Artikel ini mengingatkan saya mengapa saya suka bekerja dengan otak yang kelihatan comel dan bersih, seperti ini:
Kerana otak sebenarnya sangat tidak menyenangkan dan sedih untuk dilihat. Orang kurang ajar.
Tetapi saya menghabiskan bulan lalu di bahagian bawah gambar Google yang berlumuran darah, dan sekarang anda juga harus memeriksanya. Jadi berehatlah.
Sekarang mari masuk dari jauh. Terdapat momen dalam biologi - kadang-kadang membuat anda berfikir, dan otak juga kadang-kadang membuat anda tidak mahu. Yang pertama adalah keadaan dengan matryoshka di kepala anda.
Di bawah rambut anda ada kulit, dan di bawahnya - anda fikir tengkorak? - tidak, ada 19 mata, dan kemudian hanya tengkorak. Kemudian muncul tengkorak dan sejumlah perkara yang menanti dalam perjalanan ke otak.
Video promosi:
Terdapat tiga membran di bawah tengkorak dan di atas otak.
Di luar, dura mater (Latin), lapisan kalis air tahan lama, kasar. Ia memerah dengan tengkorak. Saya pernah mendengar bahawa otak tidak mempunyai kawasan yang sensitif terhadap kesakitan, tetapi dura mempunyai satu - sama sensitifnya dengan kulit di wajah anda. Dan tekanan pada dura mater semasa gegar otak sering menjadi penyebab sakit kepala yang teruk.
Berikut adalah meninges arachnoid mater, arachnoid, atau arachnoid, yang merupakan lapisan kulit dan kemudian ruang terbuka dengan serat elastik. Saya selalu berfikir otak saya hanya terapung tanpa tujuan di dalam semacam cecair, tetapi sebenarnya satu-satunya jurang antara otak dan dinding dalaman tengkorak adalah meninges arachnoid. Serat ini menstabilkan otak pada kedudukannya sehingga tidak bergerak terlalu banyak, dan bertindak sebagai penyerap kejutan apabila kepala anda memukul sesuatu. Kawasan ini dipenuhi dengan cairan serebrospinal, yang membuat otak seolah-olah mengambang, kerana ketumpatannya serupa dengan air.
Akhirnya, terdapat pia mater, pia mater, lapisan kulit yang nipis dan halus yang bergabung dengan bahagian luar otak. Ingat, ketika anda melihat otak, ia selalu ditutup dengan saluran darah? Oleh itu, mereka tidak berada di permukaan otak, seperti tertutup di pia mater.
Berikut adalah gambaran keseluruhan yang lengkap menggunakan kepala babi.
Di sebelah kiri anda melihat kulit (merah jambu), kemudian dua lapisan kulit kepala, kemudian tengkorak, kemudian dura mater, arachnoid, dan di sebelah kanan, otak, hanya ditutupi oleh pia mater.
Sebaik sahaja kita membuang semua perkara yang tidak perlu, kita berhadapan dengan budak bodoh ini.
Perkara yang kelihatan pelik ini adalah salah satu objek yang diketahui paling kompleks di Alam Semesta - satu kilogram, seperti yang dikatakan oleh neuroengineer Tim Hanson, "salah satu bahan yang paling padat, struktur dan tersusun maklumat di antara semua yang diketahui." Semua ini berfungsi dengan hanya 20 watt tenaga (komputer dengan kuasa yang setara memakan 24,000,000 watt).
Polina Anikeeva, seorang profesor di Massachusetts Institute of Technology, menyebutnya "puding lembut yang dapat anda gosok dengan sudu." Pakar bedah otak Ben Rapoport menggambarkannya secara saintifik: persilangan antara puding dan jeli. Dia mengatakan bahawa jika anda meletakkan otak anda di atas meja, graviti akan menyebabkannya kabur seperti ubur-ubur. Sukar membayangkan otaknya tidak kemas, kerana biasanya terapung di air.
Tetapi inilah yang kita mahukan. Anda melihat di cermin, anda melihat badan dan wajah anda, dan anda menganggapnya adalah anda, tetapi sebenarnya ia hanyalah sebuah kereta yang anda pandu. Sebenarnya, anda adalah bola seperti jeli yang kelihatan pelik. Bagaimana anda menyukai analogi ini?
