Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Нейробиология

Нейробиология — наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы. Изучение поведения является также разделом нейробиологии.

Изучение человеческого мозга является междисциплинарной наукой и включает в себя много уровней изучения, от молекулярного до клеточного уровня (отдельные нейроны), от уровня относительно небольших объединений нейронов до уровня больших систем, таких как кора головного мозга или мозжечок, а также на самом высоком уровне — уровне нервной системы в целом.

Нейробиологов несведущие люди часто путают с психологами[1]. Нейробиология связана также с нейрофизиологией, которая изучает особенности протекания физиологических процессов в мозге человека и порождаемое ими изменение в высшей нервной деятельности.

История[править | править код]

Основная статья: История нейронаук
Иллюстрация из книги «Анатомия Грея» (1918), показывающая боковой обзор человеческого мозга с изображением гиппокампа среди других нейроанатомических признаков

Самое раннее исследование нервной системы относится к Древнему Египту. Трепанация, хирургическая практика для сверления, либо выскабливание дыры в черепе с целью лечения головных болей и психических расстройств, для снятия внутричерепного давления, была впервые записана во время неолита. Рукописи, датируемые 1700 годом до н. э., указывают на то, что египтяне имели некоторые познания о симптомах повреждения мозга[2].

В то время мозг называли «черепной начинкой». В Египте, начиная с позднего Ближнего царства Египта[уточнить], мозг регулярно удалялся в рамках подготовки к мумификации. В то время считалось, что сердце является местом интеллекта. Согласно Геродоту, первый шаг мумификации состоял в том, чтобы «взять кривую железку и вместе с ней вывести мозг через ноздри, тем самым избавиться от его части, в то время как череп очищался от остальных частей путем ополаскивания различными настойками»[3].

Представление о том, что сердце было источником сознания, не оспаривалось до появления врача Гиппократа. Он считал, что мозг не только связан с ощущением, как и большинство специализированных органов (например, глаза, уши, язык), которые расположены в голове около мозга, но и также является местом интеллекта. Платон также предположил, что мозг был местом рациональной части души[4]. Аристотель, однако, считал, что земля была центром интеллекта и что мозг регулировал количество тепла, исходимого от сердца[5]. Это мнение считалось правильным до тех пор, пока врач Гален, последователь Гиппократа и врач гладиаторов, не заметил, что его пациенты теряли свои умственные способности, когда наносили урон их мозгу. Абу-ль-Касим аз-Захрави, Ибн Рушд, Авицeнна, Абу Марван Ибн Зухр, и Маймонид, действовавшие в средневековом мусульманском мире, описали ряд медицинских проблем, связанных с мозгом. В эпоху Ренессанса в Европе Андреас Везалий (1514—1564), Рене Декарт (1596—1650) и Томас Уиллис (1621—1675) также внесли свой вклад в развитие нейробиологии.

Метод Гольджи впервые позволил визуализировать отдельные нейроны

В первой половине XIX века Жан Пьер Флоренс начал экспериментальный метод проведения локализованных поражений головного мозга у живых животных, описывающих их влияние на моторику, чувствительность и поведение. Исследования мозга стали более изощренными после изобретения микроскопа и разработки процедуры окрашивания Camillo Golgiduring[неизвестный термин] конца 1890-х годов. В процедуре использовалась соль хромата серебра, чтобы выявить сложные структуры отдельных нейронов. Его техника была использована Сантьяго Рамоном-и-Кахалем и привела к формированию доктрины нейронов[неизвестный термин], гипотезы о том, что функциональной единицей мозга является нейрон[6]. Гольджи и Рамон-и-Кахал получили общую Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1906 году за их обширные наблюдения, описания и категоризации нейронов по всему мозгу. В то время как новаторская работа Луиджи Гальвани в конце 1700-х годов заложила основу для изучения электрической возбудимости мышц и нейронов. В конце XIX века Эмиль дю Буа-Реймонд, Йоханнес Петер Мюллер и Герман фон Гельмгольц продемонстрировали, что электрическое возбуждение нейронов предсказуемо повлияло на электрическое состояния соседних нейронов[7], а Ричард Катон обнаружил электрические явления в полушариях головного мозга кроликов и обезьян.

