Нейробиология творчества, или как научить мозг генерировать идеи. Нейробиология: Что происходит с мозгом, когда мы учимся

Ответ на вопрос, что изучает нейробиология, довольно краток. Нейробиология – это отрасль биологии и наука, изучающая строение, функции и физиологию мозга. Само название данной науки говорит, что главными объектами изучения служат нервные клетки – нейроны, из которых состоит вся нервная система.

• Из чего состоит мозг помимо нейронов?
• История развития нейробиологии
• Нейробиологические методы исследования

Из чего состоит мозг помимо нейронов?

В строении нервной системы помимо собственно нейронов принимают ещё участие разнообразные клеточные глии, на долю которых приходится большая часть объёма мозга и других участков нервной системы. Глии предназначены для обслуживания и тесного взаимодействия с нейронами, обеспечивая их нормальное функционирование и жизнедеятельность. Поэтому современная нейробиология мозга изучает также нейроглии, и их разнообразные функции по обеспечению нейронов.

История развития нейробиологии

Современная история развития нейробиологии как науки началась с цепочки открытий на рубеже 19-20 веков:

1. Представители и сторонники основанной в первой половине XIX века Й.-П. Мюллером немецкой школы физиологии (Г. фон Гельмгольц, К. Людвиг, Л. Герман, Э. Дюбуа-Реймон, Ю. Бернштейн, К. Бернар и пр.) смогли доказать электрический характер передаваемых нервными волокнами сигналов.
2. Ю. Бернштейн в 1902 году предложил мембранную теорию, описывающую возбуждение нервной ткани, где определяющая роль отводилась ионам калия.
3. Его современник Е. Овертон в том же году открыл, что натрий необходим для генерации возбуждения в нерве. Но современники не оценили по достоинству работ Овертона.
4. К. Бернар и Э.Дюбуа-Реймон предположили, что мозговые сигналы передаются через химические вещества.
5. Российский учёный В.Ю.Чаговец чуть раньше опубликования мембранной теории Бернштейна выдвинул в 1896 году собственную ионную теорию возникновения биоэлектрических явлений. Он также экспериментально подтвердил, что электрический ток оказывает раздражающее физико-химическое действие.
6. У истоков электроэнцефалографии стоял В.В. Правдич-Неминский, который в 1913 году смог впервые зафиксировать с поверхности черепа собаки электрическую активность её мозга. А первую запись человеческой электроэнцефалограммы удалось сделать в 1928 году австрийскому психиатру Г. Бергеру.
7. В исследованиях Э.Хаксли, А.Ходжкина и К.Коула были раскрыты механизмы возбудимости нейронов на клеточном и молекулярном уровне. Первый в 1939 году смог измерить, как при возбуждении мембраны гигантских аксонов кальмара меняется её ионная проводимость.
8. В 60-е годы в институте физиологии АН УССР под руководством ак. П.Костюка были впервые зарегистрированы ионные токи в момент возбуждения мембран нейронов позвоночных и беспозвоночных животных.

Затем история развития нейробиологии пополнилась открытием многих компонентов, принимающих участие в процессе внутриклеточной сигнализации:

• фосфатазы;
• киназы;
• ферменты, участвующие в синтезе вторичных посредников;
• многочисленные G-белки и другие.

В работе Э.Нэера и Б.Сакмана были описаны исследования одиночных ионных каналов в мышечных волокнах лягушки, которые активировались ацетилхолином. Дальнейшее развитие методов исследования позволило изучить активность всевозможных одиночных ионных каналов, имеющихся в клеточных мембранах. В последние 20 лет в основы нейробиологии стали широко внедряться методы молекулярной биологии, что позволило понять химическое строение различных белков, участвующих в процессах внутриклеточной и межклеточной сигнализации. С помощью электронной и усовершенствованной оптической микроскопии, а также лазерных технологий стало возможным изучение основ физиологии нервных клеток и органелл на макро- и микроуровнях.

Видео о нейробиологии – науке о мозге:

Нейробиологические методы исследования

Теоретические методы исследования в нейробиологии головного мозга человека во многом опираются на изучение ЦНС животных. Человеческий мозг является продуктом длительной общей эволюции жизни на планете, которая началась в архейский период и продолжается до сих пор. Природа перебрала бесчисленные варианты устройства ЦНС и составляющих её элементов. Так, подмечено, что нейроны с отростками и протекающие в них процессы у человека остались точно такими же, как у намного более примитивных животных (рыб, членистоногих, рептилий, амфибий и т. д.).

В развитии нейробиологии последних лет всё чаще используются прижизненные срезы головного мозга морских свинок и новорожденных крысят. Часто употребляется нервная ткань, культивированная искусственно.

Что же могут показать современные методы нейробиологии? Прежде всего, это механизмы работы отдельных нейронов и их отростков. Чтобы зарегистрировать биоэлектрическую активность отростков или самих нейронов, используются особые приёмы микроэлектродной техники. Она, в зависимости от задач и предметов исследования, может выглядеть по-разному.

Чаще всего используется два вида микроэлектродов: стеклянные и металлические. Для последних часто берётся вольфрамовая проволока толщиной от 0,3 до 1 мм. Чтобы зафиксировать активность одиночного нейрона, микроэлектрод вставляется в манипулятор, способный очень точно продвигать его в мозге животного. Манипулятор может работать отдельно или будучи прикреплённым к черепу объекта в зависимости от решаемых задач. В последнем случае устройство должно быть миниатюрным, поэтому получило название микроманипулятора.