Mengingat keanehan semua ini, seseorang tidak boleh menyalahkan Aristoteles atau orang Mesir kuno, atau banyak orang lain, kerana menganggap otak sebagai pengisian kranial yang tidak bermakna. Aristotle percaya bahawa jantung adalah pusat fikiran.
Pada akhirnya, orang mengetahui apa itu. Tetapi tidak sepenuhnya.
Profesor Krishna Shenoy membandingkan pemahaman kita tentang otak dengan bagaimana manusia membayangkan peta dunia pada awal tahun 1500-an.
Profesor lain, Jeff Lichtman, lebih sukar. Dia memulai studinya dengan pertanyaan yang ditujukan kepada siswa: "Jika semua yang perlu Anda ketahui tentang otak adalah satu mil, sejauh mana kita mencapai jarak tempuh ini?" Dia mengatakan bahawa pelajar biasanya menjawab "tiga perempat," "setengah batu," "seperempat batu," dan sebagainya. Tetapi jawapan sebenarnya, menurut pendapatnya, adalah "kira-kira tiga inci."
Seorang profesor ketiga, ahli sains saraf Moran Cerf, memberi saya pepatah lama dari ahli sains saraf bahawa cuba memahami otak adalah gimik-22: “Sekiranya otak manusia begitu sederhana sehingga kita dapat memahaminya, kita akan begitu sederhana. bahawa mereka tidak dapat [memahaminya]."
Mungkin, dengan bantuan menara pengetahuan yang besar yang dibina oleh spesies kita, kita akan sampai pada suatu ketika. Buat masa ini, mari kita lihat apa yang kita tahu mengenai ubur-ubur di kepala kita, bermula dengan gambaran besar.
Otak dari jauh
Mari lihat bahagian otak yang besar menggunakan keratan rentas hemisfera. Ini adalah seperti otak otak anda:
Sekarang mari kita mengeluarkan otak dari kepala dan mengeluarkan hemisfera kiri, yang akan memberi kita pandangan terbaik di dalamnya.
Ahli neurologi Paul McLean membuat gambarajah ringkas yang menggambarkan idea asas yang telah kita bincangkan sebelumnya, menyentuh otak reptilia dalam proses revolusi, suprastruktur otak mamalia berikutnya, dan akhirnya otak ketiga kita sendiri.
Dalam bentuk peta seperti itu, ini ditumpangkan di otak kita yang sebenarnya:
Mari lihat setiap bahagian:
Batang otak (dan otak kecil)
Ini adalah bahagian tertua otak kita.
Ini adalah bahagian bahagian otak kita di atas tempat tinggal bos katak. Sebenarnya, seluruh otak katak seperti bahagian bawah otak kita:
Apabila anda memahami fungsi bahagian-bahagian ini, hakikat bahawa ia kuno masuk akal - apa sahaja bahagian ini, katak dan kadal dapat dilakukan. Bahagian terbesar adalah:
Medulla
Medulla oblongata mengurus kematian anda. Ia melakukan tugas tanpa pamrih untuk menguruskan proses sukarela seperti degup jantung, pernafasan, dan tekanan darah, dan membuat anda muntah apabila menganggap anda telah diracun.
Pasangan
Jambatan Varoliev melakukan segalanya. Dia bertanggungjawab untuk menelan, mengawal pundi kencing, ekspresi wajah, mengunyah, air liur, air mata dan najis - ringkasnya, semuanya.
Otak tengah
Otak tengah mempunyai krisis keperibadian yang lebih besar daripada orang-orang. Anda faham bahawa bahagian otak mempunyai masalah ketika hampir semua fungsinya dilakukan oleh bahagian otak yang lain. Bagi otak tengah, ini adalah mengenai penglihatan, pendengaran, kemahiran motor, kewaspadaan, kawalan suhu, dan banyak perkara lain yang dilakukan oleh bahagian otak lain. Selebihnya otak juga tidak mirip otak tengah, mengingat betapa tidak seimbangnya "otak depan, otak tengah, otak belakang", seolah-olah sengaja mengasingkan otak tengah.
Untuk itu kita harus mengucapkan terima kasih secara berasingan kepada pon dan otak tengah, kerana mereka mengawal pergerakan mata secara sukarela. Oleh itu, jika anda mengalihkan pandangan anda sekarang, maka proses sedang berlaku di jambatan dan otak tengah.
Cerebellum
Perkara yang pelik ini, mirip dengan skrotum otak anda, adalah otak kecil, atau otak kecil, yang merupakan bahasa Latin untuk "otak kecil". Dia bertanggungjawab untuk keseimbangan, koordinasi dan pergerakan normal.
