Главная страница
qrcode

Нейронаука наука о мозге


НазваниеНейронаука наука о мозге
АнкорNeuroscience Science of Brain 1(1).pdf
Дата24.11.2017
Размер8.19 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаNeuroscience_Science_of_Brain_1_1.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#49087
страница5 из 9
Каталогhateman31

С этим файлом связано 49 файл(ов). Среди них: и ещё 39 файл(а).
Показать все связанные файлы
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Алан Бэддли
развил идею рабочей памяти, которая включает большое количество различных взаимодействующих систем.
Фонологическое хранилище, хранилище зрительных образов и центральные исполнительные зоны локализованы в различных областях мозга.
Однако, некоторые уверены, что кроме лекарств, необходимо будет применять когнитивную
(познавательную) инженерию. Сегодня вы не услышите о ней так часто, как о новых лекарствах.
Попробуйте другие эксперименты с памятью:
34 http://www.exploratorium.edu/brain_explorer/memory.html

Стресс
Стресс поражает даже самых спокойных людей. Мы все переносим стресс - во время экзаменов, спортивных конкурсов, ссор с друзьями или врагами.
Почему же так происходит и что является причиной этих неприятных ощущений? Может ли эти быть полезным? Что случается когда все идет наоборот?
Исследователи мозга только начинают понимать как головной мозг генерирует и координирует химический ответ на стресс.
Что такое стресс и почему мы в нем
нуждаемся?
Стресс трудно разъяснить. Это не просто чувствовать себя под давлением, что на самом деле не всегда приводит к стрессу, а состояние нессоответствия между тем, что предвкушает тело и мозг и что на самом деле мы ощущаем. Множество проблем имеют психологический характер – отображают проблемы общения с другими людьми, как работаем и соревнуемся за успех, работу итд. Другой тип стресса
– физический, как при болезни, переломанной ноге при аварии. Большинство стрессовых факторов имеютсмешанный характер: боль и физический дискомфорт при болезни и чувство беспокойства.
Стресс является основательным процессом, поражающим все организмы, от примитивных бактерий и протозойных до сложных эукариотов – млекопитающих. В одноклеточных организмах и каждой клетке нашего организма существуют специальные молекулы, которые включают защитную систему при неожиданных внешних стимулах. Так, например, специальные молекулы типа тепловых-
шоковых протеинов переносят поврежденные белки туда, где они могут быть восстановлены или же безопасно элиминированы, что защищает клетки от токсичности или дисфункции. В нашем организме стресс вовлекает высокоспецифические процессы, помогающие нам бороться с экстраординарными ситуациями. Клеточные механизмы протекции являются своеобразными ячейками в общей системе защиты организма от стресса.
Стресс и головной мозг
Стресс воспринимается через головной мозг, который также координирует ответ организма. Наша когнитивная оценка ситуации в мозге взаимодействует с сигналами от периферических органов – кровотока, гормонов, воспалительными молекулами, итд., а так же от периферических нервов иннервирующих витальные органы. На основании анализа всего этого головной мозг вырабатывает серию специфических и неспецифических ответов. Наше понимание этих процессов связано с нейроэндокринологией.
Циркулирующие в крови гормоны находятся под постоянным контролем мозга, который помогает организму справиться со стрессом.
Дать бой или слинять?
Самый легкий ответ при распознавании стресса дает активация симпатической нервной системы.
После получения стрессовых импульсов и формирования соответствующего ответа, головной мозг быстро активирует нервы, исходящие из стволовых центров. Это приводит к выбросу норадреналина и во многих структурах и адреналина из надпочечников. Их совмстное действие и решает немедленный ответ в ответ на опасность – бороться или убежать. Мы все испытывали эти ощущения – мурашки по коже,
потение, учащенный пульс, повышенное
артериальное давление, чувство страха –
возникающие сразу же после стрессового воздействия. Причиной этого являются рецепторы в наших кровеносных сосудах, которые заставляют их сокращаться и повышать давление, рецепторы в сердечной мышце, усиливающие частоту пульса и приводящие к неприятным ощущениям в грудной клетке. Другие рецепторы в коже приводят к гусиной коже и становлению волос дыбом, в кишечнике – неприятным болевым ощущениям. Эти изменения направлены на концентрацию кровотока в витальных органах, мышцах и головном мозге, и готовят нас или к борьбе, или к побегу.
Гипоталамо-гипофизарные- эндокринные связи (ГГЭ)
ГГЭ. Гипоталамус (hypothalamus), в центре, контролирует выработку гормонов от гипофиза (pituitary) которые действуют на эндокринные железы (adrenal glands).
35