Регистрируемая биоэлектрическая активность зависит от величины радиуса кончика микроэлектрода. Если этот диаметр не превышает 5 микронов, то становится возможным регистрировать потенциал единичного нейрона, если при этом кончик электрода приблизится к исследуемой нервной клетке примерно на 100 микрон. Если у кончика микроэлектрода вдвое больший диаметр, то фиксируется одновременная активность десятков или даже сотен нейронов. Также широко распространены микроэлектроды, изготовленные из стеклянных капилляров, диаметры которых колеблются в пределах от 1 до 3 мм.

Что интересного Вы знаете о нейробиологии? Что Вы думаете об этой науке? Расскажите об этом в комментариях .

Изображение нейрона, 2005

Дэниэл Сигел - один из тех нейроученых-визионеров, благодаря которым практика внимательности не просто была признана в современном западном обществе, но помогла создать новые области знаний, среди котрых - межличностная нейробиология. В этом интервью Патти де Льоса (Patty de Llosa) он рассказывает о том, что наше “Я” всегда неразрывно связано с теми многими “МЫ”, частью которых мы являемся. А также о том, как медитация позволяет нам менять качество нашей жизни и наших отношений, изменяя свой мозг.

Перевод © Практика внимательности

Ум - сам себе хозяин, он может сам

Из Ада сделать Рай, из Рая сделать Ад.

- Джон Мильтон . Потерянный рай.

Доводилось ли вам когда-либо, пусть даже предчувствуя недоброе, задуматься о том, где находится ваш внутренний «центр управления» - в сложной биомеханике вашего мозга или на широких просторах вашего сознания? Это всегда казалось мне столь же непостижимым, как и вопрос, что было раньше, курица или яйцо. Но исследования нейропластичности мозга меняют то, как учёные привыкли думать о связи мозга и сознания. Хотя уже не первый год известно, что мозг - это физическая основа сознания, главная загадка нейронауки состоит в том, как сознание изменяет физические структуры мозга.

В течение нескольких последних десятилетий благодаря таким методам визуализации, как ПЭТ (Позитронно-эмиссионная томография) и МРТ (Магнитно-резонансная томография), ученые могут наблюдать процессы, которые происходят в мозге, когда мы спим, работаем, принимаем решения или действуем, в том числе и с учётом разных ограничений, которые накладывает на нас болезнь, несчастный случай или война.

Сантьяго Рамон-и-Кахаль. Рисунок нейрона, 1899

Настоящий прорыв в методах визуализации позволил доктору Джеффри Шварцу (Jeffrey Schwartz) задать двадцать лет назад вопрос: какой внутренний опыт формируется благодаря нейронной активности, которую можно зафиксировать на сканах мозга? И что ещё более важно: как мы можем использовать научные открытия, связывающие определенный внутренний опыт с работой мозга, для того чтобы привнести структурные изменения в нашу повседневную жизнь?»

Сейчас Шварц - психиатр-исследователь в медицинской школе при Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе и автор книги «Ум и Мозг» (The Mind&The Brain). Практик буддийской медитации, он разработал форму терапии, которая восстанавливает нарушенные химические связи между элементами в нейронном контуре мозга, связанном с обсессивно-компульсивным расстройством. (Обсессивно-компульсивное расстройство личности - это яркий пример патологических процессов в мозге, когда навязчивые мысли можно увидеть на МРТ).

Он говорил своим пациентам: «Чувство сомнения - это ложное сообщение, которое происходит из-за заклинивания передачи сигналов в мозге». И они учились по-другому думать о своих навязчивых мыслях: они тренировались регулярно переключать своё внимание таким образом, чтобы действовать не на автопилоте, а осознанно, и это активировало новые контуры в их мозге.

Он не только изобрел новый способ лечения психического заболевания, но также предоставил неопровержимые доказательства того, что ум может контролировать химию мозга - переключение внимания буквально перепрограммировало мозг, и практика внимательности помогла людям лучше контролировать свою жизнь.

На другом фронте тысячелетнюю науку медитации исследовал пионер созерцательной нейронауки из Висконсинского университета в Мэдисоне. При сотрудничестве с Далай-Ламой он делал МРТ тибетским монахам во время таких медитативных практик, как визуализация, однонаправленная концентрация и медитация сострадания. «Мозг может изменяться под воздействием простой тренировки ума, которая пришла к нам из великих мировых религиозных традиций, - говорит Дэвидсон. - Мозг, больше чем любой другой орган нашего тела, ориентирован на изменения в ответ на новый опыт».

Когда Далай-Ламу спросили, какую наибольшую выгоду он рассчитывал получить от этого исследования, Его Святейшество ответил: «Тренируя свой ум, люди могут стать более спокойными - особенно те, кто страдает от слишком сильных эмоциональных взлётов и падений. Таков вывод из этих исследований буддийской тренировки ума. Я не стремлюсь пропагандировать буддизм, но я думаю о том, как использовать буддийскую традицию на благо общества. Конечно, как буддисты, мы всегда молимся за всех чувствующих существа. Но мы только лишь человеческие существа, и самое важное, что вы можете сделать - это тренировать свой собственный ум».

Отношения меняют мозг

Мозг человека

Я поинтересовалась у доктора Дэниела Сигела, основателя новой области - межличностной нейробиологии, как меняется наш мозг, когда мы взаимодействуем друг с другом. Он посвятил более двадцати лет изучению глубокого влияния, которое оказывает на нас окружающие люди. Это то, что он называет «нейробиология “мы”». . Сигел - клинический профессор психиатрии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (CША), содиректор Исследовательского центра “Внимательное осознавание” (Mindful Awareness Research Center)и директор “Института майндсайта” (The Mindsight Institute).