Sistem limbic
Di atas batang otak adalah sistem limbik - bahagian otak yang membuat orang luar biasa.
Sistem limbik adalah sistem survival. Bahagian penting dalam tugasnya adalah bahawa setiap kali anda melakukan apa yang boleh dilakukan oleh anjing anda - makan, minum, melakukan hubungan seks, bertengkar, bersembunyi, atau lari dari sesuatu yang menakutkan - sistem limbik berada di depan roda. Sama ada anda suka atau tidak, apabila anda melakukan perkara di atas, anda berada dalam mod survival primitif.
Emosi anda juga hidup dalam sistem limbik, dan sekiranya berlaku, emosi juga bertanggungjawab untuk bertahan hidup - ini adalah mekanisme survival yang lebih maju yang diperlukan oleh haiwan yang hidup dalam struktur sosial yang kompleks.
Setiap kali perjuangan dalaman berlaku di suatu tempat, anda harus berterima kasih kepada sistem limbik anda kerana melakukan sesuatu yang kemudian anda akan menyesal.
Saya pasti mengawal sistem limbik anda adalah definisi kematangan dan perjuangan asas manusia. Bukannya kita lebih baik tanpa sistem limbik kita - mereka menjadikan kita manusia, bagaimanapun, dan banyak kegembiraan hidup adalah mengenai emosi dan memenuhi keperluan haiwan. Cuma sistem limbik anda tidak mengambil kira hakikat bahawa anda hidup dalam masyarakat yang bertamadun, dan jika anda memberikannya kuasa untuk mengawal kehidupan anda, ia akan menghancurkannya dengan cepat.
Walau apa pun, mari kita perhatikan lebih dekat. Terdapat banyak bahagian kecil sistem limbik, tetapi kita akan memberi tumpuan kepada yang paling terkenal.
Amygdala
Amigdala adalah sejenis gangguan emosi struktur otak. Dia bertanggungjawab terhadap kegelisahan, kesedihan dan rasa takut. Terdapat dua amandel, dan anehnya, sebelah kiri berada dalam mood yang lebih baik - kadang-kadang ia menghasilkan perasaan gembira di samping perasaan yang tidak menyenangkan. Yang kedua selalu dalam keadaan tidak baik.
Hippocampus
Hippocampus anda (dari bahasa Yunani untuk "kuda laut" kerana kelihatan sama) adalah papan gambar untuk ingatan. Apabila tikus mula menghafal arah di labirin, kenangan dikodekan di hippocampus mereka - secara harfiah. Bahagian berlainan dari dua hippocampus tikus akan diaktifkan di bahagian berlainan labirin, kerana setiap bahagian labirin disimpan di bahagian hippocampus yang ditetapkan. Tetapi jika, setelah menghafal satu labirin, tikus itu diberi tugas lain dan dikembalikan ke labirin yang asli setahun kemudian, ia hampir tidak akan mengingatnya, kerana papan gambar hippocampus akan dihapus untuk memberi ruang kepada memori baru.
Cerita dalam filem Memento adalah nyata - amnesia anterograde - dan disebabkan oleh kerosakan pada kuda nil. Alzheimer juga bermula di hippocampus sebelum melalui bahagian otak yang lain, jadi kerana banyak kesan buruk dari penyakit ini, masalah ingatan adalah yang pertama muncul.
Thalamus
Dalam kedudukan pusatnya di otak, thalamus juga berfungsi sebagai utusan deria yang menerima maklumat dari deria anda dan mengirimkannya ke korteks serebrum untuk diproses. Semasa anda tidur, thalamus sedang tidur dengan anda, yang bermaksud pengantara deria tidak berfungsi. Oleh itu, dalam tidur nyenyak, suara, cahaya, atau sentuhan mungkin tidak membangunkan anda. Sekiranya anda ingin mendorong seseorang yang sedang tidur nyenyak, anda harus berusaha menjangkau thalamus.
Pengecualian adalah deria penciuman anda, satu-satunya sensasi yang melewati thalamus. Oleh itu, garam berbau digunakan untuk menyedarkan orang yang terbakar. Dan kerana kita di sini, inilah fakta yang menarik: deria penciuman adalah fungsi mentol penciuman dan merupakan deria tertua. Tidak seperti deria lain, bau sangat berakar pada sistem limbik, di mana ia bekerja dalam hubungan rapat dengan amigdala dan hippocampus, itulah sebabnya bau sangat berkaitan dengan ingatan dan emosi.
