Можно даже поспорить, что вы много раз слышали слово «нейрон». Вот только далеко не все знали, что это такое, и что они куда сложнее, чем кажутся. При этом строение нейрона почти совершенно и разобраться в этой теме ужасно интересно.
Нейрон — электрически возбудимая клетка, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Клетка содержит ядро, тело клетки и отростки (дендриты и аксоны). В головном мозге человека насчитывается в среднем около 65 миллиардов нейронов. Только представьте себе это количество. Это число с девятью нулями. Оно превышает число людей в мире почти в десять раз. Фантастика!
Нейроны соединяются между собой, формируя таким образом человеческие функции мозга, память, отделы и сознание. Проще говоря, нейроны — наше все. По сути, нейроны — это мы.
Сегодня правду узнать непросто. Цифровая эпоха подарила нам доступ к любой информации но это – палка о двух концах. С одной стороны мы можем учиться и работать не выходя из дома, общаться с разными людьми и всегда оставаться на связи. С другой – социальные сети помогают распространяться фейковым новостям и лженауке. К тому же мы стараемся окружать себя информацией, которая нам нравится, а проверять факты мало кто привык. Так, огромное количество людей уверены, что мозг работает всего на 10%, а о его способностях обманывать нас слагают легенды. Самый сложный орган человеческого тела контролирует все функции организма обмениваясь информацией между нейронами – электрически возбудимыми клетками, сплетенными между собой 100 триллионами синапсов (или соединений). Можно сказать, что все наши мысли, чувства и действия являются результатом общения сотен и тысяч нейронов между собой. Но как понять что миф, а что нет?
Человеческий мозг – настоящий венец эволюции. Этот орган весом несколько килограммов каждую секунду создает вашу личность. Миллиарды крошечных нейронов искрят электричеством, а наша психика – ничто иное как продукт работы головного мозга. Стоит ли говорить, что именно мозг является самым не изученным органом человеческого тела и регулярно оставляет ученых в недоумении. По сути, мозг – мощнейший двигатель, благодаря которому мы остаемся на плаву даже в самых экстремальных ситуациях. Мы способны адаптироваться к самым суровым условиям – наш мозг обладает нейропластичностью. Ученые определяют нейропластичность (или пластичность мозга) как способность нервной системы изменять свою активность в ответ на внутренние или внешние стимулы путем реорганизации ее структуры. Исследования, проведенные в прошлом столетии, показали, что нейронная пластичность является фундаментальным свойством нервной системы у всех видов – от насекомых до людей. Однако, несмотря на интенсивные исследования механизмов, управляющих пластичностью, до сих пор не ясно, как именно пластичность формирует морфологию и физиологию мозга. А результаты недавнего исследования и вовсе оставили ученых обескураженными и неспособными понять, как работает мозг.
Результаты исследования, проведенного в Институте мозга университета Вирджинии, связали центр удовольствия в мозге с работой циркадных ритмов – встроенных биологических часов всех живых организмов на Земле. Вкусная пища, как известно, способствует выработке нейромедиатора дофамина – химического вещества в мозге, связанного с чувством удовольствия. В свою очередь, доступность вкусной и высококалорийной пищи – а также ее избыток – приводят к росту ожирения и количества пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом второго типа по всему миру. Как выяснили авторы нового исследования, прерывистое голодание может оказаться эффективным способом борьбы с ожирением. Но почему?
Многие люди очень любят употреблять энергетические напитки, так как им кажется, что из-за этой сладкой водички они чувствуют себя лучше и могут долго не спать. На самом деле это не совсем так и организм сам возьмет свою порцию отдыха. Поэтому первый момент, который можно обсудить, разговаривая об энергетиках — их эффективность. Но то, что они не подействуют, это отдельный вопрос, который не имеет отношения к влиянию энергетических напитков на здоровье. Ведь хотелось бы, чтобы энергетики, как минимум, не вредили здоровью. Производители энергетиков, наоборот, всячески подчеркивают, что их продукция помогает вести здоровый образ жизни. Давайте сковырнем этот слой и посмотрим, чего нам стоит бояться при употреблении энергетиков.
Сознание – одна из величайших загадок, стоящих перед человечеством. Но где и как оно возникает? Действительно ли сознание существует или это просто иллюзия, искусно созданная мозгом? Поиск ответов на эти вопросы – задача невероятно сложная, но ученых, к счастью, это не останавливает. Чтобы попытаться понять, где именно в мозге человека возникает сознание, авторы нового исследования провели эксперимент, в котором приняли участие 98 испытуемых. В ходе исследования большинство испытуемых бодрствовали, некоторые находились под наркозом, а у других наблюдались нарушения сознания и заболевания мозга. Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI) и машинный алгоритм на основе искусственного интеллекта, ученые выяснили, что существуют две биологические нейронные сети, которые напрямую связаны с сознанием. Похоже, так близко к важнейшей из тайн человечества наука еще не подбиралась.
Что вы представляете себе, если слишите термин «искусственные нейроны»? Наверняка что-то вроде проводов, покрытых оболочкой, которые нам регулярно демонстрируют в фантастических фильмах. Однако в жизни все выглядит не совсем так. Хотя, стоит признать, не менее футуристично и интересно. К примеру, международная группа ученых не так давно изобрела искусственные нейроны на кремниевых чипах, которые ведут себя так же, как настоящие. Это первое в своем роде устройство подобного рода. Которое, к тому же, пригодно для пересадки человеку.
Человеческая память избирательна и тому есть масса причин. Недавно нейробиологи обнаружили любопытный аспект того, как работает наша память. Когда мозгу нужно вспомнить информацию, относящуюся к определенному месту, отдельные нейроны берут цель на конкретные воспоминания. «Ключевой особенностью памяти является наша способность выборочно вспоминать определенные события, даже если они произошли в обстановке, в которой происходили и другие события», пишут ученые в работе, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.
Видите это изображение? С помощью этого странного изображения нейробиологи Массачусетского технологического института смогли активировать отдельные нейроны мозга. Используя лучшую из доступных модель зрительной нейронной сети мозга, ученые разработали новый способ точного управления отдельными нейронами и их популяциями в середине этой сети. В ходе испытания на животных команда показала, что информация, полученная из вычислительной модели, позволила им создавать изображения, которые сильно активировали определенные нейроны мозга.
Группа ученых из нескольких институтов Испании обнаружила доказательства нейрогенеза (появления новых нейронов) в мозге людей вплоть до глубокой старости. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Medicine, группа описывает исследования мозга недавно умерших людей и свои находки. О том, до какого возраста мозг рождает новые нейроны, ученые спорили в течение нескольких последних лет — как и о том, в каких частях мозга это происходит.
Основным структурным элементом нервной системы является клетка, которая передает информацию другим клеткам посредством синапсов. Это сложноустроенные структуры, которые создать искусственно, да еще и в миниатюре, не так-то просто. Однако группа ученых из Юлихского исследовательского центра совместно со своими коллегами из Аахена и Турина разработали особые нанопровода, которые обладают способностью как сохранять, так и обрабатывать информацию, а также параллельно получать многочисленные другие сигналы. Это очень похоже на то, как функционирует нервная система.