Nel mondo tradizionale e moderno, dal punto di vista scientifico e medico, tutti sono ben consapevoli di cosa sia il cervello umano.

cervello umano− è un “computer”, l'organo principale che provvede ed è responsabile del funzionamento naturale organismo fisico l’uomo, per l’interconnessione e l’attività di tutti i sistemi vitali. In questo caso, vengono considerate e prese in considerazione solo le informazioni in arrivo al cervello a livello fisico.

Ma molti non si rendono conto che in realtà il cervello umano è uno strumento obbediente che riceve onde energetiche (impulsi) dalle persone e da se stessi (la propria anima è un'energia multiforme) - dai propri sentimenti, emozioni e pensieri. L'anima, come parte integrante di una persona, creata dal Creatore ( Intelligenza Suprema) è costituito da energia invisibile alla visione fisica esterna, influenza il funzionamento del cervello attraverso la psiche in tutte le manifestazioni.

Quanto funziona il cervello umano? Alcuni scienziati affermano che una persona usa il suo cervello solo per l'1% del potenziale disponibile, altri dicono che questo organo unico funziona al 10-15%. Realtà esoteriche su questo tema, vale a dire gli studi di un gruppo di guaritori di professionisti che hanno studiato in modo sufficientemente dettagliato questa domanda dicono che una persona usa il suo cervello del 3-5%.

Il cervello umano è il pannello di controllo del corpo umano , chi obbedisce all'anima. È comprensibile che molti non siano d'accordo su queste informazioni. La maggior parte delle persone vede il mondo dalla prospettiva della scienza odierna, che approfondisce lo studio del funzionamento del cervello umano. Tuttavia, fino ad ora, la scienza (neurochirurgia) non è riuscita a trovare una spiegazione su da dove vengono i sogni, dove i pensieri lasciano il cervello e da dove tornano? Oggi, le persone che hanno iniziato a studiare e comprendere le Leggi Spirituali possono rispondere liberamente a questa domanda per te.

Chi ha detto che il CERVELLO e la fiducia al 100% in esso è il coronamento della vita umana? Lo ha detto la persona che ha dimostrato agli altri di far parte del mondo animale (scimmia -).

Se metti da parte condizionatamente il cervello e presti attenzione alla tua anima, allora puoi scoprire e realizzare come l'anima (sentimenti ed emozioni) controlla il cervello (computer), mostrando le azioni nella realtà, e non viceversa.

È possibile determinare perché il cervello di uno dei gemelli funziona correttamente e il secondo presenta anomalie nel... cervello? E se questa violazione non è nel cervello, ma nella coscienza che si manifesta attività cerebrale? Ma per comprendere questo meccanismo bisogna riconoscere che l'anima è una realtà reale chiusa a molte menti che riconoscono i fatti solo attraverso gli occhi e le orecchie fisici.

Come puoi riprogrammare il tuo cervello? 3 passaggi principali

Ho letto molti articoli simili su Internet su come uscire da qualsiasi situazione stressante basta riprogrammare il cervello, vale a dire:

1. Cambia il tuo modo di pensare;
2. Pensare positivo;
3. Riposo;
4. Distrarsi.
5. Costringere il cervello a registrare più spesso i momenti piacevoli della vita, ecc.

Sembra tutto giusto, ma...

Molti autori sui loro siti web descrivono il cervello come uno strumento, un computer che può essere facilmente programmato in modo positivo. Si dimenticano semplicemente di dirti come farlo. Di che tipo di posto hai bisogno per riunirti e decidere un passo del genere: riprogrammare il tuo cervello.

Sono stati scritti molti libri di psicologia e psico-training che dicono che bisogna pensare “correttamente”, ma nessuno dice dove trovare la forza per iniziare a pensare in quel modo.

Se una persona è depressa, o impantanata nell'invidia, o è soffocata dall'odio, o la gelosia la tormenta... da dove verranno la forza e il desiderio di riprogrammare il cervello in positivo? Come mettere a tacere la gelosia, che disegna immagini di tradimento, o di vendetta, che costruisce pensieri su come vendicarsi in modo più doloroso?

Dopotutto, anche le persone più intelligenti e logiche sono inclini a sentimenti, emozioni e pensieri negativi e, nonostante la buona strutturazione della loro mente, del pensiero logico e dell'intelletto, non riescono a farcela. Gli autori non forniscono alcuna spiegazione per questo.

Sì, questi 5 punti sopra descritti rendono davvero possibile cambiare e prendersi una pausa dalla negatività. Solo questo negativo non scompare nel nulla, ma aspetta il suo momento. Dopotutto, i risentimenti e le delusioni dell'infanzia vengono ricordati con dolore anche in età avanzata, nonostante il tempo passato (vacanze, riposo, avventure, momenti positivi, ecc.).

Quando una persona è tormentata da pensieri "malati", è molto difficile pensare in modo positivo. Fuori puoi giocare "penso positivo", ma dentro lo stesso i gatti graffiano. E viceversa, se una persona si sente bene in fondo, allora tutto intorno sembra meraviglioso.

Dopotutto, se potessimo riprogrammare il nostro cervello così facilmente, come sostengono molti autori, sceglieremmo di soffrire? Soffriremmo volontariamente, tormentati da pensieri di risentimento e odio, pensieri di tradimento e tradimento, malattia e morte? Sceglieremmo tutti volontariamente di pensare positivo, perché è allo stesso tempo piacevole e salutare. Per cambiare il tuo modo di pensare e programmarti per il positivo, devi “curare” il tuo mondo interiore (la tua anima).

3 passaggi principali che ti aiuteranno a cambiare il tuo modo di pensare e a far funzionare il tuo cervello in modo positivo:

1. Impara le tecniche di meditazione di base. Per cominciare, è sufficiente dedicare dai 10 ai 15 minuti alla meditazione. in un giorno.
2. Con l'aiuto della meditazione, pulisci il tuo corpo astrale. Che è successo corpo astrale leggi questo articolo:
3. Rimuovi i programmi mentali dannosi dal tuo corpo mentale. Per maggiori dettagli vedere qui:

Nella conoscenza moderna, oltre alla finzione sul tema del positivo, non c'è nulla. Perché nessun metodo "moderno" o "antico", come a loro piace chiamarli, consente di smettere di ammalarsi e di comprendere te stesso (il tuo mondo interiore) - solo parole di addio vuote sul pensiero positivo.

La trinità del cervello fu proposta dal dottor Paul McLean negli anni '50. Secondo esso, il cervello umano è costituito da tre strati separati: "anfibio", "mammifero" e "primate", che gradualmente "crescono" uno sopra l'altro nel processo di evoluzione.

Cervello "anfibio" o rettile

Questa parte del cervello si è sviluppata per prima. È responsabile delle funzioni e dei riflessi automatici del corpo: battito cardiaco, respirazione, mantenimento della temperatura corporea. A lui si devono anche i più importanti istinti umani, come la sopravvivenza, il sostentamento e l'accoppiamento a scopo riproduttivo.

Questo cervello fa parte del subconscio. Comprende una serie di programmi-istruzioni preimpostati che vengono sempre eseguiti, in qualsiasi circostanza. Il dipartimento "anfibio" non può cambiare o ricordare qualcosa di nuovo dall'esperienza precedente. Capisce solo immagini, immagini, ma non capisce il linguaggio.

Caratteristiche dei sentimenti e dei comportamenti umani legati al cervello "anfibio" sono, ad esempio, l'aggressività, il desiderio di dominare, l'ossessione, l'attrazione irresistibile, la paura, la repressione, la sottomissione, l'avidità, il sesso e la ricerca di un partner.

Cervello "mammifero" o animale

Questa parte del cervello si è sviluppata nella maggior parte dei mammiferi sul cervello primitivo degli anfibi nel processo di evoluzione. Questo è il cervello "emotivo", che è responsabile di come ti senti quando esegui qualsiasi azione. Crea anche alcune reazioni chimiche-impulsi nel corpo, grazie ai quali possiamo ricordare le informazioni. Quanto più forte è l’impulso carico di emozioni, tanto più forte è l’effetto che ha sul cervello.

Questa parte del cervello è in grado di assorbire informazioni dalle esperienze passate. Lui "sa" che ti piacciono le attività necessarie per la sopravvivenza, come il cibo e il sesso. Grazie a questa funzione, possiamo ripetere attività piacevoli ancora e ancora, senza nemmeno che ce ne sia bisogno. Inoltre, il cervello emotivo può imparare ad associare il dolore agli eventi in pericolo di vita, ad esempio, ustioni o urto sotto le ruote di un'auto.

Tendiamo a pensare che prendiamo la maggior parte delle decisioni in base a ciò che pensiamo. Tuttavia, in realtà, il più delle volte prendiamo decisioni basate non su ciò che pensiamo, ma su ciò che sentiamo. E proprio questa sensazione è la risposta del cervello “mammifero” agli eventi in atto.

Cervello primate o umano

Questa parte del cervello è caratterizzata come "pensante". Controlla cose come il pensiero, la parola, l'immaginazione. È questo dipartimento che ci dice chi pensiamo di essere. Sfortunatamente, il cervello "pensante" non ha alcun vantaggio rispetto alle due divisioni precedenti. Ad esempio, in una situazione estrema, di solito agiamo automaticamente, senza avere il tempo di pensare alle nostre azioni. Questa funzione del cervello è essenziale per la nostra sopravvivenza, ma allo stesso tempo può causare una serie di problemi quando il subconscio prende il sopravvento sulla coscienza in situazioni non di emergenza.

Molte persone pensano che le tecniche di gestione siano utili solo a coloro la cui professione è legata al management. In realtà, questo è un insieme di tecniche che possono essere applicate in qualsiasi ambito della vita in cui è presente la società.

Non soccombere alle provocazioni del vecchio vicino dannoso, costruisci giusta relazione con i bambini, per stabilire un contatto con parenti o dipendenti sgradevoli, alla fine, è vantaggioso vendere una casa estiva o anche un divano su Avito.

In altre parole, una serie di tecniche funzionerà con assolutamente tutte le persone, indipendentemente dal loro sesso, età e status sociale.

Per quanto riguarda le persone in posizioni di leadership e gli imprenditori, dovrebbero prima imparare a gestire le persone. Naturalmente, solo alcuni chip raccolti da diversi siti non sono sufficienti.

La gestione magistrale delle persone richiede un insieme completo di tecniche e persino una visione del mondo leggermente modificata.

Ma ne parlerò più tardi, e ora: 10 modi che ti saranno utili nella tua carriera e nella vita.

1. Aspetto corretto

C'è uno sguardo speciale che fa sì che le persone facciano i conti con te, ti riconoscano come un forte avversario a livello subconscio.

Questa visione può tornare utile in qualsiasi situazione controversa, quando vuoi affermare che vale la pena fare i conti e prendere decisioni qui.

Devi guardare negli occhi, ma non sulla superficie dell'occhio, ma come attraverso di essa, guardando nell'anima. Si scopre uno sguardo penetrante che dichiara il tuo atteggiamento deciso. E la gente lo sente.

2. Pausa energetica

Per ottenere ciò che vogliono, le persone a volte usano il metodo delle domande senza tatto quando sono presenti ad altre persone. In privato non esitereste a rifiutarvi di rispondere o a rispondere negativamente, ma in pubblico siete confusi e potete essere d'accordo o rispondere per non apparire avidi, riservati e così via.

