Добрый вечер, дорогие слушатели. Я — Вячеслав Дубынин — биолог, нейробиолог. Сегодня у нас вторая лекция из цикла «Мозг и потребности». В прошлый раз мы говорили про голод и еду, а сегодня мы поговорим о не менее важном факторе — о новой информации. Узнавать что-то об окружающем мире и дальше использовать эти знания, чтобы правильно строить поведение, является важнейшей задачей всякого высокоорганизованного мозга.

Нервная система, в том числе человека, ужасно любопытна, нуждается в новой информации, иначе будет не добирать положительные эмоции. О том, как связан мозг с любопытством, и о том, по каким каналам новая информация проникает в нашу нервную систему, мы сегодня с вами и поговорим. Я запущу презентацию. Вот заглавная страница. Полное название нашей лекции — «Мозг и любопытство. Мозг и новизна». Это в каком-то смысле синонимы. Любая высокоорганизованная нервная система ориентирована на сбор информации, прежде всего из внешней среды. Вы видите здесь любопытное семейство опоссумов, которые вылезают из какой-то трубы и во все глаза смотрят, во все уши слушают, а еще осязают, обоняют, готовы попробовать что-то на вкус. Собирать информацию об окружающем мире очень важно. Если вы знаете, вы сможете что-то спрогнозировать, спланировать, ваше поведение окажется более успешным. Но если мы хотим узнать о той или иной потребности, будь то забота о потомстве или голод, или любопытство, мы смотрим прежде всего на поведение живых организмов.

В простейшем случае поведение выглядит как рефлекторная реакция. Из окружающей среды приходит некий стимул, воздействует на сенсорную клетку (прикосновение), дальше запускается сигнал по цепочке нейронов. Это показаны нервные клетки с отростками. В конце концов этот сигнал добегает до двигательной нервной клетки, возникает реакция. Кто-то прикоснулся к нашему правому плечу, мы повернулись и посмотрели в правую сторону. Это простейшая реакция, связанная со сбором новой информации. Она называется ориентировочный рефлекс. Мы сегодня о нем довольно много будем говорить. В простейшем варианте поведение выглядит как очевидная реакция на вполне четкий стимул. Но гораздо чаще мы имеем дело с более сложной ситуацией, когда некая потребность, в том числе потребность в новой информации, нарастает где-то внутри мозга. Тогда явного запускающего стимула нет. Тем не менее нейросети готовы реализовать то или иное поведение. Они приходят во все более возбужденное состояние, порой даже совершенно спонтанно по каким-то причинам начинают это поведение реализовать.

Например, оглядываться по сторонам в поисках новой информации. Нарастает исследовательская потребность, потому что нарастает какая-то другая потребность. Вам захотелось есть. Куда бы пойти в поисках хлеба насущного? А давайте посмотрим по сторонам, понюхаем, послушаем и решим. Или вам захотелось любви и понимания. Где бы найти подходящую личность, подходящего полового партнера? Давайте опять посмотрим по сторонам, может быть, какая-то информация окажется вполне подходящей. В этом исследовательское поведение функционирует как отдельный блок в деятельности нашего мозга. Кроме того, любопытство и новизна могут присоединяться к любой другой программе, любой другой потребности, надстраиваться над этой потребностью. Если не хватает информации для удовлетворения той или иной потребности, надо эту информацию собрать. Сам сбор новой информации тоже приносит положительные эмоции. Любопытство по своим собственным каналам способно запускать выделение прежде всего такого нейромедиатора, как дофамин. Мы сегодня об этом еще поговорим.

Напоминаю, что наш курс посвящен биологическим потребностям — тем блокам в нашем мозге, где установлены некие программы нашей зависимости от тех или иных факторов среды: внешней среды, иногда внутренней среды. Неделю назад я рассказывал про голод. Там как раз огромное значение имеют такие внутренние факторы, как концентрация глюкозы в крови и растяжение пустого желудка. Или вы видите пьющего котика: жажда связана с избытком NaCl в плазме крови. Или материнское поведение во многом запускается такими внутренними факторами, как гормоны — пролактин, окситоцин. Есть сигналы, приходящие из внутренней среды организма и усиливающие проявление той или иной потребности, или делающие эти проявления более вероятными. А есть сигналы, приходящие извне. Исследовательское поведение прежде всего ориентировано на внешнюю среду. Наш мозг так сконфигурирован, что любое изменения во внешней среде, что-то неизвестное мозгу уже становится объектом изучения, любопытства. В процессе получения новой информации мы испытываем положительные эмоции, даже если не знаем, как мы дальше эту информацию приспособим. Сама по себе новая информация уже являются тем, что можно назвать положительным подкреплением, является источником позитивных эмоций.

