas yang lebih kompleks - berfikir, mengenali isyarat - sistem besar terlibat, yang diedarkan ke seluruh otak. Walau bagaimanapun, "pusat kawalan" masih belum ditemui dan tidak diketahui sama ada ia wujud.
otak genius
Sejak pertengahan abad ke-19, saintis telah cuba mengkaji ciri-ciri anatomi otak orang yang mempunyai kebolehan yang luar biasa. Banyak fakulti perubatan di Eropah menyimpan persediaan yang sepadan, termasuk profesor perubatan yang mewariskan otak mereka kepada sains semasa hayat mereka. Para saintis Rusia tidak ketinggalan di belakang mereka. Pada tahun 1867, di Pameran Etnografi All-Russian, yang dianjurkan oleh Imperial Society of Natural History Lovers, 500 tengkorak dan persiapan kandungannya telah dibentangkan. Pada tahun 1887, ahli anatomi Dmitry Zernov menerbitkan hasil kajian otak jeneral legenda Mikhail Skobelev. Pada tahun 1908, ahli akademik Vladimir Bekhterev dan profesor Richard Weinberg mengkaji persiapan yang sama dari mendiang Dmitry Mendeleev. Persediaan serupa organ Borodin, Rubinstein, dan ahli matematik Pafnuty Chebyshev dipelihara di muzium anatomi Akademi Perubatan Tentera di St. Petersburg. Pada tahun 1915, pakar bedah saraf Boris Smirnov menerangkan secara terperinci otak ahli kimia Nikolai Zinin, ahli patologi Viktor Pashutin dan penulis Mikhail Saltykov-Shchedrin. Di Paris, otak Ivan Turgenev, yang beratnya mencapai rekod pada tahun 2012, diperiksa Di Stockholm, saintis terkenal, termasuk Sofia Kovalevskaya, bekerja dengan persediaan yang sepadan. Pakar dari Institut Otak Moscow dengan teliti memeriksa "pusat pemikiran" para pemimpin proletariat: Lenin dan Stalin, Kirov dan Kalinin, mengkaji konvolusi tenor hebat Leonid Sobinov, penulis Maxim Gorky, penyair Vladimir Mayakovsky, pengarah Sergei Eisenstein. .. Hari ini, saintis yakin bahawa, Pada pandangan pertama, otak orang berbakat tidak menonjol dalam apa-apa cara daripada rata-rata. Organ-organ ini berbeza dalam struktur, saiz, bentuk, tetapi tidak ada yang bergantung pada ini. Kita masih tidak tahu apa sebenarnya yang menjadikan seseorang itu berbakat. Kita hanya boleh mengandaikan bahawa otak orang seperti itu sedikit "pecah." Dia boleh buat perkara yang orang biasa tak boleh buat, maknanya dia tak macam orang lain.
Otak adalah pengawal selia utama fungsi mana-mana organisma hidup, salah satu unsur Sehingga kini, saintis perubatan sedang mengkaji ciri-ciri otak dan menemui keupayaan baru yang luar biasa. Ini adalah organ yang sangat kompleks yang menghubungkan badan kita dengan persekitaran luaran. Bahagian otak dan fungsinya mengawal semua proses kehidupan. Reseptor luaran menangkap isyarat dan memaklumkan beberapa bahagian otak tentang rangsangan masuk (cahaya, bunyi, sentuhan dan lain-lain lagi). Sambutan datang serta-merta. Mari kita lihat dengan lebih dekat cara "pemproses" utama kami berfungsi.
Penerangan umum otak
Bahagian otak dan fungsinya mengawal sepenuhnya proses kehidupan kita. Otak manusia terdiri daripada 25 bilion neuron. Bilangan sel yang luar biasa ini membentuk jirim kelabu. Otak diliputi oleh beberapa membran:
- lembut;
- keras;
- arachnoid (cecair serebrospinal beredar di sini).
Minuman keras adalah cecair serebrospinal di dalam otak ia memainkan peranan penyerap kejutan, pelindung daripada sebarang daya hentaman.
