Работа головного мозга человека

Очень важно понимать, насколько сложный механизм - человеческий мозг. Мозг человека весит всего примерно 1300 г, но в нем насчитывается около 100 миллиардов клеток. Трудно представить себе число такой величины (или такие микроскопические связи). Попробуем понять и представить, насколько сложен мозг, сравнив его с чем-либо, что создано самим человеком - например, с телефонной системой всей планеты. Даже если мы представим себе все телефоны мира и все провода (а население земли уже 7 миллиардов), число соединений и триллионы сообщений в день НЕ будут эквивалентны сложности или активности одного человеческого мозга. А теперь посмотрим на "маленькую проблему" - если сломаются все телефоны штата Мичиган и нарушатся все провода, сколько времени потребуется всему штату (где проживают около 15 млн человек) восстановить телефонную связь? Неделю, месяц, несколько лет? Если вы выбрали "лет", то вы близки к истине и примерно представляете всю сложность восстановления мозга после травмы. В примере со штатом Мичиган его жители окажутся без телефонной связи, в то время как во всем остальном мире телефонные службы будут работать нормально. То же самое происходит с человеком при травме головы. Некоторые части мозга будут продолжать нормально функционировать, в то время как другие будут нуждаться в восстановлении или "перезагрузке".

Продолжение ниже

Головной мозг – это центр нервной системы у всех позвоночных и большинства беспозвоночных животных. Только немногие беспозвоночные, такие как губки.

Электрический и химический механизм

Посмотрим на строительные кирпичики мозга. Как уже было сказано, мозг состоит из 100 миллиардов клеток. Большинство из этих клеток называются нейронами. Нейроны - это что-то вроде переключателей, ну, примерно, как всем хорошо известные домашние электрические выключатели. Они либо в состоянии покоя (выключены) или передают электрический импульс по проводам (включены). Нейрон имеет клеточное тело, длинный маленький провод-отросток (этот "провод" называется аксон), а самый кончик его может испускать химический сигнал. Этот химический импульс передается через узкую щель (синапс), где запускает передачу сигнала другим нейроном. Таким образом множество нейронов передают сигнал по проводам (аксонам). Между прочим, каждый из этих миллиардов аксонов генерирует небольшой электрический импульс, общая мощность этих импульсов по примерным подсчетам равняется мощности лампочки в 60 вт. Врачи установили, что измерения этой электрической активности могут быть показателями работы мозга. Устройство для измерения электрической активности мозга называется ЭЭГ (электроэнцефалограф).

Каждый из миллиарда нейронов "выплевывает" химическое вещество, запускающее соседние нейроны. У разных нейронов и химическое вещество разное. Эти вещества считаются "передатчиками" и называются адреналин, норадреналин, дофамин. Уж очень просто, да? Ну, не совсем. Даже в этой упрощенной модели все гораздо сложнее.

Наш мозг – один большой компьютер?

Наш мозг – большой телефонный коммутатор (из-за множества соединений и контактов) или это большой компьютер с режимами вкл/выкл (соответственно компьютерным ноликам и единичкам)? Ни то, ни другое.

Попробуем взглянуть на мозг, используя другую модель. Сравним его с оркестром. Оркестр состоит из разных музыкальных инструментов. Ударные инструменты, струнные, духовые и т.д. У каждого своя работа и в то же время, он должен гармонично звучать вместе с другими. А управляет ими всеми дирижер. По взмаху дирижерской палочки все члены оркестра вступают одновременно и на одной и той же ноте. Если ударник недостаточно репетировал, он испортит игру остальных. Бывают моменты, когда кажется, что общее звучание музыки, "выключено" или она исполняется плохо. Пожалуй, эта модель лучше поможет представить работу мозга. Мы привыкли к стереотипному сравнению мозга с одним компьютером, но на самом деле он как миллионы маленьких компьютеров, работающих слаженно вместе.

Как мозг получает и передает информацию

Как мозг получает информацию? Большая часть информации поступает через спинной мозг в основание головного. Представьте, что спинной мозг - это толстый телефонный кабель, связывающий тысячи линий. Если перерезать этот кабель, человек потеряет чувствительность тела и способность двигаться. Информация поступающая, ИСХОДЯЩАЯ из головного мозга дает команды частям тела (рукам и ногам). ВХОДЯЩЕЙ информации очень много и она бывает разная (жарко, холодно, боль, смешанные ощущения, и т.д.). Зрение и слух не проходят через спинной мозг, а поступают непосредственно в головной. Этим объясняется способность парализованного человека (лишенного возможности двигать руками и ногами) слышать и видеть.