Per non cadere in questa esca, puoi utilizzare il metodo della pausa energetica. Guardi la persona negli occhi come se stessi per rispondere. Si sta preparando ad accettare la tua risposta, ma tu non rispondi.

Continui a guardarlo, ma non dici niente. Lui distoglie lo sguardo confuso e poi inizi a parlare di qualcos'altro. Dopo un incidente del genere, non cercherà più di costringerti a rispondere in pubblico.

3. Pausa e incoraggiamento

A volte le persone cercano di pretendere qualcosa, contando esclusivamente sull’intensità della loro richiesta. Cioè, una persona in linea di principio capisce che la sua richiesta è infondata e tu lo capisci.

Tuttavia, richiede qualcosa attivamente ed emotivamente, sperando che tu ceda, per paura di conflitti. Se sostieni il suo tono o inizi a opporti, il conflitto avrà luogo.

Invece, fai una pausa e incoraggia amichevolmente la persona a continuare la conversazione. Sentendosi supportato, una persona smetterà di eccitarsi, inizierà a parlare con più calma.

Ma anche dopo, non rompere il silenzio, annuisci e incoraggialo a continuare a parlare. La persona inizierà a spiegare, quindi a trovare delle scuse e, infine, a scusarsi.

4. Protezione degli occhi

Naturalmente, alcune tecniche vengono utilizzate non solo da te e non solo consapevolmente. Succede che le persone sentono inconsciamente come agire per ottenere ciò che vogliono e si comportano in quel modo.

Se noti lo sguardo dell'interlocutore, potrebbe applicarti qualche tipo di tecnica impatto psicologico sia consapevolmente che no.

Ricorda: non devi fare il gioco dei guardoni con lui accettando le regole del suo gioco.. Guardalo negli occhi, sorridi, facendogli capire che hai notato il suo sguardo e non ti interessa, e guarda altri oggetti.

5. Conquistare l'antipatia

La vita spesso ci mette di fronte persone spiacevoli con cui dobbiamo semplicemente comunicare e mantenere buoni rapporti.

Per mantenere una comunicazione normale o ottenere qualcosa da questa persona, devi davvero superare l'antipatia nei suoi confronti. E non solo sfoggiando un sorriso falso, ma intriso di simpatia e gentilezza.

Come farlo se hai un tipo scandaloso e cattivo di fronte a te?

Immaginatelo da bambino. Se un bambino si comporta male, allora è arrabbiato, infelice o viziato. In ogni caso la colpa è dell’ambiente.

In linea di principio, questo è vero, quindi non ti stai nemmeno prendendo in giro. Quando vedi questa persona da bambino, non sarai in grado di arrabbiarti con lui, e le persone provano sempre gentilezza e simpatia, e questo le disarma.

6. Pressione

Molte persone esercitano pressioni sui propri dipendenti, parenti e amici affinché ottengano ciò che vogliono. Come appare dall'esterno: ripetizione ripetuta degli stessi requisiti - a volte morbida, a volte dura, a volte persistente ed emotiva, a volte discreta.

Lo scopo principale della pressione è privarti della speranza che richieste o pretese possano essere evitate.

La persona ti fa capire che semplicemente non puoi fare diversamente, manterrà la sua posizione fino alla fine.

Cosa si può fare al riguardo? Aiuta a chiamare le cose col loro nome. Ad esempio, puoi chiedere immediatamente a una persona: "Mi stai facendo pressione?". Di norma, la persona si perde. Altrettanto importante è la capacità di dire con fermezza “no”.

7. La capacità di dire "no"

Devi imparare a dire "no", sarà molto utile nella lotta contro tutti i tipi di manipolatori, tra i quali potrebbero esserci non solo partner ossessivi, ma anche i tuoi amici o parenti.

Devi imparare a dire esattamente quella parola: "no". Non “non funzionerà”, o “non lo so”, o “vedremo”, ma un deciso “no”.

8. Non spiegare il tuo rifiuto

Anche questa è una grande abilità che si acquisisce con l’esperienza. Se hai rifiutato qualcuno, hai detto "no" alla tua azienda, puoi fare a meno di spiegazioni e ancor più senza scuse.

Allo stesso tempo, non puoi sentirti in colpa per aver rifiutato senza spiegazioni. Le persone percepiscono l'umore interiore e, se esiti dentro di te, riceveranno commenti da te e forse ti convinceranno anche.

E ancora, non sempre vale la pena rifiutare senza spiegazioni, ma ci sono momenti in cui è necessario.

9. Posizione senza prove

Nelle trattative, la prova dell'innocenza gioca spesso un ruolo negativo. La rettitudine è uno stato che si trasmette a livello delle sensazioni. Ti senti bene e le altre persone sono d'accordo con te.

Se inizi a dimostrare la tua posizione con argomenti, ciò può distruggere la fiducia nella correttezza.

Diciamo che fornisci un argomento e il tuo interlocutore lo confuta. Se dopo fornisci il secondo argomento, allora sei d'accordo sul fatto che il primo non ha avuto successo, e questa è la perdita delle tue posizioni e della fede incrollabile nella tua giustezza.

10. Correggi un nuovo ruolo

Se entri in un nuovo ruolo - capo dipartimento, capitano della squadra o altro - devi risolverlo immediatamente, indicando la tua autorità. Fai il prima possibile nel tuo nuovo ruolo ciò che non potevi fare in quello vecchio.

Dai un ordine, prendi una decisione, chiedi una risposta ai subordinati e così via. Più ritardi nell'assumere un nuovo ruolo, più i tuoi diritti potrebbero essere ridotti.

Questi modi di gestire le persone e di evitare di essere manipolati sono solo una piccola parte di tutte le tecniche di gestione artistica che cambiano non solo il tuo stile di comunicazione, ma anche la tua visione del mondo. E puoi ottenerlo imparando dai professionisti.

Arte manageriale e una nuova visione del mondo

Alla fine di gennaio 2015 inizierà un vasto programma di 40 workshop online sulle arti del management.

Per 10 mesi, una volta alla settimana, si terrà un seminario sotto forma di trasmissione online in tutto il mondo, dove un business coach racconterà tecniche interessanti, analizzerà i casi individuali dei partecipanti e li aiuterà a creare la propria forte filosofia.

Il coaching non consiste solo in pratiche e tecniche utili che possono tornare utili, ma anche nel lavorare con i partecipanti, con persone specifiche e i loro problemi.

Inoltre, il programma è adatto sia alle startup che agli imprenditori esperti.

Scoprirai quanti errori hai commesso nella gestione, correggili e non ripeterli mai più.

Se hai intenzione di gestire le persone, hai semplicemente bisogno di una solida filosofia, fermezza di carattere e conoscenza di vari chip psicologici. Troverai tutto questo nel programma di Vladimir Tarasov. È ora di iscriversi.

Come funziona il cervello umano?

Il cervello può capire il cervello? Può comprendere la mente? Cos'è: un computer gigante, o qualche altra macchina gigante, o qualcosa di più? Queste domande vengono poste continuamente e sarebbe utile sbarazzarsene. L'affermazione che il cervello non può essere compreso dal cervello è analoga all'aforisma secondo cui l'uomo non è in grado di sollevarsi afferrandosi alle anse dei propri stivali. Ma questa analogia non è indiscutibile. Sicuramente anche uno sguardo superficiale a ciò che è stato fatto nella comprensione del cervello convincerà qualsiasi lettore di questo numero di Scientific American che abbiamo fatto molta strada dai tempi della frenologia. Il ritmo di questo movimento è ora molto veloce. Pertanto, date tutte le sfide pratiche, i neuroscienziati lavorano con l’aspettativa di poter comprendere il cervello, e attualmente ci stanno riuscendo.

Penso che le difficoltà legate a domande di questo tipo siano di natura semantica. Portano il peso di parole come "comprendere" e "ragione": parole utili per molti scopi, ma vaghe nei contorni e fuori luogo se applicate a queste domande, che rendono prive di significato o insolubili.

Il cervello è un tessuto intricato, intricato, il più complesso che conosciamo nell'universo, tuttavia, come ogni tessuto vivente, è costituito da cellule. Tuttavia, sebbene si tratti di cellule altamente specializzate, la loro attività è soggetta alle leggi che governano tutte le altre cellule. I loro segnali elettrici e chimici possono essere rilevati, registrati e interpretati; si possono determinare le sostanze di cui sono composti; si possono tracciare le connessioni che formano una fitta rete. In breve, il cervello può essere studiato esattamente nello stesso modo in cui si studia qualsiasi altro organo, ad esempio il rene.

Il problema sorge quando solleviamo la questione della comprensione, perché una parola del genere introduce la complessità della rivelazione o del chiarimento improvviso, suggerisce che c'è un momento in cui possiamo dire che stiamo uscendo da un tunnel oscuro verso la luce. Ma non mi è chiaro se in questo caso possa arrivare un momento del genere e se sapremo del suo verificarsi.

Lo studio del cervello è un antico campo della scienza, e il campo della speculazione sul cervello è ancora più antico. Il suo studio subì una notevole accelerazione verso la fine del XIX secolo; le nuove tecniche sviluppate dopo la seconda guerra mondiale hanno portato a progressi significativi e nell’ultimo decennio le neuroscienze sono diventate uno dei rami più attivi della scienza. La conseguenza di ciò è stata recentemente una vera e propria esplosione di scoperte e intuizioni. Tuttavia, lo studio del cervello è appena iniziato. Constatare l’incredibile complessità del cervello è diventato un luogo comune, ma è un dato di fatto.

Il problema di comprendere come funziona il cervello è in qualche modo simile al problema di comprendere la struttura e la funzione delle proteine. Ogni organismo contiene milioni di combinazioni molecolari complesse e intricate, con una persona completamente diversa da un'altra. Probabilmente ci vorranno anni per studiare in dettaglio la struttura anche di una sola proteina, per non parlare di sapere esattamente come funziona. Se comprendere le proteine ​​significa sapere come funzionano tutte, allora le prospettive forse non sono affatto brillanti. Allo stesso modo, il cervello è composto da molto un largo numero(anche se non milioni) di unità funzionali, ciascuna delle quali ha la propria architettura speciale e il proprio schema di rete; e descriverne uno non significa descriverli tutti. Quindi la comprensione procederà lentamente (almeno per ragioni pratiche - a seconda del tempo e del numero di persone coinvolte), costantemente (si spera) e si svilupperà in modo asintotico, certamente con scoperte, ma difficilmente raggiungerà il punto finale.

Anche la mente lo è parola utile, ma (ahimè!) ancora più vago. Poiché si presta solo a una definizione indistinta, parlare della sua comprensione (non della parola, ma di ciò a cui si riferisce) è parlare di un esercizio di ginnastica mentale, che, apparentemente, esula dalle scienze naturali. Il matematico G. Hardy avrebbe affermato che un matematico è qualcuno che non solo non sa di cosa sta parlando, ma non ne è nemmeno interessato. Coloro che approfondiscono questioni come la fisiologia della mente probabilmente lo fanno, ma non vedo come potranno mai rispondere a queste domande.