Kedua-dua lelaki dan wanita mempunyai perkembangan otak yang sama, walaupun berat badan mereka berbeza. Baru-baru ini, perdebatan telah reda bahawa berat otak memainkan beberapa peranan dalam perkembangan mental dan kebolehan intelek. Kesimpulannya jelas - ini tidak begitu. Berat otak adalah kira-kira 2% daripada jumlah berat seseorang. Pada lelaki, beratnya secara purata 1,370 g, dan pada wanita - 1,240 g Fungsi bahagian otak manusia dibangunkan sebagai standard, dan aktiviti kehidupan bergantung kepada mereka. Kebolehan mental bergantung pada sambungan kuantitatif yang dicipta di dalam otak. Setiap sel otak adalah neuron yang menjana dan menghantar impuls.
Rongga di dalam otak dipanggil ventrikel. Saraf kranial berpasangan pergi ke bahagian yang berbeza.
Fungsi kawasan otak (jadual)
Setiap bahagian otak melakukan tugasnya sendiri. Jadual di bawah jelas menunjukkan perkara ini. Otak, seperti komputer, melaksanakan tugasnya dengan jelas, menerima arahan dari dunia luar.
Jadual mendedahkan fungsi bahagian otak secara skematik dan ringkas.
Di bawah ini kita akan melihat bahagian otak dengan lebih terperinci.
Struktur
Gambar menunjukkan bagaimana otak berfungsi. Walaupun begitu, semua bahagian otak dan fungsinya memainkan peranan yang besar dalam fungsi badan. Terdapat lima jabatan utama:
- akhir (daripada jumlah jisim ialah 80%);
- posterior (pons dan cerebellum);
- perantaraan;
- bujur;
- purata.
Pada masa yang sama, otak dibahagikan kepada tiga bahagian utama: batang otak, cerebellum, dan dua hemisfera serebrum.
Otak terhingga
Tidak mustahil untuk menerangkan secara ringkas struktur otak. Untuk memahami bahagian otak dan fungsinya, adalah perlu untuk mengkaji strukturnya dengan teliti.
Telencephalon memanjang dari bahagian hadapan ke tulang oksipital. Di sini kita mempertimbangkan dua hemisfera besar: kiri dan kanan. Bahagian ini berbeza daripada yang lain dalam bilangan alur dan belitan yang paling banyak. Perkembangan dan struktur otak saling berkait rapat. Pakar telah mengenal pasti tiga jenis kulit kayu:
- purba (dengan tuberkel olfaktori, bahan berlubang anterior, subcallosal semilunar dan gyrus subcallosal lateral);
- lama (dengan gyrus dentate - fascia dan hippocambus);
- baru (mewakili keseluruhan bahagian korteks yang tinggal).
Hemisfera dipisahkan oleh alur membujur; dalam kedalamannya terdapat forniks dan corpus callosum, yang menghubungkan hemisfera. Korpus callosum itu sendiri berbaris dan tergolong dalam neokorteks. Struktur hemisfera agak kompleks dan menyerupai sistem pelbagai peringkat. Di sini kita membezakan antara lobus frontal, temporal, parietal dan oksipital, subkorteks dan korteks. Hemisfera serebrum melakukan sejumlah besar fungsi. Perlu diingat bahawa hemisfera kiri mengawal bahagian kanan badan, dan hemisfera kanan, sebaliknya, mengawal bahagian kiri.
kulit kayu
Lapisan permukaan otak ialah korteks, setebal 3 mm dan meliputi hemisfera. Strukturnya terdiri daripada sel saraf menegak dengan proses. Korteks juga mengandungi gentian saraf eferen dan aferen, serta neuroglia. Bahagian otak dan fungsinya dibincangkan dalam jadual, tetapi apakah korteks? Struktur kompleksnya mempunyai lapisan mendatar. Strukturnya mempunyai enam lapisan:
- piramid luaran;
- berbutir luaran;
- berbutir dalaman;
- molekul;
- piramid dalaman;
- dengan sel gelendong.