Он убеждён в том, что «мы» - это малоизученная, но мощная связь, и качество этой связи обладает огромным трансформационный потенциалом, как личностным, так и социальным. Он убежден, что этому нужно учить в школах, говорить в церквях и познакомить с этим понятием политиков.

«Межличностная нейробиология - это не разновидность терапии, но форма интеграции целого ряда научных исследований, пытающихся определить, что же это такое - человеческая реальность. Я придумал эту фразу, чтобы обобщить сколько человеческих усилий мы тратим на то, чтобы познать истину. Мы можем определить, что такое сознание. Мы можем определить, что такое психическое здоровье. Мы можем найти научные основания всему, но я хочу найти основания всему во всех науках. Мы ищем то, что мы называем “согласием”. Если вы представите себе, что нейробиолог - это слепец, имеющий дело только с одной частью слона, то мы пытаемся обнаружить целостный взгляд на действительность, обнаружить “целого слона”» .

В ходе дистанционного семинара по клиническому применению межличностной нейробиологии Сигел пояснил, что «для того, чтобы человек изменился, должно измениться его сознание». Также он добавил, что «сейчас мы знаем, что “сознание” - это результат как межличностных процессов, так и структуры мозга, или нейробиологии. Мозг - это социальный орган нашего тела, в котором сто миллиардов нейронов пытаются поговорить с другими нейронами. Выброс нейромедиаторов приводит к тому, что нейроны возбуждаются или не возбуждаются. Именно эти устоявшиеся паттерны нейронного возбуждения мы и считаем своим сознанием». (7)

Он привёл пример того, как нейронные импульсы порождают психические переживания и как психические переживания создают нейронные импульсы. Когда вы слышите какие-то слова (например, «Эйфелева башня»), вы тут же представляете себе визуальный образ. Это происходит потому, что когда вы слышите слово, электрический ток пробегает сквозь возбужденный слуховой нерв, посылая сообщение в левое полушарие вашего мозга, где оно декодируется. Визуальный образ создаётся в другой области вашего мозга.

На недавней конференции Сигел также пояснил, что «нейронная репрезентация Эйфелевой башни, или то, что называется её нейронным сетевым профилем (neural net profile), создаётся благодаря процессу, в ходе которого сознание связывает прошлое, настоящее и ожидание будущего. Никто на планете не знает, как нейронные импульсы превращаются в мысленный образ, но мы знаем, где это происходит и что это каким-то образом приводит к субъективным психическим процессам. Сознание возникает на стыке нейробиологии и межличностных взаимодействий, в ходе которых происходит обмен переживаниями и опытом между сознаниями».

Хорошая новость состоит в том, что хотя наши ранние опыты межличностного общения могли создавать вредные повторяющиеся паттерны поведения, новые паттерны формируются в течение всей нашей жизни. Мы можем освободиться от этих старых шаблонов с помощью новых нейронных связей.

Сигел верит, что межличностные отношения - это ключ к новым формам психического потока, которые формируют фокус нашего внимания и работу нашего воображения. «Поскольку психические процессы внимания и воображения изменяют нейронное возбуждение в мозге, сознание может изменять мозг».

Дэниел убежден, что развитие внимания с помощью медитации играет решающую роль в достижении внутреннего равновесия. Он рекомендует это своим пациентам, рассказывая о том, что практика внимательности помогает людям регулировать свои внутренние состояния, включая иммунную систему, эмоции, внимание и даже межличностные взаимодействия. Он добавляет: «Теперь меня это не удивляет. Потому что практика внимательности способствует росту интегративных волокон в мозге, которые необходимы для регулирования всех этих областей. Интеграция - это основной механизм саморегуляции».

Я спросила его, как медитация может справиться с полученным травматическим опытом. Разве глубоко травмированные люди, которые пытаются сидеть и медитировать и быть «здесь и сейчас», не чувствуют больше боли?! Он ответил: «Во время практики внимательности вы не пытаетесь подняться над болью, “быть выше” боли, преодолеть её. Наоборот, вы пытаетесь глубоко и полностью принять свою боль . Сопротивление на самом деле вызывает еще больше страданий. Если вы уже испытываете боль, то ваша задача - принять её, освободиться от желания управлять ей или в срочном порядке избавиться от неё. Это на самом деле очень сильно уменьшает страдания, даже если боль остаётся».

«Мы» - это то же, что и «я»

Изображение нейрона, 2007

У нашей нервной системы есть два базовых режима: она либо активна, либо спокойна. Когда мы находимся в реактивном состоянии, ствол головного мозга сигнализирует о том, что нам нужно атаковать или бежать. Это значит, что в этот момент мы не способны быть открытыми с другими людьми и можем воспринять даже безобидные комментарии как провокацию.

С другой стороны, когда мы находимся в восприимчивом состоянии, в стволе головного мозга активизируется другая система - и мускулы лица и голосовые связки расслабляются, а кровеносное давление и сердечный ритм приходят в норму. «Восприимчивое состояние активирует систему социальной вовлеченности, которая соединяет нас c другими людьми» - так Сигел объясняет это явление в своей последней книге, «Майндсайт». «Восприимчивость – это состояние, в котором мы ощущаем себя в безопасности и понимаем, что нас видят; реактивность – это реакция выживания «бей – беги – замри».

Он описывает мозг, как часть «проявленной в теле нервной системы, физический механизм, через который проходят потоки энергии и информации, влияющие на наши отношения и сознание». По его определению, отношения - это «поток энергии и информации между людьми». Разум - это «воплощенный в теле процесс, регулирующий этот поток энергии и информации, включая наше сознание. Разум возникает в пространстве между людьми, как результат их взаимодействия. Это не какая-то ваша личная собственность - все мы глубоко взаимосвязаны. И нам нужно составить карту «мы», потому что «мы» - это то же, что и «я».

