Однако несколько вольно этот термин используют для обозначения аналогичных структур высокоорганизованных беспозвоночных - так, например, у насекомых «головным мозгом» называют иногда скопление ганглиев окологлоточного нервного кольца . При описании более примитивных организмов говорят о головных ганглиях , а не о мозге.

Вес головного мозга в процентах от массы тела составляет у современных хрящевых рыб 0,06-0,44 %, у костных рыб 0,02-0,94 %, у хвостатых земноводных 0,29-0,36 %, у бесхвостых 0,50-0,73 % . У млекопитающих относительные размеры головного мозга значительно больше: у крупных китообразных 0,3 %; у мелких китообразных - 1,7 %; у приматов 0,6-1,9 %. У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2 %.

Наиболее крупные размеры имеет головной мозг млекопитающих отрядов китообразные , хоботные , приматы . Наиболее сложным и функциональным мозгом считается мозг человека разумного.

Средняя масса головного мозга у различных живых существ приведена в таблице .

Группа Масса мозга, г Кашалот 7800 Финвал 6930 Слон 4783 Косатка 5620 Горбатый кит 4675 Серый кит 4317 Гренландский кит 2738 Гринда 2670 Бутылконосый дельфин 1500-1600 Взрослый человек 1300-1400 Морж 1020-1126 Питекантроп 850-1000 Верблюд 762 Жираф 680 Бегемот 582 Морской леопард 542 Лошадь 532 Горилла 465-540 Белый медведь 498 Корова 425-458 Шимпанзе 420 Новорождённый человек 350-400

Группа Масса мозга, г Орангутан 370 Калифорнийский морской лев 363 Ламантин 360 Тигр 263,5 Лев 240 Гризли 234 Свинья 180 Ягуар 157 Овца 140 Павиан 137 Макак-резус 90-97 Собака (бигль) 72 Трубкозуб 72 Бобр 45 Большая белая акула 34 Усатая акула-нянька 32 Кошка 30 Дикобраз 25 Беличья обезьяна 22 Сурок 17 Кролик 10-13 Утконос 9

Группа Масса мозга, г Аллигатор 8,4 Белка 7,6 Опоссум 6 Шерстокрыл 6 Муравьед 4,4 Морская свинка 4 Обыкновенный фазан 4,0 Ёж 3,35 Тупайя 3 Броненосец 2,5 Сова 2,2 Крыса (массой 400 г) 2 Серая куропатка 1,9 Хомяк 1,4 Прыгунчик 1,3 Воробей 1,0 Европейская перепёлка 0,9 Черепаха 0,3-0,7 Лягушка-бык 0,24 Гадюка 0,1 Золотая рыбка 0,097 Зелёная ящерица 0,08

Ткани мозга

Головной мозг заключен в прочную оболочку черепа (за исключением простых организмов). Кроме того, он покрыт оболочками (лат. meninges ) из соединительной ткани - твёрдой (лат. dura mater ) и мягкой (лат. pia mater ), между которыми расположена сосудистая, или паутинная (лат. arachnoidea ) оболочка. Между оболочками и поверхностью головного и спинного мозга расположена цереброспинальная (часто её называют спинномозговая) жидкость - ликвор (лат. liquor ). Цереброспинальная жидкость также содержится в желудочках головного мозга . Избыток этой жидкости называется гидроцефалией . Гидроцефалия бывает врождённой (чаще) и приобретённой.

Клетки мозга

В результате совместных исследований, проведённых в 2006 году, учёные из университетов Окленда (Новая Зеландия) и Гётеборга (Швеция) выяснили, что благодаря деятельности стволовых клеток человеческий мозг способен воспроизводить новые нейроны. Исследователи обнаружили, что в отделе мозга человека, который отвечает за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны . Стволовые клетки, находящиеся в мозге, перестают делиться, происходит реактивация некоторых участков хромосом, начинают формироваться специфические для нейронов структуры и соединения. С этого момента клетку можно считать полноценным нейроном. Известны две области активного прироста нейронов. Одна из них - зона памяти. В другую входит зона мозга, ответственная за движения. Этим объясняется частичное и полное восстановление со временем соответствующих функций после повреждения данного участка мозга.