Il numero di cellule nervose, o neuroni, che costituiscono circa un chilogrammo e mezzo del cervello umano, arriva a circa 10 11 (cento miliardi), ovvero un ordine di grandezza più o meno. I neuroni giacciono intorno, sono supportati e nutriti cellule gliali, anch'essi molto numerosi. Un tipico neurone ha un corpo (da 5 a 100 micrometri di diametro), da cui partono una grande fibra, l'assone, e molti piccoli rami, i dendriti. L'assone si ramifica all'inizio e spesso si ramifica fortemente alla fine. In generale, i dendriti e il corpo cellulare ricevono segnali in entrata; il corpo cellulare li combina e li integra (in parole povere, medie) e produce segnali in uscita; mantiene inoltre le condizioni generali della cellula; l'assone conduce segnali in uscita alle sue terminazioni, che trasmettono informazioni al successivo gruppo di neuroni.

Esistono due tipi di segnali: elettrici e chimici. Il segnale generato da un neurone e trasportato lungo il suo assone è un impulso elettrico, ma viene trasmesso da cellula a cellula da molecole di trasmettitori, mediatori - sostanze che si muovono attraverso un contatto speciale - una sinapsi - tra la struttura che trasmette l'informazione (la estremità dell'assone o, in singoli casi, dendrite) e la struttura che lo percepisce (dendrite, corpo cellulare o, in alcuni casi, l'estremità dell'assone). I processi di centinaia o migliaia di altri neuroni di solito si avvicinano a un neurone e questo, a sua volta, dà rami a centinaia o migliaia di altri neuroni.

Ciò è forse sufficiente per rendere possibile il tentativo di paragonare il cervello ad un computer. La maggior parte dei neuroscienziati, quando discutono questo problema, concorderebbero sul fatto che il cervello può essere visto come una macchina che non ha proprietà che esulano dall’ambito della ricerca scientifica. Ma è anche vero che non tutti i neuroscienziati saranno d’accordo con questo. Allo stesso tempo, senza dubbio tutti concorderanno sul fatto che il computer è una macchina e niente di più. E così, a seconda dei gusti e delle convinzioni, il cervello e il computer sono in un certo senso o simili nelle loro qualità fondamentali, o addirittura completamente diversi. A mio parere, questa questione non può essere risolta con il ragionamento.

Ingrandimento del grande cervello nei vertebrati. I cervelli di alcune classi diverse sono mostrati su una scala. Pesci, anfibi, rettili e uccelli hanno cervelli grandi e piccoli. Nei mammiferi carnivori, e soprattutto nei primati, le dimensioni e la complessità del cervello aumentano notevolmente.

Se consideriamo sia il cervello che il computer come macchine, come possiamo confrontarli? Questo esercizio è interessante. I computer sono creati dall'uomo e quindi perfettamente comprensibili, partendo dal presupposto che gli esseri umani capiscano qualcosa; ma ciò che la gente non sa è cosa diventeranno i computer del futuro. Il cervello è creato dall'evoluzione e in molti modi relazioni importanti rimane poco chiaro. Entrambe le macchine elaborano informazioni ed entrambe trattano, grosso modo, segnali elettrici. Nelle versioni più grandi, entrambe le macchine contengono molti elementi. Tuttavia, c’è una differenza interessante tra loro. Biologicamente, le cellule vengono prodotte in modo abbastanza semplice e i neuroni vengono creati in numero davvero enorme. Nel frattempo, moltiplicare il numero di elementi in un computer non è apparentemente così facile, anche se il numero sta crescendo rapidamente. Ma se accettiamo che gli elementi del sistema nervoso non sono i neuroni, ma le sinapsi, allora non riesco a immaginare che i computer possano essere all’altezza. Nessuno indovinerà quante sinapsi ci sono nel cervello, ma il numero 1014 (100 trilioni) non sembra incredibile. Di più maggior valore ha una differenza qualitativa. Il cervello non segue nulla di simile a un programma lineare, almeno non nelle sue parti di cui sappiamo qualcosa. È più simile a un circuito radiofonico o televisivo, o forse a centinaia o migliaia di circuiti simili collegati in serie e in parallelo, con molti collegamenti incrociati. Il cervello sembra basarsi sul principio di un blocco relativamente cablato di circuiti complessi, i cui elementi funzionano a bassa velocità, misurata in millesimi di secondo; il computer obbedisce ai programmi, contiene molti meno elementi e funziona a velocità dove contano i milionesimi di secondo. Tra le reti cerebrali dovrebbero essercene molte che servono a sostenere l'evoluzione associata alla lotta per l'esistenza e agli istinti sessuali. Il computer per ora è libero da tutto questo; si evolve in altri modi.

Come si dovrebbe studiare un organo come il cervello? L'approccio di base è, ovviamente, quello di studiarne le parti costitutive e poi cercare di scoprire come funzionano insieme. Questo viene effettuato principalmente sugli animali, non sugli esseri umani. I principi della funzione neurale sono sorprendentemente simili in animali tanto distanti quanto la lumaca e l'uomo; la maggior parte di ciò che sappiamo sull'impulso nervoso è stato studiato nei calamari. Anche le strutture di base del cervello sono così simili. ad esempio, in un gatto e in una persona, che spesso non ha importanza di chi sia il cervello studiato. Oltre a ciò, le neuroscienze si distinguono per un'ampia gamma di approcci e tecniche introdotte al loro interno, dalla fisica e biochimica alla psicologia e psichiatria. In nessun’altra area di ricerca questo approccio ampio, adottato qui negli ultimi anni, è così importante.

La neuroanatomia e la neurofisiologia sono due rami tradizionali sovrapposti delle neuroscienze. L'anatomia cerca di descrivere vari elementi cervello e modi per combinarli; la fisiologia si occupa dello studio di come queste parti lavorano insieme. I ricercatori di queste due aree sono andati diversi modi e anche stabiliti in diversi dipartimenti universitari, ma in realtà sono strettamente imparentati tra loro. La maggior parte dei neuroanatomisti contemporanei non si accontenta di descrivere semplicemente la struttura e le relazioni spaziali in quanto tali, ma va oltre e si chiede quale sia lo scopo di queste strutture e relazioni. A sua volta, la fisiologia è impossibile senza l’anatomia.

In tutte le fasi dello sviluppo, sia la neuroanatomia che la neurofisiologia hanno dovuto aspettare fino a quando Scienze fisiche non fornire loro gli strumenti e le tecniche necessarie. Il neurone è così piccolo che a occhio nudo appare solo come un punto, e anche così piccolo che i suoi segnali non possono essere registrati con semplici elettrodi. Per andare oltre le ricerche più primitive, l'anatomia aveva bisogno prima della luce e poi del microscopio elettronico, e la fisiologia del microelettrodo. Per entrambe le scienze è stata importante la creazione di tecniche speciali per la colorazione selettiva del tessuto nervoso.

Le principali conquiste dei neuroanatomisti all'inizio del nostro secolo sono consistite nel riconoscimento del neurone come elemento principale del tessuto nervoso e nella scoperta dell'ordine e della specificità delle connessioni interneuronali. I fisiologi hanno gettato solide basi comprendendo i modi elettrici e chimici in cui un neurone trasmette i suoi segnali. Questi due tipi di progressi non hanno affatto rivelato come funziona il cervello, ma ne forniscono una base indispensabile. Un modo per vedere fino a che punto sono arrivate le neuroscienze (e certamente quanto incredibilmente lontano deve ancora andare) è guardare alcune delle pietre miliari storiche sul percorso verso la moderna comprensione del cervello e passare brevemente in rassegna lo stato attuale della ricerca in alcuni paesi. sezioni di queste aree.

Innanzitutto perché è stato così difficile stabilire che un singolo neurone funge da elemento principale del tessuto nervoso? Gli ostacoli principali erano le dimensioni insignificanti, le forme fantastiche e l'enorme varietà di forme di queste cellule, nonché il fatto che i rami appartenenti alle cellule vicine sono strettamente intrecciati. La parola “cella” evoca l'idea di un mattoncino o di un pezzo di gelatina; il neurone, infatti, si presenta come un albero in miniatura con una chioma ramificata, il cui tronco ha uno spessore da 10 a 20 micron (millesimi di millimetro) e una lunghezza di 0,1 mm, talvolta fino a un metro. Per vedere i singoli neuroni è necessario non solo un microscopio, ma anche un colorante che li distingua dall'ambiente. Di solito, i neuroni sono così fitti che in qualsiasi area centinaia di sistemi di rami sono intrecciati in un fitto boschetto, in cui i rami vicini sono separati da pellicole liquide spesse solo circa 0,02 micron, e quindi praticamente l'intero spazio è occupato da cellule e i loro vari processi; e se tutte le cellule sono colorate in una determinata area, al microscopio ottico è visibile solo uno striscio denso.

Pertanto, la conquista più importante della neuroanatomia (dopo il microscopio stesso) fu la scoperta fatta intorno al 1875 dall'anatomista italiano C. Golgi. Ha inventato un metodo in cui solo una piccolissima frazione di tutte le cellule di una data area viene colorata contemporaneamente, apparentemente in modo casuale, ma queste cellule vengono colorate interamente. Con la colorazione di Golgi ben eseguita, invece di uno striscio incomprensibile, sul preparato sono visibili solo pochi neuroni, ma ognuno di essi è completo, con tutte le sue ramificazioni. Osservando molte sezioni del cervello macchiate di Golgi, un anatomista può elencare le diverse cellule di quel tessuto. Finora nessuno sa come e perché funziona il metodo Golgi, che colora completamente una delle 100 cellule e non intacca affatto tutte le altre.

Contemporaneo di Golgi, lo spagnolo S. Ramón y Cajal dedicò tutta la sua vita straordinariamente produttiva all'applicazione del nuovo metodo praticamente a tutte le parti del sistema nervoso. La sua gigantesca Histologie du systeme nervosoux de l "homme et des vertebres" ("Istologia del sistema nervoso umano e dei vertebrati"), pubblicata per la prima volta in spagnolo nel 1904, è ancora la monografia più fondamentale sulle neuroscienze. Ai tempi di Cajal c'era una disputa sul grado di continuità tra le cellule. Le cellule sono completamente separate l'una dall'altra o sono collegate dall'assone al dendrite in una rete continua? Se ci fosse una continuità del protoplasma, i segnali generati da una cellula potrebbero passare alla successiva senza interruzione; se non c'è continuità, allora deve esserci un processo speciale di generazione di nuovi segnali in ciascuna cellula.

Le preparazioni di Cajal colorate con Golgi mostrano molte cellule isolate e completamente colorate e non è mai stato visto nulla che assomigli a una rete. Pertanto, il suo primo grande contributo fu l’idea del sistema nervoso come un insieme di cellule separate e isolate che comunicano tra loro tramite sinapsi.

K. Golgi (1844-1926) diede la chiave allo studio microscopico del sistema nervoso, avendo sviluppato (1875) un metodo di colorazione selettiva del tessuto nervoso, in cui solo una piccola percentuale di cellule in una data area viene simultaneamente colorata, ma completamente. La foto è stata scattata agli inizi degli anni '80, quando Golgi era professore di Istologia e Patologia generale all'Università di Pavia.

