Нейробиология что изучает: Что изучает современная нейробиология и какие методы использует? |

Содержание

Что изучает современная нейробиология и какие методы использует?

В первую очередь, стоит упомянуть о том, что нейробиология является одной из отраслей биологии. Эта наука изучает строение, физиологию и основные функции мозга. Основные объекты изучения — нейроны.

Как развивалась нейробиология?

Когнитивная нейробиология как наука зародилась между 19 и 20 веками. Среди отцов-основателей этой области: Г. фон Гельмгольц, Э. Дюбуа-Реймон, К. Бернар и другие. Эти ученые смогли доказать электрический характер сигналов, которые передаются нервными волокнами. В 60-е годы ХХ века история нейробиологии пополнилась открытием ряда компонентов, среди которых были: фосфотазы, ферменты, многочисленные G-белки.

Современные методы нейробиологии используют микроэлектроды, чтобы зафиксировать активность нейронов. Какие интересные факты о мозге удалось открыть нейробиологам?

Префронтальная кора мозга — всему голова. Мы знаем, что когда в мозг поступает новая информация, задействуются все его отделы. Особенное участие в этом принимает и префронтальная кора головного мозга, которая сначала принимает поступающую информацию извне, а затем отдает сигналы в нейронную сеть. Команды могут быть разного характера: действия, суждения, планирование, предвидение и другие.

Переформатирование подросткового мозга. Миелин — особое вещество, которое сопутствует созданию новых нейронных связей, практически перестает выделяться к 7 годам. И вновь его повышенная выработка начинается в период полового созревания. Это — следствие эволюции, когда в этот период мозг человека переформатировался и настраивался на поиск лучшего партнера. Наши древние предки нередко для того, чтобы найти себе пару, отправлялись на поиски в другие племена и были вынуждены постигать новые обычаи и новую культуру.

Электрический мозг. Если взять одну нейронную клетку и измерить ее электрический заряд, а затем умножить на количество нейронов, которое располагается в среднестатистическом мозге человека, то уровень напряжения окажется больше, чем у разряда грозовой молнии. У мозга есть собственные волны внимания — это бета-волны. Их можно наблюдать на ЭЭГ во время решения человеком сложных задач, требующих повышенной концентрации. Альфа, тета и дельта-волны отражают состояние расслабления и рассеянного фокуса: от усталости до глубокого сна.

Многозадачность пожирает мозг. Наш мозг изначально не приспособлен к режиму многозадачности. И только небольшой процент людей действительно имеет способность работать над несколькими задачами одновременно, не нанося себе, при этом вред. Если говорить простым языком, то многозадачность вызывает психологический дискомфорт, нарушает работу памяти и мешает сконцентрироваться.

А что требуется для того, чтобы развивать мозг?

Живое общение. Лобные доли, отвечающие за обучение, практически не задействуются при телефонных разговорах. Зато их повышенная активность наблюдается во время личного общения.
Мелкая моторика. Мозг включается, когда человек занимается вещами, которые требуют повышенной моторики: это может быть вышивание, приготовление пищи, игра на музыкальных инструментах и пр.
Тренировки. Постоянно формируя новые нейронные связи и давая мозгу знания, мы не даем ему застояться. Наши основные когнитивные функции развиваются и нам становится проще усваивать и запоминать новую информацию, концентрироваться на главных вещах и проявлять гибкость в мышлении.

что это такое, примеры работ, перспективы, недостатки, особенности, исследования

Так называют науку, которая изучает устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы. Все это нейробиология. Без нее никуда, когда заходит речь не только о проблемах общества, но и современных типах заболеваний.

Изучение поведения является также разделом нейробиологии, которая всё сильнее проникает в сферы психологии и другие науки. Нервная система, присущая многим живым существам, представляет особенный интерес для науки ввиду ее возможного улучшения, сложной схемы работы и прямого влияния на жизнь людей. Прорывы в сфере нейробиологии позволят нам решить проблемы старения, психологических расстройств, душевных болезней, работы мозга и многого другого: в том числе и заглянуть в тайны работы нервной системы человека.