Kulit kayu
Akhirnya, kami tiba di korteks, korteks. Korteks. Neokorteks. Serebrum. Pallium.
Bahagian terpenting dari seluruh otak tidak dapat menentukan nama. Itulah sebabnya:
Cortex bertanggungjawab untuk hampir semua perkara - ia memproses apa yang anda lihat, dengar dan rasakan, bersama dengan bahasa, pergerakan, pemikiran, perancangan, dan keperibadian.
Ia terbahagi kepada empat bahagian:
Sangat tidak menyenangkan untuk menggambarkan apa yang masing-masing lakukan, kerana masing-masing melakukan banyak perkara. Tetapi untuk memudahkan:
Lobus frontal mengatur keperibadian anda, bersama dengan apa yang kita anggap "berfikir" - pertimbangan, perancangan, komitmen. Khususnya, cerek memasak paling banyak di bahagian depan lobus frontal, di korteks prefrontal. Korteks prefrontal adalah watak lain dalam pertempuran dalaman hidup anda. Rasionalis dalam diri anda menjadikan anda bekerja. Suara dalaman cuba meyakinkan anda untuk berhenti bimbang tentang apa yang orang lain fikirkan tentang anda dan menjadi diri anda sendiri. Kekuatan yang lebih tinggi yang mahu anda berhenti berpeluh.
Dalam kes ini, lobus frontal bertanggungjawab untuk pergerakan badan anda. Lorong atas lobus frontal adalah korteks motor utama anda.
Antara fungsi lain, lobus parietal mengawal deria sentuhan anda, terutama pada korteks somatosensori primer, jalur di sebelah korteks motor utama.
Korteks motor dan somatosensori terletak bersebelahan dan dikaji dengan baik. Ahli sains saraf tahu dengan tepat bahagian mana yang dihubungkan dengan setiap bahagian badan anda. Yang membawa kita ke rajah paling menyeramkan dalam artikel ini: homunculus.
Homunculus, yang dibuat oleh pakar bedah saraf Wilder Penfield, secara visual memaparkan peta motor dan korteks somatosensori. Semakin besar bahagian badan digambarkan pada gambar rajah, semakin banyak korteks ditumpukan pada pergerakan atau sentuhannya. Beberapa fakta menarik mengenai topik ini:
Pertama, luar biasa bahawa lebih banyak otak menumpukan pada pergerakan dan sensasi wajah dan tangan anda daripada seluruh badan anda, dan bukannya diambil. Walaupun masuk akal: anda perlu memiliki ekspresi wajah yang sangat terperinci, dan lengan anda harus lincah, sementara bahagian lain - bahu, lutut, punggung - boleh menjadi lebih kasar. Bukan untuk apa-apa orang bermain piano dengan jari, bukan kaki mereka.
Kedua, sangat luar biasa betapa miripnya kedua-dua kerak ini dengan apa yang berkaitan dengannya.
Akhirnya, saya menemui omong kosong ini dan sekarang saya tinggal dengannya - begitu juga anda. Lelaki homunculus 3D.
Mari pergi lebih jauh.
Lob temporal (temporal) adalah tempat ingatan anda tinggal, dan kerana di sebelah telinga anda, korteks pendengaran juga bersarang di dalamnya.
Akhirnya, di bahagian belakang kepala anda, terdapat lobus oksipital, yang hampir sepenuhnya dikhaskan untuk penglihatan.
Sejak sekian lama saya berfikir bahawa lobus besar ini adalah sebahagian otak - sebagai contoh, segmen struktur tiga dimensi umum. Tetapi pada hakikatnya, korteks hanyalah bahagian luar otak dua milimeter, dan daging di bawahnya hanyalah kabel.
Sekiranya anda mengeluarkan korteks dari otak, anda boleh menyebarkan selembar otak selebar 2 mm dengan luas 48 x 48 sentimeter. Serbet makan malam.
Serbet ini adalah tempat sebahagian besar tindakan berlaku di otak anda - sebab itulah anda boleh berfikir, bergerak, merasa, melihat, mendengar, mengingat, bertutur dan memahami bahasa. Serbet yang elegan, apa sahaja yang boleh dikatakan.