S. Ramon y Cajal (1852-1934) dedicò la sua vita ad uno studio approfondito utilizzando il metodo Golgi letteralmente di tutte le parti del sistema nervoso di molti animali diversi. Il riconoscimento dei lavori di Golgi e Ramon y Cajal sullo studio della struttura del sistema nervoso fu loro assegnato nel 1906. premio Nobel in fisiologia e medicina. Ramón y Cajal insegnò in diverse università spagnole e per lungo tempo a Madrid. Questa foto è stata scattata dallo stesso Ramon y Cajal negli anni venti.

Cajal ha dato un secondo contributo, forse ancora più significativo. Ha raccolto molte prove del fatto che le connessioni incredibilmente complesse tra i neuroni non sono casuali, come a volte si pensa, ma rappresentano l'esatto opposto della casualità, cioè altamente strutturato e specifico. Fornì una descrizione completa dell'architettura di dozzine di diverse strutture cerebrali e in ciascun caso identificò e classificò cellule diverse e talvolta mostrò, per quanto i suoi metodi lo consentivano, come queste cellule fossero interconnesse. Dai suoi scritti è diventato chiaro che se un neuroscienziato vuole comprendere il cervello, non deve solo studiare come sono costruite le sue diverse parti, ma anche scoprire il loro scopo ed esaminare in dettaglio come funzionano. singole strutture e in totale. Ma prima bisogna sapere come un singolo neurone genera segnali e li trasmette. cella successiva. Sebbene Cajal non abbia mai formulato con assoluta chiarezza i problemi legati alla comprensione del cervello proprio in questi termini, non si può fare a meno di trarre una simile conclusione dalla lettura delle sue opere.

Per molto tempo i neuroanatomisti dovettero accontentarsi di descrizioni sempre più dettagliate basate sulla microscopia ottica con colorazione di Golgi e colorazione di Nissl (quest'ultima evidenzia corpi unicellulari senza dendriti e assoni). Il primo strumento efficace per tracciare collegamenti tra persone diverse strutture cerebrali- ad esempio tra diverse aree della corteccia cerebrale o tra la corteccia e il tronco encefalico e il cervelletto - esisteva un metodo di colorazione che fu proposto all'inizio degli anni Cinquanta del nostro secolo in Olanda da W. Nauta, che ora lavora presso Istituto di Tecnologia del Massachussetts. Questo metodo si basa sul fatto che quando un neurone viene distrutto (per azione meccanica, elettrica o termica), la fibra nervosa che si allontana da esso degenera e, pur non essendo completamente scomparsa, si colora in modo diverso rispetto alle fibre normali vicine. Se si distrugge una certa parte del cervello e si colora il cervello con il metodo Nauta pochi giorni dopo, e poi lo si esamina al microscopio, la presenza di fibre colorate selettivamente in qualche altra parte, forse anche distante, significherà che questa parte riceve fibre dalla zona distrutta. Questo metodo ha portato ad uno straordinario ampliamento e dettaglio della mappa del cervello.

Negli ultimi dieci anni, grazie all'ultimo metodi efficaci la neuroanatomia è progredita più che nei 50 anni precedenti (vedi W. Nauta e M. Feirtag "Organizzazione del cervello"). I progressi sono dovuti in parte al miglioramento delle tecniche chimiche e ad una migliore comprensione di come le varie sostanze vengono assorbite dai neuroni e trasmesse in entrambe le direzioni lungo le fibre nervose. Un tipico esempio è l'autografia radiofonica. Una sostanza radioattiva viene iniettata nell'una o nell'altra struttura del cervello; i corpi cellulari lo assorbono, lo inviano lungo i loro assoni e si accumula nelle loro terminazioni. Se poi si prepara una sezione di tessuto cerebrale, la si mette su un'emulsione fotografica e si esamina al microscopio la posizione dei granuli d'argento sviluppati, è possibile identificare le “destinazioni” degli assoni. Puoi inserire altre sostanze che, al contrario, vengono percepite terminazioni nervose e vengono trasmessi lungo gli assoni a direzione inversa- al corpo cellulare, rivelando il luogo di origine dell'assone.

Tessuto neurale macchiato di Golgi dalla corteccia visiva di un ratto disegnato da Ramon y Cajal nel 1888. I numeri sul bordo destro indicano gli strati di cellule; I singoli neuroni sono etichettati con lettere maiuscole. Uno dei contributi più importanti di Ramón y Cajal alle neuroscienze è stata la dimostrazione che il neurone è una singola cellula isolata e non un elemento di una rete continua.

L'ultima di questa serie di risultati è stata la tecnica sviluppata diversi anni fa da L. Sokolov (L. Sokoloff) presso l'Istituto Nazionale di Salute Mentale. Il glucosio funge da "carburante" per i neuroni e in uno stato attivo le cellule consumano più glucosio che a riposo. Il desossiglucosio marcato viene assorbito dalle cellule come se fosse glucosio. Si decompone come il glucosio, ma il prodotto della prima fase del suo metabolismo non subisce ulteriori trasformazioni. Non potendo quindi uscire dalla cellula, questo prodotto si accumula in essa, e il grado di radioattività di alcune cellule ne indica la attività funzionale. Ad esempio, puoi impostare il seguente esperimento: somministrare questa sostanza per via endovenosa a un animale da laboratorio e poi presentarla stimolo sonoro; esame microscopico del cervello rivelerà quelle aree associate all’udito. Più recentemente è stata sviluppata una nuova tecnica, la tomografia a emissione di positroni, che consente di rilevare, mediante sensori esterni, la presenza di desossiglucosio o altre sostanze marcate con isotopi radioattivi che emettono positroni. Questa tecnica promettente rende possibile mappare le strutture cerebrali attive in vivo in un animale da laboratorio o nell'uomo.

Applicazione di tutti metodologie esistenti possono volerci cinque o dieci anni perché uno o due anatomisti identifichino, in prima approssimazione, senza dettagli, le connessioni in una sola struttura - diciamo, in una parte della corteccia cerebrale o nel cervelletto. Neuroanatomisti completi, persone di una razza speciale, spesso ossessionati e talvolta anche semi-paranoici, ce ne sono solo poche dozzine in tutto il mondo. E poiché il cervello è costituito da centinaia di strutture diverse, diventa chiaro che solo per comprendere le connessioni nel cervello bisognerà attendere molti altri anni.

Inoltre, studiare le connessioni di una determinata struttura nel cervello non significa comprenderne la fisiologia. Per fare ciò, devi prima imparare come funzionano i singoli neuroni. Negli ultimi tre o quattro decenni è diventato più o meno chiaro come un neurone genera segnali elettrici e trasmette informazioni ad altre cellule. Molti scienziati hanno lavorato per chiarire questo meccanismo, tra cui: G. Dale (N. Dale), O. Levy (O. Loewi), A. Hodgkin (A. Hodgkin), A. Huxley (A. Huxley), B. Katz ( V. Katz), J. Eccles (J. Eccles) e S. Kuffler (St. Kuffler). Una delle scoperte sorprendenti è stata che tutti i neuroni, nonostante le differenze di dimensione e forma, utilizzano due tipi identici di segnali elettrici: potenziali graduali e potenziali d'azione.

L'intero neurone - il suo corpo, il lungo assone e i dendriti ramificati - è polarizzato in modo tale da caricarsi negativamente all'interno di circa 70 mV rispetto alla superficie esterna. Questo "potenziale di riposo" è creato da due proprietà della membrana cellulare. Innanzitutto, la membrana trasporta attivamente gli ioni, rimuovendo gli ioni sodio caricati positivamente dalla cellula e lasciando entrare gli ioni potassio caricati positivamente, per cui le concentrazioni di questi due tipi di ioni all'interno e all'esterno della cellula sono completamente diverse. In secondo luogo, anche la capacità del sodio e del potassio di penetrare nella membrana è diversa.

Cambiamenti nella differenza potenziale che si viene così a creare tra l'esterno e lati interni le cellule a riposo sono i segnali elettrici dei nervi. Un cambiamento nella tensione transmembrana in qualsiasi parte della cellula o nei suoi processi si diffonde rapidamente lungo la membrana in tutte le direzioni, svanendo gradualmente; già a una distanza di diversi millimetri il segnale difficilmente viene rilevato. Questo è un segnale elettrico del primo tipo, cioè potenziale gradiente. La sua funzione principale è trasmettere segnali su distanze molto brevi.

Il secondo tipo di segnale, il potenziale d'azione, trasmette informazioni su lunghe distanze. Se la membrana viene depolarizzata (il suo potenziale è ridotto) a un livello critico - da un livello di riposo di 70 mV a circa 50 mV - si verifica un cambiamento improvviso e brusco: gli ostacoli esistenti alla corrente degli ioni potassio e sodio vengono rimossi per un mentre e si verifica un flusso ionico locale, sufficiente a cambiare segno potenziale di membrana, che diventa positivo all'interno e raggiunge i 50 mV, quindi la polarità cambia nuovamente e viene ripristinato il normale potenziale di riposo. Tutto questo dura circa un millesimo di secondo. Durante questo periodo, il primo cambiamento di segno (in positivo all'interno) crea un potente potenziale graduale, che si espande e porta la sezione adiacente della membrana ad un livello critico; ciò provoca un cambio di polarità nella sezione successiva della membrana, che a sua volta crea un cambio di segno nella sezione adiacente. Di conseguenza, un cambiamento temporaneo nella polarità si propaga rapidamente lungo la fibra nervosa.

Questo potenziale d'azione che si propaga, "correndo" lungo l'intera lunghezza della fibra, senza indebolirsi, è un impulso nervoso. Qualsiasi segnalazione nel sistema nervoso a una distanza di un millimetro o più avviene sotto forma di impulsi. Indipendentemente dal tipo di fibra e dal fatto che sia associata al movimento, alla visione o al pensiero, i segnali sono quasi gli stessi ovunque. Ciò che cambia in una determinata fibra nervosa in determinate condizioni è semplicemente il numero di impulsi al secondo.

L'arrivo di un impulso all'estremità di un assone influenza il neurone successivo della catena: la sua tendenza a generare impulsi cambia. Sulla membrana terminale presinaptica viene rilasciato un mediatore, una sostanza che si diffonde attraverso lo spazio tra due cellule e ha uno dei due effetti sulla membrana postsinaptica sull'altro lato dello spazio. Nella sinapsi eccitatoria, il mediatore provoca una diminuzione del potenziale della membrana postsinaptica e, di conseguenza, la cellula postsinaptica genera impulsi con una frequenza più elevata. Nella sinapsi inibitoria, l'effetto del mediatore è quello di stabilizzare il potenziale della membrana postsinaptica, il che rende più difficile per le sinapsi eccitatorie depolarizzare la cellula postsinaptica e, di conseguenza, la generazione di impulsi si interrompe o avviene a una frequenza inferiore.

Il fatto che una data sinapsi sia eccitatoria o inibitoria dipende da quale mediatore rilascia la cellula presinaptica e dalla chimica della membrana cellulare postsinaptica. Quasi ogni neurone riceve input da molte terminazioni, solitamente da molte centinaia, e talvolta migliaia, alcune delle quali eccitatorie e altre inibitorie. In un dato momento, alcuni input sono attivi, mentre altri sono inattivi, e dipende dalla somma degli effetti eccitatori e inibitori se la cellula genererà impulsi e, in caso affermativo, con quale frequenza. In altre parole, un neurone è molto più di un semplice dispositivo per inviare impulsi da un luogo all’altro. Ogni neurone valuta continuamente tutti i segnali che gli arrivano dalle altre cellule ed esprime i risultati di questa valutazione con la frequenza dei propri segnali.

