Что такое нейробиология: Профессия нейробиолог: кто это, где работать по специальности

Содержание

«Подсматривая данные у природы»: как сегодня развивается когнитивная нейробиология

Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ уже три года ведёт разработки в сфере когнитивной нейробиологии. Доцент кафедры общей психологии СПбГУ и сотрудник лаборатории Ольга Щербакова рассказала о том, почему для нейроэкспериментов нужны только правши с отличным зрением, что такое «быз» и почему знание нейробиологии делает человека счастливым.

Фото:Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ.

Открыть в полном размере

‹

›


Ольга Щербакова. Фото из личного архива.


– Ольга, почему в названии вашей лаборатории фигурирует слово «нейродинамика», а не «нейробиология»? В чём различие этих терминов и что именно вы изучаете?


Термин «нейродинамика» подчёркивает изменчивую, пластичную природу всех мозговых процессов. Вот мы с вами сейчас говорим, а в мозге в это время происходят постоянные изменения – и у вас, и у меня. Этот процесс непрерывный: пока человек живёт, он неостановим. Слово «поведенческий» обозначает те аспекты психической жизни, которые можно наблюдать напрямую. Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ занимается изучением взаимосвязи между процессами, которые происходят в нашем мозге, и психическими феноменами.


Что касается когнитивной нейробиологии, то термин «когнитивный» – синоним слова «познавательный». В данном случае он обозначает процессы, которые развиваются на протяжении всей нашей жизни: восприятие, память, внимание, мышление, речь. А нейробиология – это раздел биологии, который фокусируется на закономерностях работы мозга. Если мы говорим о человеке, то тут в первую очередь интересен головной мозг и то, как происходящие в нём процессы связаны с познанием мира. Нейробиологи изучают, какие отделы мозга позволяют нам воспринимать информацию и каким образом это происходит, какие зоны мозга активируются, когда мы что-то запоминаем, говорим или забываем.


– Чем обусловлен такой интерес к нейробиологическим исследованиям в современном научном мире?


Человек всегда интересовался самим собой, своими отношениями с окружающей действительностью. В какой-то момент люди осознали, что реальность, в которой они живут, во многом устроена именно так, потому что мы сами её таким образом конструируем и воспринимаем. Для понимания того, как с этой реальностью управляться и по каким законам она действует, нам нужно в первую очередь многое понять про самих себя. И здесь сразу возникает вопрос о том, как работают мозг и психика.


К тому же, в последнее время довольно сильно шагнули вперёд технологии: появились методы, которые позволяют с высокой точностью изучать мозг живого человека в «режиме онлайн» и без непосредственного вмешательства в процесс. Если у человека, жившего несколько столетий назад, наблюдались нарушения поведения или познания, узнать что-либо о причинах этих проблем можно было только тогда, когда он умирал. Мозг изучали посмертно, после вскрытия. Позже вошёл в обиход другой способ получать информацию о мозге – собирать её во время проведения нейрохирургических операций. Это были важные данные, но, во-первых, полученные на нездоровом мозге, а во-вторых, на мозге, в работу которого вмешались.



Фото: Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ


Сейчас же существует множество неинвазивных методов, не требующих грубого вмешательства в естественную работу физиологической системы. Они позволяют в режиме реального времени, прямо во время совершения мозгом работы, получать информацию о том, как человек обрабатывает сведения о мире – никак в этот мозг не вторгаясь, то есть фактически подсматривая данные у природы. И это, конечно, ещё один фактор популярности нейробиологии.


– В последнее время в этой области происходили научные прорывы?


Смотря что считать прорывом. В начале 1990-х годов были обнаружены зеркальные нейроны, ставшие одним из самых громких современных научных открытий в нашей области. Сейчас много надежд сейчас возлагается на психогенетику (на Западе её называют генетикой поведения). Специалисты в этой области активно включаются в глобальные исследования, в том числе и нейробиологических процессов, в частности, изучают молекулярные основы познавательных функций и тех нарушений познания, которые связаны с какими-либо конкретными способностями – например, пространственными или математическими, речью.


– Почему нужно изучать речевые зоны мозга?


Как бы человек ни считал себя венцом эволюции, на 98% его генотип совпадает с шимпанзе – нашими ближайшими «родственниками». Особенностей, которые бесспорно отличают человека от всего другого животного мира, не так много: прямохождение, отсутствие сплошного волосяного покрова, длительный период детства и взросления. А ещё – речь, умение владеть языком. С точки зрения психологии это наша главная отличительная черта как биологического вида, поэтому вокруг неё сосредоточено так много исследований.


