Рисунок нейрона: Нейрон рисунок (67 фото) » Рисунки для срисовки и не только

Запутанные отношения нейронов — все самое интересное на ПостНауке

Пирамидальные нейроны коры головного мозга человека. Рисунок Рамон-и-Кахаля, 1899 / Credit: Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid

«Я разрезал и препарировал лягушку… и, имея в виду совершенно другое, поместил её на стол, на котором находилась электрическая машина… при полном разобщении от кондуктора последней и на довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей начали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги. Другой же из них, который помогал нам в опытах по электричеству, заметил, как ему казалось, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра… Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями. Тогда я зажегся невероятным усердием и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нём скрытого».
Луиджи Гальвани. «Трактат о силах электричества при мышечном движении», 1791 год

Дифференциальный реотом Юлия Бернштейна, используемый им для измерения потенциалов действия. Из работы Бернштейна 1868 года «Archiv für die gesammte Physiologie des Menschen und der Thiere» 1: 173–207 / wikipedia commons

График генерации потенциала действия: схематический и реальный

Схема участия астроцитов в регуляции синаптической пластичности на примере мухи дрозофилы. Глутаматергический трехсторонний синапс – слева, аминергический трехсторонний синапс – справа. Сейчас подобные механизмы уже разобраны и для млекопитающих. Credits: Jackson, F. R. & Haydon, P. G. Glial cell regulation of neurotransmission and behavior in Drosophila. Neuron Glia Biol. 4, 11-17

Кортикальный гомункулус Уолтера Пенфилда. Графическая диаграмма с искаженными чертами тела указывает на области, в которых большая часть нейронов специализированы для определенной сенсорной и моторной функции / wikipedia commons

Результаты эксперимента по обнаружению «нейрона Дженифер Энистон». Разные фото актрисы вызывали активность регистрируемого нейрона.

Конфокальная микроскопия гиппокампа мыши, нейроны в белом цвете, белок микротрубочек Тау в красном, ядерный краситель в синем и AAV-вирусный вектор в зеленом. Credits: Gabriel Luna, Dr. Jennifer N. Rauch,, Dr. Kenneth S. Kosik / neuroart

Над материалом работали

Естественные науки

Журнал

Читать полностью

Новый тип поведения нейронов

18 декабря, 2017 13:49

Источник:

Полит. ру

Ученые из Уральского федерального университета исследовали сложный режим поведения нервных клеток с помощью новой математической модели, в которой учитываются случайные внешние воздействия на нейроны. Результаты исследования и предложенная модель могут быть полезны для более точных предсказаний реакции нейронов на разнообразные стимулы, в том числе на лекарственные препараты. Исследование поддержано грантом РНФ и опубликовано в журнале Physical Review E.

Поделиться

«Наш проект, проводимый в рамках гранта Российского научного фонда, посвящен анализу биологических систем, выраженных на математическом языке. Мы изучили и представили в виде математической модели то, как разные случайные воздействия меняют поведение нейронов», – рассказал доктор физико-математических наук Лев Ряшко, один из авторов исследования, профессор УрФУ.

Авторы работы изобрели новый метод 3D моделирования нейронов и использовали его, чтобы описать особый сложный тип поведения нейрона. Нервная клетка переходит из состояния покоя в состояние возбуждения, которое, в свою очередь, проявляется в разных формах. Возбуждение нейрона можно сравнить с пульсацией или мерцанием маяка, который ритмично вспыхивает и гаснет. Авторы работы обнаружили и исследовали неизвестный ранее сложный ритм возбуждения нейронов, который возникает при воздействии случайных факторов. В современных исследованиях по математическому моделированию нейронной динамики случайные факторы зачастую не принимаются в расчет. Поэтому на практике такие модели оказываются нерабочими и плохо предсказывают поведение нейронов.