Кровоснабжение

Функционирование нейронов мозга требует значительных затрат энергии, которую мозг получает через сеть кровоснабжения. Головной мозг снабжается кровью из бассейна трёх крупных артерий - двух внутренних сонных артерий (лат. a. carotis interna ) и основной артерии (лат. a. basilaris ). В полости черепа внутренняя сонная артерия имеет продолжение в виде передней и средней мозговых артерий (лат. aa. cerebri anterior et media ). Основная артерия находится на вентральной поверхности ствола мозга и образована слиянием правой и левой позвоночных артерий. Её ветвями являются задние мозговые артерии. Перечисленные три пары артерий (передняя, средняя, задняя), анастомозируя между собой, образуют артериальный (виллизиев) круг. Для этого передние мозговые артерии соединяются между собой передней соединительной артерией (лат. a. communicans anterior ), а между внутренней сонной (или, иногда средней мозговой) и задней мозговыми артериями, с каждой стороны, имеется задняя соединительная артерия (лат. aa.communicans posterior ). Отсутствие анастомозов между артериями становится заметным при развитии сосудистой патологии (инсультов), когда из-за отсутствия замкнутого круга кровоснабжения область поражения увеличивается. Кроме того, возможны многочисленные варианты строения (разомкнутый круг, нетипичное деление сосудов с формированием трифуркации и другие). Если активность нейронов в одном из отделов усиливается, увеличивается и кровоснабжение этой области. Регистрировать изменения функциональной активности отдельных участков головного мозга позволяют такие методы неинвазивной нейровизуализации, как функциональная магнитно-резонансная томография и позитрон-эмиссионная томография.

Между кровью и тканями мозга имеется гематоэнцефалический барьер , который обеспечивает избирательную проницаемость веществ, находящихся в сосудистом русле, в церебральную ткань. В некоторых участках мозга этот барьер отсутствует (гипоталамическая область) или отличается от других частей, что связано с наличием специфических рецепторов и нейроэндокринных образований. Этот барьер защищает мозг от многих видов инфекции. В то же время многие лекарственные препараты, эффективные в других органах, не могут проникнуть в мозг через барьер.

При массе, составляющей около 2 % от общей массы тела, мозг взрослого человека потребляет 15 % объёма циркулирующей крови, используя 50 % глюкозы, вырабатываемой печенью и поступающей в кровь .

Функции

Отделы мозга

Основные отделы головного мозга человека

• Ромбовидный (задний) мозг
  • задний (собственно задний)
    • мост (содержит главным образом проекционные нервные волокна и группы нейронов, является промежуточным звеном контроля мозжечка)
    • мозжечок (состоит из червя и полушарий, на поверхности мозжечка нервные клетки образуют кору)

Полостью ромбовидного мозга является IV желудочек (на дне его имеются отверстия, которые соединяют его с другими тремя желудочками мозга, а также с субарахноидальным пространством).

• средний мозг
  • полость среднего мозга - водопровод мозга (Сильвиев водопровод)
  • ножки мозга
• передний мозг состоит из промежуточного и конечного мозга .
  • промежуточный (через этот отдел происходит переключение всей информации, которая идет из низлежащих отделов мозга в большие полушария). Полостью промежуточного мозга является III желудочек .
    • эпиталамус
      • поводок
      • серая полоска
    • гипоталамус (центр вегетативной нервной системы)
      • воронка гипофиза
  • конечный
    • базальные ядра (стриатум)
      • ограда
    • «обонятельный мозг »
      • обонятельная луковица (проходит обонятельный нерв)
      • обонятельный тракт
      • полость конечного мозга - боковые (I и II желудочки)

Поток сигналов к головному мозгу и от него осуществляется через спинной мозг , управляющий телом, и через черепные нервы . Сенсорные (или афферентные) сигналы поступают от органов чувств в подкорковые (то есть предшествующие коре полушарий) ядра, затем в таламус , а оттуда в высший отдел - кору больших полушарий .