Несмотря на то, что некоторые нейроученые настаивают, что сознание - это только лишь результат работы мозга, Сигел указывает на то, что ни у «сознания», ни у «здоровья» нет точных определений. «”Психическое здоровье” для многих означает, что “если у вас нет симптомов, перечисленных в DSM-IV” (Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам), то вы точно здоровы! Теперь мы знаем, что интеграция способствует здоровью и гармонии. Мы можем посмотреть на симптомы DSM под другим углом: это примеры хаоса и внутренней скованности - а ведь это именно то, что происходит при ослаблении или нарушении интеграции. Поэтому мы можем дать такое определение психическому здоровью - это способность наблюдать и изменять свои состояния таким образом, чтобы это приводило к интеграции нашей жизни. Таким образом, то, что казалось неизменным, на самом деле можно изменить».

Интеграция - это жизненно важная связь со всеми частями нашего “Я”, которая способствует обретению баланса. Для неё нужна дифференциация и связь, и отсутствие одного из этих компонентов разрушает интеграцию.

Нервная система человека

«Отношения, разум и мозг - это не разные части реальности. Каждая из них зависит от потока энергии и информации. Мозг - это механизм; субъективное впечатления и осознавания - это разум. Регуляция энергетического и информационного потока - это функция разума как процесса, возникающего в результате наличия у человека как отношений, так и физического мозга. А отношения - это тот способ, которым мы оформляем этот поток.

С этой точки зрения, эмерджентный процесс, который мы называем «разумом», расположен и в теле (нервная система), и в наших отношениях. Гармоничные, сонастроенные межличностные отношения способствуют развитию интегративных нервных волокон в мозге. Это именно те регулирующие волокна, которые позволяют воплощенному в теле мозгу правильно функционировать, а разуму - испытывать чувство глубокой связанности и благополучия. Кроме того, такое состояние даёт возможность ощущать свою взаимосвязь с внешним миром. Сострадание, доброта и жизнеспособность - это естественные результаты такой интеграции».

Если разум - это то, что протекает сквозь механизм мозга, нейропластичность - это процесс или факт ? Сигел говорит, что «это факт процесса. Процесс - это глагол, а не существительное. Это не гипотеза, это реально существующий научный факт, но процесс - что-то, что движется, происходит, нечто динамическое. То, что набирает обороты. Это существительное, но это движущийся процесс ».

Он затрагивал эту же тему на конференции: «Всё, что мы переживаем: воспоминание, или эмоция, или мысль - это часть процесса , а не какое-то место в мозге. Энергия - это способность делать что-либо. Нет ничего, что не является энергией, даже “масса”. Помните E=MC в квадрате? Информация - это буквально вихрь энергии с определенным шаблоном, который имеет символическое значение. Информация должна быть глаголом, и разум тоже. Нам нужно изменить язык и найти слова, отражающие эти действия. (В английском варианте Сигел предлагает варианты minding и informationing - что-то вроде “разуметь” и “информацить” – прим. ред ) И разум - это воплощённый в теле процесс, возникающий там, где есть отношения между отдельными элементами и регулирующий поток энергии и информации».

Мы можем быть одновременно и «я» и частью «нас»

Нейрон. Зеленый: микротрубочки. Голубой: ДНК. Красный: моторные нервы и белки, ассоциированные с микротрубочками. Изображение получено спустя сто лет после создания рисунка нейрона Рамоном-и-Кахалем.

Одно из самых захватывающих последних открытий в нейронауке - это система зеркальных нейронов, которая помогает нам устанавливать связи друг с другом. У Сигела есть талант объяснять сложные процессы, происходящие в мозге и нервной системе, простыми и понятными для непосвященных словами: «Когда кто-то общается с вами, некоторые нейроны могут активизироваться. Они растворяют границы между вами и другими людьми. Эти зеркальные нейроны - система, встроенная в структуру нашего мозга и созданная для того, чтобы мы могли видеть состояния других людей.

Это означает, что мы можем легко научиться танцевать, но также - ощущать чувства других людей. Они автоматически и спонтанно считывают информацию о намерениях и чувствах окружающих, и это создаёт эмоциональный резонанс и заставляет нас копировать поведение других. Зеркальные нейроны просто подключают наше внутреннее состояние к состоянию людей, которые находятся рядом с нами, и это происходит бессознательно».

И приведём цитату из «Майндсайта»: «Зеркальные нейроны похожи на антенны, улавливающие информацию о намерениях и чувствах окружающих, создающие эмоциональный резонанс и заставляющие копировать поведение других… Это те самые сигналы из правого полушария, которые использует система зеркальных нейронов, чтобы симулировать другого человека внутри нас и создать нейронную карту взаимосвязанного ощущения «я». Так мы обладаем собственным «я» и одновременно оказываемся частью «мы». ”

Так как же мы можем изменить свой мозг таким образом, чтобы он стал более открытым и восприимчивым к другим? Мы уже знаем, что мозг получает информацию от органов чувств и наделяет их смыслом. Это то, как слепые находят способы воспринимать информацию и составлять карту своего мира. По словам Сигела, они делают это на «второстепенных путях» вместо «главных магистралей» мозга.

Это главный ключ к тому, как мы можем добиться перемен: «Вы можете взять мозг взрослого человека - вне зависимости от того, в каком состоянии он находится, - и изменить жизнь этого человека за счет создания новых нейронных путей», - подтверждает Сигел.