«Обычно к случайным влияниям относятся не очень серьезно, как к насморку. Ведь человек все так же хорошо видит, слышит и ведет себя обычным образом. К случайным воздействиям (их еще называют случайными возмущениями) относятся как к простому искажению четкой картинки. Но в сложных процессах, которые наблюдаются в живых организмах, эти возмущения могут качественно менять поведение системы в целом. Студентам я всегда привожу такой пример: вы видите на экране телевизора зайца, из-за случайных воздействий может появиться рябь, “белый шум”, и картинка станет размытой. Вам будет плохо видно, какое у зайца выражение глаз, какие уши. Но при определенных влияниях и изменениях заяц вообще может превратиться в волка, а это уже качественно новая картинка. То же самое происходит и с нейронами. При определенных воздействиях их поведение полностью меняется. Так, например, даже малое случайное воздействие на нейрон, находящийся в состоянии покоя, может привести к резкому всплеску его активности, причем в сложной колебательной форме. Именно это наша модель и описывает», – объяснил Ряшко.

Поскольку нейроны находятся в неизолированной системе, на их активность влияет большое число факторов, в том числе температурные колебания, электромагнитные поля.

«Допустим, вы включили микроволновую печь, она дает излучение, оно носит случайный характер, что тоже может воздействовать на деятельность нейронов. Случайностями пронизана вся наша жизнь, мы в них живем, но иногда они радикально меняют наш путь», – пояснил Ряшко.

В своей работе ученые использовали методы компьютерного и математического моделирования, а также разработали специальную технику стохастической чувствительности. Она позволяет определять, будет ли нейрон реагировать на случайные воздействия и, если да, каким образом.

По словам ученых, результаты исследования и предложенная математическая модель будут особо полезны при изучении и лечении болезней и расстройств нервной системы, а также в области психологии и психиатрии. Так, например, понимание тонких механизмов влияния случайных воздействий на нейроны поможет создать новые, более эффективные препараты для лечения нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, Паркинсона, расстройств памяти и других заболеваний, затрагивающих широкие слои населения.

Теги

СМИ о Фонде, Математика, Спецпроект

Что такое нейрон? Диаграммы, типы, функции и многое другое

Нейроны, также известные как нервные клетки, отправляют и получают сигналы от вашего мозга. Хотя нейроны имеют много общего с другими типами клеток, они структурно и функционально уникальны.

Нейроны, также известные как нервные клетки, отправляют и получают сигналы от вашего мозга. Хотя нейроны имеют много общего с другими типами клеток, они структурно и функционально уникальны.

Специализированные отростки, называемые аксонами, позволяют нейронам передавать электрические и химические сигналы другим клеткам. Нейроны также могут получать эти сигналы через корневые расширения, известные как дендриты.

Исследование, проведенное в 2009 году, показало, что человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нейронов. Создание новых нервных клеток называется нейрогенезом. Хотя этот процесс не совсем понятен, мы знаем, что он намного активнее, когда вы эмбрион. Однако данные 2013 года свидетельствуют о том, что некоторый нейрогенез происходит во взрослом мозгу на протяжении всей нашей жизни.

По мере того, как исследователи получают представление как о нейронах, так и о нейрогенезе, многие также работают над выявлением связей с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Нейроны различаются по размеру, форме и структуре в зависимости от их роли и местоположения. Однако почти все нейроны состоят из трех основных частей: тела клетки, аксона и дендритов.

Тело клетки

Тело клетки, также известное как сома, представляет собой основную часть нейрона. Тело клетки содержит генетическую информацию, поддерживает структуру нейрона и обеспечивает энергию для деятельности.

Как и другие клеточные тела, сома нейрона содержит ядро ​​и специализированные органеллы. Он окружен мембраной, которая защищает его и позволяет ему взаимодействовать с ближайшим окружением.

Аксон

Аксон представляет собой длинную хвостообразную структуру. Он соединяется с телом клетки в специализированном соединении, называемом аксонным холмиком. Многие аксоны изолированы жирным веществом, называемым миелином. Миелин помогает аксонам проводить электрический сигнал.

Нейроны обычно имеют один главный аксон.

Дендриты

Дендриты представляют собой волокнистые корни, отходящие от тела клетки. Подобно антеннам, дендриты получают и обрабатывают сигналы от аксонов других нейронов. Нейроны могут иметь более одного набора дендритов, известных как дендритные деревья.