Кора состоит из двух полушарий, соединённых между собой пучком нервных волокон - мозолистым телом (corpus callosum) . Левое полушарие ответственно за правую половину тела, правое - за левую. У человека правое и левое полушарие имеют разные функции.

Зрительные сигналы поступают в зрительный отдел коры (в затылочной доле), тактильные в соматосенсорную кору (в теменной доле), обонятельные - в обонятельную кору и т. д. В ассоциативных же областях коры происходит интеграция сенсорных сигналов разных типов (модальностей).

С одной стороны, существует локализация функций в отделах головного мозга, с другой - все они соединены в единую сеть.

Пластичность

Мозг обладает свойством пластичности. Если поражен один из его отделов, другие отделы через некоторое время могут компенсировать его функцию. Пластичность мозга играет роль и в обучении новым навыкам.

Эмбриональное развитие

Эмбриональное развитие мозга является одним из ключей к пониманию его строения и функций.

Головной мозг развивается из ростральной части нервной трубки . Бо́льшая часть головного мозга (95 %) является производной крыловидной пластинки .

Эмбриогенез мозга проходит через несколько стадий.

• Стадия трёх мозговых пузырей - у человека в начале четвёртой недели внутриутробного развития ростральный конец нервной трубки формирует три пузыря: Prosencephalon (передний мозг), Mesencephalon (средний мозг), Rhombencephalon (ромбовидный мозг , или первичный задний мозг).
• Стадия пяти мозговых пузырей - у человека в начале девятой недели внутриутробного развития Prosencephalon окончательно делится на Telencephalon (конечный мозг) и Diencephalon (промежуточный мозг), Mesencephalon сохраняется, а Rhombencephalon делится на Metencephalon (задний мозг) и Myelencephalon (продолговатый мозг).

В процессе формирования второй стадии (с третьей по седьмую недели развития) головной мозг человека приобретает три изгиба: среднемозговой, шейный и мостовой. Сначала одновременно и в одном направлении формируются среднемозговой и мостовый изгибы, потом - и в противоположном направлении - шейный. В итоге линейный мозг зигзагообразно «складывается».

При развитии мозга человека можно отметить определённое сходство филогенеза и онтогенеза . В процессе эволюции животного мира первым сформировался конечный мозг, а затем - средний мозг. Передний мозг является эволюционно более новым образованием головного мозга. Также и во внутриутробном развитии ребёнка сначала формируется задний мозг как самая эволюционно древняя часть мозга, а затем - средний мозг и потом - передний мозг. После рождения с младенческого возраста до совершеннолетия происходит организационное усложнение нейронных связей в мозге.

Методы исследования

Абляции

Одним из старейших методов исследования мозга является методика абляций , которая состоит в том, что один из отделов мозга удаляется, и ученые наблюдают за изменениями, к которым приводит такая операция.

Не всякую область мозга можно удалить, не убив организм. Так, многие отделы ствола мозга ответственны за жизненно важные функции, такие, как дыхание , и их поражение может вызвать немедленную смерть . Тем не менее, поражение многих отделов, хотя и отражается на жизнеспособности организма, несмертельно. Это, например, относится к областям коры больших полушарий. Обширный инсульт вызывает паралич или потерю речи , но организм продолжает жить. Вегетативное состояние , при котором большая часть мозга мертва, можно поддерживать за счет искусственного питания.

Исследования с применением абляций имеют давнюю историю и продолжаются в настоящее время. Если ученые прошлого удаляли области мозга хирургическим путём, то современные исследователи используют токсические вещества, избирательно поражающие ткани мозга (например, клетки в определённой области, но не проходящие через неё нервные волокна).