Если у человека нарушено речевое развитие, или если он по каким-то причинам не овладел родным языком в детстве, или если из-за травмы мозга/инсульта взрослый человек частично или полностью утратил речевую функцию, то это серьёзная дезадаптация: он просто «выключается» из человеческого мира, который насквозь «речевой». Если мы поймём, как работает речь и как её обеспечивает мозг, то приблизимся к пониманию и того, что такое Человек как явление.


– Каких результатов добились сотрудники лаборатории в своих исследованиях?


Один из наших проектов был связан с изучением того, как человек усваивает новые слова в зависимости от способа, которым пользуется. Их два: эксплицитный и имплицитный. Первый обычно используется при традиционном изучении иностранного языка, когда вам говорят, например: «Ложка по-английски называется spoon, а тетрадка – copybook», то есть прямо объясняют, что есть что. А имплицитный способ – неосознаваемый: вам ничего не объясняют напрямую, и вы сами из контекста догадываетесь, какому предмету соответствует то или иное название.


Относительно этих двух способов долгое время велись споры: учёные пытались выяснить, какой из них эффективнее, и многие склонялись к тому, что имплицитный. Мы же доказали, что с точки зрения эффективности оба способа равны, однако различаются мозговые механизмы, лежащие в их основе. Это важный результат, потому что теперь есть научное подтверждение тому, что в практике, обучении и даже реабилитации можно использовать оба метода.


– И как вам удалось это доказать?


Мы были заинтересованы в том, чтобы понять, как люди выучивают новые слова. Значит, нам нужно было эти новые слова придумать: мы ведь не могли изучать то, как люди повторно усваивают уже знакомые им языковые единицы. Поэтому, как это обычно делается в экспериментах подобного плана, мы придумали слова – в нашем случае трёхбуквенные, абсолютно бессмысленные (например, «быз» или «бяч»), но созданные на основе реально существующих, то есть релевантные частотным, фонотактическим и другим параметрам русского языка. Нам было важно, чтобы с точки зрения своего звучания и ритмической организации эти слова не несли в себе дополнительных факторов, способных повлиять на лёгкость или трудность выучивания.


Эта внешне понятная и несложная процедура оказалась на деле кропотливым и длительным процессом, но через несколько недель в нашем распоряжении оказался список из нескольких десятков созданных таким способом псевдослов. В ходе эксперимента сотрудники лаборатории предъявляли их людям вперемешку с «нормальными» словами русского языка, при этом каждому слову соответствовала картинка. Если диктор произносил слово «кот», то и на иллюстрации был кот. А вот к псевдословам прилагались изображения предметов или живых существ, не известных среднестатистическому человеку: например, фотографии мелких глубоководных животных или картинки со старинными музыкальными инструментами, о которых практически никто не знает. Эти картинки мы предъявляли в паре с псевдословами, а человеку надо было отвечать на вопросы, связанные с этими непонятными объектами, и таким образом постепенно их выучивать.


Фото: Лаборатория поведенческой нейродинамики СПбГУ


Потом люди выполняли проверочное задание: нужно было вспомнить и записать все новые слова, которые они выучили, или сопоставить картинку и слово. Поскольку в процессе регистрировалась электрическая активность мозга, вся эта процедура была достаточно долгой: перед началом на участника эксперимента надевали специальную шапочку с электродами, и нужно было добиться, чтобы от каждого электрода шёл хороший сигнал. Работа с одним испытуемым занимала до четырёх часов.


– В группе лаборатории в социальной сети Вконтакте написано, что для экспериментов требуются правши. Почему левши оказались за бортом?


Это стандартное требование для всех нейроэкспериментов. Здесь нет никакой дискриминации: просто популяция правшей существенно больше, а значит, эта выборка доступнее (важно, чтобы выборка была гомогенной, то есть однородной). Доминирование той или иной руки определяется, как правило, тем, в каком полушарии мозга находятся речевые зоны. Если они располагаются в левом полушарии, то обычно доминирует правая рука. Интересно, что наоборот это не работает: если человек левша, то речевые зоны у него в большинстве случаев тоже находятся в левом полушарии.

В общем, люди с одной и той же доминирующей рукой нужны для того, чтобы данные эксперимента были чистыми. Учёным нужно, чтобы полученные результаты объяснялись именно воздействием тех факторов, которые мы модифицируем в рамках эксперимента, а не какими-то посторонними переменными, которые мы проглядели и не учли на этапе планирования. Для нейроисследований важно, чтобы с точки зрения базовой мозговой организации испытуемые были примерно одинаковые и чтобы их праворукость гарантировала доминирующее левое полушарие. Тогда наши данные можно будет сопоставлять с данными, полученными коллегами в других лабораториях.