Masing-masing mempunyai lebar, ketumpatan, dan bentuk neuron yang berbeza. Ikatan menegak gentian saraf memberikan corteks striations menegak. Luas korteks adalah kira-kira 2,200 sentimeter persegi, bilangan neuron di sini mencapai sepuluh bilion.
Bahagian otak dan fungsinya: korteks
Korteks mengawal beberapa fungsi tertentu badan. Setiap bahagian bertanggungjawab untuk parameternya sendiri. Mari kita lihat dengan lebih dekat fungsi yang berkaitan dengan beranak:
- temporal - mengawal deria bau dan pendengaran;
- parietal - bertanggungjawab untuk rasa dan sentuhan;
- occipital - penglihatan;
- frontal - pemikiran, pergerakan dan pertuturan yang kompleks.
Setiap neuron menghubungi neuron lain, terdapat sehingga sepuluh ribu kenalan (jirim kelabu). Serabut saraf adalah bahan putih. Bahagian tertentu menyatukan hemisfera otak. Bahan putih termasuk tiga jenis gentian:
- persatuan menghubungkan kawasan kortikal yang berbeza dalam satu hemisfera;
- komisar menghubungkan hemisfera antara satu sama lain;
- unjuran berkomunikasi dengan formasi yang lebih rendah dan mempunyai laluan penganalisis.
Memandangkan struktur dan fungsi bahagian otak, adalah perlu untuk menekankan peranan bahan kelabu dan putih. Hemisfera mempunyai (bahan kelabu) di dalam, fungsi utamanya ialah penghantaran maklumat. Bahan putih terletak di antara korteks serebrum dan ganglia basal. Terdapat empat bahagian di sini:
- antara alur dalam gyri;
- di tempat luar hemisfera;
- termasuk dalam kapsul dalaman;
- terletak di corpus callosum.
Bahan putih yang terletak di sini dibentuk oleh gentian saraf dan menghubungkan korteks gyral dengan bahagian asas. membentuk subkorteks otak.
Telencephalon mengawal semua fungsi penting badan, serta kebolehan intelek seseorang.
Diencephalon
Bahagian otak dan fungsinya (jadual dibentangkan di atas) termasuk diencephalon. Jika anda melihat dengan lebih terperinci, patut dikatakan bahawa ia terdiri daripada bahagian ventral dan dorsal. Kawasan ventral termasuk hipotalamus, kawasan dorsal termasuk talamus, metatalamus, dan epithalamus.
Talamus adalah perantara yang menghantar kerengsaan yang diterima ke hemisfera. Ia sering dipanggil "thalamus visual." Ia membantu badan dengan cepat menyesuaikan diri dengan perubahan dalam persekitaran luaran. Talamus disambungkan ke cerebellum melalui sistem limbik.
Hipotalamus mengawal fungsi autonomi. Pengaruhnya melalui sistem saraf, dan, tentu saja, kelenjar endokrin. Mengawal fungsi kelenjar endokrin, mengawal metabolisme. Kelenjar pituitari terletak betul-betul di bawahnya. Suhu badan, sistem kardiovaskular dan pencernaan dikawal. Hipotalamus juga mengawal tingkah laku makan dan minum kita, mengawal terjaga dan tidur.
belakang
Otak belakang termasuk pons, yang terletak di hadapan, dan otak kecil, yang terletak di belakang. Mempelajari struktur dan fungsi bahagian otak, mari kita lihat dengan lebih dekat struktur pons: permukaan dorsal diliputi oleh cerebellum, permukaan ventral diwakili oleh struktur berserabut. Gentian diarahkan secara melintang dalam bahagian ini. Pada setiap sisi pons mereka memanjang ke peduncle cerebellar tengah. Dari segi rupa, jambatan itu menyerupai kusyen putih tebal yang terletak di atas medulla oblongata. Akar saraf keluar ke dalam alur bulbar-pontine.