Pertanto, sono stati studiati in termini generali la propagazione di entrambi i tipi di segnali lungo la membrana neuronale ed i processi chimici a livello delle sinapsi. Tuttavia, la relazione tra la forma di un neurone (la forma di un albero con una chioma ramificata) e il metodo di somma e valutazione dei segnali ricevuti è tutt'altro che chiara. Due segnali di ingresso, ciascuno dei quali può essere eccitatorio o inibitorio, si riassumono senza dubbio in modo molto diverso, a seconda che le sinapsi siano situate nelle vicinanze (ad esempio, sullo stesso ramo dendritico) o che una sinapsi sia situata sullo stesso ramo, e l'altro è lontano da esso (forse su un ramo di un altro dendrite), oppure una sinapsi si forma su un ramo e l'altra sul corpo cellulare. Dovrebbe suonare la forma, che è molto diversa per le diverse classi di neuroni ruolo importante nella loro funzione, ma finora questo è tutto ciò che si può dire con certezza.

Un gruppo correlato di domande riguarda il significato di alcune sinapsi ( aspetto normale sinapsi con componenti presinaptiche e postsinaptiche) che collegano due dendriti o due assoni e non, come al solito, un assone con un dendrite o con un corpo cellulare. Per usare un eufemismo, nessuno sa davvero cosa pensare di loro. Infine, la situazione è ulteriormente complicata dal fatto che alcune sinapsi sono completamente diverse dal solito tipo chimico, poiché in esse non vi è diffusione del mediatore, ma scorre corrente elettrica. Sono stati aperti negli anni '50 da E. Furshpan e D. Potter dell'University College di Londra. Perché la natura utilizzi la trasmissione chimica in alcune sinapsi e la trasmissione elettrica in altre rimane un mistero.

Se osserviamo più in profondità le molte domande senza risposta sui segnali neurali, scopriamo che queste sono legate alla struttura fine e alla funzione della membrana neuronale, perché a livello molecolare non è ancora noto esattamente come gli ioni passano attraverso le membrane o come cambiano i segnali neurali. il potenziale e i mediatori influenzano la permeabilità dei singoli ioni (vedi Ch. Stephens "Neuron"). Di particolare interesse è la chimica della trasmissione sinaptica, nella quale sono già state scoperte più di 20 sostanze mediatrici, nonché i modi in cui i neuroni sintetizzano, secernono, assorbono e distruggono queste ben note sostanze (vedi L. Iversen "Chimica della il cervello").

Una comprensione della chimica delle sinapsi, non ancora completa, ma in gran parte già raggiunta, si riflette nella psichiatria e nella farmacologia. Molte malattie, dal parkinsonismo alla depressione, sembrano essere associate ad un'alterata trasmissione sinaptica, e l'effetto di molti farmaci è quello di aumentare o diminuire questa trasmissione (vedi S. Keaty "Malattie del cervello umano").

Tra dieci anni, presumibilmente, le caratteristiche principali dell'attività dei singoli neuroni saranno studiate in dettaglio. Ora che è stato fatto un certo passo avanti nella comprensione della struttura e del funzionamento delle singole cellule, i neuroscienziati sono nella posizione di una persona che, avendo una piccola conoscenza delle proprietà fisiche di resistenze, condensatori e transistor, sta cercando di guardare nella TV . Non capirà come funziona questo dispositivo nel suo insieme finché non saprà come sono collegati i suoi elementi e finché non avrà almeno un'idea dello scopo del dispositivo, dei suoi blocchi e della loro interazione. Nello studio del cervello, il primo passo dopo il neurone e il suo funzionamento è acquisire familiarità con il modo in cui le parti più grandi del cervello sono interconnesse e come funziona ciascuna di esse. Il prossimo passo è cercare di capire come interagiscono i neuroni e capire il significato dei segnali che inviano.

Un modo per comprendere l'organizzazione generale del cervello è considerarlo sotto forma di un diagramma approssimativo. All'ingresso ci sono gruppi di recettori: cellule nervose modificate specializzate nella conversione in segnali elettrici. forme diverse informazioni che arrivano loro dal mondo esterno. Alcuni recettori rispondono alla luce (visione), altri a esposizione chimica(gusto e olfatto), il terzo sulla deformazione meccanica (tatto e udito). I recettori stabiliscono contatti con il primo gruppo di neuroni, questi a loro volta con il successivo e così via. Ad ogni stadio, gli assoni si ramificano e si avvicinano al neurone successivo della catena, dove convergono molti assoni. Ciascuna cellula percepente integra impulsi eccitatori e inibitori che convergono su di essa da cellule di ordine inferiore. Prima o poi, dopo una serie di fasi, gli assoni nervosi terminano nelle cellule della ghiandola o del muscolo, le uscite del sistema nervoso.

In breve, c'è un ingresso: l'unico modo in cui una persona può conoscere il mondo esterno. C'è una via d'uscita: l'unico modo in cui una persona può reagire al mondo esterno e influenzarlo. E tra l’input e l’output c’è tutto il resto, che dovrebbe includere percezione, emozioni, memoria, pensiero e tutto ciò che rende una persona tale.

Inutile dire che il percorso descritto dall'entrata all'uscita è molto semplificato. Sebbene il movimento principale avvenga nello schema da sinistra a destra, in ogni fase ci sono spesso connessioni laterali tra le cellule; spesso ci sono anche collegamenti che vanno nella direzione opposta, dall'uscita all'ingresso, proprio come in molti circuiti elettronici c'è feedback. C'è più di un percorso che porta dall'ingresso all'uscita; per i quali sono specializzati molti insiemi diversi di recettori tipi diversi sensibilità e per certe forme di energia che agiscono su ogni organo di senso, e ci sono innumerevoli shunt, interruttori e bypass. Possono esserci molte sinapsi tra recettori e muscoli, oppure solo due o tre. (Quando il loro numero è piccolo, il circuito è solitamente chiamato riflesso; la costrizione della pupilla in risposta all'illuminazione della retina è un riflesso che coinvolge quattro o cinque sinapsi.) Dovrebbe essere ancora indicato che una sinapsi è eccitatoria o inibitoria; se ad un certo momento la cellula sperimenta entrambi questi influssi, questi possono annullarsi completamente a vicenda.

Organizzazione generale il cervello è mostrato come schema esemplare, che mostra il flusso di informazioni dai segnali sensoriali all'ingresso delle cellule recettrici (UN) all'uscita finale dei motoneuroni (Z) verso le cellule muscolari. Alla loro uscita, i recettori e i neuroni solitamente si ramificano e inviano segnali divergenti al livello successivo. La maggior parte dei neuroni riceve segnali convergenti, sia eccitatori che inibitori, in ingresso dai livelli inferiori. Si sa qualcosa sul significato dei collegamenti vicino all'ingresso (B, C) e vicino all'uscita ( X,Y) cervello. Si sa molto meno sul funzionamento delle regioni che si trovano tra di loro, che le compongono maggior parte cervello.

Ora i fisiologi hanno un'idea di che tipo di operazioni esegue il sistema nervoso all'ingresso e all'uscita. All'ingresso, il sistema sembra preoccuparsi principalmente di estrarre informazioni dal mondo esterno che siano di interesse biologico. In genere, i recettori rispondono meglio all'inizio o alla fine di uno stimolo, come la pressione sulla pelle. La cosa più importante per noi è conoscere i cambiamenti; nessuno vuole o ha bisogno che gli venga ricordato 16 ore al giorno che ha le scarpe ai piedi.

Se prendiamo come esempio il sistema visivo, allora contrasti e movimenti sono importanti qui, e nelle prime due o tre fasi una parte significativa dei circuiti è occupata a migliorare gli effetti di contrasto e movimento. A livelli successivi del sistema visivo, il comportamento cellulare diventa più complesso, ma è sempre ordinato e, fortunatamente, ha senso se applicato alla percezione. Attualmente, il percorso delle informazioni provenienti da cellule fotosensibili retina, ricondotta nel cervello allo stadio sesto-settimo, al ruolo della corteccia cerebrale associata alla visione (vedi articolo di D. Hubel e T. Wisell).

Sebbene il sistema visivo sia attualmente una delle parti del cervello meglio conosciute, i neuroscienziati sono ancora lontani dal capire come gli oggetti vengono percepiti o riconosciuti. È vero, la quantità di informazioni acquisite nel corso degli anni trascorsi dalla creazione dei microelettrodi ci consente di pensare che una parte del cervello come la corteccia cerebrale alla fine sarà disponibile - almeno in linea di principio - per una spiegazione relativamente semplice.

All'uscita del sistema nervoso, il meccanismo mediante il quale un neurone invia un impulso a una fibra muscolare, in Ultimamenteè stato ampiamente compreso e da più di 50 anni conosciamo le parti del cervello che controllano il movimento. Tuttavia, ciò che esattamente fanno queste strutture quando una persona si muove o sta per muoversi è ancora in gran parte sconosciuto. Lo studio è lento, soprattutto perché i movimenti volontari devono essere studiati in animali svegli e ben addestrati, mentre i sistemi sensoriali possono essere studiati in animali anestetizzati. Uno degli sforzi principali ora è quello di far risalire l'impulso motorio dal motoneurone a strutture come la corteccia motoria e il cervelletto, per capire come la decisione di compiere un movimento è influenzata da diversi segnali provenienti dall'input del sistema nervoso sistema (vedi articolo E. Evarts).

In uscita è importante non contrarre una singola fibra, ma coordinare la contrazione e il rilassamento simultaneo di più muscoli; ad esempio, quando si chiude la mano a pugno o si afferra un oggetto, non è sufficiente piegare solo le dita, contraendo i flessori dell'avambraccio, bisogna anche contrarre gli estensori in modo che i muscoli flessori delle dita non pieghino le dita. mano. Questa estensione contrastante della mano avviene automaticamente, senza pensiero (questo può essere verificato stringendo la mano a pugno e sentendo contrarre i muscoli estensori all'esterno dell'avambraccio).

È ovvio che il comando di chiudere la mano a pugno, proveniente dal cervello, include gli impulsi di cellule che si trovano a diversi interruttori dall'uscita del sistema nervoso - cellule i cui assoni sono distribuiti tra diversi motoneuroni e neuroni inibitori, che a loro volta alimentano tutti i muscoli coinvolti nell'esecuzione del comando. Con altri movimenti operano altre catene, nelle quali possono essere inclusi gli stessi muscoli, ma in altre combinazioni.