Параллельно с этим исследованием, работая с поврежденными мозгами пациентов, Поль Брока предполагал, что определённые области мозга ответственны за определённые функции. В то время выводы Брока рассматривались как подтверждение теории Франца Джозефа Галла о том, что речь локализована и что определённые психологические функции локализованы в определённых областях коры головного мозга[8][9]. Эту гипотезу подтверждали наблюдения эпилептических пациентов, проведенные Джоном Хьюлингсом Джексоном, который правильно вывел организацию двигательной коры, наблюдая за прогрессированием судорог через тело. Карл Вернике далее развил теорию специализации конкретных структур мозга в понимании и производстве речи. Современные исследования с помощью методов нейровизуализации по-прежнему используют анатомические определения цитоархитектонических полей Бродмана (ссылаясь на изучение структуры клетки) с этой эпохи, продолжая показывать, что отдельные области коры активируются при выполнении конкретных задач[10].

В течение XX века нейробиология стала признаваться как самостоятельная академическая дисциплина сама по себе, а не как исследования нервной системы в других дисциплинах. Эрик Кандел и соавторы процитировали Дэвида Риоха, Фрэнсиса О. Шмитта и Штефана Куффлера[11]. Риох начал интеграцию основных анатомических и физиологических исследований с клинической психиатрией в Институте исследований армии Вальтера Рида, начиная с 1950-х годов. В течение того же периода Шмитт основал исследовательскую программу по нейробиологии в отделе биологии Массачусетского технологического института, объединив в себе биологию, химию, физику и математику. Первый автономный отдел нейробиологии (затем называемый психобиологией) был основан в 1964 году в Калифорнийском университете Ирвином Джеймсом Л. МакГогом. Затем последовал отдел нейробиологии Гарвардской медицинской школы, основанный в 1966 году Штефаном Куффлером.

Понимание нейронов и функции нервной системы становилось все более точным и молекулярным в течение XX века. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которую они назвали «потенциалами действия», и как они инициируются и распространяются. В 1961—1962 годах Ричард Фитцхью и Дж. Нагумо упростили модель Ходжкина-Хаксли в так называемой модели Фицхью-Нагумо. В 1962 году Бернард Кац смоделировал нейропередачу через пространство между нейронами, известное как синапс. Начиная с 1966 года Эрик Кандел и соавторы изучили биохимические изменения в нейронах, связанных с обучением и хранением памяти в Aplysia. В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модели Морриса-Лекара. Такая все более количественная работа привела к появлению многочисленных моделей биологических нейронов.

Взаимосвязь когнитивной психологии и нейробиологии[править | править код]

Существует точка зрения[Чья?], согласно которой когнитивная психология и нейробиология в настоящее время развиваются параллельно, активно взаимодействуя друг с другом, но со временем когнитивная психология будет полностью редуцирована к нейробиологии. На основании теоретических и исторических аргументов ряд учёных и философов подвергает сомнению подобную возможность редукции когнитивной психологии к нейробиологии. При этом часть из них[кто?], отстаивая теоретический и практический приоритет когнитивной психологии, утверждает, что достижения нейробиологии полностью иррелевантны по отношению к когнитивным моделям психики[12].

Канадский ученый Дональд Хебб в работе The Organization of Behaviour (1949) изложил широкое теоретическое видение, охватывающее многие аспекты нейробиологии[13].

