Gehirn (Ausschnitt) © Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried / Volker Staiger

Ми

Тыныс алу, сөйлеу, жүру, күлу, шешім қабылдау – барлығы басымызда басталады.

Миздің миымыз қабылдауларды, әрекеттерді, ойлар мен сезімдерді және тіпті біздің мінез-құлқымызды анықтайды. Генетикалық бейімділік,  жеке тәжірибеміз, сыртқы ортаның және біздің айналамыздағының әсеріне қарағанда, атқаратын рөлінің маңызы төмен емес. Ақпарат біздің миымызға көру, түйсіну, есту немесе дәм мүшелері сияқты сезім мүшелері арқылы түседі. Содан кейін сонда әлемнің бірегей, жеке бейнесі пайда болады. Уақыттың әр сәтінде адам миында көптеген саналы және санасыз процестер өтеді. Осының негізінде мидың зі де өзгереді.

Микроскопия және диагостикалық визуализациялаудың басқа әдістер саласындағы ең маңызды жетістіктері біздің миымыз қалай жұмыс істейтінін дәл көрсетеді. Дегенмен осы айрықша күрделі мүше ғалымдарда көптеген сұрақтар туындата береді. Миды зерттеудің нәтижелері тек қана медицина үшін маңызды емес, сонымен қатар олар білім беру, тәрбиелеу және құқықтану сияқты әлеуметтік салаларға әсер етеді.

Ми қалай құрастырылған?
Адам миы – табиғат жасап шығарған ең күрделі мүше. Оның өнімділігі ең күшті суперкомпьютерлердікінен жоғары. Ми әртүрлі деңгейлерде байланыстар тізбегі ретінде құрастырлған: жеке алынған бір түйіспедегі процестерден бастап миллиондаған жасушалар арасындағы желілерге дейін. Адам миы өздерінің міндеттерін орындайтын үлкен бас миы, мишық немесе ми бағанасы сияқты әртүрлі бөлшектерден тұрады. Сонымен қатар кһптеген дағдылар жұмыс істеуі үшін мидың әртүрлі бөліктері өзара әрекеттесуі тиіс. Сондықтан көршілес жүйке жасушалары, сонымен қатар бір бірінен алыс орналасқан жерлердегі жасушалар да өзара байланысқан. Ми (графика) ©
Бас мидың қыртысы
Бас миы ұлкен жартышарларының қыртысы, сондай-ақ ол бис миы қыртысы деп аталады, бүкіл миды түгелге тұтас жабады деуге болады. Өзінің жырашықтары мен қатпарларымен ол миға грек жаңғағының түрін береді. Бас миы үлкен жартышарларының қыртысы қабылдауды, сна-сезімді және мінез-құлықты бақылайды. Ол бізге қатынасуға, күрделі есептерді шешуге,  объектілерді тану мен жәктеуге мүмкіндік береді.

Бас миының маңдайлық үлесі
Бас миының маңдайлық үлесі деп бас миы қыртысының бүкіл алдынғы бөлігі аталады. Осы жерден саналы қозғалыс, әсіресе жылдамдық, күштің бағыты мен дамуы бақыланады. Ғалымдардың көбі сонымен қатар осында адамның жоғары психикалық функциялары жиналған деп санайды және бас миының маңдайлық үлесін «мәденит тасымалдаушысы» ретінде сипаттайды. Бас миының маңдайлық үлесінің ең шығыңқы бөлігі зейін, рефлексия, шешім қабылдау мен жоспарлау үшін жауапты, сондай-ақ тұлға қалыптасатын орын деп саналады.

Бас миының самайлық үлесі
Самой известной функцией височной доли головного мозга является восприятие звуков. Слуховые центры занимают почти всю поверхность височной доли головного мозга. Вероятно, такая высокая «вычислительная мощность» требуется для восприятия речи и музыки. Тем не менее, височная доля головного мозга необходима и для других вещей: для обоняния, говорения, понимания, распознавания изображений и формирования памяти.

Гиппокамп
Гиппокамп – это «завернутый» участок коры головного мозга и центральная часть лимбической системы. Он важен для хранения знаний и опыта – при его отсутствии вы не сможете запомнить ничего нового. Гиппокамп является одной из немногих областей мозга, в которой на протяжении всей жизни возникают новые нервные клетки.

Лимбическая система
Лимбическая система – это совокупность ряда структур головного мозга, которые имеют большое значение для возникновения и обработки эмоций, а также мнемических процессов. Самыми важными являются гиппокамп, амигдала (миндалевидное тело), поясная извилина и парагиппокампальная извилина. Эти отделы мозга тесно связаны друг с другом. Лимбическая система контролирует наши чувства и нашу сексуальность, а также оценивает важность информации о внешнем мире.

Гипоталамус
Гипоталамус контролирует такие важные функции, как деторождение, питание, терморегуляция и определение времени. Он является высшим центром вегетативной нервной системы, контролирующей бессознательные процессы, такие как дыхание или сердцебиение. Задняя часть гипоталамуса относится к лимбической системе.

Гипофиз
Гипофиз размером всего с горошину, но он жизненно важен. Являясь «королем желез», он определяет гормональную систему организма. Он контролируется гипоталамусом и выделяет в кровь гормоны. Таким образом, он регулирует такие функции организма, как рост и деторождение, а также обмен веществ.