Dan ingat bahawa anda adalah bola jeli? Apabila anda cuba menyedari diri anda, semuanya berlaku di korteks. Maksudnya, anda bukan bola jeli, anda adalah serbet.
Keajaiban lipatan dalam meningkatkan ukuran serbet terbukti apabila kita meletakkan bahagian otak yang lain di atas korteks kita yang terkelupas.
Jadi, walaupun tidak sempurna, sains moden telah memperoleh pemahaman tentang gambaran besar ketika datang ke otak. Pada prinsipnya, kami memahami gambar yang lebih kecil dengan baik. Mari kita periksa?
Otak rapat
Oleh itu, walaupun kita sudah lama mengetahui bahawa otak menjadi tempat penyimpanan kecerdasan kita, baru-baru ini sains telah mengetahui tentang apa sebenarnya otak itu dibuat. Para saintis mengetahui bahawa tubuhnya terbuat dari sel, tetapi pada akhir abad ke-19, ahli fizik Itali, Camillo Golgi mencari cara menggunakan pewarnaan untuk melihat seperti apa sebenarnya sel-sel otak. Hasilnya mengejutkan:
Ia tidak kelihatan seperti sel. Golgi membuka neuron.
Para saintis dengan cepat menyedari bahawa neuron adalah unit asas rangkaian komunikasi yang luas yang membentuk otak dan sistem saraf hampir semua haiwan.
Tetapi tidak sampai tahun 1950an saintis mengetahui bagaimana neuron berkomunikasi antara satu sama lain.
Akson, proses panjang neuron yang membawa maklumat, mempunyai diameter mikroskopik - terlalu kecil untuk dikaji. Tetapi pada tahun 1930-an, ahli zoologi Inggeris J. Z. Jung mengetahui bahawa cumi-cumi dapat mengubah fikiran kita mengenai otak kerana cumi-cumi mempunyai akson yang sangat besar di dalam badan mereka dan dapat dieksperimen. Beberapa dekad kemudian, dengan menggunakan akson sotong besar, saintis Alan Hodgkin dan Andrew Huxley pasti mengetahui bagaimana neuron menyampaikan maklumat: potensi tindakan. Ini adalah bagaimana ia berfungsi.
Pertama sekali, terdapat pelbagai jenis neuron:
Demi kesederhanaan, kita akan membincangkan neuron biasa yang biasa - sel piramidal, serupa dengan yang terdapat di korteks motor. Untuk membuat rajah neuron, mari kita mulakan dengan seorang lelaki:
Dan jika kita memberinya beberapa kaki tambahan, sedikit rambut, lepaskan tangannya dan rentangkan - itu adalah neuron.
Mari tambah lebih banyak neuron.
Daripada menerangkan penjelasan terperinci sepenuhnya mengenai bagaimana potensi tindakan berfungsi - dan menggunakan banyak maklumat teknikal yang tidak perlu dan tidak menarik yang telah anda temui dalam pelajaran biologi di kelas 9 - mari kita langsung menuju idea utama yang akan membantu kita.
Bahagian badan lelaki kita - akson neuron - mempunyai "potensi rehat" negatif, iaitu, ketika dia sedang berehat, cas elektriknya sedikit negatif. Beberapa orang selalu menendang rambut lelaki kita, dendrit neuron, sama ada dia suka atau tidak. Kaki mereka membuang bahan kimia ke rambutnya - neurotransmitter - yang bergerak melalui kepalanya (badan sel, atau soma) dan, bergantung pada bahan kimia, meningkatkan atau mengurangkan cas di tubuhnya. Ini tidak begitu menyenangkan bagi neuron kita, tetapi boleh diterima - dan tidak ada yang lain berlaku.
Tetapi jika cukup bahan kimia yang menyentuh rambutnya untuk menaikkan casnya, "potensi ambang" neuron, maka ini akan mencetuskan potensi tindakan dan kawan kita akan terkejut.
Ini adalah situasi ganda - sama ada tidak ada yang berlaku pada lelaki kita, atau dia benar-benar tersengat elektrik. Ia tidak boleh sedikit bertenaga atau terlalu bertenaga - baik di bawahnya atau tidak, dan selalu sampai tahap tertentu.