– И из тех же соображений требуются люди с нормальным зрением?


Совершенно верно – с нормальным или скорректированным до нормального. Мы должны понимать, что если человек не справился с каким-то заданием, то это потому, что он не запомнил слово, а не потому, что он просто это слово не увидел. Нам также важно, чтобы у участников эксперимента русский был родным языком. Даже если вы никогда в жизни не проходили теорию русского языка, вы как его носитель никогда не сделаете какую-то смешную ошибку, которую с лёгкостью допустил бы человек, изучающий русский язык как иностранный. Например, вы не скажете: «Я вышел на балконах». Вы просто знаете, что так говорить неправильно. Огромное количество языковых правил мы усваиваем неосознанно, но, тем не менее, они сильно влияют на то, как мы пользуемся языком, как выучиваем новые языковые единицы.


– Достаточно ли развиты на сегодняшний день технологии, с помощью которых можно изучать деятельность мозга и речевые системы в частности?


Для решения задач, которые стоят перед нами и коллегами сейчас, технических мощностей хватает. В последнее время в нейронауках более остро стоит вопрос не о технологическом совершенствовании, а о теоретических и методологических прорывах. Мы уже научились получать информацию на уровне отдельных нейронов и клеточных органелл, но этих знаний накопилось слишком много, и наиболее важная задача сейчас – синтезировать их и объединить концептуально. Только после этого нейробиологи смогут ставить принципиально новые вопросы, решение которых позволит совершить открытия, которые перевернут всю область с ног на голову.


– Что ждёт когнитивную нейробиологию в ближайшем будущем?


Её судьба точно не будет скучной. Мы ещё далеки от полноценного понимания человека как явления, поэтому у учёных будут возникать всё новые вопросы, связанные с тем, как мы познаём мир. Также можно ожидать постоянного технологического апгрейда (что, в принципе, происходит и сейчас). Однако мне кажется, что в какой-то момент в области настанет момент серьёзной рефлексии, когда от бесконечного анализа и узнавания всё большего количества фактов мы перейдём к осмыслению накопленного опыта. У нейробиологии есть все шансы стать гораздо более массовой наукой, чем сейчас, – возможно, её основы начнут преподавать в школах, как, например, преподают природоведение или обществознание. Люди должны понимать, что происходит у них в голове, потому что от этого понимания в конечном счёте зависит уровень их счастья и успеха. Знание нейробиологии для всех нас – это техника безопасности и одновременно инструкция по применению.

Лаборатория Нейробиологии Программирования Действий | ИМЧ РАН

  • Главная
  • Наука
  • Научные Подразделения

Образована одновременно с ИМЧ РАН в июне 1990 года

В лаборатории нейробиологии программирования действий последние годы были направлены на исследования функциональных нейромаркеров когнитивного контроля у человека. С этой целью были разработаны психологические и методы извлечения латентных (скрытых) компонент из потенциалов, связанных с событиями (ПСС), в тестах на когнитивный контроль. За последние 20 лет были опубликованы более 100 научных статей по этой теме, и 7 монографий на русском, английском, немецком и польском языках.

В 80-90 годах в лаборатории были разработаны реалистические нейронные сети, имитирующие процессы синаптической депрессии и потенциации на коллективное поведение нейронных сетей. Получено авторское свидетельство на изобретение. Был также разработан канонический кортикальный модуль, имитирующий переработку зрительной информации в стриарной коре мозга человека (Kropotov, 2008). Модуль реализован в виде компьютерной программы.


Основные направления исследований лаборатории:разработка методологии слепого разделения источников спонтанной ЭЭГ и когнитивных вызванных потенциалов, изучение нейронных механизмов когнитивного контроля, поиск нейромаркеров психических болезней, разработка методов диагностики психических заболеваний на основе нейромаркеров, коррекция дисфункций мозга с помощью нейротерапии.



  • Обнаружена компонента вызванных потенциалов мозга, кодирующая связь между стимулом и реакцией

    Человек легко усваивает инструкции, например, как сварить кофе в новой кофеварке. Психологические исследования показывают, что при этом в мозгу формируется нейронная модель теста, включающая в качестве элементов связи между стимулом (С) и реакцией (Р). Где находятся нейроны, кодирующие эти связи, и как во времени разворачивается их активация, до настоящего времени не было известно. Мы разработали специальный психологический тест, позволяющий менять силу С-Р связи.