Мишық
Мозжечок расположен в задней части головного мозга. Это очень древняя сформировавшаяся в процессе эволюции часть мозга. Связи между нервными клетками здесь значительно менее сложные, чем в головном мозге. Мозжечок кординирует двигательные навыки, то есть положение тела и ходьбу, а также сложные двигательные навыки, такие как письмо. Несмотря на свой небольшой размер, мозжечок состоит из в четыре раза большего количества клеток, чем остальная часть мозга.

Ми бағанасы
Мозговой ствол напрямую связан со спинным мозгом и является чем-то вроде «технического центра» мозга. Мозговой ствол, размером не больше большого пальца руки, контролирует и регулирует бессознательные, жизненно важные процессы в организме, такие как кровообращение, дыхание или сон. Это самая древняя сформировавшаяся в процессе развития часть мозга. Поэтому различия между людьми и животными здесь сравнительно невелики.

Өзара әрекеттесу  – бұл бәрі
Наш мозг представляет собой сложную сеть из миллиардов нервных клеток, которые постоянно связаны между собой. Связи между нервными клетками постоянно устанавливаются заново или разрываются, усиливаются или ослабевают. Это также является предпосылкой того, что мы можем учить и можем забывать. Нервные клетки получают электрические стимулы через дендриты и проводят их к телу клетки. Оттуда они отправляются по аксону к другим нервным клеткам. Передача импульса от одной клетки к другой происходит через синапсы. Здесь электрический импульс преобразуется в химический импульс. В мозге существуют нервые клетки, которые получают сигналы от 10 000 других нервных клеток, и те, которые передают сигналы тысячам других.
 
© Max Planck Gesellschaft
Нервые клетки в мозге располагаются слоями. Эти слои и их многочисленные связи являются предпосылкой для быстрой обработки информации.

Мыслительные магистрали
Отнесение определенных функций к отдельным областям мозга не объясняет сложную работу мозга – например, действия, эмоции и внимание зависят друг от друга. И когнитивная деятельность, например, счет, тоже возможна только благодаря сложной взаимосвязи различных областей мозга. В мозге проходят большие пучки нервных волокон, соединяющие друг с другом клетки различных областей мозга «надрегионально». С помощью диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (дМРТ) ученые могут проследить эту сеть участков мозга в живом человеческом мозге. Эта техника неинвазивна, безвредна и очень точна. Измеряется диффузионное движение молекул воды в ткани. Они могут двигаться быстрее и легче вдоль пучков нервных волокон, чем поперек. Затем исследователи переводят измеренные градиенты диффузии в светящиеся цветовые модели.
  Мыслительные магистрали © Институт когнитивных наук и наук о мозге Общества Макса Планка, Лейпциг / Ральф Шураде, Альфред Анвандер / Программное обеспечение для визуализации: Fibernavigator 2
Большие пучки нервных волокон в мозге можно визуализировать с помощью дМРТ. Цвета указывают на ориентацию волокон.

Более, чем обслуживание для нейронов
Помимо нервных клеток, в мозге есть еще один тип клеток – глиальные клетки. Без них в наших головах ничего бы не функционировало. Глиальные клетки формируют основную структуру мозга и тем самым обеспечивают быструю обработку информации. Они снабжают нервные клетки питанием и утилизируют продукты их жизнедеятельности. Слой, который электрически изолирует длинные нервные волокна, также образован глиальными клетками. Это является предпосылкой для быстрой нервной проводимости, характерной для позвоночных. Ученые Общества им. Макса Планка в Гёттингене исследуют значение глиальных клеток при неврологических и психиатрических заболеваниях. Нейробиолог Магдалена Гётц из Мюнхена обнаружила, что по мере развития мозга нервные клетки также развиваются из глиальных клеток. Сейчас она исследует, могут ли новые нервные клетки возникать из глиальных клеток в развитом мозге, например, после тяжелой черепно-мозговой травмы или инсульта.
  Нейроны © Институт нейробиологии им. Макса Планка, Мартинсрид / Фолькер Штайгер
Когда мозг поврежден, определенные глиальные клетки активизируются: микроглия (здесь красная) и астроциты (зеленые) поддерживают, защищают и питают нервные клетки (сине-бирюзовые), чтобы они могли восстановиться.

Схема соединений мозга
Все нервные связи живого существа называются коннектомом. Этот термин призван продемонстрировать то, что нервные клетки сильно связаны друг с другом и могут быть поняты только в их отношении друг к другу. Коннектом мозга человека очень сложный. Поэтому ученые исследуют основные принципы на устроенных более просто мозгах, например, у мышей. В 2019 году исследователи из Института исследований мозга Макса Планка смогут визуализировать связи в маленьком кусочке мозга мыши более точно, чем когда-либо прежде: схема соединений между примерно 7 000 аксонами, с более чем двумя с половиной метрами нейронных "кабелей", связанных через добрых 400 000 синапсов. Для этого они используют новый тип обработки изображений, основанный на искусственном интеллекте (ИИ). При этом они впервые также смогут показать, что расположение новых синапсов подчиняется жестким правилам.
  Тышқан бас миының үлкен жартышарлары қыртысының кішкентай бөлігі - ЖЗ негізіндегі суреттерді өңдеуге арналған бағдарламалық қамтымның көмегімен қайта құрылған. © А. Мотта және басқ. рұқсатымен басып көшірілген, Science. ЦИО: 10.1126/science.aay3134
Тышқан бас миының үлкен жартышарлары қыртысының кішкентай бөлігі - ЖЗ негізіндегі суреттерді өңдеуге арналған бағдарламалық қамтымның көмегімен қайта құрылған.

Ынтымақтастық жөніндегі серіктес

GI-Logo MPG Logo