Apabila ini berlaku, nadi elektrik (dalam bentuk pembalikan ringkas cas normal tubuhnya dari negatif ke positif, dan kemudian cepat kembali ke negatif normal) melewati badannya (akson) ke kakinya - terminal akson neuron - yang mereka sendiri menyentuh rambut orang lain (titik hubungan dipanggil sinapsis). Ketika potensi aksi sampai ke kakinya, dia menyebabkan mereka melepaskan bahan kimia ke dalam rambut orang yang mereka sentuh, yang mana atau tidak menyebabkan orang-orang ini tersengat elektrik, seperti dirinya.
Ini adalah bagaimana maklumat biasanya bergerak melalui sistem saraf - maklumat kimia yang dihantar dalam jurang kecil antara neuron mencetuskan penghantaran maklumat elektrik melalui neuron - tetapi kadang-kadang, apabila badan perlu menggerakkan isyarat dengan lebih cepat, sambungan neuron-neuron boleh menjadi elektrik sendiri.
Potensi tindakan bergerak dari 1 hingga 100 meter sesaat. Sebahagian daripada sebab penyebaran ini adalah jenis sel sistem saraf yang lain - sel Schwann - bertindak sebagai nenek yang mengasuh dan sentiasa membungkus jenis akson tertentu dalam lapisan selimut lemak yang disebut sarung myelin. Lebih kurang seperti ini:
Selain perlindungan dan pengasingan, sarung myelin adalah faktor utama dalam kadar komunikasi - potensi tindakan bergerak lebih cepat melalui akson ketika ditutup dengan sarung myelin.
Satu contoh yang baik mengenai perbezaan kelajuan yang dibuat oleh myelin: adakah anda tahu bagaimana rasanya ketika anda menunding jari, badan anda memberi anda satu saat untuk memikirkan apa yang baru anda lakukan dan bagaimana perasaan anda sekarang sebelum rasa sakit itu melanda? Anda secara serentak merasakan kesan jari kelingking pada sesuatu yang keras dan bahagian sakit yang tajam, kerana maklumat yang tajam mengenai kesakitan dihantar ke otak melalui akson myelinated. Ia memerlukan satu atau dua saat untuk rasa sakit yang membosankan muncul, kerana ia dihantar melalui serat C yang tidak dilancarkan - pada kelajuan satu meter per saat.
Rangkaian saraf
Neuron agak serupa dengan transistor komputer - mereka juga menghantar maklumat dalam bahasa binari sifar dan nol (0 dan 1s), tanpa mencetuskan dan dengan mencetuskan potensi tindakan. Tetapi tidak seperti transistor komputer, neuron di otak sentiasa berubah.
Ingat ketika anda belajar sesuatu yang baru dan anda mahir, dan pada keesokan harinya anda mencuba lagi, tapi tidak apa-apa? Faktanya adalah bahawa semalam kepekatan bahan kimia dalam isyarat antara neuron membantu anda dalam pembelajaran. Pengulangan menyebabkan bahan kimia berubah, anda menjadi lebih baik, tetapi keesokan harinya bahan kimia kembali normal, jadi penambahbaikan dibatalkan.
Tetapi jika anda terus berlatih, anda akhirnya akan pandai dalam sesuatu, dan itu akan lama. Anda semacam memberitahu otak "Saya memerlukannya lebih dari sekali," dan rangkaian saraf otak bertindak balas dengan membuat perubahan struktur dengan sewajarnya. Neuron mengubah bentuk dan lokasi dan menguatkan atau melemahkan pelbagai hubungan sedemikian rupa sehingga dapat mewujudkan rangkaian laluan ke kemahiran, dengan kemampuan untuk melakukan sesuatu.
Keupayaan neuron untuk mengubah diri secara kimia, struktur, dan bahkan berfungsi membolehkan rangkaian saraf otak anda mengoptimumkan dirinya untuk dunia luar - fenomena yang disebut keplastikan otak. Otak bayi adalah yang paling fleksibel. Semasa kanak-kanak dilahirkan, otaknya tidak tahu kehidupan apa yang harus disiapkan: untuk kehidupan seorang pejuang abad pertengahan yang harus menguasai ilmu pedang, seorang pemuzik abad ke-17 yang harus mengembangkan memori otot yang tepat untuk bermain harpsichord, atau seorang intelektual moden yang harus menyimpan dan bekerjasama dengan sejumlah besar maklumat. Tetapi otak bayi sudah bersedia untuk mengubah dirinya sendiri untuk apa sahaja kehidupan yang menantinya.