После удаления отдела мозга какие-то функции теряются, а какие-то сохраняются. Например, кошка, мозг которой рассечён выше таламуса , сохраняет многие позные реакции и спинномозговые рефлексы . Животное, мозг которого рассечён на уровне ствола мозга (децеребрированное), поддерживает тонус мышц-разгибателей, но утрачивает позные рефлексы.

Проводятся наблюдения и за людьми с поражениями мозговых структур. Так, богатую информацию для исследователей дали случаи огнестрельных ранений головы во время Второй мировой войны. Также проводятся исследования больных, поражённых инсультом, и с поражениями мозга в результате травмы .

Транскраниальная магнитная стимуляция

Транскраниальная магнитная стимуляция , - метод, позволяющий неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов. ТМС не сопряжена с болевыми ощущениями и поэтому может применяться в качестве диагностической процедуры в амбулаторных условиях. Магнитный импульс, генерируемый ТМС, представляет собой быстро меняющееся во времени магнитное поле, которое продуцируется вокруг электромагнитной катушки во время прохождения в ней тока высокого напряжения после разряда мощного конденсатора (магнитного стимулятора). Магнитные стимуляторы, используемые сегодня в медицине, способны генерировать магнитное поле интенсивностью до 2 Тесла, что позволяет стимулировать элементы коры головного мозга на глубине до 2 см. В зависимости от конфигурации электромагнитной катушки, ТМС может активировать различные по площади участки коры, то есть быть либо 1) фокальным, что дает возможность избирательно стимулировать небольшие области коры, либо 2) диффузным, что позволяет одновременно стимулировать разные отделы коры.

При стимуляции моторной зоны коры головного мозга ТМС вызывает сокращение определённых периферических мышц в соответствии с их топографическим представительством в коре. Метод позволяет производить оценку возбудимости моторной системы головного мозга, включая её возбуждающие и тормозные компоненты. ТМС используется при лечении заболеваний мозга, таких, как синдром Альцгеймера, изучении слепоты, глухоты, эпилепсии и т. п.

Электрофизиология

Электрофизиологи регистрируют электрическую активность мозга - с помощью тонких электродов , позволяющих записывать разряды отдельных нейронов , или с помощью электроэнцефалографии (методики отведения потенциалов мозга с поверхности головы).

Тонкий электрод может быть сделан из металла (покрытого изоляционным материалом, обнажающим лишь острый кончик) или из стекла. Стеклянный микроэлектрод представляет собой тонкую трубочку, заполненную внутри солевым раствором. Электрод может быть настолько тонок, что проникает внутрь клетки и позволяет записывать внутриклеточные потенциалы. Другой способ регистрации активности нейронов, внеклеточный -

Животных, обычно расположенный в головном (переднем) отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков-дендритов. У многих животных содержит также глиальные клетки, может быть окружен оболочкой из соединительной ткани. У позвоночных животных (в том числе и у человека) различают головной мозг , размещённый в полости черепа, и спинной , находящийся в позвоночном канале.

Мозг беспозвоночных животных

Мозг хорошо развит у подавляющего числа групп Bilateria - двустороннесимметричных животных. Даже у наиболее примитивных в гистологическом отношении бескишечных турбеллярий (сейчас относимых к отдельному типу Acoelomorpha) имеется достаточно сложный головной мозг с кортексом, нейропилем и комиссурами .

Отделы мозга млекопитающих

Разум и мозг

Кроме того имеют место высказывания о том, что разум компьютероподобен и алгоритмичен . Точки зрения «порождаемость разума мозгом» и «компьютероподобие разума» не обязательно сопутствуют друг другу .