Информация из спинного мозга поступает в центр головного. Она разветвляется, как дерево и проходит к поверхности мозга. Поверхность головного мозга серая, благодаря цвету клеток (поэтому ее часто называют серым веществом). Отростки нейронов или аксионы имеют белую поверхность (их называют белым веществом).

Два мозга - левое и правое полушария

У нас по два глаза, две руки и ноги, почему бы не иметь два мозга? Наш мозг разделен на две половины - правое и левое полушария. Работа, которую выполняет правое полушарие, отличается от работы левого. Правое полушарие занято визуальной деятельностью и играет важную роль в соединении вещей. Например, оно принимает визуальную информацию, соединяет и перерабатывает ее и говорит: "я это узнаю - это стул " или "это машина ", или "это дом ". Оно организует и группирует информацию. Левое полушарие больше является аналитической частью; оно анализирует информацию, собранную правым. Оно берет информацию из правого полушария и превращает ее в языковую форму. В то время, как правое полушарие "видит" дом, левое говорит: "А, я знаю, чей это дом, это дом дядюшки Боба ".

Что же происходит, если одна часть мозга повреждена? Люди, у которых травмирована правая часть мозга, "не соединяют вещи вместе" и не могут перерабатывать информацию. У них часто развивается "синдром отрицания", и они утверждают, что с ними "все в порядке". Приведем такой пример: у человека повреждено правое полушарие - задний его отдел, отвечающий за визуальную информацию - и он теряет частично зрение. Поскольку деятельность правого полушария нарушена, мозг не способен "собирать" информацию, и не понимает, что чего-то не хватает. В сущности, человек слеп на один глаз, но не сознает этого. И что самое страшное, он все еще управлял автомобилем и въехал на нем в офис врача. После ознакомления с результатами тестов, которые врач провел с ним, доктор спросил: "У вас много вмятин на левой стороне Вашего автомобиля?" Пациент был поражен, что каким-то таинственным способом врач знал об этом, не видя его автомобиль. Увы, пришлось убедить его не ездить до выздоровления. Но вы теперь наглядно видите, как правое полушарие обрабатывает и соединяет информацию.

Левое полушарие мозга отвечает за язык и анализ информации, поступающей в мозг. Если нарушено левое полушарие мозга, человек сознает, что что-то не в порядке (правое полушарие делает свою работу), но не в состоянии решать сложные задачи или справляться со сложной деятельностью. Люди с поврежденным левым полушарием более подвержены депрессии, у них возникают организационные проблемы и проблемы с речью.

Зрение - как мы видим

От глаз информация поступает в затылочный отдел мозга. Нам всем знакомо явление, когда при ударе по голове "звезды из глаз сыплются". Такое точно происходит (поверьте мне на слово, экспериментов в домашних условиях ставить не надо). При сильном ударе по затылку, эта часть мозга ударяется о череп, что стимулирует мозг и человек видит звезды или вспышки света. Помните про два полушария? Каждое полушарие обрабатывает половину визуальной информации. То, что мы видим слева, перерабатывает правое полушарие. Информация справа обрабатывается левым полушарием. Провода, по которым информация попадает в мозг "пересекаются" - визуальная информация слева идет в правое полушарие.

Область мозга, контролирующая движение, располагается в узкой полосе, проходящей от макушки головы прямо к тому месту, где находится ухо. Она называется моторная полоска. Если она повреждена, человек не может контролировать половину своего тела. При повреждении левого полушария перестанет работать правая часть тела. При повреждении правого полушария в этой области левая сторона тела прекращает работать (не забывайте, у нас две половины мозга). Вот почему одна часть лица может быть неподвижной, если человек перенес удар.

Язык и речь

95% людей на земле праворукие, это означает, что у них доминирует левое полушарие. У левшей доминирующее полушарие правое. У правшей способность понимать и язык и выражать мысли находится в левой височной доле. Если взять металлический электрод, зарядить его немного и поместить его у начала левой височной доли, то человек скажет: "эй, я слышу звук ". Если передвинуть электрод к более сложной части доли, то человек разберет произнесенное слово. Если продолжать двигать его к еще более сложной части, можно различить знакомый голос: "О, да это голос дядюшки Боба ". У нас есть простые зоны в лобной доле, которые отвечают за звуки и другие зоны, воспринимающие более сложную информацию на слух.