Самое обсуждаемое по теме Нейробиология

Пока все наблюдают за Илоном Маском в Твиттере, команда Neuralink (также детище миллиардера) продолжает работу над усовершенствованием мозговых имплантатов. Ранее Илон Маск сообщил об успешном вживлении чипа в мозг обезьяны, благодаря чему последняя играла на компьютере и даже включала телевизор силой мысли. Напомним, что компания разрабатывает интерфейсы для мозговых чипов, которые, по ее словам, призваны помочь пациентам с ограниченными возможностями снова двигаться и общаться. Осуществить задуманное компании помогают животные, особенно обезьяны – на недавно опубликованных видео подопытная мысленно управляет курсором на мониторе, нажимая на кнопки виртуальной клавиатуры. До сих пор Neuralink тестировала устройство на овцах, свиньях и приматах но, по словам главы компании, через полгода готова приступить к испытаниям на людях. Новейшая разработка позволит печатать на компьютере и телефоне силой мысли, без использования рук.

Наркоз, если говорить научным языком — это искусственно вызванное состояние торможения ЦНС, в результате которого пациент засыпает, теряет сознание, происходит расслабление его мышц, а также снижение или отключение некоторых рефлексов. Вместе с тем теряется болевая чувствительность. Наркоз, как известно, используют для людей и животных. Но, как выяснили ученые, он также действует на растения. Казалось бы, они и так не двигаются и не имеют нервных окончаний, как в таком случае может проявляться действия наркоза? Напомню, что существуют растения, способные двигаться. К таким относится мухоловка, кизил канадский, мимоза стыдливая и некоторые другие. На таких видах ученым и удалось обнаружить действия наркоза. Надо сказать, что впервые влияние анестетиков было обнаружено еще в XIX веке. Тогда для эксперимента ученые использовали диэтиловый эфир (обеспечивает местное обезболивание) на мимозе стыдливой. Это растение опускает листья в результате прикосновений, но диэтиловый эфир обездвижил растение. Теперь же ученым удалось выяснить как именно влияет наркоз на растения.

По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире от нарушений зрения страдает около 2,2 миллиардов человек. В большинстве случаев решить проблему можно при помощи очков, контактных линз или несложных операций по восстановлению зрения. Однако, бывают и тяжелые случаи, когда человек полностью теряет возможность видеть окружающий мир. Недавно российские ученые провели испытания нейроимпланта ELVIS, который захватывает картину окружающего мира при помощи двух камер и передает эту информацию прямо в головной мозг. В тестировании принял участие шестилетний самец павиана — обезьяна из семейства мартышковых. После установки всей системы, он хоть и не смог видеть на все 100%, но различал очертания предметов и людей. Российские ученые считают, что нейроимплант ELVIS можно будет устанавливать в организмы людей уже в 2027 году.

Выращивание органов — это перспективная технология, которая позволяет людям не ждать донорских частей тела для пересадки в случае серьезных болезней. Благодаря ей, медики могут вырастить искусственный мочевой пузырь или другой несложный орган, пересадить его в организм человека и спасти ему жизнь. Выращенные искусственным образом органы принято называть органоидами. Помимо получения донорских органов, ученые используют эту технологию для изучения разных болезней человека и изобретения методов их лечения. Наука постоянно развивается и недавно немецким ученым в очередной раз удалось пробиться вперед и вырастить в лаборатории небольшой головной мозг. Результат оказался настолько хорошим, что впоследствии на сложном органе начали развиваться настоящие глаза. Звучит как что-то сложное и это действительно так. Однако, весь процесс выращивания головного мозга можно объяснить простыми словами.

В прошлом году специалисты из Google и Гарвардского университета создали первую 3D-карту мозга плодовой мушки. На ней можно увидеть 20 миллионов синапсов, которые связывают между собой 25 миллионов нейронов. Четверть мозга плодовой мушки, нанесенные на карту, стали важной работой в области нейронаук коннектомики, которая изучает структурные связи мозга. Теперь же ученым удалось визуализировать (пусть и крохотный) участок человеческого мозга. Это стало возможным благодаря изъятию мозговой ткани в ходе операции на мозге 45-летней женщины, страдавшей от эпилепсии. Причиной операции стала неэффективность лекарственных препаратов, поэтому хирургам пришлось также удалить здоровые сегменты мозга. Нередко пациенты решают пожертвовать извлеченный материал в исследовательских целях, что и произошло в ходе нового исследования. И все же, самое потрясающее в этой новости заключается в том, что один кубический миллиметр ткани, или один пиксель на МРТ, можно рассмотреть в максимальной детализации онлайн.