Размер мозга у млекопитающих

Масса мозга (кг) как функция массы тела (М т, кг) для различных групп млекопитающих :

Мозг в культуре

Из-за ключевого значения мозга в организме тема мозга популярна. В древности съедание мозга побеждённого человека или животного наряду с другими частями тела символизировала получение сил противника. В средневековье мозг понимался как средоточие жизни, наряду с сердцем. В настоящее время тема мозга широко распространена в художественной литературе, видеоиграх и фильмах, в частности, фильмах про зомби .

История изучения мозга

Начало современной науке о мозге было положено в начале XX века двумя открытиями: анализом рефлекторных актов и обнаружением локализации функций в коре головного мозга. На основе этих открытий предположили, что простые приспособительные непроизвольные движения осуществляются благодаря рефлекторной дуге сегментарного уровня, проходящей через нижние отделы мозга , а сознательное восприятие и произвольные движения обеспечиваются рефлексами высшего порядка, чья сенсо-моторная дуга проходит через высшие отделы мозга .

«Википедия мозга»
против слабоумия, психических заболеваний и мозговых «катастроф»

Профессор Владимир Лазаревич Зельман, иностранный член РАМН и РАН, один из пионеров нейроанестезиологии, член Международного академического совета Новосибирского государственного университета, выпускник Новосибирского медицинского института, сегодня входит в тройку лучших американских анестезиологов. Университет Южной Калифорнии (Лос-Анджелес, США), в котором В. Л. Зельман руководит кафедрой анестезиологии и реаниматологии, является в США одним из лидеров в области нейронаук и принимает участие в ряде крупнейших проектов по изучению мозга, таких как ENIGMA. В своей лекции в НГМУ и в интервью «НАУКЕ из первых рук» профессор Зельман рассказал о самых интересных результатах, полученных сотрудниками университета в партнерстве с коллегами из других организаций в одной из самых «горячих» точек на стыке современной биологии и медицины. Среди них – генетическая база данных развивающегося мозга, которая позволит оценивать генетические риски возникновения заболеваний; карта размещения в мозге всех нейронов и соединяющей их «проводки»; нейрокомпьютерные технологии, позволяющие «силой мысли» управлять бионическими протезами

Для начала немного статистики: по мнению экспертов, к 2050 г. в мире число людей, страдающих деменцией – приобретенным слабоумием, может возрасти почти в три раза и достигнуть 132 млн. Наиболее распространенная форма деменции связана с болезнью Альцгеймера – нейродегенеративным заболеванием, развивающимся преимуще­ственно в пожилом возрасте. И отсрочка начала болезни всего лишь на 5 лет (с 76 лет до 81 года) позволит уменьшить число больных вдвое!

И это лишь один красноречивый пример значимости нейронаук, занимающихся изучением мозга – физической основы нашего сознания, подсознания и мыслительной деятельности, одного из сложнейших и самых загадочных органов человеческого организма. Механизмы функционирования мозга до конца не выяснены, хотя за последнюю четверть века благодаря появлению новых исследовательских технологий, таких как магнитно-резонансная томография, электроэнцефалография и других, о биологии здорового и больного мозга стало известно больше, чем за всю предыдущую историю его изучения. За последние же десять лет выяснилось, что в центральной и периферической нервной системе в той или иной степени экспрессируется по крайней мере 80 % известных на сегодня генов.

Вложения в нейронауки оцениваются сегодня в миллиарды долларов. Так, за последнее десятилетие XX в., объявленное «декадой мозга», Конгресс США выделил на исследования в этой области около 3 млрд долл. Для сравнения: на исследование генома человека в это же время было выделено около 3,7 млрд долл.; символично, что два этих важнейших научных проекта шли параллельно.