Pertanto non è difficile immaginare un certo numero di funzioni simili svolte dal sistema nervoso, soprattutto in prossimità dei suoi condotti sensoriali e motori. Le scarse informazioni riguardano soprattutto la vasta regione intermedia - i lobi frontali e parietali, il sistema limbico, il cervelletto e chi più ne ha più ne metta - anche se si sa molto della loro anatomia. In alcuni casi, è nota una sorta di fisiologia del circuito di connessione di base, ad esempio è stato stabilito quali neuroni eccitano o inibiscono altri neuroni. Per il cervelletto non solo è descritto dettagliatamente il circuito di connessioni, ma è anche chiaro quali sinapsi sono eccitatorie e quali inibitorie; per alcuni tipi di sinapsi i mediatori sono stati identificati chimicamente con un sufficiente grado di affidabilità. Ma il funzionamento del cervelletto è noto solo in modo molto vago. È indubbiamente coinvolto nella regolazione del movimento, del tono muscolare, dell'equilibrio, ma come tali funzioni siano svolte da questa macchina superbamente costruita, ordinata e fantasticamente complessa è del tutto sconosciuta.

All'uscita, il sistema nervoso attiva la fibra muscolare lungo i rami terminali dell'assone del motoneurone. Questa micrografia elettronica a scansione è stata ottenuta da B. Reese e T. Reese dell'Istituto nazionale per l'ictus, i disturbi neurologici e della comunicazione. Un ramo terminale si trova (in alcuni punti viene spinto indietro) nel solco della fibra muscolare. La fibra nervosa è in gran parte circondata da una guaina formata dalla cellula di Schwann, il cui corpo è visibile in basso a sinistra. Il solco è attraversato da strette pieghe della membrana muscolare postsinaptica. Ogni piega è adiacente alla "zona attiva" della fibra nervosa; quando un impulso arriva alla sinapsi da questa zona attraverso le "finestre" del guscio formato dalla cellula di Schwann, viene rilasciato il mediatore chimico acetilcolina. Le molecole di acetilcolina attivano i recettori sulla membrana muscolare, provocando così la contrazione muscolare.

Certo, lavorare con il cervelletto è difficile; forma una linea di demarcazione tra processi sensoriali e motori in una parte completamente vuota del diagramma mostrato in figura. I tipi di segnali che arrivano ai suoi input - il significato specifico degli impulsi che arrivano al cervelletto dalla corteccia cerebrale, dal midollo spinale e così via - non sono sufficientemente conosciuti; Anche le strutture neurali a cui sono dirette le sue uscite e che, a loro volta, sono associate ai muscoli, sono poco conosciute. Per le stesse ragioni, la maggior parte delle altre parti del cervello sono ancora poco conosciute. Nonostante i progressi metodologici anni recenti sono assolutamente necessari nuovi metodi rivoluzionari. Tanto per fare un esempio, si può sottolineare che attualmente non è possibile studiare i segnali delle singole cellule di una persona senza aprire il suo cranio sul tavolo operatorio, quest'ultima cosa è del tutto inaccettabile. Tuttavia, sono stati fatti grandi passi avanti nella comprensione di alcuni funzioni superiori del cervello umano (vedi N. Geschwind “Specializzazione del cervello umano”), ma per comprendere veramente una funzione così specificatamente umana come la parola, è necessario sviluppare metodi per la registrazione extracranica dell'attività dei singoli neuroni.

Indicare come i neuroni sono interconnessi e come funzionano in un dato momento è solo uno degli obiettivi finali della neurofisiologia. Alcuni aspetti importanti dell'attività cerebrale si trovano oltre questa linea. Ad esempio, la memoria e l’apprendimento sono certamente processi cumulativi associati al cambiamento nel tempo, e si sa molto poco sui meccanismi sottostanti.

Forse la neuroscienza è particolarmente incline agli hobby che a volte quasi la fanno deragliare. Qualche anno fa è nata l’idea che le tracce della memoria potessero essere depositate sotto forma di grandi molecole, con l’informazione codificata da una sequenza di piccole molecole, proprio come l’informazione genetica è codificata nel DNA. Poche persone che hanno familiarità con la specificità altamente ordinata delle connessioni nel cervello hanno preso sul serio questa idea, eppure in molti laboratori è stato trascorso molto tempo addestrando gli animali a svolgere un compito, quindi macinando i loro cervelli e quindi trovando differenze chimiche nel loro cervello. , o un aumento "statisticamente significativo" della capacità di apprendere gli stessi compiti negli animali a cui è stato iniettato un estratto del cervello di animali addestrati. Questo fascino è svanito, ma il fatto è che le neuroscienze non sempre hanno fatto progressi o addirittura si sono fermate, a volte sono addirittura tornate indietro.

In definitiva, lo studio della memoria riguarderà probabilmente due componenti della memoria molto diverse. La prima componente sono i cambiamenti che molto probabilmente si verificano nelle sinapsi come risultato dell'uso ripetuto dei circuiti neurali. Ad esempio, è possibile aumentare l'efficienza di una sinapsi a scapito di altre sulla stessa cellula. Certe combinazioni di stimoli, se ripetute, possono quindi rinforzare uno dei tanti percorsi di una data struttura neurale.

Studi di questo genere sono difficili da effettuare sugli animali superiori; sono molto più facili da produrre sui piccoli sistemi di neuroni che costituiscono tutto o parte del sistema nervoso di alcuni animali inferiori. Le singole cellule di questi animali possono essere facilmente inserite con un microelettrodo e, cosa più importante, tali cellule spesso hanno individualità; parlando, ad esempio, della cellula n. 56 in un certo ganglio nel cancro, si può essere sicuri che in tutti gli altri tumori essa occupa letteralmente la stessa posizione e ha le stesse connessioni. (Questa è una profonda differenza tra il cervello di molti invertebrati e il cervello umano. È impossibile dare un numero a qualsiasi neurone nel cervello umano, così come è impossibile dare un numero a un capello sulla testa o a un poro nella pelle.)

Eleganti esperimenti sono stati condotti a livello dei singoli neuroni degli invertebrati durante il loro addestramento (vedi E. Kandel "Piccoli sistemi di neuroni"). Ad esempio, è stato dimostrato che durante lo sviluppo di una reazione o durante la sua dimenticanza, un animale subisce cambiamenti rilevabili nella trasmissione dei segnali attraverso determinate sinapsi. Naturalmente l’insegnamento qui è semplice, ma apparentemente vero. Molte volte furono fatte scoperte sugli invertebrati, che poi furono distribuiti forme superiori. Pertanto, è improbabile che i ricercatori si rifiutino di lavorare su tali animali, per paura di essere ridicolizzati da parte dei furfanti per l'incredibile suono di argomenti come "Risoluzione dei problemi delle sanguisughe".

La seconda componente, che dovrà essere padroneggiata nello studio della memoria, sarà molto più difficile. Tutto ciò che una persona ricorda (non nel senso più rudimentale del termine) è associato alla percezione, ai movimenti o all'esperienza di vita. Per penetrare nel vero senso della parola il meccanismo della memoria, bisogna sapere cosa succede quando una persona percepisce, agisce, pensa e sperimenta, per capire cosa si riproduce da tutto questo quando ricorda qualcosa o impara qualcosa. Di queste due componenti, la prima, la sinapsi, mi sembra relativamente facile e la seconda incredibilmente difficile.

Comprendere il funzionamento del cervello in un animale adulto è un compito piuttosto difficile; capire come un cervello diventa cervello è forse almeno altrettanto difficile. Come si sviluppa il sistema nervoso prima e dopo la nascita? Il compito centrale è rivelare come l'informazione codificata nelle molecole di DNA si trasforma in connessioni tra cellule all'interno di strutture, nelle relazioni spaziali di queste strutture e nelle connessioni tra loro. nervo ottico, ad esempio, contiene circa un milione di fibre, ciascuna delle quali inizia in un punto specifico di una piccola area della retina. A sua volta, ogni fibra è collegata in un certo ordine al corpo genicolato laterale piatto nel cervello, e così viene creata una sorta di mappa della retina sul corpo genicolato. In che modo le fibre lasciano la retina durante lo sviluppo, raggiungono corpo genicolato e ivi distribuiti con assoluta precisione topografica? Gli stessi insiemi di connessioni, come fili, montati secondo schemi speciali e interconnessi in aree topograficamente organizzate, si trovano in tutto il sistema nervoso, e il modo in cui questi esatti circuiti vengono assemblati rimane uno degli importanti problemi irrisolti (vedi W. Cowan "Brain Development ").

Lo studio dello sviluppo del cervello è potenzialmente importante, non solo perché fa luce sul funzionamento del cervello, ma anche perché molte malattie neurali sono note con certezza e si presume che molte si verifichino durante lo sviluppo. Ciò include la maggior parte anomalie congenite, Sindrome di Down, alcuni tipi distrofia muscolare probabilmente alcune forme comuni di epilessia e una serie di condizioni più rare.

Si può solo immaginare quanto tempo passerà prima di poter dire che il cervello - o la mente - è generalmente compreso (ancora quelle parole vaghe). Ancora nel 1950, chi avesse predetto che in 10 anni i processi alla base della vita sarebbero stati svelati sarebbe stato considerato un ottimista, se non un eccentrico, ma nel frattempo è successo. Penso che ci vorranno molto più di 10 anni per comprendere il cervello, semplicemente perché è così sfaccettato, è una scatola piena fino all'orlo di soluzioni ingegnose a un'enorme varietà di problemi. È del tutto possibile che gli esseri umani non riusciranno mai a risolvere tutti i compiti individuali che il cervello chiede loro di svolgere. Ma si può sperare che, esaminando tutte le aree del cervello una per una, diventi sempre più chiaro che le funzioni del cervello sono ordinate e accessibili alla comprensione in termini di fisica e chimica, senza coinvolgere processi inconoscibili e soprannaturali (vedi F. Crick "Pensieri sul cervello").

Ci saranno alcune pietre miliari importanti lungo la strada. Ad esempio, si potrebbe scoprire qualche singolo meccanismo attraverso il quale funziona la memoria (la sua componente sinaptica), o qualche singolo processo che spieghi come, nel corso dello sviluppo, le fibre nervose trovano la loro destinazione. Tuttavia, ciò non significa che in futuro ci sarà una scoperta o una serie di scoperte che renderanno il cervello perfettamente comprensibile. La ricerca sul cervello sta progredendo lentamente. I miglioramenti metodologici degli ultimi decenni hanno notevolmente accelerato questo processo, ma certamente non hanno portato a sconvolgimenti improvvisi come quelli compiuti da Copernico, Newton, Darwin, Einstein o Watson e Crick.

Ognuna di queste rivoluzioni si distinse per il fatto di trasferire una parte molto importante della ricerca umana sulla natura nel campo dell'analisi razionale e sperimentale, allontanandola dal soprannaturale. Se Copernico dimostrasse che la Terra non è il centro dell'universo, e Galileo vedeva nel cielo non angeli, ma stelle e pianeti; se Darwin avesse stabilito che l'uomo è imparentato con tutti gli altri esseri viventi; se Einstein introducesse nuove idee sul tempo e sullo spazio, sulla massa e sull'energia; se Watson e Crick hanno dimostrato che l'ereditarietà biologica è spiegabile in termini fisici e chimici, allora insieme a queste scoperte che restringono i confini del soprannaturale, la cosa principale che resta alla scienza da decidere è ovviamente il problema del cervello e se sia qualcosa di più di una magnifica macchina estremamente complessa.