А если мы живем, существуем в условиях дефицита новой информации, мы рискуем не добирать положительные эмоции. Тогда возникает негативное эмоциональное состояние, которое можно назвать скукой. Негативные проявления других потребностных центров тоже на этом фоне становятся более заметными. То, что в рамках курса я называю биологическими потребностями, довольно близко к Павловскому понятию «группы безусловных рефлексов». И.П.Павлов достаточно много писал про исследовательское поведение, придавал ему очень большое значение. Сам термин «ориентировочный рефлекс» или рефлекс «что такое» принадлежит И.П.Павлову. 

В сфере психологии биологические потребности обычно относят к бессознательным проявлениям психической деятельности. В рамках нашего курса мы периодически будем вспоминать две классификации биологических потребностей. Одна из них, психологическая, принадлежит Абрахаму Маслоу. Неделю назад мы говорили про потребность в еде. Это физиологическая потребность. Если смотреть на классификацию А.Маслоу, то сегодня у нас потребность из самой верхней группы, духовная потребность. Когнитивные потребности, потребности знать, понимать, исследовать, А.Маслоу отнес к самым возвышенным проявлениям личности. Если обратиться к классификации академика, нейробиолога П.В.Симонова (а я отталкиваюсь от нее), то программы, связанные с исследовательским поведением, попадают в третью группу программ саморазвития.

Неделю назад я более подробно рассказывал про эти классификации, в том числе про классификацию П.В.Симонова. Я говорил, что он разделил все наши биологические потребности на витальные, социальные (в случае животных — зоосоциальные) и программы саморазвития, потребности развития. Витальные — жизненно необходимые, без которых организм погибает: еда, питье, кислород и так далее. Социальные, зоосоциальные — это внутривидовое взаимодействие. Два кота выясняют отношения на границе территории. Территориальное поведение попадает в эту категорию. Программы саморазвития — программы, направленные в будущее. Определение этих программ вы можете прочитать в трудах П.В.Симонова. Определение примерно следующее — это программы, которые в момент реализации не позволяют нам говорить о какой-то сиюминутной выгоде. Как правило, в тот момент, когда вы наблюдаете то или иное поведение, вы не очень понимаете, зачем организм его реализует. Если набраться терпения, то иногда через минуту, а иногда через час, а иногда через неделю становится понятно, зачем все это реализовалось. Мы охотно подражаем. В тот момент, когда мы кому-то подражаем, не всегда понимаем, зачем объект нашего подражания так делает. Но раз он так делает, то и я это повторю: наверное, это хорошо. Программы свободы делают нас трудно переносящими ограничения в свободе передвижения. Если вы не преодолеете эти ограничения, вы рискуете погибнуть, умереть от голода, жажды. Мозг майского жука про это не знает, но знает программа свободы, которая заставляет его вылезать из коробочки, грызть стенки той банки, в которую его поместили. Игровое поведение, тренировка двигательных навыков очень характерны для детенышей.

Наша сегодняшняя цель — исследовательское поведение. В тот момент, когда мы собираем новую информацию, мы далеко не всегда знаем, как мы будем ее использовать и будем ли мы вообще ее использовать. Самое быстрое млекопитающее на планете Земля — гепард, который бегает со скоростью 110 км/ч. Ну и что вам до этого гепарда? Вы с ним никогда в саванне не столкнетесь. Но любопытно, кто у нас самый быстрый бегун. Новая информация сама по себе значима, а если вы ее когда-нибудь сумеете все-таки приспособить к реальному поведению, то совсем окажется хорошо. Заранее зная о параметрах ситуации, вы сможете свое поведение сделать более адекватным, успешным. Дальше начинается тот список, который еще Ч.Дарвин озвучил: вы успешнее избегаете опасностей, успешнее находите пищу, успешнее размножаетесь, ваши гены успешнее переходят к вашему потомству. Быть любопытным важно и выгодно. Ребенок, который рассматривает что-то в лупу, реализует реакцию любопытства. Это программы свободы, а это подражательное поведение.

Наша цель сегодня — исследовательские программы. Давайте займемся ими вплотную. Еще раз нужно подчеркнуть, что сбор новой информации — это очень значимо. Поэтому простейшие проявления исследовательского поведения наблюдаются даже у не очень сложной нервной системы. У рыб существует самый базовый вариант исследовательского поведения, тот самый ориентировочный рефлекс, о котором писал еще И.П.Павлов: поворот глаз, головы, всего тела в сторону нового сигнала, чтобы собрать информацию. В данном случае на вас смотрит сова, потому что вы ее почему-то заинтересовали.