Их количество обычно зависит от их роли. Например, клетки Пуркинье представляют собой особый тип нейронов, находящихся в части мозга, называемой мозжечком. Эти клетки имеют высокоразвитые дендритные деревья, которые позволяют им получать тысячи сигналов.

Нейроны различаются по структуре, функциям и генетическому составу. Учитывая огромное количество нейронов, существуют тысячи различных типов, как и тысячи видов живых организмов на Земле.

Однако существует пять основных форм нейронов. Каждый сочетает в себе несколько элементов базовой формы нейрона.

• Мультиполярные нейроны. Эти нейроны имеют один аксон и отходящие от него симметричные дендриты. Это наиболее распространенная форма нейронов в центральной нервной системе.
• Униполярные нейроны. Эти нейроны, обычно встречающиеся только у беспозвоночных, имеют один аксон.
• Биполярные нейроны. Биполярные нейроны имеют два отростка, отходящих от тела клетки. На конце одной стороны находится аксон, а на другой стороне дендриты. Эти типы нейронов в основном находятся в сетчатке глаза. Но их также можно найти в частях нервной системы, которые помогают функционированию носа и ушей.
• Пирамидные нейроны. Эти нейроны имеют один аксон, но несколько дендритов, образующих пирамидальную форму. Это самые крупные нейронные клетки, которые в основном находятся в коре головного мозга. Кора — это часть мозга, отвечающая за сознательные мысли.
• Нейроны Пуркинье. Нейроны Пуркинье имеют несколько дендритов, отходящих веером от тела клетки. Эти нейроны являются тормозными нейронами, то есть они выделяют нейротрансмиттеры, которые удерживают другие нейроны от возбуждения.

С точки зрения функции ученые подразделяют нейроны на три основных типа: сенсорные, моторные и интернейроны.

Сенсорные нейроны

Сенсорные нейроны помогают вам:

• ощущать вкус
• обоняние
• слышать
• видеть
• чувствовать вещи вокруг вас

Сенсорные входы запускаются вашей физической и химической средой. Звук, прикосновение, тепло и свет являются физическими входами. Запах и вкус являются химическими входами.

Например, ступая по горячему песку, вы активируете сенсорные нейроны на подошвах ног. Эти нейроны посылают сообщение в ваш мозг, который заставляет вас осознавать жару.

Моторные нейроны

Моторные нейроны участвуют в движении, включая произвольные и непроизвольные движения. Эти нейроны позволяют головному и спинному мозгу связываться с мышцами, органами и железами по всему телу.

Моторные нейроны бывают двух типов: нижние и верхние. Нижние двигательные нейроны передают сигналы от спинного мозга к гладким мышцам и скелетным мышцам. Верхние двигательные нейроны передают сигналы между головным и спинным мозгом.

Например, когда вы едите, нижние двигательные нейроны спинного мозга посылают сигналы гладким мышцам пищевода, желудка и кишечника. Эти мышцы сокращаются, что позволяет пище двигаться по пищеварительному тракту.

Интернейроны

Интернейроны — это нервные посредники, находящиеся в головном и спинном мозге. Это самый распространенный тип нейронов. Они передают сигналы от сенсорных нейронов и других интернейронов к двигательным нейронам и другим интернейронам. Часто они образуют сложные цепи, которые помогают вам реагировать на внешние раздражители.

Например, когда вы прикасаетесь к чему-то острому, например к кактусу, сенсорные нейроны на кончиках ваших пальцев посылают сигнал интернейронам спинного мозга. Некоторые интернейроны передают сигнал моторным нейронам в вашей руке, что позволяет вам отвести руку. Другие интернейроны посылают сигнал в центр боли в вашем мозгу, и вы испытываете боль.

Нейроны посылают сигналы, используя потенциалы действия. Потенциал действия представляет собой сдвиг потенциальной электрической энергии нейрона, вызванный потоком заряженных частиц внутрь и наружу мембраны нейрона. Когда генерируется потенциал действия, он переносится по аксону к пресинаптическому окончанию.