Книги о нейробиологии понятным языком[править | править код]

Профессор Дубынин вдохновлен успехом своего курса лекций «Мозг и потребности» и решает написать книгу о нейробиологии поведения. Он утверждает, что биологические потребности являются основой нашей психической деятельности, постоянно мотивируя нас к различным действиям и помогая достигать поставленных целей. Эти потребности, будь то краткосрочные или долгосрочные, оказывают влияние на различные сферы жизни, такие как экономика, наука, искусство и история. Автор книги, раскрывая темы голода, любопытства, страха, агрессии, любви, заботы о потомстве, стремления к лидерству, свободы и радости движения, стремится помочь читателям лучше понять свой собственный мозг и тело. Он описывает, как использовать встроенные природой механизмы и программы нервной системы, чтобы раскрыть и реализовать свой потенциал.

В своей книге знаменитый приматолог и нейробиолог Роберт Сапольски подробно и хронологически рассматривает множество факторов, влияющих на поведение человека и природу хороших или плохих поступков. Он объясняет, как работает наш мозг и какие функции выполняют различные его части, такие как миндалина и лобная кора. Автор также исследует, почему островок вызывает неприязнь, почему у лондонских таксистов увеличен гиппокамп, и как связаны длины указательного и безымянного пальцев с уровнем внутриутробного тестостерона. Он также обсуждает различия между подростками, детьми и взрослыми с точки зрения нейробиологии, а также исследует вопросы о существовании "чистых" альтруистов, разнице между прощением и примирением, и наличии свободы воли. Кроме того, автор рассматривает, как сложные социальные связи влияют на наше поведение и принятие решений. Это лишь небольшая часть вопросов, которые рассматриваются в этой обширной работе известного ученого.

В книге автор исследует причины различной способности людей сопротивляться соблазнам. Он основывается на самых свежих научных данных и утверждает, что люди, которым трудно устоять перед искушениями, имеют физиологические и биохимические отличия от тех, кто не испытывает таких проблем. Генетические особенности влияют на распределение и функционирование нейромедиаторов - веществ, регулирующих работу мозга. Нарушения могут проявляться по-разному: некоторым людям постоянно не хватает ощущения удовольствия, в то время как другие испытывают сильные ощущения от приятных вещей и не могут им противостоять. Однако результат одинаковый: «животная» часть мозга - лимбическая система, которая стремится получить удовольствие здесь и сейчас, часто преобладает над «умной» зоной - префронтальной корой, которая помнит, что мгновенное удовольствие может угрожать долгосрочным планам. В книге представлено множество тестов, которые позволяют предположить, какие системы в мозге работают неправильно, хотя результаты тестов не позволяют сделать окончательные выводы о наличии «плохих» вариантов «генов самоконтроля» и о влиянии факторов окружающей среды. В последней части книги представлены рекомендации о том, как эффективно сопротивляться соблазнам и достигать долгосрочных целей, несмотря на проблемы с самоконтролем.