Университет Южной Калифорнии (University of Southern California), основанный в 1880 г., является самым старым частным научно-исследовательским университетом Калифорнии. В последние годы согласно авторитетным рейтингам он традиционно входит в первую сотню лучших университетов мира. Сейчас в университете обучается свыше 40 тыс. студентов. В 1994 г. профессор университета Д. Э. Олах получил Нобелевскую премию по химии

Университет Южной Калифорнии в последние годы занимает лидирующие позиции в исследованиях мозга не только в США, но и в мире, благодаря использованию уникального мультидисциплинарного подхода, позволяющего совместно разрешать загадки заболеваний мозга способами, недоступными для изолированно работающих лабораторий.

Так, уже несколько лет ученые из Института нейрогенетики им. Зилка Университета Южной Калифорнии ведут совместные исследования с группой сотрудников из Йельского университета и Института мозга им. Аллена. Их цель – создать полную генетическую базу данных развивающегося мозга человека, которая позволит оценивать генетический риск возникновения различных мозговых нарушений. На сегодня идентифицированы уже более 300 генетических локусов, связанных с патологией центральной нервной системы, всего же в уникальном Атласе генной транскрипции мозга планируется представить данные экспрессии генов для 15 отделов мозга в 13 возрастных категориях. Уже на сегодня эта база является самой большой в мире, и с 2011 г. она доступна для всех заинтересованных пользователей.

Университет Южной Калифорнии стал инициатором глобального проекта изучения мозга ENIGMA , который возглавляет профессор университета П. Томпсон и финансирует Национальный институт здоровья США. В этом крупнейшем международном проекте сегодня работают около 200 математиков, генетиков, нейробиологов и медиков более чем из 35 стран мира, в том числе России (из Новосибирского государственного университета, ряда институтов СО РАН, Института нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко, Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича и др.). В рамках проекта ведутся исследования структур и функций мозга и предрасположенности к таким болезням, как шизофрения, болезнь Альцгеймера, депрессия, наркозависимость и др. Основное внимание при этом уделяется выявлению факторов, вызывающих или, наоборот, предотвращающих то или иное заболевание, таких как образ жизни, пищевые привычки и, конечно же, наследственность. К примеру, недавно был открыт ген, участвующий в развитии ожирения через нарушения в работе мозговых структур.

В человеческом мозге находится около 100 млрд специализированных нервных клеток – нейронов, каждый из которых имеет около 10 тыс. синапсов, служащих для передачи нервного импульса между клетками. Различные участки нашего мозга, отвечающие за мышление, восприятие и ощущения, соединены нервными волокнами общей длиной в 100 тыс. миль (161 тыс. км)

Важнейшей частью проекта ENIGMA является Connectome – проект по изучению проводящей системы мозга. Само понятие «коннектом» было введено по аналогии с понятием «геном» для полного описания структуры связей в нервной системе. В ходе проекта Connectome будет создана четырехмерная (четвертое измерение – время) карта размещения в мозге всех нейронов и соединяющей их «проводки», описывающая все 100 трлн возможных взаимодействий между клетками. Этот проект, где в единой карте будут объединены все результаты визуализации мозга, можно с полным правом назвать «Википедией мозга». В результате станет возможным установить изменчивость и генетическую предопределенность нейронов, проследить их взаимодействия в реальном масштабе времени, а также выявить наличие нейронных патологий.

Как и любые клетки, кaждый тип нейронов использует определенный набор генов для создания своей молекулярной машинерии; последовательно взаимодействующие нейроны образуют так называемые нейронные цепи (простейший пример – рефлекторная дуга). Понимание всех нюансов работы нейронных цепей должно помочь и в понимании патогенеза болезней мозга, что сделает их диагностику более эффективной. Ведь тогда станет возможно распознавать патологические процессы не только на основе симптомов, и вести поиск заболеваний буквально на уровне отдельных синапсов.

На сегодня описано около полутора десятков разновидностей психических заболеваний. Не исключено, что в ближайшее десятилетие, когда станет известно, на каком этапе и в каком месте включаются-выключаются гены, которые перенаправляют синаптическую активность в «неправильном» направлении, число выявленных болезней возрастет на один-два порядка. Лечение при этом станет более персонализированным, а в случае ранней диагностики можно будет проводить коррекцию таких «неправильных» процессов с полной реабилитацией пациента.