«Поскольку кора головного мозга чрезвычайно адаптивна и многие области мозга пластичны, мы можем выявлять те «дремлющие» потенциальные пути, которые мы не слишком активно используем, и развивать их. Нейронная стволовая клетка - это шарик, недифференцированная клетка в мозге, которая каждые 24 часа делится надвое. Через восемь-десять недель она превратится в специализированную нервную клетку, существующую как часть взаимосвязанной сети. То, как мы обучаемся, напрямую связано с тем, как мы связываем различные части мозга между собой».

Префронтальная кора

Он называет префронтальную кору «порталом, через который устанавливаются межличностные отношения». Он сжимает кулак вокруг своего большого пальца (Сигел называет это «подручной моделью мозга» - Прим. ред .) и таким образом показывает то, что эта маленькая часть нас (последний сустав двух средних пальцев) чрезвычайно важна, так как она соприкасается с тремя главными частями нашего мозга: корой, лимбической системой, стволом мозга и всем организмом. «Это срединные префронтальные волокна, которые “наносят на карту” внутренние состояния других людей», - добавляет он. «И они делают это не только в пределах одного моего мозга, но также и между двумя - твоим и моим мозгом. И даже между мозгами многих других людей! Мозг совершенно социален, и эмоции - его основной язык. Благодаря им мы становимся интегрированными и входим во всё больший резонанс с внутренним состоянием других людей».

В своих новых книгах, «Майндсайт» и “Внимательный терапевт” (The Mindful Therapist), Сигел подчеркивает регулирующую роль разума, который может одновременно контролировать и изменять то, что происходит. Шаг за шагом он объясняет, как можно тренировать так называемое «око разума», чтобы видеть процессы, происходящие в нашем разуме и разумах других людей.

Он подчёркивает: «Отношения - это ключ. Когда мы работаем с отношениями, мы работаем со структурой мозга. Отношения стимулируют нас и играют важную роль в нашем развитии. Ученые редко упоминают отношения в исследованиях мозга, но они вносят жизненно важный вклад в происходящие в мозге процессы. Каждая форма психотерапии, которая работает, работает именно потому, что создает более здоровые структуры мозга и способствует его более здоровой работе.

Если приводить в пример нашу жизнь, мы можем спросить себя, где мы ощущаем хаос или внутреннюю замороженность, и это покажет нам те места, где интеграция ослаблена или нарушена. Затем мы с помощью фокуса своего внимания можем интегрировать и наш мозг, и наши отношения. В конечном счете мы можем научиться искренне и по-настоящему открываться не только другим людям, но и самим себе.

Результатом такого интегративного присутствия может стать не только чувство глубокого психического благополучия и развитое сострадание другим людям. Кроме этого мы можем открыть двери осознавания и напрямую пережить взаимозависимость всего всего сущего. “Мы” - это действительно часть огромного взаимосвязанного целого».

Ссылки:

1. Джеффри Шварц и Шэрон Бегли. «Сознание и мозг». // Jeffrey M. Schwartz (with Sharon Begley), THE MIND AND THE BRAIN (New York: Harper Collins, 2002), p. 9.

2. Там же, 80.

3. Ричард Дэвидсон. «Изменяя свой ум, мы физически изменяем свой мозг».. 2009. “Transform Your Mind, Change Your Brain.” Google Personal Growth Series. http://www.youtube.com/watch?v=7tRdDqXgsJ0&NR=1.

4. Дэвид Гоулман, 2003. «Лама в лаборатории». // Goleman, Daniel. 2003. “The Lama in the Lab.” SHAMBHALASUN (March)

5. Дэниел Сигел. «Майндсайт», “Манн, Иванов и Фербер”, 2015 с. 382. // Daniel Siegel, MINDSIGHT (New York: Bantam, 2010), p. 210.

6. Дэниел Сигел, интервью Пати де Льоса. Сентябрь, 2010. // Daniel Siegel, interview by P. de Llosa, September 2010.

7. Дэниел Сигел. «Клиническое применение межличностной нейробиологии». 6-часовой CD курс // Daniel Siegel, “Clinical Applications of Interpersonal Neurobiology.” Six-hour CD course, November 2003.

9. Дэниел Сигел. «Сознание, которое изменяет мозг». // Daniel Siegel, “The Mind that Changes the Brain,” Two-day conference, New York, July 2010.

10. Там же.

11. Дэниел Сигел. «Майндсайт», “Манн, Иванов и Фербер”, 2015 с. 391. // Daniel Siegel, MINDSIGHT (New York: Bantam, 2010), p. 210.

12. Дэниел Сигел. «Сознание, которое изменяет мозг». // Siegel, “Mind that Changes.”

13. Там же.

14. Там же.

15. Дэниел Сигел, интервью Пати де Льоса. // Siegel, de Llosa interview.

16. «Сознание, которое изменяет мозг». // “Mind that Changes.”

17. Дэниел Сигел. «Клиническое применение межличностной нейробиологии». // Siegel, “Clinical Applications.”

19. «Сознание, которое изменяет мозг». // “Mind that Changes.”

20. Там же.

21. «Сознание, которое изменяет мозг». // “Mind that Changes.”

Основы мыслительных процессов. Когнитивная нейробиология является разделом как психологии , так и нейробиологии , пересекаясь с когнитивной психологией и нейропсихологии .

Когнитивной нейробиология основывается на теориях когнитивных наук в сочетании с доказательствами с нейропсихологии и компьютерного моделирования.