    Подробнее

  • Биоэлектрический потенциал мозга, снимаемый с электрода на поверхности головы, представляет собой сумму потенциалов, создаваемых источниками, расположенными в различных, пространственно отдаленных областях мозга. Основная задача электрофизиологии мозга – в нахождении этих источников. Образно говоря, находясь на вечеринке, где все говорят одновременно, нужно выделить голос одного человека. Для решения этой задачи в лаборатории разработаны несколько моделей. Показано, что получаемые компоненты обладают отличной воспроизводимостью, по-разному изменяются при варьировании инструкций и коррелируют с различными нейропсихологическими параметрами.


    Подробнее

  • Способность мозга находить решения в новых, неожиданных ситуациях носит название когнитивного контроля. Мировые достижения последних лет указывают на участие в когнитивном контроле лобных отделов коры и подкорковых образований, при этом выделяются операции подавления текущей деятельности и мониторирования рассогласований между реальностью и ожиданием. В нашей лаборатории разработанная нами методология позволила впервые выделить в когнитивных вызванных потенциалах компоненты, связанные с этими двумя гипотетическими операциями.


    Подробнее

  • Для коррекции мозговых дисфункций в мировой практике применяются методы нейротерапии, в том числе биологическая обратная связь по ЭЭГ и микрополяризация мозга с помощью малых постоянных токов. Биологическая обратная связь направлена на коррекцию механизмов саморегуляции коры головного мозга. При этом на основе сравнения с нормативными данными определяются параметры биологической обратной связи – положение электродов и характеристики спектров мощности. Микрополяризация мозга анодным током активирует нейроны коры мозга, улучшает местный кровоток и активизирует процессы созревания и реабилитации нервной системы. Для определения положения электродов на поверхности головы при микрополяризации используются нейромаркеры, разработанные в лаборатории.


    Подробнее

  • При некоторых психических заболеваниях страдает система когнитивного контроля. Сравнение независимых компонент между группами пациентов и здоровыми испытуемыми позволило впервые выявить специфические паттерны изменений параметров работы головного мозга у пациентов с шизофренией, депрессией, синдромом нарушения внимания, обсессивно-компульсивным расстройством, шизотипическим расстройством личности.


    Подробнее

Руководство для начинающих по неврологии

Нейронаука — это изучение мозга. Мозг, пожалуй, самая сложная и запутанная система из существующих: он обрабатывает и создает почти каждый аспект нашего сознательного опыта. Мозг — это не просто еще один орган в нашем теле — мы и есть наш мозг. Все это говорит о том, что это очень важно.

На протяжении многих лет нейробиологи пытались прояснить осложнения и сгладить хитросплетения мозга, чтобы лучше понять его, и, как следствие, лучше понять самих себя.

Современная неврология началась примерно в конце 19-го века с открытия нейронов (подробнее об этом ниже), но первое задокументированное исследование мозга восходит к иероглифу в Древнем Египте. Врач в то время записал список травм головы, перечислил возможные средства и создал первый экземпляр слова «мозг».

Хотя переход от «мозга» к «нейрону» занял некоторое время, с тех пор скачки в знаниях стали происходить быстрее и чаще. Ниже мы рассмотрим основные компоненты современной нейронауки.


Содержание:

  • Что такое неврология
  • Основные факты о мозге
  • Отрасли неврологии
  • Основные концепции нейронауки

Что такое неврология

Нейронаука — это объединение медицинских, эволюционных и вычислительных дисциплин, способствующее более глубокому пониманию того, как рождаются более 85 миллиардов нервных клеток в человеческом мозгу, как они растут и взаимодействуют между собой, образуя мысли и поступки человека.

Основные факты о мозге

Мозг состоит из нескольких отдельных частей: в первую очередь головного мозга, ствола мозга и мозжечка. Головной мозг состоит из шести областей мозга, которые охватывают два полушария. Четыре из этих областей можно увидеть при внешнем виде мозга (показаны на изображении выше) — лобную, теменную, затылочную и височную доли. Две другие доли, лимбическая и островковая доли, находятся внутри головного мозга.

Самая внешняя часть головного мозга называется корой (или иногда неокортексом). Он содержит слой нейронов, который охватывает все доли мозга, и имеет толщину примерно 1,5–3 мм.

Нейроны являются основными коммуникаторами мозга. Они участвуют в отправке сигналов из одной области в другую и, в конечном счете, в запуске действий, кодировании и извлечении воспоминаний, а также в создании ощущения жизни. Плотное скопление нейронов находится в коре и других областях лимбической и островковой долей. Нейроны отправляют сообщения, а множество других клеток, называемых глиальными, поддерживают и облегчают эту связь.