Правая височная доля тоже отвечает за слух. Однако, при этом ее задача перерабатывать музыкальную информацию и помогать идентифицировать шумы. Если эта область повреждена, человек не различает музыки и не может петь. Поскольку мы думаем и выражаем мысли посредством языка, функционирование левой височной доли изо дня в день нам важнее.

Имеется пограничная зона, где область слуха и область зрения взаимодействуют. Это та область, с помощью которой мы читаем. Мы берем визуальные образы и трансформируем их в звуки. Если этот отдел мозга поврежден или не был развит должным образом в детстве, у человека развивается дислексия. Люди с дислексией могут видеть буквы перевернутыми или не понимать значения написанных слов.

Чувствительность кожи

Если какая-нибудь муха сядет вам на левую руку, эта информация мгновенно будет передана в правый отдел мозга, в ту часть, что расположена рядом с отделом мозга, отвечающим за движение. Тактильная область мозга имеет дело с физическими ощущениями. Движения и ощущения тесно связаны, так что отделы мозга, за них отвечающие, не зря расположены рядом. Поскольку в нашем мозгу движение и ощущения рядом, то понятно, почему люди теряют способность движения и чувствительность в какой-либо части тела при повреждении этой области мозга. Запомните - тактильные ощущения левой стороны тела передаются в правую часть мозга, как и при движении и зрении.

Лобная доля - планирование, организация, контроль

Самый большой и наиболее развитый отдел головного мозга - лобная доля. (Она называется лобной. потому что располагается в передней части мозга.) Одна из задач лобной доли - планирование. Вы, возможно, слышали о "фронтальной лоботомии". В начале века такую операцию делали крайне агрессивным и жестоким людям или слишком возбудимым психическим больным. Хирургическим путем этот отдел мозга повреждали. После такой операции человек становился пассивным и не таким жестоким. Поначалу это воспринималось как великое научное достижение. Нейрохирургия оказалась способной решать такие поведенческие проблемы как насилие. Но вся беда была в том, что больные после операции прекращали делать и многое другое. Они больше не могли делать привычные повседневные дела и обслуживать себя. Они просто сидели безучастно. При травмах головы, ведущих к повреждению лобной доли мозга, человек теряет способность выполнять многоступенчатые задачи (например, ремонтировать машину, готовить еду). Он не может планировать действия.

Организация - это тоже задача лобной доли. Когда мы что-то делаем, мы сначала выполняем шаг А, затем шаг В, потом шаг С. Мы выполняем действия последовательно, по порядку. Такой организацией и занимается лобная доля мозга. При травме лобной доли эта способность к последовательности и организации нарушается. Типичный пример - когда люди во время приготовления еды пропускают какой-либо шаг в последовательности действий. Они забывают добавить важный ингредиент или выключить плиту. На их счету много сожженных кастрюль и сковородок.

Кроме всего сказанного, лобная доля играет важную роль в контроле эмоций. Секторы контроля эмоций лежат глубоко в центре мозга. Это первичные эмоции - голод, агрессия, сексуальное возбуждение. Эти отделы посылают сигналы "делай что-нибудь". Если ты взбешен, дай кому-нибудь по шее. Если голоден, съешь чего-нибудь. Лобная доля "управляет" эмоциями. Простыми словами, у нее есть функции НЕТ или СТОП. Если ваши эмоции подстегивают вас врезать своему начальнику, то именно лобная доля заботливо удерживает вас "СТОП или ты лишишься работы. Если кто-то говорит: "Я завожусь с пол-оборота и зверею ", это означает, что лобная доля не срабатывает, чтобы выключить эмоциональную систему.

С другой стороны, мы обсуждали выше, как лобная доля планирует деятельность. Но иногда некоторые типы эмоций оказываются сильнее и опережают мысль. Например, сексуальное влечение предполагает определенный уровень воображения, планирования и подготовки. Без этого интерес падает. А гнев, наоборот, опережает обдумывание действий. Иногда говорят: "Травма на него положительно повлияла, он теперь спокойнее ". Но если вдуматься, это означает "он больше не такой активный ". Запомните, лобная доля планирует наши действия и контролирует эмоции.

Доктор Глен Джонсон, клинический нейропсихолог

Узнайте больше на тему мозг:

Опухоль головного мозга - симптомы и лечение