Благодаря своему междисциплинарном характер, когнитивная нейробиология может иметь различное фон. Кроме вышеупомянутых связанных дисциплин, когнитивная неврология может пересекаться с такими дисциплинами: нейробиология, биоинженерия, психиатрия , неврология , физика , информатика , лингвистика , философия и математика .

В когнитивной нейробиологии используются экспериментальные методы психофизиологии , когнитивной психологии, функциональной нейровизуализации, электрофизиологии, психогенетики. Важными аспектом когнитивной нейробиологии является изучение людей, имеющих нарушения психической деятельности вследствие повреждений головного мозга.

Связь строения нейронов с когнитивными способностями подтверждается такими фактами, как увеличение количества и размеров синапсов в мозге крыс в результате их обучения, снижение эффективности передачи нервного импульса по синапсов, наблюдается у людей, пораженных болезнью Альцгеймера .

Одним из первых мыслителей, которые утверждали, что мышление осуществляется в головном мозге, был Гиппократ . В 19 веке такие ученые как Иоганн Петер Мюллер предпринимают попытки изучить функциональную структуру головного мозга в аспекте локализации мыслительных и поведенческих функций в участках головного мозга.

1. Появление новой дисциплины

1.1. Рождение когнитивной науки

11 сентября 1956 состоялась крупномасштабная совещание когнитивисты в . Джордж А. Миллер представил свою работу "Магическое число семь, плюс-минус два" , Ноам Чомски и Ньюэлл и Саймон представили результаты своей работы с информатики . Ульрих Найссер прокомментировал результаты этой встречи в своей книге Когнитивная психология (1967 год). Термин?психология? ослабевает в 1950-х и 1960-х годах, уступая термина "когнитивная наука". Бихевиористы , такие как Миллер, стали ориентироваться на представление речи, а не общее поведение. Предложение Дэвида Марра по иерархического представления памяти заставила многих психологов принять идею, что умственные способности, в том числе алгоритмы , требуют значительной обработки в головном мозге.

1.2. Объединение неврологии и когнитивной науки

До 1980-х годов взаимодействие между неврологией и когнитивной наукой была незначительна. Термин "когнитивная нейробиология" был придуман Джорджем Миллером и Майклом Газзанига "на заднем сиденье такси в Нью-Йорке" . Когнитивная нейробиология заложила теоретическое обоснование в когнитивной науке, которая возникла между 1950 и 1960, с подходами в области экспериментальной психологии, нейропсихологии и нейронауки. Конце 20 века развивались новые технологии, которые сегодня являются основой методологии когнитивной нейробиологии, в том числе транскраниальная магнитная стимуляция (1985) и функциональная магнитно-резонансная томография (1991). Ранее методов, используемых в когнитивной нейробиологии, включали ЭЭГ (ЭЭГ человека - 1920 год) и МЭГ (1968). Иногда когнитивные неврологи использовали другие методы визуализации головного мозга, такие как ПЭТ и ОФЭКТ. Будущей технологии в нейробиологии является редактирование ближней инфракрасной спектроскопии, в которой используется поглощение света для расчета изменений в окси-и дезоксигемоглобину в областях коры. Другие методы включают микронейрографию, электромиографию лица и слежения за глазами.

2. Приемы и методы

2.1. Томография

Структура мозга изучается с помощью компьютерной томографии , магнитно-резонансной томографии , ангиографии . Компьютерная томография и ангиография имеют меньшее разрешение при отображения мозга, чем магнитно-резонансная томография.

Исследование активности зон мозга на основе анализа обмена веществ позволяют осуществить позитрон-эмиссионную томографию и функциональную магнитно-резонансную томографию.

2.2. Электроэнцефалограмма

3. Участки головного мозга и психическая деятельность

3.1. Передний мозг

• Лобная доля коры больших полушарий - планирование, контроль и выполнение движений (моторная область коры больших полушарий - прецентральной извилины), речь, абстрактное мышление, суждения.

Искусственное стимулирование моторной области коры больших полушарий обусловливает движение соответствующей части тела. Контроль движения части тела контралатерально соответствующей зоны моторной области коры больших полушарий, ответственного за движение этой части тела. Верхние части тела контролируются частями моторной области коры больших полушарий, расположенными ниже. Дальнейшие исследования, проведенные рядом ученых, показали, что различные этапы зрительного восприятия связаны с разной активностью нейронов коры головного мозга. Одна активность соответствует ранним этапам обработки зрительного стимула и стимульной признаки, другая активность соответствует поздним этапам восприятия, характеризующиеся фокальной вниманием, синтезом и интеграцией признаков.

Также темами когнитивной нейробиологии являются:

6. Последние тенденции

Одной из наиболее значимых современных тенденций в когнитивной неврологии в том, что область исследования постепенно расширяется: от локализации области мозга для выполнения конкретных функций в головном мозге взрослого человека с помощью одной технологии исследования расходятся в разных направлениях, таких как мониторинг быстрого сна, машина, способная воспринимать электрическую активность мозга во время сна.

Когнитивная нейробиология — наука, изучающая связь активности головного мозга и других аспектов нервной системы с психическими процессами и поведением. Особое внимание когнитивная нейробиология уделяет изучению нейронной основы мыслительных процессов. Когнитивная нейробиология является разделом как психологии, так и нейробиологии, пересекаясь с когнитивной психологией и нейропсихологии.

Когнитивной нейробиология основывается на теориях когнитивных наук в сочетании с доказательствами по нейропсихологии и компьютерного моделирования.

Благодаря междисциплинарном характере, когнитивная нейробиология может иметь разное фон. Кроме вышеупомянутых связанных дисциплин, когнитивная неврология может пересекаться с такими дисциплинами: нейробиология, биоинженерия, психиатрия, неврология, физика, информатика, лингвистика, философия и математика.