Некоторые из наиболее важных и хорошо изученных частей мозга:

  • Лобная кора (расположена в самой передней части лобной доли) — играет роль в ряде когнитивных функций, включая внимание, принятие решений, планирование сложного поведения и регулирование социальных действий. Обычно это называется исполнительной функцией.
  • Средняя часть мозга (в теменной доле, примерно сразу за границей лобной коры) участвует как в обработке движений (осязание), так и в координации движений (движения). Это не единственные области мозга, участвующие в этих процессах, но они являются главными действующими лицами.
  • Затылочная кора участвует в понимании — она состоит из множества различных слоев, каждый из которых обрабатывает отдельный компонент, участвующий в визуальном восприятии мира.
  • Височные доли широко обсуждаются в связи с их ролью в языке — в левом полушарии мозга расположены области Вернике и Брока, участвующие в восприятии и воспроизведении речи соответственно (это немного сложнее, чем кажется, но в целом концепция верна).
  • В мозге есть несколько других примечательных областей, в том числе базальные ганглии (совокупность областей, участвующих в выборе действий), гиппокамп (участвующие в обработке в памяти) и миндалевидные тела (участвующие в обработке страха). ).

Есть много других важных и увлекательных областей мозга, которые кажутся все более специализированными, в зависимости от того, как внимательно вы на них смотрите (например, нейрон «Бабушка / Дженнифер Энистон»), но изучение каждой из них выходит за рамки того, что мы можем прикрыть здесь. Важно отметить не столько то, откуда возникает каждое действие, сколько то, что каждое из них будет управляться несколькими компонентами мозга — никакая мысль или действие не являются островом.

К началу страницы

Разделы нейронауки

Существует множество различных направлений нейронауки — от вычислительной до фармакологической, молекулярной нейронауки и многого другого. Ниже мы объясним два наиболее распространенных направления: когнитивную и поведенческую нейробиологию.

Когнитивная неврология

Когнитивная неврология занимается научным изучением биологических субстратов, лежащих в основе когнитивных и психических процессов, и занимается такими вопросами, как то, как психологические/когнитивные функции отражаются нейронной активностью в мозге.

Типичными методами сбора данных, используемыми когнитивными нейробиологами, являются функциональная нейровизуализация (фМРТ, ПЭТ), электроэнцефалография (ЭЭГ), поведенческая генетика и исследования повреждений.

Поведенческая нейробиология

Поведенческая нейробиология (также известная как биопсихология), напротив, изучает влияние нервной системы на внимание, восприятие, мотивацию, производительность, обучение и память и их проявления в поведении человека. Исследования в области поведенческой нейробиологии сосредоточены на взаимодействии мозга и поведения в реальных или смоделированных средах.

Проверить: что такое нейропсихология?

Нервная система и мозг

Тело связано с мозгом через сложный конгломерат клеток и нервов, который передает данные туда и обратно между головным мозгом, спинным мозгом, органами и конечностями.
Головной и спинной мозг считаются центральной нервной системой (ЦНС), поскольку они интегрируют всю поступающую информацию от сенсоров и эффекторов и модулируют активность организма.

Напротив, периферическая нервная система (ПНС) включает соматические и автономные системы, ответственные за произвольный контроль скелетных мышц, а также за непроизвольную регуляцию функций организма, таких как частота сердечных сокращений, пищеварение, дыхание, реакция зрачков, мочеиспускание и половое возбуждение. .

Подробнее: Введение в симпатическую и парасимпатическую нервную систему

Хотя ПНС отличается от ЦНС, между этими двумя системами существует большое количество перекрестных помех. Поэтому может быть информативно изучить действие одной из систем, чтобы больше узнать о другой.

Основные концепции нейробиологии

По данным Общества нейробиологов, следующие «Основные концепции нейробиологии» являются основными принципами этой увлекательной дисциплины:

  1. Мозг — самый сложный орган тела.

  2. Нейроны общаются, используя как электрические, так и химические сигналы.

  3. Генетически детерминированные цепи составляют основу нервной системы.

  4. Жизненный опыт меняет нервную систему.

  5. Интеллект возникает, когда мозг рассуждает, планирует и решает проблемы.

  6. Мозг позволяет передавать знания посредством языка.

  7. Человеческий мозг наделяет нас естественным стремлением понять, как устроен мир.

  8. Фундаментальные открытия способствуют здоровому образу жизни и лечению болезней.