Struktur jambatan posterior: bahagian hadapan menunjukkan bahawa terdapat bahagian bahagian anterior (ventral besar) dan posterior (dorsal kecil). Sempadan di antara mereka adalah badan trapezoid, gentian tebal melintang yang dianggap sebagai saluran pendengaran. Fungsi pengaliran bergantung sepenuhnya pada otak belakang.
Cerebellum (otak kecil)
Jadual "Bahagian Otak, Struktur, Fungsi" menunjukkan bahawa otak kecil bertanggungjawab untuk koordinasi dan pergerakan badan. Bahagian ini terletak di belakang jambatan. Serebelum sering dirujuk sebagai "otak kecil." Ia menduduki fossa kranial posterior dan meliputi fossa romboid. Jisim cerebellum berkisar antara 130 hingga 160 g Hemisfera serebrum terletak di atas, yang dipisahkan oleh fisur melintang. Bahagian bawah cerebellum bersebelahan dengan medulla oblongata.
Di sini terdapat dua hemisfera, bahagian bawah, permukaan atas dan vermis. Sempadan di antara mereka dipanggil jurang dalam mendatar. Banyak fisur memotong permukaan cerebellum, di antara mereka terdapat lilitan nipis (rabung). Di antara alur terdapat kumpulan gyri, dibahagikan kepada lobulus; mereka mewakili lobus cerebellum (posterior, flocnonodular, anterior).
Serebelum mengandungi kedua-dua kelabu dan kelabu terletak di pinggir, membentuk korteks dengan neuron molekul dan piriform, dan lapisan berbutir. Di bawah korteks terdapat bahan putih yang menembusi ke dalam belitan. Bahan putih mengandungi kemasukan kelabu (nukleusnya). Dalam keratan rentas, hubungan ini kelihatan seperti pokok. Mereka yang mengetahui struktur otak manusia dan fungsi bahagiannya akan dengan mudah menjawab bahawa otak kecil adalah pengawal selia koordinasi pergerakan badan kita.
Otak tengah
Otak tengah terletak di pons anterior dan meluas ke badan papillary, serta ke saluran optik. Di sini, kelompok nukleus dikenal pasti, yang dipanggil tuberkel quadrigeminal. Struktur dan fungsi bahagian otak (jadual) menunjukkan bahawa bahagian ini bertanggungjawab untuk penglihatan terpendam, refleks orientasi, memberikan orientasi kepada refleks kepada rangsangan visual dan bunyi, dan juga mengekalkan nada otot tubuh manusia.
Medula oblongata: bahagian batang
Medulla oblongata adalah lanjutan semula jadi saraf tunjang. Itulah sebabnya terdapat banyak persamaan dalam struktur. Ini menjadi jelas terutamanya jika kita meneliti perkara putih secara terperinci. Serabut saraf pendek dan panjang mewakilinya. Bahan kelabu diwakili di sini dalam bentuk nukleus. Bahagian otak dan fungsinya (jadual di atas) menunjukkan bahawa medulla oblongata mengawal keseimbangan, koordinasi, mengawal metabolisme, mengawal pernafasan dan peredaran darah. Ia juga bertanggungjawab untuk refleks penting badan kita seperti bersin dan batuk, muntah.
Batang otak dibahagikan kepada otak belakang dan otak tengah. Batangnya dipanggil tengah, medulla oblongata, pons dan diencephalon. Strukturnya terdiri daripada laluan menurun dan menaik yang menghubungkan batang dengan saraf tunjang dan otak. Bahagian ini memantau degupan jantung, pernafasan dan pertuturan yang jelas.
Doktor Sains Perubatan V. Grinevich, Profesor Jabatan Histologi dan Embriologi Universiti Perubatan Negeri Rusia, pemenang Fogarty Fellowship (Institut Kesihatan Negara, Amerika Syarikat), Alexander von Humboldt Fellowship (Jerman) dan Hadiah Akademi Eropah.