В когнитивной нейробиологии используются экспериментальные методы психофизиологии, когнитивной психологии, функциональной нейровизуализации, электрофизиологии, психогенетики. Важными аспектом когнитивной нейробиологии является изучение людей, имеющих нарушения психической деятельности вследствие повреждений головного мозга.

Связь строения нейронов с когнитивными способностями подтверждается такими фактами, как увеличение количества и размеров синапсов в мозге крыс в результате их обучения, уменьшение эффективности передачи нервного импульса по синапсам, что наблюдается у людей, пораженных болезнью Альцгеймера.

Одним из первых мыслителей, которые утверждали, что мышление осуществляется в головном мозге, был Гиппократ. В 19 веке такие ученые как Иоганн Петер Мюллер осуществляют попытки изучить функциональную структуру головного мозга в аспекте локализации мыслительных и поведенческих функций в участках головного мозга.

Появление новой дисциплины

Рождение когнитивной науки

11 сентября 1956 состоялась крупномасштабная совещание когнитивисты в Массачусетском технологическом институте. Джордж А. Миллер представил свою работу «Магическое число семь, плюс-минус два», Хомский и Ньюэлл и Саймон представили результаты своей работы по информатике. Ульрих Найссер прокомментировал результаты этой встречи в своей книге Когнитивная психология (1967 год). Термин «психология» ослабевает в 1950-х и 1960-х годах, уступая термина «когнитивная наука». Бихевиористы, такие как Миллер, стали ориентироваться на представление языка, а не общее поведение. Предложение Дэвида Марра по иерархического представления памяти заставила многих психологов принять идею, что умственные способности, в том числе алгоритмы, требуют значительной обработки в головном мозге.

Объединение неврологии и когнитивной науки

До 1980-х годов взаимодействие между неврологией и когнитивной наукой была незначительна. Термин «когнитивная нейробиология» был придуман Джорджем Миллером и Майклом Газзанига «на заднем сиденье такси в Нью-Йорке». Когнитивная нейробиология заложила теоретическое обоснование в когнитивной науке, которая возникла между 1950 и 1960, с подходами в области экспериментальной психологии, нейропсихологии и нейронауки. В конце 20 века развивались новые технологии, которые сегодня являются основой методологии когнитивной нейробиологии, в том числе транскраниальная магнитная стимуляция (1985) и функциональная магнитно-резонансная томография (1991). Ранее методов, которые использовались в когнитивной нейробиологии, включали ЭЭГ (ЭЭГ человека — 1920 год) и МЭГ (1968). Иногда когнитивные неврологи использовали другие методы визуализации головного мозга, такие как ПЭТ и ОФЭКТ. Будущей технологии в нейробиологии является редактирование ближней инфракрасной спектроскопии, в которой используется поглощения света для расчета изменений в оксида и дезоксигемоглобину в областях коры. Другие методы включают микронейрографию, электромиографию лица и слежения за глазами.

Приемы и методы

Томография

Структура мозга изучается с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, ангиографии. Компьютерная томография и ангиография имеют меньшее разрешение при отображения мозга, чем магнитно-резонансная томография.

Исследование активности зон мозга на основе анализа обмена веществ позволяют осуществить позитрон-эмиссионную томографию и функциональную магнитно-резонансную томографию.

• Позитронно-эмиссионная томография сканирует повышенное потребление глюкозы в активных участках мозга. Интенсивность потребления радиоактивной формы глюкозы, вводимой рассматривается как параметр высокой активности клеток данного участка мозга.
• Функциональная магнитно-резонансная томография сканирует интенсивность потребления кислорода. Кислород фиксируется в результате приведения частей атома кислорода в сильном магнитном поле в нестабильное состояние. Преимуществом данного вида томографии является большая временная точность по сравнению с позитрон-эмиссионной томографией — возможность фиксировать изменения, продолжительность которых не превышает нескольких секунд.

Электроэнцефалограмма

Электроэнцефалограмма позволяет изучать процессы, происходящие в головном мозге у живого носителя, и таким образом анализировать активность мозга как реакцию на те или иные стимулы во времени. Преимуществом данного метода является возможность исследования активности мозга, заданную точным временем. Недостатком этого метода исследования мозговой деятельности является невозможность достичь точности пространственного разрешения — невозможность определить то, какие именно нейроны или группы нейронов, или даже участки мозга реагируют на данный стимул. Чтобы достичь точности пространственного разрешения, электроэнцефалограмму сочетают с позитрон-эмиссионной томографией.

Участки головного мозга и психическая деятельность

Передний мозг

• Кора головного мозга играет важнейшую роль в психической деятельности. Кора головного мозга выполняет функцию обработки информации, полученной через органы чувств, осуществления мышления, другие когнитивные функции. Кора головного мозга функционально состоит из трех зон: сенсорная, моторная и ассоциативная зоны. Функция ассоциативной зоны — связывать между собой активность сенсорных и моторных зон. Ассоциативная зона, предположительно получает и обрабатывает информацию с сенсорной зоны и инициирует целенаправленную осмысленное поведение. Центр Брока и область Вернике расположены в ассоциативных зонах коры. Ассоциативная зона лобных долей коры головного мозга предположительно отвечает за логическое мышление, суждения и умозаключения, осуществляемых человеком.

• Лобная доля коры больших полушарий — планирование, контроль и выполнение движений (моторная область коры больших полушарий — прецентральной извилина), речь, абстрактное мышление, суждение.