Как-то раз, выйдя из дома в красной куртке, я попала под дождь. Так произошло и в следующий раз, стоило мне одеться так же и выйти на улицу. Выходит, каждый раз, когда на мне красная куртка, идет дождь? Разумеется, нет. Но наше мышление устроено таким образом, что может сыграть с нами злую шутку – теперь каждый раз, когда я надеваю красную куртку, я беру с собой зонт. В этом нет совершенно никакого смысла, так почему же я продолжаю ассоциировать верхнюю одежду определенного цвета с дождем? Ответ на этот вопрос, как ни странно, берет начало в 1975 году, когда исследователи из Стэндфордского университета провели ряд увлекательных экспериментов, пытаясь понять, как формируются наши убеждения. Пригласив группу студентов, ученые вручили им пары предсмертных записок, одна из которых была написана случайным человеком, другая – человеком, который впоследствии покончил с собой, а затем попросили отличить подлинные записки от поддельных. Результаты научной работы оказались удивительны и впоследствии были подтверждены множеством других исследований.

Ученые из американского штата Калифорния создали технологию, которая позволяет людям писать текстовые сообщения силой мысли. Они вживили в голову человека несколько чипов, которые считывают активность его мозга и преобразуют ее в рукописный текст на экране. Считается, что такая технология вернет парализованным людям возможность общаться со своими родственниками и окружающим миром в целом. На самом деле, эта технология уже не нова, однако раньше испытуемые могли печатать только около 40 знаков в минуту, в то время как средняя скорость печати на клавиатуре за такое время составляет 190 символов. Новая версия технологии почти вдвое увеличила этот показатель, а в будущем исследователи намерены сделать печать слов силой мысли молниеносным процессом. Давайте разберемся как все это работает — как всегда, максимально понятно и без сложных терминов.

Всем нам кажется, что мы осознаем собственную смертность. Но это – очередная иллюзия, искусно созданная мозгом. Еще в 2019 году израильские ученые выяснили, что на самом деле мы не верим в то, что умрем. Наш мозг воспринимает уход из жизни как нечто, что происходит только с другими, стремясь защититься от мыслей о неизбежности кончины. И все же на Земле существуют люди, которые ежедневно сталкиваются со смертью и изучают ее. О последних предлагаю поговорить подробнее, ибо повод уж очень подходящий. Как показали результаты исследования американских ученых, по меньшей мере через сутки после смерти в коре человеческого мозга наблюдается экспрессия генов – процесс преобразования наследственной информации от гена в белок или РНК (функциональный продукт). По сути, часть генов в мозге становится активнее, усиливая рост клеток. О том, что представляют собой «зомби-гены» и почему их необходимо учитывать в посмертных исследованиях тканей мозга, а также при изучении неврологических и психических заболеваний, рассказываем в этой статье.

В 2016 году глава Tesla Илон Маск (Elon Musk) объявил об открытии компании Neuralink. Она занимается созданием технологии для подключения человеческого мозга к компьютеру и дела у нее, судя по всему, идут весьма неплохо. В конце 2020 года компания «чипировала» свинью и смогла проследить за активностью ее мозга при помощи компьютера. При этом животное чувствовало себя хорошо, то есть как минимум свиньям эта технология не вредит. Недавно выяснилось, что компания Neuralink пошла дальше и смогла установить чип в головной мозг обезьяны. По словам Илона Маска, животное чувствует себя прекрасно и благодаря технологии может играть в видеоигры при помощи своего разума и даже включать телевизор. В будущем компания хочет внедрить чип в голову другой особи и сделать так, чтобы обезьяны смогли соревноваться друг с другом в виртуальном теннисе.

Основатель компаний Tesla и SpaceX Илон Маск (Elon Musk) занимается не только разработками в сфере электрических автомобилей и аэрокосмической техники. В 2016 году он открыл компанию Neuralink, главная цель которой — создание полноценного нейроинтерфейса, связывающего человеческий мозг с компьютером. Вот уже два года подряд он проводит презентации, в рамках которых рассказывает, каких успехов успели достичь специалисты компании. С момента проведения мероприятия в 2019 году, исследователи уменьшили размеры чипа и количество электродов, которые присоединяются к мозгу. А это значит, что устройство стало менее заметным и более безопасным для установки. Чтобы показать, как оно выглядит, насколько хорошо работает и в каких целях может использоваться, представители Neuralink подключили устройство к мозгу свиньи. Выбор пал именно на это животное, потому что оно очень похоже на человека и «тоже любит поесть».

Неврология: обзор, история, основные разделы

Нейробиологи сосредотачиваются на мозге и его влиянии на поведение и когнитивные функции, или на то, как люди думают.

Они также исследуют, что происходит с нервной системой, когда у людей есть неврологические, психические расстройства и расстройства развития нервной системы.