Вторая большая система, отвечющая на стресс, и соединяющая тело с мозгом, это ГГЭ. Она объединяет гипоталамус, гипофиз и эндокринные железы посредством кровотока, переносящего специализированные гормоны.
Гипоталамус является ключевой зоной мозга, регулирующей большинство гормонов. Он имеет крепкие связи с участками мозга, ответственными за эмоции, включая миндалины, и стволовыми структурами, обеспечивающими симпатический ответ. Благодаря его интегрированной и координи- рованной работе происходит стимуляция следующей составляющей – гипофиза. Тот в свою очередь, вырабатывает адренокортикотропный гормон (АКТГ). АКТГ в свою очередь стимулирует надпочечники для продукции кортизола.
Кортизол являетсястероидным гормоном,
ключевым в понимании следующей фазы стрессового ответа. Он сразу поднимает уровень сахара и других возможных метаболитических источников, включая ирные кислоты. Часто происходит даже сжигание белков, если потребности энергии носят безотлагательный характер, в качестве пищи для мышц и мозга.
Кроме того, кортизол поднимает давление и на короткое время приводит к отличному самочувствию. Так, при соло пении на школьном концерте вы сознательно пытаетесь не фиксиро- ваться на беспокоящих вас предметах. Вы пытаетесь, насколько это возможно, сохранить спокойствие. Кортизол даже выключает процессы роста, пищеварения, заживления ран - откладывая их на потом. Даже отключается секс. И последнее – воздействие на мозг. Огромное количество кортизоловых рецепторов обнаружено в гиппокампе, основной структуре обчения и запоминания. Однако кортизол действует на миндалины, приводя к чувству страха и беспо- койства. Совместный эффект приводит также к осознанию факторов страха, и даже анализу со стороны гиппокампа на предмет исчерпания ресурсов обучения. В общем, кортизол является волшебным соком.
СТРЕСС НЕИЗБЕЖЕН. МЫ ВСЕ ЧТО-ТО
ПЕРЕНОСИЛИ. ВОЗМОЖНО, ПСИXОЛОГИЧЕСКИЙ,
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ, ИЛИ ОБА ВМЕСТЕ.
История о двух кортизоловых рецепторах и
поражении гиппокампа
В гиппокампе находится наибольшее количество рецепторов кортизола, назовем их, низким MR и высоким GR рецепторами. MR рецепторы активируются нормально циркулирующими уровнями кортизола в крови, в системе ГГЭ.
Благодаря этому поддерживается наш метаболизм и нормальная работа мозга. Однако, когда уровень коризола растет, особенно по утрам, происходит активация GR рецептора. И, конечно же, при стрессе уровень кортизола достигает пиковых величин, активация этого рецептора блокируется и благодаря генетическим программам блокируеся активность гиппокампа. Сложим все вместе, и получим колоколообразную кривую. Это и есть классическая крива действия стресса на мозг: немного – хорошо, чуть больше – лучше, слишком много – очень плохо!
Колоколообразная форма действия стресса: слишком сильное воздействие приводит к ухудшению
Депрессия и гиперактивность стресс-системы
Избыточное количество кортизола в крови было обнаружено при многих церебральных заболеваниях. В частности, при выраженной депрессии вырабатывается избыточное количество кортизола и недавно опубликованные работы свидетельствуют о том, что гиппокамп уменьшается в размерах. Эти находки позволили предположить, что глубокая депрессия является причиной долгосрочного стресса. Конечно же, еще нет полной уверенности о том, что увеличенное количество кортизола является первичной причиной заболевания, или же последствием сильного психологического потрясения и стресса. Однако показано, что у пациентов, резистентных к классической антидепрессантной терапии, применение блокаторов продукции или действия кортизола имеет выраженный положительный эффект. Кстати, антидепрессанты часто помогают в нормализации ГГЭ.
Существуют версия, что это происходит в результате увеличения количества MR и GR рецепторов в гиппокампе. Исследователи мозга надеются создать более эффективные методы лечения посредством снижения стрессовой гормональной гиперпродукции и изменения порога контролирующей системы мозга.
Стресс и старение
Старение мозга сопровождается снижением его функциональных возможностей, с большими вариациями среди различных лиц. Некоторые сохраняют ясный ум до глубокой старости, другие же- нет. Возможно ли обнаружение молекулярных причин этого? Уровни кортизола у людей с плохими когнитивными показателями несравнимо выше, кроме того, у них имееся поражение высших мозговых функций и уменьшение размеров гиппокампа. Экспериментальные исследования у грызунов показали, что сохранение низких уровней стрессовых гормонов начиная с рождения и даже среднего возраста, предотвращает развитие дефицита памяти в пожилом возрасте. Таким образом, получается, что животные с повышенной гормональной реакцией при стрессе, необязательно максимального характера, при достижении пожилого возраста имеют более выраженные когнитивные нарушения и нарушения памяти. Если эти постулаты применимы к людям, то возможно, что применение специфических препаратов, контролирующих систему ГГЭ, может стать новой методикой лечения депрессии. Стресс является одним из основных проявлений современной жизни, и об этом можно рассуждать долго, но для полного понимания мы должны обсудить иммунную систему.
Соответствующие сайты
: http://www.brainsource.com/stress_&_health.htm
36