Искусственное стимулирование моторной области коры больших полушарий обусловливает движение соответствующей части тела. Контроль движения части тела контралатерально соответствующей зоны моторной области коры больших полушарий, ответственной за движение этой части тела. Верхние части тела контролируются частями моторной области коры больших полушарий, расположенными ниже.

• Теменная доля коры головного мозга — соматосенсорные функции. В постцентральной извилины заканчиваются афферентные пути поверхностной и глубокой чувствительности. Развитие моторных и чувствительных функций коры головного мозга определил большую площадь тех зон, которые соответствуют частям тела, наиболее значимые в поведении и получении информации из внешней среды. Электростимулирование постцентральной извилины обусловливает ощущение прикосновения в соответствующей части тела.
• Затылочная доля коры головного мозга — зрительная функция. Волокна, с помощью которых зрительная информация поступает в кору головного мозга, направленные как ипсилатерально, так и контралатерально. (Зрительный перекрест Optic Chiasm)
• Височная доля коры головного мозга — слуховая функция.

• Таламус перераспределяет информацию от органов чувств, за исключением обоняния, к определенным участкам коры головного мозга. Четыре основные ядра таламуса соответствуют четырем видам чувств информации, получают органы: (зрительная, слуховая, тактильная, чувство равновесия и баланса). Ядра таламуса направляют информацию для переработки в определенных участков коры головного мозга.
• Гипоталамус взаимодействует с лимбической системой и регулирует базовые навыки поведения индивида, связанные с выживанием вида: борьба, питание, избавление с помощью побега, поиск партнера.
• Лимбическая система связана с памятью, обонянием, эмоциями и мотивацией. Неразвитость лимбической системы, например, у животных, говорит о преимущественном инстинктивное регулирования поведением. Миндалевидное тело лимбической системы связано с реакциями агрессии и страха. Удаление или повреждение миндалевидного тела, как показывают опыты, приводит к Неадаптивные отсутствии страха и повышенной сладострастия Перегородка головного мозга связана с эмоциями страха и гнева.
• Гиппокамп (часть мозга) играет очень важную роль в процессах, связанных с запоминанием новой информации. Нарушение гиппокампа обусловливает невозможность запоминания новой информации, хотя информация, которая была усвоена по-прежнему остается в памяти, и человек может ею оперировать. Синдром Корсакова, связанный с нарушением функционирования памяти, обусловленный дисфункцией гиппокампа. Еще одной функцией гиппокампа является определение пространственного расположения вещей, их расположение друг относительно друга. Согласно одной из гипотез, гиппокамп формирует схему или карту пространстве, в котором организму приходится ориентироваться.
• Базальные ядра выполняют моторные функции.

Средний мозг

Средний мозг играет важнейшую роль в поведении нессавцевих видов животных организмов. Однако и у млекопитающих средний мозг осуществляет важные функции контроля движения глаз, координации.

• Ретикулярная активирующая система (ретикулярная формация), действие которой находится и на конечный мозг, — это система нейронов, играет важнейшую роль в процессах сознания. Ретикулярная формация отвечает за процессы пробуждения / засыпания, фильтрацию второстепенных стимулов, поступающих в головной мозг. Вместе с таламусом ретикулярная формация обеспечивает осознание индивидом собственного существования обособленного от внешних стимулов.
• Центральное серое вещество мозга (периакведуктальна серое вещество в мозге), расположенной в стволе головного мозга и окружающей окружающую сильвиевой водопад среднего мозга, связанная с адаптивной поведением индивида.

Задний мозг

В продолговатом мозге нервы правой стороны организма соединяются с левым полушарием, а нервы левой стороны организма соединяются с правым полушарием. Некоторая часть информации, передаваемой с помощью нервов является ипсилатерально.

Нейромедиаторы и психическая деятельность

Нейромедиаторы ответственные за взаимодействие нейронов в нервной системе.

• Ацетилхолин — предполагается, что этот нейромедиатор участвует в процессах памяти, поскольку его высокие концентрации обнаружены в гиппокампе
• Дофамин — связан с регулированием движения, внимания и обучения.
• Адреналин — влияет на чувство настороженности.
• Серотонин — связан с регулированием пробуждения, засыпания, настроения.
• Гамма-аминомасляная кислота — воздействует на механизмы обучения и запоминания

Познавательные способности

Внимание

Теория интеграции признаков объясняет ранние процессы зрительного восприятия связанного с вниманием нашла Нейробиологические базу в исследованиях Дэвида Хьюбел и Торстена Визеля. Ученые обнаружили нейронную основу механизма зрительного поиска. Нейроны коры головного мозга различным образом реагировали на зрительные стимулы связаны с определенной пространственной ориентацией (вертикальной, горизонтальной, наклонной под углом). Дальнейшие исследования, проведенные рядом ученых, показали, что различные этапы зрительного восприятия связаны с разной активностью нейронов коры головного мозга. Одна активность соответствует ранним этапам обработки зрительного стимула и стимульнои признаки, другая активность соответствует поздним этапам восприятия, характеризующихся фокальной вниманием, синтезом и интеграцией признаков.

Также темами когнитивной нейробиологии являются:

• Обучение
• Память
• Зеркальные нейроны
• Сознание
• Принятие решений
• Негативность рассогласования

Последние тенденции

Одной из наиболее значимых современных тенденций в когнитивной неврологии в том, что область исследования постепенно расширяется от локализации области мозга для выполнения конкретных функций в головном мозге взрослого человека с помощью одной технологии исследования расходятся в разных направлениях, таких как мониторинг быстрого сна, машина, способная воспринимать электрическую активность мозга во время сна.