Questa domanda riguarda l'essenza stessa dell'uomo, e quindi i cambiamenti fondamentali nella nostra visione del cervello umano non possono che avere un profondo impatto sulle nostre opinioni su noi stessi e sugli esseri umani. il mondo. Naturalmente, tali progressi avranno un impatto significativo su altre aree di ricerca. Verranno catturati in una certa misura quei rami della filosofia che si occupano della natura del pensiero e della percezione e, credo, anche alcune parti della psicologia che cercano di ottenere risposte a tali domande in modo indiretto. Se si aprono i meccanismi dell’apprendimento e della memoria, ciò si rifletterà in tutto il campo dell’educazione.

Nelle neuroscienze, una rivoluzione di proporzioni veramente copernicane o darwiniane non avverrà in ogni caso in un colpo solo, forse mai, e se accadrà, sarà graduale, nel corso di molti decenni. Ad ogni tappa, gli esseri umani si avvicineranno senza dubbio alla comprensione di se stessi.

CH.STEVENS

Neurone

È una singola cellula nervosa, l’elemento costitutivo del cervello. Trasmette gli impulsi nervosi lungo un'unica fibra lunga (assone) e li riceve lungo numerose fibre corte (dendriti)

I neuroni, o cellule nervose, sono gli elementi costitutivi del cervello. Sebbene abbiano gli stessi geni, sono uguali struttura generale e possiedono lo stesso apparato biochimico delle altre cellule e caratteristiche uniche, che rendono la funzione del cervello molto diversa da quella, ad esempio, del fegato. Caratteristiche importanti Sono caratteristici i neuroni, la forma, la capacità della membrana esterna di generare impulsi nervosi e la presenza di una struttura unica, la sinapsi, che serve a trasmettere informazioni da un neurone all'altro.

Il neurone della corteccia visiva del gatto, mostrato nella microfotografia, è stato colorato mediante iniezione dell'enzima perossidasi di rafano. I corpi dei neuroni che formano lo sfondo sono colorati con il magenta. Tutte le fibre che si estendono dal corpo cellulare sono dendriti che ricevono informazioni da altri neuroni. La fibra che trasmette le informazioni, l'assone, è molto più sottile e non è facile da vedere a questo ingrandimento. La fibra più spessa diretta verticalmente verso l'alto è chiamata dendrite apicale; solo una piccola parte di esso è stata inclusa in questa sezione. Con questo ingrandimento, la lunghezza totale del dendrite apicale dovrebbe essere di circa 75 cm (il suo percorso può essere seguito in sezioni adiacenti). bordo scuro che forma un angolo di 60° rispetto alla verticale. A causa della sua forma, questo neurone è chiamato cellula piramidale. È uno dei due tipi più numerosi di neuroni nella corteccia dei mammiferi. Microfotografia ottenuta da C. Gilbert e T. Wiesel della Harvard Medical School.

Si ritiene che il cervello umano sia composto da 10 11 neuroni: questo è approssimativamente uguale al numero di stelle nella nostra galassia. Non esistono due neuroni identici nell'aspetto. Nonostante ciò, le loro forme di solito rientrano in un numero limitato di ampie categorie e la maggior parte dei neuroni condivide determinate caratteristiche. caratteristiche strutturali, permettendo di distinguere tre aree della cellula: il corpo cellulare, i dendriti e l'assone. L'organismo contiene un nucleo e un apparato biochimico per la sintesi di enzimi e altre molecole necessarie alla vita della cellula. Tipicamente, il corpo di un neurone ha una forma approssimativamente sferica o piramidale. I dendriti sono sottili escrescenze tubolari che si dividono ripetutamente e formano un albero ramificato attorno al corpo cellulare. Creano la superficie fisica principale su cui arrivano i segnali diretti a questo neurone. L'assone si estende lontano dal corpo cellulare e funge da linea di comunicazione attraverso la quale i segnali generati nel corpo cellulare possono essere trasmessi su lunghe distanze ad altre parti del cervello e al resto del sistema nervoso. L'assone differisce dai dendriti sia nella struttura che nelle proprietà della sua membrana esterna. La maggior parte degli assoni sono più lunghi e più sottili dei dendriti e hanno uno schema di ramificazione diverso: se i processi dei dendriti sono raggruppati principalmente attorno al corpo cellulare, i processi degli assoni si trovano all'estremità della fibra, nel punto in cui l'assone interagisce con altri neuroni.

Il funzionamento del cervello è associato al movimento dei flussi di informazioni attraverso circuiti complessi costituiti da reti neurali. Le informazioni vengono trasmesse da una cellula all'altra in punti di contatto specializzati: le sinapsi. Un tipico neurone può avere da 1.000 a 10.000 sinapsi e ricevere informazioni da 1.000 altri neuroni. Sebbene la maggior parte delle sinapsi si formino tra gli assoni di una cellula e i dendriti di un'altra, esistono altri tipi di contatti sinaptici: tra un assone e un assone, tra un dendrite e un dendrite e tra un assone e un corpo cellulare.

Un tipico neurone dei vertebrati è in grado di trasmettere impulsi nervosi a distanze considerevoli. Il neurone mostrato qui ha tutte le parti ingrandite proporzionalmente. Gli impulsi hanno origine nel corpo cellulare e si propagano lungo l'assone, che presenta uno o più rami. Questo assone, che per comodità viene rappresentato come una fisarmonica, in realtà è lungo 1 cm, ci sono assoni più lunghi di 1 metro, i cui rami terminali formano sinapsi con più di 1000 altri neuroni. La maggior parte delle sinapsi collega le terminazioni degli assoni di un neurone con i dendriti che formano un "albero" attorno al corpo cellulare di un altro neurone. Pertanto, i dendriti che circondano un neurone in questo diagramma potrebbero ricevere input da decine, centinaia o addirittura migliaia di altri neuroni. Molti assoni, come questo, hanno una guaina mielinica isolante che viene interrotta ad intervalli da placche chiamate nodi di Ranvier.

Il corpo di un neurone contiene il materiale genetico comune a tutte le cellule e un complesso apparato metabolico. Tuttavia, a differenza della maggior parte delle altre cellule, i neuroni non si dividono dopo il completamento del periodo embrionale; la loro fornitura iniziale dovrebbe servire per tutta la vita dell'organismo. Diversi dendriti e un assone partono dal corpo cellulare. Il corpo cellulare e i dendriti sono ricoperti di sinapsi, strutture simili a placche attraverso le quali entrano le informazioni provenienti da altri neuroni. I mitocondri forniscono energia alla cellula. Le proteine ​​vengono sintetizzate sul reticolo endoplasmatico. Il sistema di trasporto sposta le proteine ​​e altre sostanze dal corpo cellulare ai luoghi in cui sono necessarie.

Alla sinapsi, l'assone solitamente si espande per formare una placca pre-sinaptica all'estremità, che è la superficie di contatto che trasmette le informazioni. La placca terminale contiene piccole formazioni sferiche chiamate vescicole sinaptiche, ciascuna delle quali contiene diverse migliaia di molecole trasmettitrici chimiche. All'arrivo al terminale presinaptico impulso nervoso alcune vescicole espellono il loro contenuto in una stretta fessura che separa la placca dalla membrana dendritica di un'altra cellula, progettata per ricevere tali segnali chimici. Pertanto, l'informazione viene trasmessa da un neurone all'altro con l'aiuto di qualche intermediario o mediatore. L'attivazione di un neurone riflette l'attivazione di centinaia di sinapsi influenzando i neuroni. Alcune sinapsi sono eccitatorie, contribuiscono cioè alla generazione di impulsi, mentre altre - inibitorie - sono in grado di annullare l'azione di segnali che, in loro assenza, potrebbero eccitare la scarica di un neurone.

Una sinapsi è un sito di commutazione in cui le informazioni vengono trasferite da un neurone all'altro con l'aiuto di mediatori chimici. La sinapsi è composta da due parti: un ispessimento simile a una placca appartenente all'estremità dell'assone e un'area recettoriale sulla superficie di un altro neurone. Le membrane sono separate da una fessura sinaptica larga circa 200 nm. Le molecole di mediatori chimici immagazzinate nelle vescicole della terminazione dell'assone vengono rilasciate nello spazio sotto l'azione degli impulsi nervosi in arrivo. Il mediatore modifica lo stato elettrico del neurone che percepisce, aumentando o diminuendo la probabilità di generare un impulso da parte di questo neurone.

Sebbene i neuroni siano gli elementi costitutivi del cervello, non sono le uniche cellule che contiene. Pertanto, l'ossigeno e le sostanze nutritive vengono forniti da una fitta rete di vasi sanguigni. C’è anche bisogno di tessuto connettivo, soprattutto sulla superficie del cervello. Una classe importante di cellule del sistema nervoso centrale sono le cellule gliali o glia. La glia occupa quasi tutto lo spazio del sistema nervoso che non è occupato dai neuroni stessi. Sebbene la funzione della glia non sia ancora del tutto compresa, sembra che fornisca il supporto strutturale e metabolico alla rete di neuroni.

La terminazione sinaptica costituisce la maggior parte di questa fotografia al microscopio elettronico scattata da J. Heuser della University of California Medical School di San Francisco e T. Reese di Istituzioni nazionali assistenza sanitaria. Lo spazio che separa la membrana presinaptica da quella postsinaptica corre lungo il fondo della fotografia. Strutture grandi e scure sono i mitocondri; numerosi corpi arrotondati - vescicole contenenti un mediatore; aree scure sfocate situate lungo lo spazio vuoto, presumibilmente sono i principali siti di rilascio del neurotrasmettitore.

Un altro tipo di cellula onnipresente nel sistema nervoso è la cellula di Schwann. Risulta che tutti gli assoni sono racchiusi in una guaina di cellule di Schwann. In alcuni casi, le cellule di Schwann si avvolgono semplicemente attorno all’assone strato sottile. In molti casi, durante l'embriogenesi, le cellule di Schwann si avvolgono attorno all'assone, formando diversi strati densi di isolamento chiamati mielina. La guaina mielinica è interrotta circa ogni millimetro lungo la lunghezza dell'assone da strette fessure, i cosiddetti nodi di Ranvier. Negli assoni con questo tipo di guaina la propagazione dell'impulso nervoso avviene saltando da un nodo all'altro, dove fluido extracellulareè a diretto contatto con la membrana cellulare. Il significato evolutivo della guaina mielinica, a quanto pare, è quello di risparmiare l'energia metabolica del neurone. Generalmente, le fibre nervose mielinizzate conducono gli impulsi nervosi più velocemente di quelle non mielinizzate.

I neuroni sono in grado di svolgere la loro funzione solo perché la loro membrana esterna ha proprietà speciali. La membrana dell'assone per tutta la sua lunghezza è specializzata per la conduzione impulso elettrico. La membrana delle terminazioni degli assoni è in grado di rilasciare il neurotrasmettitore, mentre la membrana dei dendriti risponde al mediatore. Inoltre, la membrana consente il riconoscimento di altre cellule durante lo sviluppo embrionale, in modo che ogni cellula trovi il posto previsto nella rete di 10 11 cellule. A questo proposito, molti studi moderni si concentrano sullo studio di tutte quelle proprietà della membrana che sono responsabili dell'impulso nervoso, della trasmissione sinaptica, del riconoscimento cellulare e dello stabilire contatti tra le cellule.