1. Sila huraikan keadaan bidang sains tempat anda bekerja, bagaimana keadaannya kira-kira 20 tahun dahulu? Apakah penyelidikan yang dijalankan kemudian, apakah hasil saintifik yang paling ketara? Manakah antara mereka yang tidak kehilangan relevannya hari ini (apa yang kekal dalam asas pembinaan sains moden)?
2. Terangkan keadaan semasa bidang sains dan teknologi tempat anda bekerja. Apakah karya tahun kebelakangan ini yang anda anggap paling penting dan penting?
3. Apakah pencapaian yang akan dicapai oleh bidang sains anda dalam masa 20 tahun? Apakah masalah asas yang anda fikir boleh diselesaikan, apakah masalah yang akan membimbangkan penyelidik pada akhir suku pertama abad ke-21?
Soalan soal selidik "Semalam, hari ini, esok" (lihat "Sains dan Kehidupan" No. , , 2004; No. , , , 2005) dijawab oleh saintis terkenal - pengarang "Sains dan Kehidupan".
"Semalam". Bidang sains yang saya pelajari ialah endokrinologi, yang mengkaji fisiologi dan patologi kelenjar endokrin: kelenjar tiroid, gonad, kelenjar adrenal, dll. Keseluruhannya dipanggil sistem endokrin. Prinsip aktif utama di dalamnya adalah bahan aktif secara biologi - hormon. Perlu diperhatikan bahawa istilah "hormon" (dari kata kerja Yunani kuno "hormao" - untuk bergerak, untuk memotivasi) berusia 100 tahun pada tahun ini. Ia diperkenalkan oleh ahli fisiologi Amerika-Inggeris Ernest Starling, yang kuliahnya, diberikan pada Jun 1905 di Royal College of Physicians of London, pada dasarnya memulakan endokrinologi sebagai sains.
Penemuan paling ketara dalam bidang endokrinologi yang dibuat sejak zaman Jalak ialah penemuan dalam otak bahan aktif secara biologi yang mempunyai sifat hormon. Mereka dilepaskan ke dalam darah dan merangsang kelenjar endokrin, menyelaraskan aktiviti mereka. Bahan-bahan ini dipanggil neurohormon, dan cabang endokrinologi yang mengkajinya dipanggil neuroendokrinologi.
Ternyata otak (iaitu jabatan purba evolusinya - hipotalamus) adalah "komposer" orkestra kelenjar endokrin. Neurohormon hipotalamus bertindak pada kelenjar pituitari, yang merembeskan pelbagai jenis hormon, yang seterusnya merangsang kelenjar endokrin. Ngomong-ngomong, kelenjar pituitari, lampiran kecil otak, diketahui oleh orang ramai yang tidak mahir dalam sains berkat cerita M. A. Bulakov "The Heart of a Dog" dan adaptasi filemnya yang cemerlang. Melalui kelenjar pituitari, penalaan halus kerja kelenjar endokrin berlaku, yang mengawal fungsi seksual badan, tindak balas yang mencukupi terhadap tekanan, pertumbuhan dan pembiakan sel badan, penggunaan oksigen dan glukosa oleh tisu dan banyak lagi. proses fisiologi.
Penyelidik Amerika Andrew Shelley dan Roger Guillemin telah dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1977 untuk penemuan neurohormon mereka. Sehingga kini, ini adalah satu-satunya Hadiah Nobel dalam bidang endokrinologi.
"Hari ini". Pada masa ini, terdapat pengumpulan maklumat aktif tentang gen neurohormon, peraturan aktiviti mereka, kesan hormon pada reseptor sel badan, dan penyertaan mereka dalam pelbagai proses patologi. Mendapatkan data sedemikian telah menjadi mungkin berkat pembangunan kaedah biologi genetik dan molekul yang canggih yang telah muncul dalam 10-20 tahun yang lalu. Pertama sekali, ini menyangkut manipulasi dengan DNA, akibatnya adalah mungkin untuk mendapatkan haiwan tanpa gen tertentu (yang dipanggil haiwan kalah mati), serta dengan gen yang diubah atau baru dari organisma lain (haiwan transgenik).