Потенциалы действия могут запускать как химические, так и электрические синапсы. Синапсы — это места, где нейроны могут передавать эти электрические и химические сообщения между собой. Синапсы состоят из пресинаптического окончания, синаптической щели и постсинаптического окончания.

Химические синапсы

В химическом синапсе нейрон высвобождает химические мессенджеры, называемые нейротрансмиттерами. Эти молекулы пересекают синаптическую щель и связываются с рецепторами постсинаптического окончания дендрита.

Нейротрансмиттеры могут вызвать реакцию в постсинаптических нейронах, заставляя их генерировать собственный потенциал действия. В качестве альтернативы они могут предотвращать активность постсинаптических нейронов. В этом случае постсинаптический нейрон не генерирует потенциал действия.

Электрические синапсы

Электрические синапсы могут только возбуждать. Эти синапсы образуются, когда два нейрона соединяются щелевым соединением. Эта щель намного меньше, чем химический синапс, и состоит из ионных каналов, которые помогают передавать положительный электрический сигнал.

Из-за того, как эти сигналы распространяются, сигналы проходят через электрические синапсы гораздо быстрее, чем через химические. Однако эти сигналы могут уменьшаться от одного нейрона к другому. Это делает их менее эффективными при передаче повторяющихся сигналов.

Хотя исследования, проведенные в прошлом веке, продвинули наше понимание нейронов, мы все еще многого не понимаем.

Например, до недавнего времени исследователи считали, что образование нейронов происходит у взрослых в области мозга, называемой гиппокампом. Гиппокамп участвует в памяти и обучении.

Но исследование 2018 года показало, что производство нейронов в гиппокампе фактически падает после рождения. Это означает, что во взрослом возрасте там практически не создаются новые нейроны.

Эксперты сочли это открытие неудачей с точки зрения использования нейрогенеза для лечения таких заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Эти состояния являются результатом как повреждения нейронов, так и их гибели.

Однако все еще есть надежда, что нейральные стволовые клетки можно будет использовать для создания новых нейронов. По данным Национального института неврологических расстройств и инсульта, нервные стволовые клетки могут производить новые нейроны. Но исследователи все еще пытаются выяснить, как лучше всего использовать эти стволовые клетки для производства определенных типов нейронов в лабораторных условиях.

Если это удастся сделать, эти нервные клетки можно будет заменить теми, которые утрачены в результате старения, повреждений и болезней.

Текущие клинические испытания

В настоящее время проводится множество клинических испытаний для проверки использования вновь созданных нервных клеток. Например, этот предназначен для людей, перенесших ишемический инсульт.

Кроме того, в исследовании 2019 года использовались флуоресцентные зонды для наблюдения за активностью нервных клеток мышей в реальном времени. Эта технология может быть использована для картирования активности мозга, выявления проблем, приводящих к неврологическим расстройствам, и развития искусственного интеллекта.

Образовательные ресурсы

Хотите узнать, как много вы узнали сегодня? Используйте приведенные ниже ресурсы, чтобы проверить себя (или своих учеников) по анатомии и различным типам нейронов.

• Учебное пособие по анатомии нейрона
• Викторина по анатомии нейрона
• Учебное пособие по типам нейронов
• Викторина по типам нейронов

Поделитесь на PinterestПроверьте себя по анатомии нейрона!

Клетки нервной системы называются нейронами. Они состоят из трех отдельных частей, включая тело клетки, аксон и дендриты. Эти части помогают им отправлять и получать химические и электрические сигналы.

Хотя существуют миллиарды нейронов и тысячи разновидностей нейронов, их можно разделить на три основные группы в зависимости от функции. Это двигательные нейроны, сенсорные нейроны и интернейроны.

Мы еще многого не знаем о нейронах и их роли в развитии определенных заболеваний мозга. Но в настоящее время ведется множество исследовательских проектов и клинических испытаний, чтобы попытаться найти эти ответы.