К началу страницы

Основные области исследований, в которых применяется нейробиология

Применение нейробиологии значительно расширилось в различных областях исследований. По данным Frontiers in Neuroscience, 10 ведущих областей исследований:

  • Психиатрия
  • Физиология
  • Науки о поведении
  • Фармакология, фармация
  • Биохимия, молекулярная биология
  • ПсихологияЭндокринология, обмен веществ
  • Радиология, ядерная медицина, медицинская визуализация
  • Офтальмология
  • Зоология
  • Иммунология
  • Гериатрия, геронтология

Это не значит, что нейробиология не повлияла на коммерческие приложения; в таких областях, как UX, взаимодействие человека и машины, поведение потребителей и нейромаркетинг. Все больше и больше коммерческих вариантов использования используют возможности нейронауки для получения конкурентного преимущества.

Подробнее: Потребительская неврология [Введение и примеры] Понимание поведения потребителей

Таким образом, нейробиология занимается всеми вопросами, связанными с действиями и операциями мозга — как до, так и во время, а также после завершения мысли или поведения.

Нейробиологи во всем мире постоянно стремятся к лучшему пониманию и знанию структур и функций мозга в сочетании с более надежными и достоверными методами исследования. Конечная цель которого состоит в том, чтобы обеспечить лучшее понимание того, кто мы есть, а также дать возможность здравоохранению и медицинской науке разработать новые методы и методы лечения для ослабления, противодействия или даже лечения заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона.

Несмотря на то, что сегодня проводится больше исследований в области неврологии, чем когда-либо прежде, мы все еще находимся в самом начале полного раскрытия масштабов того, на что на самом деле способен человеческий мозг.

В iMotions мы предоставляем основу для сбора многомерных поведенческих и когнитивных биосигналов, чтобы помочь расшифровать захватывающую сложность нервной системы человека и дать вам возможность ответить на вопросы исследований сегодняшнего и завтрашнего дня.

К началу страницы

Что такое неврология?

Неврология, иногда называемая нейронаукой, изучает нервную систему человека, то, как нервная система работает, как она структурирована и как развивается. Ученые, которые посвящают себя изучению неврологии, известны как нейробиологи. Подавляющее большинство нейробиологов сосредотачивают свои исследования на мозге и на том, как он влияет на когнитивные функции и поведение. Нейронаука не только стремится понять, как нервная система функционирует в нормальных условиях, но и как нервная система функционирует у людей, страдающих неврологическими, нервно-психическими расстройствами и нарушениями развития.

Три основные цели нейробиологии

По данным Общества нейробиологов (SfN), три основные цели нейробиологии:

  1. Понять человеческий мозг и то, как он функционирует
  2. Понять и описать, как работает центральная нервная система (ЦНС) развивается, взрослеет и поддерживает себя.
  3. Анализировать и понимать неврологические и психические расстройства, а также находить методы их предотвращения или лечения.

Достижения в области технологий в сочетании с расширением знаний о том, как работает мозг и нервная система, привели ко многим новым прорывам в области неврологии. Люди с черепно-мозговыми и спинномозговыми травмами, психическими расстройствами и заболеваниями головного мозга теперь являются бенефициарами некогда невообразимых научных достижений. То, что когда-то рассматривалось как научная фантастика, теперь находится в центре внимания основных научных исследований и медицинского вмешательства.

Исторически неврология считалась подразделением биологии. Сегодня это междисциплинарная наука, тесно связанная с другими дисциплинами, включая психологию, медицину, лингвистику, химию, философию, инженерию, математику и даже информатику. Некоторые исследователи до сих пор утверждают, что нейробиология — это то же самое, что и нейробиология, но нейробиология включает в себя гораздо больше.

Современные нейробиологи вовлечены в большее количество областей и исследований, чем когда-либо прежде. Они изучают не только клеточные аспекты нервной системы, но и функциональные, эволюционные, молекулярные, вычислительные и медицинские аспекты.

Краткая история нейронауки

Древние египтяне верили, что сердце является сосудом человеческого разума. Следовательно, когда они мумифицировали мертвые тела, они удаляли и выбрасывали мозг, но оставляли сердце внутри.

Только в 1700 г. до н.э. мозг стал центром внимания в отношении функций и интеллекта. Хирургический папирус Эдвина Смита , Древнеегипетские письмена о мозге, описывают симптомы, диагноз и вероятные исходы двух человек, получивших ранения головы. Это первая письменная запись, связывающая мозг с физическим здоровьем и функциями.