Иммунная система
Всего несколько лет назад мозг считался
”иммунно-привелигированным” органом, неподверженным иммунному поражению или воспалению. Конечно же, существование гемато- энцефалического барьера играет значительную отграничительную роль. На самом деле этот
”барьер” составляют специальные эндотелиальные клетки в сосудах головного мозга, которые относительно резистентны для проникновения больших молекул или и иммунных клеток из крови в ткань мозга. Тем не менее, эта концепция за последние несколько лет была пересмотрена в результате исследований в области взаимодействия головного мозга и иммунной системы. Сегодня нейроиммунология является сферой активных исследований.
Защитники организма
Иммунная система является нашей первой линией обороны при нашествиях бактерий, жирусов, грибков. Эти пришельцы могут вызвать заболевания легкой-средней тяжести – как всем известный насморк, или угрожающие жизни
СПИД, менингит или туберкулез. Наша защита действует во многих направлениях – местно с пораженной тканью, которая вызывает отеки, боли, нарушения кровотока, локальный синтез противовоспалительных молекул.
О
бычно при активизации иммунной системы в первую очередь реагируют лейкоциты и макрофаги, и белки острой фазы, которые инфильтрируют место воспаления, производят идентификацию патогенов и их удаление. В дополнение, возникают процессы, которые мы чувствуем – лихорадка, боли и дискомфорт, сонливость, потеря аппетита). Каждый из ответов организма направлен на борьбу с инфекцией, сохранением энергии и помогает восстановлению, но если происходит чрезмерная или длительная активация, то они становятся потенциально опасными. Таким образом, необходим тщательный контроль за реакцией организма!
Мозг и защитные ответы
Теория о иммунно-привелигированности мозга в свете новых данных оказалась полностью пересмотрена. Теперь известно, что мозг может анализировать и соответственно реагировать на сигналы иммунной системы от пораженных органов, и, таким образом, теория оказалась ощибочной. Экспериментально показано, что мозг произвоодит каскад иммунных и воспалительных реакций, и действительно активно контролирует иммунный ответ в острой фазе. Многие симптомы заболевания, такие как лихорадка, сонливость и аппетит, прямо контролируются гипоталамусом.
Мозг получает сигналы от пораженных органов как через чувствительные нервы, так и посредством гуморальной регуляции (через циркулирующие в кроеи молекулы). Предполагается, что невральные сигналы проходят через С-волокна (они же переносят и болевую рецепцию – см. Главу 5) и через блуждающий нерв (от печени – места, где в основном и производятся белки острой фазы).
Природа гуморальной регуляции еще окончательно не выяснена, однако предполагается, что среди них важными являются простагландины (на которые действует аспирин), белки комплемента (каскад протеинов, активирующихся для уничтожения внедрившихся клеток). Но, возможно, наиболее важные сигналы приходят от белков, обнаруженных всего 20 лет назад , известных как цитокины.
Цитокины как защитные молекулы
Цитокины являются репараторами организма, их уже известно более 100, и число это еще растет. Обычно эти белки в небольших количествах постоянно продуцируются в организме, но при травме или воспалении резко увеличиваются. К ним относятся интерфероны, интерлейкины, хемокины и фактор некроза опухолей. Многие из них продуцируются непосредственно в очаге воспаления, некоторые из них с кровотоком посылают сигналы другим органам и даже достигают мозга. Именно цитокины обуславливают реакции на заболевание или инфекцию.
При воспалении включаются многие церебральные и внемозговые механизмы.