В рамках проекта ENIGMA уже собран огромный массив генетических данных и данных по визуализации мозга – около 50 тыс. визуализаций мозга у 33 тыс. людей из более трех десятков стран мира! Собрать такой материал сегодня не так уж трудно, но чтобы дешифровать и интерпретировать эти огромные информационные потоки, требуются суперкомпьютеры и специалисты по работе с «большими» данными – биоинформатики. Современной науке такие задачи принципиально уже под силу, поэтому не исключено, что в недалеком будущем каждый из нас станет обладателем «флешки», на которой будет записана расшифровка не только нашего генома, но и самой нашей личности.

Уже сегодня исследования проводящей системы мозга дают надежду облегчить жизнь больным с серьезными мозговыми повреждениями, полученными в результате травмы. Речь идет о нейрокомпьютерной технологии (так называемом интерфейсе «мозг–компьютер»), которая позволяет парализованному человеку «силой мысли» управлять бионическими протезами, к примеру, механической рукой.

Профессор Зельман: «17 апреля 2012 г. мы впервые провели операцию пациенту с простреленным шейным отделом позвоночника, страдающему тетраплегией – нарушением двигательной способности всех четырех конечностей. В головной мозг пациента были внедрены специальные электронные чипы, каждый из которых имеет 96 датчиков, считывающих сигналы мозговой активности; через антенны эта информация передается на компьютер, управляющий работой специально сконструированной бионической руки. Сейчас в США подобным образом прооперированы шесть пациентов. Эти работы финансируются Министерством обороны США»

Одна из проблем подобных нейрокомпьютерных технологий заключается в выборе сигналов мозга, которые нужно использовать для управления бионическими протезами. По мнению ряда исследователей, нужно считывать активность нервных клеток моторной коры головного мозга, непосредственно отвечающей за движения, – в этом случае обратные связи формируются на уровне собственно действия. Но есть и другой подход, при котором предпочтение отдается не самому действию, а намерению его сделать! Идея установки чипов в область серединной коры, участвующей в планировании действий, принадлежит коллеге Зельмана профессору Р. Андерсону из Калифорнийского технологического института.

Ричард Андерсон в течение последних 25 лет исследовал мозг в поисках кластеров нейронов, активность которых можно использовать для управления движениями искусственной конечности. Он был уверен, что для этого не нужна информация о самом движении, ведь каждое из них обеспечивается в коннектоме сотней тысяч нейронных связей, которые трудно отследить. В этом смысле гораздо более перспективно само намерение делать то или иное действие, и Андерсон в итоге обнаружил в задней черепной ямке, рядом со зрительными анализаторами, область, где оно формируется.

И действительно, у других пяти больных, которым чип был вживлен в область моторной коры, координация оказалась значительно хуже, они чаще промахивались, осуществляя движение, например, когда брали банку с соком. Но еще большая проблема заключается в том, что пока все такие бионические конечности используются лишь в рамках экспериментов, которые рано или поздно заканчиваются. Чипы, вживленные в мозг, воспринимаются последним как инородное тело и в конечном итоге инкапсулируются и теряют связь с нейронами. Тем не менее суть этих работ в том, что они показывают принципиальную возможность облегчить жизнь полностью парализованных пациентов с помощью интерфейса «мозг–компьютер».

…Возвращаясь к болезни Альцгеймера, напомним, что мозг здоровых людей теряет в год менее 1 % своего веса, причем эта потеря компенсируется благодаря регенерации ткани под влиянием умственной активности. Симптомы болезни Альцгеймера начинают проявляться при потере 10 % ткани мозга, и в обычных условиях это необратимый процесс. Однако к настоящему времени ученые обнаружили уже 9 генов, способных ускорять и замедлять развитие этой болезни, в том числе Apoe4, который является ведущим фактором риска для этой наиболее распространенной формы старческого слабоумия (уже сейчас на животных испытываются вещества, способные трансформировать кодируемый этим геном «агрессивный» белок Apoe4 в более безопасную изоформу).