Нейробиолог может специализироваться в самых разных областях, от нейроанатомии до нейропсихологии. Исследования в этой области могут улучшить наше понимание как мозга, так и тела, того, как они работают, и проблем со здоровьем, которые на них влияют.

Поделиться на PinterestНеврология фокусируется на нервной системе, которая влияет на каждую часть тела и разума.

Неврология — это междисциплинарная наука, которая тесно сотрудничает с другими дисциплинами, такими как математика, лингвистика, инженерия, информатика, химия, философия, психология и медицина.

Нейробиологи изучают клеточные, функциональные, поведенческие, эволюционные, вычислительные, молекулярные, клеточные и медицинские аспекты нервной системы. Существуют различные области, которые сосредоточены на разных аспектах, но они часто пересекаются.

Исследователи могут изучить активность мозга у людей с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера. Используемые инструменты включают сканирование МРТ и компьютеризированные 3-D модели. Они могут проводить эксперименты с использованием образцов клеток и тканей.

Результаты могут привести к разработке новых лекарств. Некоторые нейробиологи занимаются лечением пациентов.

Нейронаука влияет на многие, если не на все, функции человека, но она также способствует лучшему пониманию широкого спектра распространенных заболеваний.

К ним относятся:

Синдром Дауна
Расстройства Autistic Spectrum (ASD)
ADHD
.
расстройства иммунной системы, такие как рассеянный склероз

Более глубокое понимание неврологических факторов может помочь в разработке лекарств и других стратегий лечения и профилактики этих и многих других проблем со здоровьем.

Древние греки были одними из первых, кто начал изучать мозг. Они пытались понять роль мозга и то, как он работает, и объяснить нервные расстройства.

Согласно статье в Scientific American, Аристотель, греческий философ, выдвинул теорию о том, что мозг является механизмом охлаждения крови.

Пьер Поль Брока (1824-1880) был французским врачом, хирургом и анатомом. Он работал с пациентами с повреждениями головного мозга. Он пришел к выводу, что разные области мозга участвуют в определенных функциях.

Часть мозга, известная как зона Брока, отвечает за некоторые речевые и другие функции. Повреждение этой области при инсульте может привести к афазии Брока, когда человек уже не может производить точную или связную речь.

В XIX веке фон Гемгольц, немецкий врач и физик, измерил скорость, с которой нервные клетки производят электрические импульсы.

В 1873 году Гамильо Гольджи, итальянский врач, патолог и ученый, использовал соль хромата серебра, чтобы увидеть, как выглядят нейроны.

В начале 20-го века Сантьяго Рамон-и-Кахаль, испанский патолог, гистолог и нейробиолог, выдвинул гипотезу о том, что нейроны представляют собой независимые единицы нервных клеток.

В 1906 году Гольджи и Кахаль совместно получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за свою работу и классификацию нейронов в головном мозге.

С 1950-х годов исследования и практика в современной неврологии достигли больших успехов, что привело к развитию методов лечения инсульта, сердечно-сосудистых заболеваний, рассеянного склероза (РС) и других заболеваний.

Научные разработки позволили нейробиологам изучить структуру, функции, развитие, аномалии и способы изменения нервной системы.

Аффективная неврология : Исследования показывают, как нейроны ведут себя по отношению к эмоциям.

Поведенческая неврология : Это исследование того, как мозг влияет на поведение.

Клиническая неврология : Медицинские специалисты, такие как неврологи и психиатры, изучают расстройства нервной системы на основе основных результатов неврологии, чтобы найти способы их лечения и предотвращения. Они также ищут способы реабилитации тех, кто подвергся неврологическим повреждениям. Клинические нейробиологи рассматривают психические заболевания как расстройства головного мозга.

Когнитивная неврология : изучает то, как мозг формирует и контролирует мысли, а также нейронные факторы, лежащие в основе этих процессов. Во время исследований ученые измеряют активность мозга, пока люди выполняют задания. Эта область объединяет неврологию с когнитивными науками психологии и психиатрии.

Вычислительная неврология : Ученые пытаются понять, как мозг вычисляет. Они используют компьютеры для имитации и моделирования функций мозга, а также применяют методы математики, физики и других вычислительных областей для изучения функций мозга.

Культурная неврология : В этой области изучается взаимодействие между культурными факторами и геномными, нейронными и психологическими процессами. Это новая дисциплина, которая может помочь объяснить различия в показателях здоровья между разными группами населения. Выводы также могут помочь ученым избежать культурных предубеждений при разработке экспериментов.