Bayi adalah bintang neuroplastik, tetapi neuroplastik berterusan sepanjang hidup kita, sehingga orang dapat tumbuh, berubah dan belajar perkara baru. Dan itulah sebabnya kami dapat membentuk tabiat baru dan mematahkan yang lama - tabiat anda mencerminkan corak yang ada di otak anda. Sekiranya anda ingin mengubah tabiat anda, anda harus menggunakan banyak kemahuan untuk menulis semula jalur saraf otak, tetapi jika anda mencuba, otak akhirnya akan memahami dan mengubah semua jalan ini, setelah itu tingkah laku baru tidak lagi memerlukan kemahuan. Otak anda secara fizikal akan mengubah perubahan menjadi kebiasaan baru.
Secara keseluruhan, terdapat kira-kira 100 bilion neuron di otak, yang membentuk rangkaian yang sangat luas ini - seperti jumlah bintang di Bima Sakti. Kira-kira 15-20 bilion neuron ini berada di korteks, dan selebihnya di bahagian otak anda yang lain. Anehnya, walaupun otak kecil mempunyai tiga kali lebih banyak neuron daripada korteks.
Mari zum keluar dan lihat bahagian otak yang lain. Kali ini kita akan memotong tidak memanjang, tetapi melintang.
Bahan otak boleh dibahagikan kepada jirim kelabu dan jirim putih. Bahan kelabu sebenarnya kelihatan lebih gelap dan terdiri daripada badan sel (soms) neuron otak dan dendrit dan akson kumannya - bersama dengan bahan lain. Bahan putih terdiri terutamanya dari akson konduktif elektrik yang membawa maklumat dari soma ke soma lain atau ke destinasi di badan. Bahan putih berwarna putih kerana akson ini biasanya dibungkus pada sarung myelin, yang merupakan tisu lemak putih.
Terdapat dua bidang utama bahan kelabu di otak: kelompok dalaman sistem limbik dan bahagian batang otak yang dibincangkan di atas, dan lapisan korteks tebal yang ditutup dengan lapisan korteks 2mm di bahagian luar. Sebilangan besar bahan putih di antaranya terdiri terutamanya dari akson neuron kortikal. Korteks adalah pusat komando yang besar, dan banyak perintahnya berasal dari jisim akson dalam komposisinya.
Ilustrasi paling hebat konsep ini adalah koleksi representasi artistik oleh Dr Greg Dunn dan Brian Edwards. Lihat perbezaan yang jelas antara struktur lapisan luar kerak materi kelabu dan bahan putih di bawahnya.
Akson kortikal ini dapat menghantar maklumat ke bahagian korteks yang lain, ke bahagian bawah otak, atau melalui saraf tunjang - jalan raya sistem saraf - dan ke seluruh badan.
Mari lihat keseluruhan sistem saraf.
Sistem saraf terbahagi kepada dua bahagian: sistem saraf pusat - otak dan saraf tunjang - dan sistem saraf periferi - terdiri daripada neuron yang memancar dari saraf tunjang ke seluruh badan.
Sebilangan besar jenis neuron adalah interneuron yang berkomunikasi dengan neuron lain. Apabila anda berfikir, ada sekumpulan pelatih di kepala anda bercakap antara satu sama lain. Interneuron terutamanya terdapat di otak.
Dua jenis neuron lain adalah neuron deria dan neuron motorik - ini bergerak ke bawah saraf tunjang dan membentuk sistem saraf periferal. Neuron ini boleh sepanjang satu meter. Berikut adalah struktur khas untuk setiap jenis:
Ingat dua jalur kami?
Jalur ini dijumpai di mana sistem saraf periferi dilahirkan. Akson neuron deria bergerak turun dari korteks somatosensori, melalui bahan putih otak, ke saraf tunjang (yang hanya sekumpulan akson besar). Dari saraf tunjang, mereka bergerak ke seluruh bahagian badan anda. Setiap bahagian kulit anda dilapisi saraf yang berasal dari korteks somatosensori. Syaraf, by the way, adalah rangkaian ikatan akson yang diikat menjadi tali kecil. Berikut adalah keratan rentas saraf:
Saraf adalah segalanya dalam lingkaran ungu, dan empat lingkaran besar di dalamnya adalah ikatan akson.