Более того: уже сегодня ученые Университета Южной Калифорнии вместе со своими коллегами из Университета Уэйк Форест (Северная Каролина) ведут работы по «записи» информации, хранящейся в мозге, благодаря которой мозг человека, страдающего болезнью Альцгеймера, можно будет «перезагрузить», вернув, хотя бы временно, утраченные воспоминания. Этот кажущийся даже сегодня фантастическим результат – лишь наглядное свидетельство успехов, которых современная наука добилась в изучении мозга – органа, который в течение столетий считался пригодным исполнять лишь функцию охлаждения крови!

В статье мы расскажем вам о том, что такое мозг человека и животных, какие функции он выполняет в организме, а также какие виды имеет (головной, спинной, костный).

Что такое мозг - определение

Мозг - это центральный отдел любой нервной системы - и людей, и животных, который обычно располагается в переднем или головном отделе тела и представляет собой компактно расположенное скопление нервных клеток, а также их отростков. Мозг также может быть окружен соединительной тканью. А у позвоночных животных (к которым относится и человек) мозг разделяется на головной, который размещается в полости черепа, и спинной, который находится в позвоночном канале. Кстати, мозг нужно отличать от мозгов. Что такое мозги? Это прежде всего ткань, которая заполняет череп человека и животных, а также (в разговорном значении) ум и умственные способности.

Что такое головной мозг

Головной мозг является частью центральной нервной системы (ЦНС) у подавляющего большинства хордовых, по сути, это головной конец нервной системы. У позвоночных животных головной мозг находится внутри черепа. В анатомии он чаще всего обозначается словом «encephalon», которое является латинизированной формой греческого слова. Состоит головной мозг из огромного числа нейронов, которые связаны между собой нервными синаптическими связями. Нейроны, взаимодействующие между собой посредством этих связей, формируют довольно сложные электрические импульсы, контролирующие деятельность остального организма.

Что такое костный мозг

Костный мозг является наиболее важным органом кроветворной системы организма млекопитающих, так как он осуществляет гемопоэз, или, по-простому кроветворение - процесс формирования новых кровяных клеток взамен отмирающих и уже погибших. Также костный мозг является одним из важнейших органов иммунопоэза, то есть формирования иммунной системы. Вместе с периферическими лимфоидными органами костный мозг обеспечивает защиту организма от вредных вирусов и бактерий и по сути является аналогом фабрициевой сумки - иммунным органом, имеющимся у птиц. Также костный мозг - это единственная ткань организма взрослого млекопитающего, которая в норме содержит большое количество незрелых клеток или, как их еще называют – стволовых клеток, которые по своему строению близки к эмбриональным. Другие незрелые клетки, как например, клетки кожи, имеют уже большую степень зрелости и дифференциации, чем клетки костного мозга, а также имеют и заданную специализацию.

Что такое спинной мозг

Спинной мозг (от латинского Medulla spinalis) - это орган ЦНС позвоночных, который расположен в позвоночном канале. Считается, что границей между головным и спинным мозгом служит перекрестие пирамидных волокон, правда надо сказать, что граница эта весьма условна. Спинной мозг имеет внутреннюю полость, которая называется центральный канал (лат. Canalis centralis). Также нужно отметить, что он защищается оболочками: твердой мозговой и мягкой паутинной. Пространство между оболочками и позвоночным каналом заполнено спинномозговой жидкостью, а полость между внешней оболочкой и костями позвонков (так называемое эпидуральное пространство) заполнена венозной сетью и жиром. Спинной мозг принимает сигналы от головного мозга и передает их нервным клеткам соответствующих органов.