La membrana del neurone, come la membrana esterna di qualsiasi cellula, ha uno spessore di circa 5 nm ed è composta da due strati. molecole lipidiche, ordinate in modo tale che le loro estremità idrofile siano rivolte verso la fase acquosa situata all'interno e all'esterno della cellula, e le estremità idrofobe siano rivolte lontano dalla fase acquosa e formino parte interna membrane. La parte lipidica della membrana è approssimativamente la stessa in tutti i tipi di cellule. Ciò che rende una membrana diversa da un'altra sono le proteine ​​specifiche che si legano alla membrana in un modo o nell'altro. Le proteine ​​che sono effettivamente integrate nel doppio strato lipidico sono chiamate proteine ​​intrinseche. Altre proteine, proteine ​​periferiche della membrana, sono attaccate alla superficie della membrana ma non sono parte integrante della sua struttura. Dato che i lipidi di membrana sono liquidi, anche le proteine ​​interne possono spesso spostarsi liberamente da un luogo all'altro per diffusione. Tuttavia, in alcuni casi, le proteine ​​sono ancorate rigidamente con l'aiuto di strutture accessorie.

Le proteine ​​di membrana di tutte le cellule rientrano in cinque classi: pompe, canali, recettori, enzimi e proteine ​​strutturali. Le pompe consumano energia metabolica per spostare ioni e molecole contro gradienti di concentrazione e mantenere le concentrazioni richieste di queste molecole nella cellula. Poiché le molecole cariche non possono passare attraverso il doppio strato lipidico stesso, le cellule si sono evolute per acquisire canali proteici che forniscono percorsi selettivi per la diffusione di ioni specifici. Le membrane cellulari devono riconoscere e attaccare molti tipi di molecole. Queste funzioni sono eseguite da proteine ​​recettoriali, che sono centri di legame con elevata specificità e affinità. Gli enzimi si trovano all'interno o sulla membrana, il che facilita il flusso reazioni chimiche sulla superficie della membrana. Infine, le proteine ​​strutturali forniscono il collegamento delle cellule agli organi e il mantenimento della struttura subcellulare. Queste cinque classi di proteine ​​di membrana non si escludono necessariamente a vicenda. Quindi, ad esempio, l'una o l'altra proteina può essere sia un recettore, sia un enzima e una pompa. Le proteine ​​di membrana sono la chiave per comprendere le funzioni del neurone, e quindi le funzioni del cervello. Perché occupano un posto così centrale idee contemporanee Per quanto riguarda il neurone, concentrerò la mia discussione sulla descrizione della pompa ionica, sui diversi tipi di canali e su una serie di altre proteine ​​che collettivamente danno ai neuroni la loro funzione. proprietà uniche. L'idea generale è quella di riassumere importanti caratteristiche delle proteine ​​di membrana e mostrare come queste caratteristiche determinano l'impulso nervoso e altre caratteristiche complesse della funzione neuronale.

Come tutte le altre cellule, un neurone è in grado di mantenere la costanza del suo ambiente interno, che differisce notevolmente nella composizione dal fluido che lo circonda. Particolarmente sorprendenti sono le differenze nelle concentrazioni di ioni sodio e potassio. L'ambiente esterno è circa 10 volte più ricco di sodio rispetto all'ambiente interno, e l'ambiente interno è circa 10 volte più ricco di potassio rispetto a quello esterno. Sia il potassio che il sodio sono in grado di penetrare attraverso i pori della membrana cellulare, quindi alcune pompe devono scambiare continuamente gli ioni sodio entrati nella cellula con ioni potassio provenienti dall'ambiente esterno. Questo pompaggio di sodio viene effettuato da una proteina della membrana interna chiamata pompa Na-K-adenosina trifosfatasi, o più comunemente chiamata pompa del sodio.

La molecola proteica della pompa del sodio (o complesso di subunità proteiche) ha un peso molecolare di circa 275.000 e una dimensione di circa 6x8 nanometri, che è leggermente maggiore dello spessore della membrana cellulare. Ogni pompa del sodio può utilizzare l'energia immagazzinata sotto forma di legame fosfato nell'adenosina trifosfato (ATP) per scambiare tre ioni sodio all'interno della cellula con due ioni potassio all'esterno. Lavorando con velocità massima, ciascuna pompa è in grado di trasportare attraverso la membrana circa 200 ioni sodio e 130 ioni potassio al secondo. Tuttavia, la velocità effettiva viene regolata in base alle esigenze della cella. La maggior parte dei neuroni ha da 100 a 200 pompe di sodio per micron quadrato di superficie della membrana, ma in alcune aree di questa superficie la loro densità è quasi 10 volte superiore. Un tipico piccolo neurone sembra avere nell'ordine di un milione di pompe di sodio in grado di spostare circa 200 milioni di ioni di sodio al secondo. Sono i gradienti transmembrana di sodio e potassio che rendono possibile la conduzione di un impulso nervoso attraverso un neurone.

La membrana dell'assone separa i fluidi che differiscono notevolmente nel contenuto di ioni sodio (cerchi colorati) e ioni potassio (cerchi neri). L'ambiente esterno è circa 10 volte più ricco di ioni sodio che di potassio; In ambiente intracellulare il rapporto ionico è invertito. La membrana è permeata di proteine ​​che agiscono come canali selettivi, consentendo il passaggio preferenziale degli ioni sodio o potassio. A riposo, quando non vengono trasmessi impulsi, entrambi i tipi di canali sono chiusi e il deposito ionico mantiene i gradienti ionici pompando fuori ioni sodio in cambio di ioni potassio. L'interno dell'assone ha normalmente un potenziale negativo di 70 mV rispetto alla soluzione esterna. Se questa differenza di potenziale diminuisce a causa dell'arrivo di un impulso nervoso, il canale del sodio si apre e consente agli ioni sodio di entrare all'interno dell'assone. Un attimo dopo, il canale del sodio si chiude e il canale del potassio si apre, consentendo agli ioni potassio di fuoriuscire dalla cellula. L'apertura e la chiusura sequenziale di canali di due tipi porta alla propagazione di un impulso nervoso; questo processo è mostrato nella seguente illustrazione.

Le proteine ​​di membrana che fungono da canali sono essenziali per molti aspetti dell’attività neuronale, e in particolare per la generazione dell’impulso nervoso e la trasmissione sinaptica. Per presentare l'importanza dei canali per l'attività elettrica del cervello, descriverò brevemente il meccanismo dell'impulso nervoso, per poi tornare di nuovo ad una descrizione più sistematica delle proprietà dei canali.

Poiché le concentrazioni degli ioni sodio e potassio su entrambi i lati della membrana sono diverse, l'interno dell'assone ha un potenziale negativo di circa 70 mV rispetto all'ambiente esterno. Un quarto di secolo fa, nei loro studi classici sulla trasmissione di un impulso nervoso lungo l'assone del calamaro gigante, i ricercatori inglesi A. Hodgkin, A. Huxley e B. Katz dimostrarono che la propagazione di un impulso nervoso è accompagnata da bruschi cambiamenti nella permeabilità della membrana assonica agli ioni sodio e potassio. Quando un impulso nervoso si verifica alla base dell'assone (nella maggior parte dei casi viene generato dal corpo cellulare in risposta all'attivazione delle sinapsi dendritiche), la differenza di potenziale transmembrana in questo punto viene ridotta localmente. I canali della membrana si aprono direttamente davanti all'area con il potenziale modificato (nella direzione di propagazione dell'impulso nervoso), consentendo agli ioni sodio di passare nella cellula.

La propagazione dell'impulso nervoso lungo l'assone è associata alla comparsa di flussi locali di ioni sodio (Na +) verso l'interno, sostituiti da flussi di ioni potassio (K +) verso l'esterno attraverso canali regolati da cambiamenti nella tensione sull'assone membrana. Il processo elettrico che porta alla propagazione di un impulso nervoso lungo l'assone si sviluppa solitamente nel corpo cellulare. La generazione dell'impulso inizia con una leggera depolarizzazione, o diminuzione del potenziale negativo della superficie interna della membrana, nel punto in cui l'assone si allontana dal corpo cellulare. Questo leggero spostamento di potenziale apre alcuni canali del sodio, provocando un'ulteriore diminuzione del potenziale.

1. Si verifica un evento (questa può essere una parola ascoltata): il cervello limbico filtra le informazioni che gli interessano in base a quanto già immagazzinato in memoria.

2. Quindi le informazioni:

O inviati alla neocorteccia per l'analisi da parte degli emisferi destro e sinistro,

O immagazzinato nel cervello limbico.

Se queste informazioni entrano in risonanza con i dati immagazzinati nella memoria emotiva, il cervello limbico risponde immediatamente, ordinando l’azione che ritiene adeguata alla situazione.

L'azione stessa potrebbe essere inadeguata: il cervello limbico agisce sulla base dell'esperienza precedente immagazzinata nella memoria.

Pensiamo ad una persona che soffia sull’acqua: alla vista di un liquido sicuro, il suo cervello limbico si comporta come se fosse in reale pericolo.

Così è per tutti noi. Tutto ciò che ci ha sempre spaventato ora provoca una reazione non standard. Ricordi quanto spesso iniziamo a difenderci, anche se in realtà non esiste alcuna minaccia?

3. Una volta nella neocorteccia, le informazioni vengono analizzate dagli emisferi destro e sinistro: il destro esamina aspetto generale emozioni e sensazioni, e la sinistra: il lato razionale-analitico della questione.

Quale emisfero prevarrà? Dipende dalle informazioni ricevute. Se si ricevono informazioni emotive, il vantaggio sarà nell'emisfero destro. Le informazioni tecniche, invece, utilizzano maggiormente l'emisfero sinistro.

4. Gli emisferi si scambiano informazioni analizzandole. Si giunge ad una conclusione che induce il cervello limbico a produrne alcuni azione esterna e adattare il corpo alla situazione.

Come è tutto collegato?

5. cervello limbico ricorda la conclusione tratta dalla situazione. Se è positivo, la situazione viene ricordata come degna di essere ripetuta. Se l'esperienza è negativa, viene ricordata come da evitare. Inoltre, il cervello ricorda l'azione finale selezionata per ripeterla se una situazione simile si ripete.

6. L'ipotalamo riceve un ordine di azione dal cervello limbico e lo esegue con l'aiuto del sistema nervoso ed endocrino. Agiscono a livello di cellule, tessuti, organi per adattare il corpo. L'ipotalamo informa costantemente anche le altre parti del cervello sullo stato attuale del corpo. È anche chiamata la voce del corpo nel cervello, perché è lui che, scegliendo un'azione, è guidato principalmente da argomenti biologici. Se ad esempio mi manca lo zucchero, l’ipotalamo metterà in moto dei meccanismi che mi faranno venire voglia di mangiare qualcosa di dolce.

Se si scopre che i sistemi nervoso ed endocrino non possono eseguire l'azione ordinata dall'ipotalamo per adattare il corpo, ciò può portare a un disturbo che mette seriamente a rischio la salute del corpo umano o animale.

E alla fine

Ricordiamo le persone che si stanno riprendendo, cioè le persone che sono sotto l'influenza di sistema parasimpatico che sono costretti a sottoporsi a numerosi esami stressanti e faticosi. Ciò può essere dannoso per la loro salute.

Quindi, comprendendo come funziona il cervello, possiamo gestire la nostra salute e il nostro benessere in modo più efficace.