Sekiranya lalat mendarat di tangan anda, perkara berikut berlaku:
Lalat menyentuh kulit anda dan merangsang sekumpulan saraf deria. Terminal akson di saraf mula berfungsi dengan potensi, menghantar isyarat ini ke otak anda untuk memberi isyarat terbang. Isyarat menuju ke saraf tunjang dan soma korteks somatosensori. Korteks somatosensori kemudian memberi isyarat korteks motor untuk menggerakkan bahu dengan malas untuk menghilangkan lalat. Somas tertentu di korteks motor, yang disambungkan ke otot lengan, memulakan potensi, menghantar isyarat kembali ke saraf tunjang dan dari sana ke otot lengan. Terminal akson di hujung neuron merangsang otot-otot di lengan, yang menggegarkannya untuk mengejar lalat. Sistem saraf lalat melalui kitarannya, dan ia terbang.
Kemudian amigdala anda melihat sekeliling dan menyedari bahawa serangga sedang duduk di atas anda, menyuruh korteks motor berkedut dengan permusuhan, dan jika itu adalah labah-labah dan bukannya lalat, ia juga memerintahkan pita suara anda untuk menjerit dan merosakkan reputasi anda secara tidak sengaja.
Oleh itu, kita faham bagaimana otak berfungsi? Jadi, mengapa jika profesor mengemukakan soalan ini - berapa batu yang telah kita tempuh jika batu ini hanya yang perlu kita ketahui mengenai otak - jawapannya adalah tiga inci?
Dan rahsianya adalah ini.
Kami tahu bagaimana komputer individu menghantar e-mel dan memahami sepenuhnya konsep Internet, contohnya, berapa banyak orang di sana, laman web mana yang terbesar, trend mana yang paling utama. Tetapi semua perkara ini di pusat - proses dalaman Internet - mereka sedikit membingungkan.
Ahli ekonomi dapat memberitahu anda semua tentang bagaimana pengguna individu beroperasi, konsep asas ekonomi makro, dan kekuatan utama yang sedang dimainkan - tetapi mereka tidak dapat memberitahu anda dengan tepat bagaimana ekonomi berfungsi pada detik terdekat, atau apa yang akan terjadi padanya dalam sebulan atau setahun.
Otak agak serupa. Kami mempunyai gambaran kecil - kami tahu segalanya tentang bagaimana neuron diaktifkan. Dan kita mempunyai gambaran besar - kita tahu berapa banyak neuron di otak, apakah lobus dan struktur terbesar, bagaimana mereka mengawal badan, dan berapa banyak tenaga yang digunakan oleh sistem. Tetapi di suatu tempat di antara - apa yang dilakukan oleh setiap bahagian otak - kita benar-benar hilang.
Kami tidak faham.
Apa yang benar-benar menunjukkan kepada kita betapa bingungnya kita adalah cara ahli sains saraf bercakap mengenai bahagian otak yang paling kita fahami. Seperti korteks visual. Kami memahami korteks visual dengan baik kerana senang dipetakan.
Saintis Paul Merolla menjelaskannya kepada saya sebagai berikut:
Setakat ini bagus. Tetapi dia terus:
Dan korteks motor, kawasan otak yang paling banyak dikaji, pemeriksaan yang lebih dekat ternyata lebih kompleks daripada korteks visual. Kerana, walaupun kita tahu kawasan umum peta korteks motor mana yang sesuai dengan kawasan tubuh tertentu, neuron individu di kawasan korteks motor ini tidak sejajar secara topografi, dan spesifikasi kerja bersama mereka untuk membuat pergerakan badan sama sekali tidak jelas.
Neuroplastik yang menjadikan otak kita sangat berguna juga menjadikannya sangat sukar untuk difahami, kerana cara otak kita berfungsi berdasarkan bagaimana otak membentuk dirinya sebagai tindak balas terhadap persekitaran dan pengalaman tertentu. Ini bukan sekeping daging yang tidak berjiwa atau sesuatu yang anda, saya, Bibi Masha, Paman Petit dan Bill Gates sekurang-kurangnya mempunyai penampilan yang sama - jauh di dalam, otak setiap orang unik dalam makna tertinggi kata.
Bahagian Pertama: The Colossus Manusia
Bahagian Kedua: Otak
Bahagian Ketiga: Terbang di Sarang Neuron
Bahagian empat: antara muka neurokomputer
Bahagian Lima: Masalah Neuaralink
Bahagian Enam: Umur Penyihir 1
Bahagian Enam: Umur Penyihir 2
Bahagian Tujuh: The Great Fusion