Pemahaman kita tentang spektrum tindakan hormon semakin berkembang. Mereka terlibat dalam tindakan tingkah laku yang kompleks. Di samping itu, neurohormon mengawal bukan sahaja kelenjar endokrin, tetapi juga sistem badan lain, seperti sistem imun dan kardiovaskular. Ini ditemui pada 30-40-an abad ke-20 oleh "bapa" kajian tekanan, penyelidik Kanada Hans Selye. Ternyata pada haiwan yang terdedah kepada tekanan emosi untuk masa yang lama, kelenjar adrenal membesar dan pada masa yang sama kelenjar timus, organ pusat sistem imun, menurun. Selepas itu, menjadi jelas bahawa semasa tekanan, otak menghasilkan neurohormon yang merangsang korteks adrenal, yang mula menghasilkan hormon steroid. Salah satunya, kortisol (dalam tikus, kortikosteron), sering dipanggil hormon tekanan, secara langsung menekan sistem imun. Sebahagian besarnya terima kasih kepada pemerhatian ini, disiplin perubatan dan biologi baru telah muncul - neuroimmunoendokrinologi, yang mengkaji interaksi sistem saraf, imun dan endokrin.
Untuk menggambarkan apa yang dilakukan oleh neuroimmunoendokrinologi, saya akan memberikan contoh. Setiap daripada kita pernah mengalami jangkitan virus atau bakteria pada satu ketika. Dalam kes ini, sistem imun diaktifkan, sel-selnya menghasilkan banyak bahan yang bertujuan untuk memusnahkan sumber patogen. Antara julat luas bahan ini ialah sekumpulan protein yang dipanggil sitokin. Dalam sistem imun, mereka memainkan peranan sebagai penyelaras kerja pelbagai jenis sel. Sitokin memasuki darah dan merangsang sel-sel otak yang menghasilkan neurohormon. Salah satu neurohormon ini, kortikol berine, mencetuskan pengeluaran kortisol oleh korteks adrenal melalui kelenjar pituitari. Dan kortisol, seperti yang kita katakan di atas, secara selektif mengurangkan tindak balas imun, menghalang pengaktifan berlebihan sistem imun, yang boleh menyebabkan kerosakan pada tisu sendiri (seperti yang berlaku dalam penyakit autoimun). Oleh itu, semua sistem penyepaduan badan - saraf, imun, endokrin - semasa memerangi jangkitan digabungkan menjadi satu sistem neuroimun-endokrin yang berfungsi.
Akhir abad kedua puluh memberi kita satu lagi bidang pengetahuan baru di mana neurohormon memainkan peranan utama - neuroendokrinologi tingkah laku. Saya akan berikan contoh. Salah satu neurohormon, oxytocin, menyebabkan pengecutan rahim semasa bersalin. Oleh itu, analog sintetik oxytocin digunakan secara meluas di klinik untuk merangsang buruh. Tetapi oxytocin mempunyai fungsi lain: ia bertanggungjawab untuk naluri ibu. Dalam tikus, selepas bersalin, ibu kadang-kadang (belum jelas mengapa) membunuh anaknya. Tetapi jika sebelum melahirkan seorang wanita seperti itu diberi menghidu oksitosin, maka dia menjadi ibu teladan, melindungi anaknya.
Satu lagi neurohormon, kortikoliberin (saya telah menyebutnya), bertanggungjawab untuk mengawal selia fungsi korteks adrenal. Di samping itu, ternyata kortikoliberin juga mencetuskan perkembangan keadaan kemurungan. Kandungannya dalam cecair serebrospinal orang yang mengalami kemurungan meningkat beberapa kali. Tidak menghairankan bahawa tikus kalah mati yang tidak sensitif terhadap hormon kortikotropin (kekurangan reseptor untuk neurohormon ini di dalam otak) menunjukkan daya tahan yang menakjubkan terhadap tekanan dan nampaknya tidak mengalami kemurungan.