Триггерами продукции цитокинов являются продукты бактериального или вирусного происхождения, повреждающие клетки или угрожающие жизнедеятельности клеток токсины, гипоксия. Другим важным регулятором производства цитокинов является мозг, который через нейрональные сигналы на периферию (в основном через симпатической нервной системы) илигормоны (кортизол) может включить или выключить процесс. Цитокины по своей сути – это полипотентные белковые молекулы со специфическим воздействием на иммунную систему. Они стимулируют ключевые компоненты воспаления – отек, изменения кровотока, и выброс второй волны воспалительных молекул. Они воздействуют практически на все органы и системы, включая печень, где они активируют белки острой фазы. Tем не менее, несмотря на то, что цитокины обладают сходными функциями, они также могут существенно отличаться. Некоторые из них наделены противовоспалительными способностьями и даже ингибируют про- воспалительные процессы; обратно воздействуют на клетки-производители; попадают в общую циркуляцию, как гормоны.
Стресс и иммунная система
Мы все слышали о том, что стресс приводит к снижению защитных сил организма и даже может стать причиной болезни. Теперь мы понимаем, что стресс может поразить мозг как через ГГЭ систему, так и опосредованно через иммунные взаимоотношения. Стресс конечно же действует на иммунную систему и подверженность к заболеваниям, но некторые люди при этом расцветают. Существеуют типы стресса непреодолимого характера, подавляющие наши защитные силы, например,
*Не волнуйся, цитокины спешат на помощь! тяжелая непосильная физическая работа или трагедии. Xотя до сих пор нет полной уверенности, как стресс и иммунитет взаимосвязаны, но представляется, что здесь вновь оказывается вовлеченной ГГЭ система. В ответ на стресс фоловной мозг выделяет специфический белок в гипоталамусе, называемый кортикотропный релизинг-фактор (КРФ), последний попадает в гипофиз, и приводит к продукции другого гормона, адренокортикотропного релизинг-фактор (АКТРФ).
АКТРФ попадает в кровоток и уе на периферии, в надпочечниках, приводит к синтезу стероидов –
кортизола, полипотентного суппрессора воспаления и иммунной функции. Но, необходимо всегда помнить и отом, что существуют и другие нейрональные и гормональные участники, а некоторые формы стресса могут улучшить иммунные возможности организма.
Иммунная и воспалительная реакция в ткани мозга
Недавно проведенные исследования показали, что многие молекулы, включая цитокины, являются активными участниками патогенеза многих заболеваний мозга, включая рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, инсульт. Представляется, что синтез определенных цитокинов может привести к необратимым повреждениям нейронов.
Именно поэтому сейчас апробируются новые стратегии лечения, основанные на подавлении синтеза воспалительных цитокинов. Таким образом, возможно, что именно нейробиология позволит восполнить знания в этой области и создать новые эффективные методы лечения болезней мозга.
38
Соответствующие сайты: http://science.howstuffworks.com/immune-system.htm