Неврология развития : Здесь рассматривается, как мозг и нервная система растут и изменяются с момента зачатия до взрослой жизни. Собранная информация помогает ученым лучше понять, как развиваются и развиваются неврологические системы. Это позволяет им описывать и понимать ряд нарушений развития. Это также дает представление о том, как и когда регенерируются нервные ткани.

Молекулярная и клеточная неврология : Ученые изучают роль отдельных молекул, генов и белков в функционировании нервов и нервной системы на молекулярном и клеточном уровне.

Нейроинженерия : Исследователи используют инженерные методы, чтобы лучше понять, заменить, восстановить или улучшить нервные системы.

Нейровизуализация : Это направление медицинской визуализации, основное внимание в котором уделяется мозгу. Нейровизуализация используется для диагностики заболеваний и оценки состояния головного мозга. Это также может быть полезно при изучении мозга, того, как он работает и как различные виды деятельности влияют на мозг.

Нейроинформатика : Эта область предполагает сотрудничество ученых-компьютерщиков и нейробиологов. Эксперты разрабатывают эффективные способы сбора, анализа, обмена и публикации данных.

Нейролингвистика : Специалисты исследуют, как мозг позволяет нам усваивать, сохранять, понимать и выражать язык. Он помогает логопедам разрабатывать стратегии помощи детям с нарушениями речи или людям, которые хотят восстановить речь, например, после инсульта.

Нейрофизиология : Здесь рассматривается, как мозг и его функции связаны с различными частями тела, а также роль нервной системы от субклеточного уровня до целых органов. Это помогает ученым понять, как работает человеческое мышление, и дает представление о нарушениях, связанных с нервной системой.

Нейронаука — это новая и важная область, затрагивающая все аспекты того, как люди двигаются, думают и ведут себя. В 2007 году было подсчитано, что аномальные неврологические состояния затрагивают до 1 миллиарда человек во всем мире.

Люди, которые приходят в эту профессию, должны иметь интерес к естественным наукам и математике. Большинство нейробиологов начинают с получения степени бакалавра в области неврологии, а затем получают докторскую степень.

Те, кто хочет заниматься клинической работой и лечить пациентов, также должны сначала пройти обучение на врача (MD) и пройти медицинскую ординатуру. Они также должны сдать экзамен на получение медицинской лицензии в США.

Затем они могут получить постдокторскую стипендию, например, в лаборатории, чтобы пройти дополнительное обучение, прежде чем подавать заявление о приеме на работу.

По данным Бюро статистики труда США, средняя годовая зарплата ученого-медика, включая нейробиологов, в 2016 году составляла 80 530 долларов. Заработная плата варьировалась от 57 000 долларов до 116 840 долларов.

Нейронаука: обзор, история, основные разделы

Нейробиологи сосредотачиваются на мозге и его влиянии на поведение и когнитивные функции или на то, как люди думают.

Поделиться на PinterestНеврология фокусируется на нервной системе, которая влияет на каждую часть тела и разума.

Неврология влияет на многие, если не на все, функции человека, но она также способствует лучшему пониманию широкого спектра распространенных заболеваний.

К ним относятся:

Синдром Дауна
Расстройства Autistic Spectrum (ASD)
ADHD
.
нарушения иммунной системы, такие как рассеянный склероз

Более глубокое понимание неврологических факторов может помочь в разработке лекарств и других стратегий для лечения и предотвращения этих и многих других проблем со здоровьем.

В 1873 году Гамильо Гольджи, итальянский врач, патологоанатом и ученый, использовал соль хромата серебра, чтобы увидеть, как выглядят нейроны.

С 19В 50-х годах исследования и практика в современной неврологии достигли больших успехов, что привело к развитию методов лечения инсульта, сердечно-сосудистых заболеваний, рассеянного склероза (РС) и других состояний.

Аффективная неврология : Исследования показывают, как нейроны ведут себя по отношению к эмоциям.

Поведенческая неврология : Это исследование того, как мозг влияет на поведение.

Когнитивная неврология : Здесь рассматривается, как мозг формирует и контролирует мысли, а также нейронные факторы, лежащие в основе этих процессов. Во время исследований ученые измеряют активность мозга, пока люди выполняют задания. Эта область объединяет неврологию с когнитивными науками психологии и психиатрии.

Нейрофизиология : Здесь рассматривается, как мозг и его функции связаны с различными частями тела, а также роль нервной системы, от субклеточного уровня до целых органов. Это помогает ученым понять, как работает человеческое мышление, и дает представление о нарушениях, связанных с нервной системой.