Насладитесь чудесными рисунками отца нейробиологии | Искусство и культура

Это пирамидальный нейрон, названный так по пирамидальному телу в центре этого рисунка, из коры головного мозга человека. Этот самый внешний слой мозга интегрирует информацию от органов чувств, управляет движениями и является центром высших функций мозга, таких как сознание. На своем рисунке Кахаль придает ветвям или дендритам разный вес, чтобы показать, как нейрон расширяется в трехмерном пространстве. Вполне вероятно, что это своего рода идеализированный портрет пирамидального нейрона, синтез многих наблюдений.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

На этом рисунке Кахаль приблизил шипы или крошечные выступы, торчащие из дендритов пирамидного нейрона. Другие ученые думали, что эти структуры были артефактами метода окрашивания, но Каджал доказал, что они реальны. Он правильно предположил, что они были точкой контакта, где дендриты получают сигналы от других нейронов.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

На этом рисунке изображены звездчатые астроциты, разновидность глиальных клеток. Кахаль наблюдал за этим изображением в человеческом мозгу через три часа после его смерти. Буквы — это метки, которые будут соответствовать ключу при публикации изображения. Центральный астроцит имеет классическую форму, другой (А) оборачивается вокруг нейрона (а), а третий (В) делится надвое. Четвертый (Е) ухудшается по мере отмирания ткани.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

На этой диаграмме показаны слои клеток сетчатки. Кахаль выяснил, как свет, попадающий на чувствительные клетки в слоях B, C и D, будет кодироваться как электрические сигналы, которые затем будут проходить через другие слои и, наконец, в мозг. Закрашенные исправления не будут видны в книге или научной статье, в которой Кахаль намеревался опубликовать этот рисунок.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

На этом рисунке Кахаль исследует лабиринт внутреннего уха, в том числе структуры, которые помогают людям сохранять равновесие и слышать. Нейроны (А и В) посылают информацию в мозг.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Одним из ключевых открытий Кахаля было то, что нейроны — это отдельные клетки. Этот рисунок иллюстрирует это понимание: здесь темные аксоны удаленных нейронов охватывают и охватывают желтые нейроны в стволе мозга. Эти так называемые чашечки Хельда являются крупнейшими синапсами — словом, обозначающими связи между нейронами — в головном мозге.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Этот рисунок иллюстрирует второе фундаментальное открытие Кахаля о направлении потока информации через сигнальные нейроны. Здесь набор различных нейронов в коре головного мозга отмечен стрелками, которые показывают, как между ними проходят сигналы.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Эти каплевидные клетки не похожи на типичные нейроны, потому что они повреждены и находятся в процессе дегенерации. Кахаль сосредотачивается только на вздутых клеточных телах, но демонстрирует «забавное чувство юмора», делая их похожими на плавающих пингвинов (самая большая капля). «Действительно ли Кахаль видел пингвина, когда смотрел в свой микроскоп?» пишет Ньюман. «Трудно сказать, поскольку Кахаль обычно рисовал по памяти, а не прослеживал конкретные клетки, которые он видел».
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

На обложке книги изображен Кахаль, изображающий нейрон Пуркинье из мозжечка человека — части мозга, которая помогает поддерживать вертикальное положение тела и равновесие. Многие ответвления дендритов нейрона Пуркинье не излучают, как другие нейроны, а вместо этого распространяются в двух измерениях, «как ручной веер», пишет Ньюман. Нейроны Пуркинье человека имеют более сложные дендритные ветви, чем клетки других животных.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Эти изображения являются культовыми для всех, кто окунул палец в обширный и загадочный бассейн нейронауки: тонкий ветвящийся узор исходит от маленького черного пятна и окружает его. Разная толщина линий намекает на трехмерную структуру, которую описывает рисунок, напоминающую дерево с голыми ветвями зимой. Это рисунки нейронов испанского нейроанатома Сантьяго Рамона-и-Кахаля.

За пять десятилетий работы Кахаль (1852-1935) создал более 2900 рисунков, подробно описывающих архитектуру нервной системы. Бесчисленные часы пристального наблюдения помогли ему понять эти рисунки и понять две фундаментальные истины нейроанатомии. Во-первых, он пришел к выводу, что мозг состоит из множества отдельных клеток, называемых нейронами, а не из паутиноподобной структуры слившихся клеток (мнение многих его современников). Во-вторых, электрические сигналы, генерируемые этими клетками, проходят через нейроны в одном направлении: разветвленные дендриты принимают импульс, передают его к основному телу клетки, а затем по своим аксонам — длинным отросткам, которые могут соединять отдаленные части мозга.