В книге «Мозг: тайны и загадки» автор Елена Белова рассказывает о том, что мы многое не знаем о нашем теле, особенно о самом сложном его органе - мозге. В ней описывается история цыпленка, который смог выжить без головы в течение полутора лет, пока не погиб в результате случайности. Это событие показывает, что мозг - орган, о котором мы знаем мало. Книга предоставляет доступ к информации, которая ранее была доступна только врачам и студентам медвузов. В ней можно узнать, почему серое вещество называется именно серым, как кофе влияет на наш организм, почему алкоголь мешает нам говорить членораздельно, а также почему мы через месяц после экзамена уже почти ничего не помним.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Фрит К. Мозг и душа. Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир Архивная копия от 7 октября 2014 на Wayback Machine. Пер. с англ. — М.: Corpus, 2012. C. 17.
  2. ↑ Mohamed W. The Edwin Smith Surgical Papyrus: Neuroscience in Ancient Egypt. IBRO History of Neuroscience (2008). Дата обращения: 6 июля 2014. Архивировано из оригинала 6 июля 2014 года.
  3. ↑ Herodotus. The Histories: Book II (Euterpe) (неопр.).
  4. ↑ Plato. Timaeus (неопр.).
  5. ↑ Finger, Stanley. Origins of Neuroscience: A History of Explorations into Brain Function (англ.). — 3rd. — New York: Oxford University Press, 2001. — P. 3—17. — ISBN 0-19-514694-8.
  6. ↑ Guillery, R. Observations of synaptic structures: origins of the neuron doctrine and its current status (англ.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci : journal. — 2005. — June (vol. 360, no. 1458). — P. 1281—1307. — doi:10.1098/rstb.2003.1459. — PMID 16147523. — PMC 1569502.
  7. ↑ Neuroscience - New World Encyclopedia (англ.). www.newworldencyclopedia.org. Дата обращения: 16 июня 2017. Архивировано 12 июня 2017 года.
  8. ↑ Greenblatt S. H. Phrenology in the science and culture of the 19th century (англ.) // Neurosurg : journal. — 1995. — Vol. 37, no. 4. — P. 790—805. — doi:10.1227/00006123-199510000-00025. — PMID 8559310.
  9. ↑ Bear MF; Connors BW; Paradiso M. A. Neuroscience: Exploring the Brain (неопр.). — 2nd. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. — ISBN 0-7817-3944-6.
  10. ↑ Kandel ER; Schwartz JH; Jessel T. M. Principles of Neural Science (неопр.). — 4th. — New York: McGraw-Hill Education, 2000. — ISBN 0-8385-7701-6.
  11. ↑ Cowan, W.M.; Harter, D.H.; Kandel, E.R. The emergence of modern neuroscience: Some implications for neurology and psychiatry (англ.) // Annual Review of Neuroscience : journal. — 2000. — Vol. 23. — P. 345—346. — doi:10.1146/annurev.neuro.23.1.343. — PMID 10845068.
  12. ↑ Tony Stone and Martin Davies. CHAPTER 20. THEORETICAL ISSUES IN COGNITIVE PSYCHOLOGY // Cognitive Psychology (англ.) / Edited by Nick Braisby and Angus Gellatly. — 2nd Revised edition. — Oxford University Press, 2012. — P. 674. — 744 p. — ISBN 978-0-19-923699-2.
  13. ↑ Маслэнд, 2022, с. 157.

Литература[править | править код]

  • Филиппов Д. С., Касьянов Е. Д. Вскрытие мозга: нейробиология психических расстройств // М.: АСТ, 2019. — 224 с. ISBN 978-5-17-118728-6.
  • Дубынин В. А., Добрякова Ю. В., Танаева К. К. Нейробиология и нейрофармакология материнского поведения // М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. — 191 с. ISBN 978-5-87317-950-3.
  • Кудрявцева Н. Н. Нейробиология агрессии: мыши и люди // Новосибирск: Наука-Центр, 2013. — 271 с., илл. ISBN 978-5-9554-0028-4.
  • Шеперд Г. Нейробиология. В двух томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1987.
  • Фрит К. Мозг и душа. Пер. с англ. — М.: Corpus, 2012.
  • Donald O. Hebb The Organization of Behaviour // 1949. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-36727-7.
  • Руни Энн. Мозг. От древних мифов к нейробиологии / в переводе А. С. Макояна // М.: АСТ, 2020. — 208 с. ISBN 978-5-17-114755-6.
  • Свааб Д. Ф. Wij zijn ons brein. Van baarmoeder tot Alzheimer / в переводе Д. В. Сильвестрова, под ред. И. Г. Кравцова: Мы — это наш мозг. От матки до Альцгеймера // М.: ИД Ивана Лимбаха, 2019. — 544 с. ISBN 978-5-89059-198-2.
  • Десалл Роб. Чувства. Нейробиология сенсорного восприятия / в переводе Т. Землеруб // М.: КоЛибри, 2021. — 368 с. ISBN 978-5-389-16547-2.
  • Маслэнд, Ричард. Masland R. H. / в переводе И. Евстигнеевой, под ред. О. В. Агеенковой: Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия = We Know It When We See It: What the Neurobiology of Vision Tells Us About How We Think. — М.: Альпина Паблишер, 2022. — 304 с. — ISBN 978-5-9614-7248-6.

Ссылки[править | править код]

Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Нейробиология&oldid=1187049336