Сон
З з з
з
Каждый вечер мы ложимся в постель и впадаем в сон. Большинство из насспит по 8 часов в день, что свидетельствует о том, что примерно 1/3 своей жизни мы бессознательно проводим во сне. Если попытаться использовать это драгоценное время на другие нужды – ночные вечеринки или подготовку к экзаменам, то очень скоро ваше тело и мозг посоветуют вам отказаться от этой идеи. Вы можете лишь ненадолго воздерживаться от сна.
Ритм сна и бодрствования является одним из фенетически заложенных циклов активности организма. Так почему же это происходит и какие части мозга ответственны за это?
Ритм жизни
Цикл сна и бодрствования является эндогенным ритмом, основанным на чередовании дня и ночи, который в основном создается в первые годы жизни. Этот цикл еще называется циркадным, от латинских слов ‘circa’ (около) и ‘dies’ (день). В течение жизни меняется частота сна – новорожденные многократно засыпают и просыпаются в течении суток, дети до 10 лет обычно спят днем после обеда, а взрослые обычно спят только ночью. Освежсющий сон всегда полезен – Уинстон Черчиль, премьер-министр
Англии во время Второй мировой войны, умудрялся засыпать всего на 5 минут, даже на заседаниях кабинета!
В норме чередование сна и бодрствования частично контролируется клетками гипоталамуса, расположенными над зрительным перекрестом – супрахиазмальным ядром. Нейроны, расположенные здесь, связанны друг с другом необычайно большим количеством синапсов для синхринизации и обеспечения связанной совместной работы, являются частью биологических часов мозга. У людей эти часы слегка отстают от календарных, но зрительная информация о смене дня и ночи постоянно синхронизирует их работу. Это стало известно благодаря экспериментальным исследованиям сна у добровольцев в условиях глубоких пещер, лишенных всяких примет чередования дня и ночи.
У них установился суточный режим, составляющий примерно 25 часов.
Стадии сна
Сон по своей сути не такой пассивный процесс, каким кажется. Если установить датчики детекции электрической активности мозга на голову человека, исследуемого в лаборатории сна, то можно выявить значительные последовательные изменения на его электроэнцефалограмме (ЭЭГ). При бодрствовании наша ЭЭГ показывает низко-амплитудную активность, а когда засыпаем, после некоторой беспорядочности, на ЭЭГ постепенно увеличивается амплитуда и снижается частота, и появляются четкие стадии сна, называемые медленно-волновым сном (МВС). Причины этих изменений на ЭЭГ еще полностью не выявлены. Тем не менее, предполагается, что как только реакция нейронов на внешние раздражители становится невостребованной, то происходит выраженная синхронизация их работы. Мышечный тонус во сне из-за подавления активности нейронов, контролирующих движения скелетных мышц, резко снижается, однако, функция нейронов, контролирующих дыхание и сердечные сокращения, всегдя остается стабильной!
В течение ночи мы во сне циркулируем между разными стадиями сна. При одной из них ЭЭГ становится похожей на бодрствование, а наши глазные яблоки начинают быстро двигаться за закрытыми веками. Это так называемая стадия быстрых движений глаз (rapid eye movement, REM), и похоже, что именно тогда мы видим сны. Если разбудить человека во время REM сна, то он расскажет свой сон, даже тот, кто говорит, что никогда не видит снов (попробуйте поэксперимен- тировать на своих родственниках!). Сон большинства из нас состоит из 4-6 эпизодов REM сна, у детей он происходит более часто, и даже животные имеют
REM сон.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

перейти в каталог файлов


связь с админом