За свою работу Кахаль разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1906 года с Камилло Гольджи, итальянцем, который изобрел метод окрашивания тканей, используемый Кахалем для наблюдения за отдельными нейронами. Невероятно, но прошли десятилетия, прежде чем другие исследователи смогли подтвердить его взгляды на структуру и функции мозга. Теперь его называют отцом современной неврологии.

«Он был гением и великим ученым, который мог видеть то, что другие не могли видеть», — говорит Эрик Ньюман, нейробиолог из Миннесотского университета, соредактор новой книги о 9-летнем Кахале. 0159 Красивый мозг: рисунки Сантьяго Рамона-и-Кахала с коллегами Альфонсо Араке и Джанет М. Дубински, также нейробиологами из университета. Их книга содержит более 80 рисунков Кахаля и является дополнением к передвижной выставке, которая откроется 28 января в Художественном музее Вейсмана в Миннеаполисе.

Прекрасный мозг: рисунки Сантьяго Рамона-и-Кахала

Как показывают книга и шоу, Кахаль был искусным художником, а его наблюдательность сделала его титаном в истории науки.

Невероятная красота рисунков Кахаля проистекает из запутанных требований нейронной биологии и метода темного окрашивания Гольджи, который Кахаля усовершенствовал, но его работа содержит нечто большее. Многие изображения настолько информативны, что до сих пор используются на занятиях по нейробиологии. «Его рисунки до сих пор остаются лучшими», — говорит Ньюман. «Они иллюстрируют так много ключевых моментов». Даже современные технологии визуализации не могут превзойти элегантность, с которой Cajal соединил форму и функциональность.

Книга разделена на четыре основных раздела. Первый представляет собой зверинец различных типов клеток мозга, от обильных ветвящихся нейронов Пуркинье, которые удерживают тело в вертикальном положении и уравновешивают, до редких нейронов, которые регулируют мышечные сокращения, которые продвигают пищу по кишечнику.

Во втором разделе показано, как эти многочисленные клетки объединяются для создания сенсорных систем. Здесь изображения Кахаля исследуют, как мозг и органы чувств воспринимают и обрабатывают запахи, образы и звуки. Третий раздел включает в себя рисунки нейронов, работающих вместе в цепях, выстраивая пути, которые соединяют разные части мозга или приводят к определенному поведению. В последнем разделе исследуются изображения клеток, растущих, делящихся и умирающих.

Ньюман написал подписи к изображениям. «От одного рисунка к другому я пытаюсь рассказать историю, чтобы люди могли узнавать о неврологии во время чтения», — говорит он. Но его объяснения далеки от дидактики; вместо этого история нервной системы разворачивается убедительно, в немалой степени облегченной визуальным наслаждением работы Кахала.

«Некоторые рисунки мы выбрали прежде всего из-за их красоты, — говорит Ньюман. Затем команде пришлось погрузиться в журналы Кахаля и оригинальные научные статьи, чтобы лучше понять контекст и значение каждого рисунка.

В книгу также включено эссе Ларри В. Суонсона, нейробиолога из Университета Южной Калифорнии, и еще одно, написанное в соавторстве с Линделом Кингом, директором и главным куратором Художественного музея Вейсмана, и Эриком Химмелем, главным редактором Абрамс Букс, издательство.

Суонсон углубляется в жизнь и научные достижения Кахаля, называя его «очаровательным, многомерным, невероятным персонажем». Кинг и Химмель исследуют его искусство и методы. Оба эссе основаны на автобиографии этого человека, Воспоминания о моей жизни .