Алкмеон, ученик Пифагора, живший около 500 г. до н.э., писал, что человеческий мозг находится там, где находится разум, тем самым расширив понимание человеком мозга, включив в него мыслительные процессы. Несколько лет спустя Гиппократ подтвердил утверждение Алкмеона, заявив, что «мозг является вместилищем разума».

Несколько столетий спустя (384-322 гг. до н.э.) греческий философ и эрудит Аристотель бросил вызов постулату, установленному его предшественниками, когда он провозгласил, что человеческий мозг является механизмом тела для охлаждения крови, а сердце является вместилищем разума. Далее он предположил, что люди ведут себя более гуманно и рационально, чем животные, потому что наш больший мозг более эффективно охлаждает нашу кровь.

Только с изобретением микроскопа в 1590 году мы смогли глубже понять мозг и его связь с человеческими процессами.

Ранний итальянский врач, ученый и патологоанатом Гамилло Гольджи (1843–1926) был одним из первых современных исследователей, давших осмысленное понимание физиологии мозга. Используя соль хромата серебра, Гольджи смог показать, как выглядят отдельные нейроны. Основываясь на работах Гольджи, испанский патолог и нейробиолог Сантьяго Кахаль (1852-1919 гг. )34) предположил, что нейрон является наименьшей функциональной единицей мозга. За свою революционную работу и открытия Гольджи и Кахаль были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1906 году. и Эмиль дю Буа-Реймонд, немецкий врач и физиолог, значительно расширили понимание функций мозга, когда продемонстрировали электрическую возбудимость нейронов головного мозга. В частности, они показали, что на электрическое состояние соседних нейронов влияют электрически возбужденные нейроны.

Пока Мюллер, Хемгольц и Буа-Реймон делали свои открытия, французский врач и анатом Пьер Поль Брока, работая с людьми с повреждениями мозга, пришел к выводу, что мозг имеет несколько независимых областей, каждая из которых отвечает за разные функции человека.

Современная неврология

Наиболее значимые достижения и открытия в области нейробиологии произошли только после 1950-х годов. Успехи в неврологии после 1950 года были связаны с другими открытиями и прогрессом, достигнутым в смежных областях, таких как электрофизиология, вычислительная нейронаука и молекулярная биология. Новые технологии также способствовали развитию нашего понимания мозга, нервной системы и нейронауки. Теперь нейробиологи могут гораздо более эффективно изучать структуру, развитие, функции и расстройства нервной системы.

В начале 1980-х годов ученые, в том числе Донохью, профессор инженерии и неврологии в Университете Брауна, разработали технологии, которые позволили им точно определить, где происходит активность мозга, когда часть тела (рука, нога, палец и т. д.) движется. Их открытия привели к изобретению датчиков мозга.

В эксперименте, проведенном в 2004 году, Донохью и его коллеги использовали датчики мозга для мониторинга реакции мозга человека, который перенес тяжелую травму спинного мозга, в результате которой он был полностью парализован. Следя за датчиками мозга, они могли видеть активность мозга каждый раз, когда он думал о движении рук или ног, даже если его тело не могло производить движения.

В то время как нейробиологи обычно изучают несколько аспектов нейробиологии одновременно, нейробиология подразделяется на следующие отрасли в зависимости от областей исследования и предметов изучения.