"Esok". Sekarang dalam sains hormon terdapat pengumpulan pengetahuan baru seperti salji. Walau bagaimanapun, ini terpakai bukan sahaja untuk endokrinologi. Dan untuk tidak "tersesat" dalam timbunan maklumat yang besar, penyelidik terpaksa menyempitkan skop minat mereka, yang tidak dapat dielakkan membawa kepada memperdalam pengasingan bidang saintifik antara satu sama lain. Saya tidak akan asli jika saya mengatakan bahawa akhirnya saintis perlu mencipta beberapa jenis model umum, integratif fungsi badan, mungkin berdasarkan teknologi matematik dan komputer. Jika tidak, tiada sesiapa, walaupun pakar yang paling terpelajar, akan dapat melihat gambaran lengkapnya.
Lebih khusus lagi, penggunaan neurohormon dalam amalan klinikal akan meningkat. Seseorang mungkin akan menerima ubat neurohormonal baru yang membantu dengan penyakit sistem imun. Terdapat, sebagai contoh, neurohormon seperti itu - somatostatin. Fungsi utamanya dalam badan kita dikaitkan dengan perencatan rembesan hormon pertumbuhan (ia mempunyai pasangan saingan - somatoliberin, yang mempunyai kesan sebaliknya). Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada ini, somatostatin mempunyai keupayaan yang luar biasa untuk mempengaruhi sistem imun, dan analog sintetiknya mempunyai prospek yang cemerlang untuk digunakan di klinik penyakit autoimun (reumatik, arthritis). Dan bahan yang merupakan antagonis neurohormon lain, kortikoliberin, sudah pun menjalani ujian klinikal untuk rawatan keadaan kemurungan.
Merumuskan perkara di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa endokrinologi, yang "dibesarkan" dari abad ke-19, pada akhir abad ke-20 memberikan cabang baru - neuroendokrinologi, yang mengkaji bagaimana sistem endokrin dikawal oleh otak. Beberapa tahun yang lalu, dua bidang pengetahuan baharu yang menakjubkan telah muncul - neuroimmunoendokrinologi dan neuroendokrinologi tingkah laku. Kedua-dua arah telah menemui cara penggunaannya di klinik penyakit sistem imun dan psikiatri. Dan apakah idea baru lain yang akan timbul pada masa hadapan - masa depan akan ditunjukkan.
1. Kekurangan oksigen selama 5-10 minit membawa kepada kerosakan otak yang tidak dapat dipulihkan.
2. Otak berkembang dan mudah menyesuaikan diri dengan perkara baru walaupun pada usia 40 tahun. Penurunan aktiviti mental bermula apabila seseorang itu mencapai umur 50 tahun.
3. Sehingga 20% oksigen dan darah yang terkandung dalam badan dibelanjakan untuk "eksploitasi" otak.
4. Terdapat "virus kebodohan". Ia mengubah DNA seseorang sedemikian rupa sehingga tahap kecerdasan pesakit berkurangan - aktiviti otak, keupayaan untuk belajar dan mengingat maklumat baru berkurangan.
5. Semasa terjaga, otak manusia menghasilkan tenaga elektrik yang mencukupi untuk menyalakan mentol kecil.
6. Keganasan rumah tangga mempunyai kesan yang sama pada otak kanak-kanak seperti berperang dalam pertempuran sebenar terhadap seorang askar.
7. Telah terbukti secara saintifik bahawa walaupun sedikit penggunaan kekerasan mengubah algoritma otak dan mengurangkan tahap empati (keupayaan untuk berempati dengan emosi orang lain).
8. Tunas rasa dalam tubuh manusia boleh didapati di perut, usus, pankreas, paru-paru, dubur, buah zakar dan... sudah tentu, di otak.
9. Pakar patologi yang melakukan bedah siasat ke atas Albert Einstein... mencuri otaknya dan menyimpannya dalam balang alkohol selama 20 tahun.
10. 60% daripada otak anda adalah... gemuk.