Четыре автопортрета, сделанные Кахалем, когда ему было 34 года, 1886 год.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Автопортрет, сделанный Кахалем в его библиотеке, когда ему было за тридцать.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Автопортрет, сделанный Кахалем в его лаборатории в Валенсии, когда ему было немного за тридцать, ок. 1885 г.
Предоставлено Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC

Родившийся в 1852 году в маленьком городке на северо-востоке Испании, Кахаль описывал себя как бедного студента, застенчивого и необщительного, пишет Суонсон. В молодом возрасте он страстно рисовал и хотел стать художником. Его отец, местный врач, хотел, чтобы он стал врачом. Эти двое помирились, когда Кахаль обнаружил, насколько его очаровало человеческое тело, а его отец увидел, насколько превосходны его рисунки для обучения анатомии. Кахаль посещал местную медицинскую школу.

После того, как малярия, заразившаяся во время службы в армии, сделала Кахала слишком слабым, чтобы стать практикующим врачом, он обратился к гистологии, микроскопическому изучению тканей тела. У него также был талант к поэтическому объяснению: Кахаль писал, что гистология открыла ему «жужжание беспокойного улья, которое есть у всех нас внутри». В самодельной лаборатории у себя дома он оттачивал свое мастерство. Визит к Гольджи в Италию познакомил его с методом на основе серебра, который окрашивает несколько случайных нейронов в глубокий черный цвет, что послужило основой для его рисунков.

Кахаль часто анализировал наблюдения сотен нейронов, чтобы нарисовать единственную элегантную структуру в своем окончательном изображении. Кинг и Химмель используют один из его автопортретов, чтобы представить его типичный день: Кахаль сидит за столом с несколькими микроскопами, подперев голову рукой и глядя на зрителя. Полки с химическими веществами в стеклянных бутылках и испачканная ткань на столе свидетельствуют об окрашивании тканей животных, в том числе кроликов, лягушек и голубей, а также тканей человеческих трупов.

Эссеисты объясняют, что Кахаль мог смотреть в микроскоп перед собой и делать наброски на небольшой поверхности для рисования сбоку. Они пишут:

Он может начать рисовать карандашом, а затем пройтись по нему тушью, добавляя чернильные размывки или акварель для тональных областей. Часто он проводил утро у микроскопа, вообще не делая набросков, а днем ​​рисовал по памяти, возвращаясь к микроскопу, чтобы подтвердить и пересмотреть свои наблюдения; мы можем видеть следы процесса в затемненных областях, которые его не устраивали.

Этот трудоемкий процесс стал ключом к открытиям Кахаля. «Можно утверждать, что он был просто гораздо лучшим наблюдателем и мог интерпретировать то, на что смотрел под микроскопом», — говорит Ньюман.

Для Ньюмана работа Кахаля имеет особое значение. Собственные исследования Ньюмана сосредоточены на ненейронных клетках мозга, называемых глией. Традиционно эти клетки считались пассивными поддерживающими клетками, второй скрипкой после нейронов. Только в последние годы эта идея была опровергнута. Глиальные клетки являются основными игроками, которые стимулируют и сокращают связи между нейронами, помогают модулировать передачу сигналов нейронов и регулируют кровоток в мозге. В качестве еще одного примера своей проницательности Кахаль признал важность глиальных клеток более века назад.

«На самом деле он предположил, что многие из функций глиальных клеток, которые, как мы сейчас выясняем, верны», — говорит Ньюман.

Книга завершается заключительным эссе Дубинского, в котором представлены и поясняются изображения мозга и его структур, созданные с помощью современных технологий и опубликованные сегодня в научных журналах. К ним относятся мышь Brainbow с нейронами, флуоресцирующими примерно 100 различными цветами, и цифровая реконструкция самого конца аксона, основанная на электронных сканирующих микроскопах и экспериментах по идентификации белков, наполненная химическими мессенджерами, ожидающими выхода и отправки. информацию в следующую ячейку. Их разноцветное великолепие подчеркивает правильность действий Кахала, а также то, насколько далеко продвинулось понимание ученых с тех пор.

Даже те, кто стесняется науки, могут оценить визуальное великолепие рисунков Кахаля и то, насколько подробно они проливают свет на тайны мозга, которые могут казаться такими же устрашающими, как и сама вселенная.