  • Поведенческая неврология – попытки понять, как мозг влияет на поведение. Основное внимание уделяется биологическим основам поведения.
  • Cellular Neuroscience – фокусируется на изучении формы и физиологических свойств нейронов, составляющих мозг и нервную систему.
  • Аффективная нейронаука — использует исследования и эксперименты на животных для анализа того, как нейроны ведут себя по отношению к человеческим эмоциям.
  • Когнитивная неврология – это изучение и анализ когнитивных функций человека. Эта отрасль нейронауки основана на психологии, когнитивистике, лингвистике и нейробиологии. Существуют общие рамки для когнитивной нейробиологии. К ним относятся поведенческие/экспериментальные или вычислительные/моделирующие.
  • Клиническая неврология – изучение заболеваний нервной системы.
  • Вычислительная неврология – попытки понять, как мозг обрабатывает информацию. Изучение функций мозга проводится с использованием передового компьютерного моделирования и методов физики, математики и других вычислительных дисциплин.
  • Неврология развития – изучает развитие нервной системы на клеточном уровне.
  • Культурная неврология — изучает, как убеждения и другие культурные влияния со временем формируют мозг и гены.
  • Молекулярная неврология – попытки понять, как отдельные молекулы влияют на нервную систему.
  • Нейроинженерия — применение инженерных принципов и методов в попытке лучше понять, восстановить и улучшить нейронные системы.
  • Нейроинформатика — использует и анализирует данные, собранные во всех областях нейронных исследований, для лучшего понимания и лечения нервных и неврологических заболеваний. Нейроинформатика включает в себя анализ, расширенное моделирование и моделирование данных.
  • Нейровизуализация — это раздел медицинской визуализации, который фокусируется исключительно на головном мозге. Нейровизуализация используется для диагностики заболеваний головного мозга, изучения мозга и определения того, как мозг реагирует на различные действия.
  • Нейролингвистика – попытки лучше понять нейронные механизмы, влияющие на овладение, понимание и речь на языке.
  • Нейрофизиология – попытки лучше понять связь между функциями мозга и их влиянием на отдельные части тела. Использует физиологические методы, такие как стимуляция электродами, для анализа и изучения различных функций нервной системы.
  • Палеоневрология — использует анализ доисторических окаменелостей для изучения эволюции, развития и процессов мозга.
  • Социальная неврология – попытки понять, как биологические системы связаны с поведением и социальными взаимодействиями.
  • Системная неврология — отображает поток данных в центральной нервной системе (ЦНС) в попытке лучше понять работу и процессы ЦНС. Системная нейронаука использует собранную информацию и выводы для лучшего объяснения поведенческих функций.

Карьера в области неврологии

Обучение в области неврологии подготовит учащихся к целому ряду карьерных возможностей. Понимание функции и дисфункции мозга, опора нейробиологии, имеет решающее значение во многих областях, включая медицину, право, психологию, образование, инженерное дело и даже государственную политику. А поскольку неврология является междисциплинарной областью изучения, студенты учатся применять знания и концепции из множества различных дисциплин для решения сложных задач. Прохождение повышения квалификации в очень актуальной области предоставит студентам, изучающим неврологию, множество вариантов карьеры.

Традиционные профессии нейробиологов включают следующее:

  • Нейробиолог — это общее название для тех, кто изучает нервную систему.
  • Нейроанатом – человек, изучающий анатомию (строение) нервной системы.
  • Нейроанатом – человек, изучающий анатомию (строение) нервной системы.
  • Нейробиолог – изучает биологию нервной системы.
  • Нейрохимик — изучает нейрохимические вещества, включая нейротрансмиттеры и другие молекулы, такие как нейроактивные препараты, влияющие на функцию нейронов. Нейрохимики анализируют химию нервной системы.
  • Хирург-невролог – это врачи, выполняющие деликатные операции на головном мозге, позвоночнике и других отделах центральной нервной системы.
  • Хирург-невролог – это врачи, которые проводят деликатные операции на головном мозге, позвоночнике и других частях центральной нервной системы.
  • Невролог – это врачи, которые диагностируют и лечат заболевания нервной системы.
  • Невропатолог – это врачи или ученые (Phds), изучающие заболевания нервной системы.
  • Нейрофармаколог – медицинский работник и ученые, изучающие влияние лекарств на нервную систему и поведение.
  • Нейрофизиолог – изучает физиологию нервной системы.
  • Нейропсихолог – психологи, занимающиеся изучением взаимосвязей между мозгом и поведением, а также когнитивных функций.
  • Нейрофармаколог – медицинский работник и ученые, изучающие влияние лекарств на нервную систему и поведение.
  • Нейрорадиолог – использование технологий медицинской визуализации, включая МРТ, КТ, рентген и ангиографию, для диагностики заболеваний и нарушений нервной системы.
  • Психобиолог (биологический психолог) – применять принципы биологии (в частности нейробиологии) к изучению поведения.
  • Психиатр – врач, занимающийся диагностикой и лечением психических расстройств.
  • Медсестра отделения неврологии – медсестра, осуществляющая уход и лечение пациентов с неврологическими расстройствами. Эти специалисты обычно работают с другими специалистами в области неврологии, включая врачей.
  • Психофизик 902:30 – исследовать взаимосвязь между физическими раздражителями и восприятиями и ощущениями, на которые они влияют.
  • Техник-электроневродиагност – контролирует электрическую активность головного и спинного мозга.

В дополнение к профессиям, перечисленным выше, студенты-неврологи часто выбирают карьеру во многих других областях, включая аудиологию, профессиональную терапию, патологию речи, реабилитацию наркоманов, нейроэтологию, искусственный интеллект, нейропротезирование, нейронную инженерию, нейроэтику, образование, лингвистику и физиотерапию.