11. Otak manusia mempunyai konsistensi yang sama seperti tauhu.
12. Bau coklat mengaktifkan gelombang otak theta. Akibatnya, kelonggaran berlaku.
13. Semasa orgasme, otak mengeluarkan terlalu banyak dopamin (hormon keseronokan) sehingga ia menjadi serupa dengan otak seorang penagih heroin.
14. Melupakan adalah proses yang bermanfaat untuk otak. Mengeluarkan maklumat yang tidak diperlukan membantu sistem saraf mengekalkan keplastikan.
15. Alkohol tidak membantu anda melupakan apa yang anda lakukan semalam. Apabila seseorang, seperti yang mereka katakan, mabuk "bodoh", otak hanya menghalang sementara keupayaan untuk mencipta kenangan tentang apa yang dilihatnya.
16. Sphenopalatine ganglioneuralgia ialah nama saintifik untuk penyakit di mana sakit kepala berlaku akibat cepat makan aiskrim.
17. Otak TIDAK dibahagikan kepada hemisfera kiri dan kanan - ini adalah mitos. Mereka bekerja secara berpasangan.
18. Para saintis telah mendapati bahawa penggunaan jangka panjang telefon bimbit dengan ketara meningkatkan risiko kanser otak.
19. Kekurangan tidur menjejaskan otak dalam beberapa cara. Ini termasuk membuat keputusan yang tidak baik dan tindak balas yang perlahan.
20. Penyelidik mengatakan bahawa otak manusia menganggap penafian sesuatu sebagai kesakitan fizikal.
21. Ia mengambil masa 6 minit untuk sel otak bertindak balas terhadap pengambilan alkohol.
22. Apabila anda mempelajari sesuatu yang baru, struktur otak anda berubah. Ya, ya, dia sudah berubah :)
23. Pakar bedah boleh membuang sehingga separuh otak tanpa kesan negatif pada personaliti atau ingatan.
24. Futurist Ray Kurzweil percaya bahawa purata $1,000 komputer riba akan mengejar otak dari segi prestasi tidak lebih awal daripada 2023.
25. Muzik mengaktifkan bahagian otak yang sama yang melepaskan dopamin semasa makanan atau seks.
27. Perasaan yakin diri boleh didorong dengan merangsang secara buatan kawasan tertentu otak. Dalam kes ini, tidak perlu sama ada fakta atau bukti.
28. Kita mempunyai lebih banyak sel otak daripada bayi yang baru lahir - lebih daripada yang kita akan ada lagi.
29. Separuh daripada gen anda menerangkan "reka bentuk" unik otak anda dalam semua keasliannya, separuh lagi menggambarkan organisasi 98 peratus badan anda yang lain.
30. Otak kanak-kanak menggunakan sehingga 50% daripada glukosa yang diterima oleh bayi. Ini mungkin sebab mereka tidur begitu lama.
31. Pada tahun 2015, superkomputer ke-4 paling berkuasa di dunia mengambil masa 40 minit untuk mensimulasikan fungsi otak selama satu saat sahaja.
32. Otak manusia terdiri daripada 100 bilion neuron dan 1 trilion sel glial.
33. Apabila berehat, otak mengambil 1/5 kalori seminit.
34. Fakta saintifik: Diet yang ketat boleh menyebabkan otak anda makan sendiri.
35. Tiada perbezaan dalam anatomi otak antara orang dengan autisme dan tanpa autisme.
Apakah radikal bebas?
Mengapa, jika anda mencampur semua warna, anda akan mendapat coklat dan bukan putih, kerana putih mengandungi semua warna? 7 fakta yang tidak dijangka tentang dunia di sekeliling kita Dunia yang menakjubkan 10 Fakta Menakjubkan Tentang Pemikiran Anjing Anjing adalah kawan lelaki dan sering belajar sesuatu daripadanya Kehidupan tanpa otak: kisah orang yang telah membuang bahagian terpenting otak mereka, tetapi mereka hidup dengan baik tanpa mereka Anda boleh hidup dengan 10% 30 Fakta Menakjubkan, Menggugah Pemikiran Mengenai Otak dan Pemikiran