Где находятся центры ориентировочного рефлекса? Они располагаются в среднем мозге, в зоне, которая управляет движениями глаз, наводит на резкость хрусталик, регулирует диаметр зрачка. Самая простая, самая древняя программа, связанная со сбором информации, это нервные центры среднего мозга. Вы увидели что-то любопытное, повернулись, зафиксировали его взором. Если мозг считает, что нужно собрать дополнительную информацию, шаг номер два — подойти поближе к данному объекту. Следующий уровень — включение особой зоны, которая называется субталамус. Она относится к промежуточному мозгу. Наверняка я говорил, что в промежуточном мозге есть две основные структуры: верхняя половинка — таламус, нижняя — гипоталамус. На прошлой лекции мы очень много говорили про гипоталамус, там находится центр голода. Таламус — зона, которая работает вместе с корой больших полушарий и проводит информационные потоки в кору. Кроме таламуса сверху и гипоталамуса снизу, на границе таламуса, гипоталамуса и среднего мозга есть небольшая зона — субталамус. Она запускает локомоцию — приближение к заинтересовавшему нас объекту. Это поведение кошки в новой квартире — обойти всю доступную территорию, собрать информацию, посмотреть, понюхать, послушать. Это функция субталамуса. Дальше вы вплотную подошли к интересующему вас объекту. Что сделает при этом человек или даже маленький ребенок? Он этот объект возьмет руками, начнет что-то с ним делать — уже тонко взаимодействовать с тем или иным предметом: раскрутить, разломать, посмотреть внутри, разобраться в деталях. Это очень важный пункт, связанный со сбором информации, со знакомством с окружающей средой и с разными объектами.

Манипуляция с предметами (manus — рука) является уже задачей двигательной коры, это задняя часть лобной доли. Вот основные три зоны, которые запускают на двигательном уровне программы, связанные со сбором новой информации: повернуться, посмотреть, приблизиться, взять в руки и исследовать. Чтобы эти центры работали, другие нейросети должны сообщить им об источнике новой информации. Чтобы сработал ориентировочный рефлекс, сначала новое зрительное событие, новое звуковое событие должна детектировать верхняя часть среднего мозга, которая называется четверохолмие. Чтобы мы перемещались в направлении вызвавшего наше внимание объекта, очень желательно, чтобы субталамусу помогал гиппокамп — структура, которая строит карту местности и фиксирует на этой карте наше текущее положение. Конкретная манипуляция с объектом сопряжена с постоянным сопоставлением, с соотнесением той информации, которая была, с новой информацией. Вы крутите какой-то объект и видите новую грань, новое свойство, новую детальку. В тот момент, когда вы все исследовали, уже можно отложить это в сторону. Сравнение текущей информации с тем, что есть уже в памяти, является задачей поясной извилины — очень крупной зоны, которая находится на внутренней поверхности больших полушарий и помогает двигательным центрам, которые занимаются манипуляциями. На данной схеме красные центры — центры, связанные с сокращением мышц, а зеленые центры — центры, которые работают с сенсорной информацией и определяют уровень новизны этой информации. Если уровень новизны достаточно высок, тогда запускается то или иное поведение. Есть три таких уровня, характерных для всех высших животных, млекопитающих, птиц. У человека есть еще один уровень, связанный с нашим речевым любопытством. Он находится в теменной коре. Ближе к концу лекции мы до него доберется. А пока я буду рассказывать о тех проявлениях исследовательского поведения, которые объединяют человека со всеми высокоразвитыми позвоночными.

Еще раз про ориентировочный рефлекс. Это очень древняя программа, которую мы можем наблюдать уже у рыб. Если вы подойдете к аквариуму и постучите по стенке, то у рыб повернутся глаза, сами они тоже повернутся посмотреть, кто это стучит. Эти механизмы работают уже в рыбьем мозге. Это логично: если мы смотрим на нервную систему рыбы, мы видим, что средний мозг у рыбы — самая крупная зона. У нас это довольно скромная область по объему, а у рыб там находятся главные зрительные центры, центры, управляющие движением глаз, хрусталиком, зрачком. Все эти системы есть уже на уровне рыбы, при выходе рыб на сушу попадают к амфибиям, рептилиям, млекопитающим и птицам.

Вот зона среднего мозга, разрезанная поперек. Мы видим сверху выступы — четверохолмие, сенсорные центры, которые сопоставляют сигнал, бывший несколько долей секунды тому назад, с тем сигналом, который идет сейчас. Детектируется зрительная новизна или слуховая новизна, или новизна, связанная с кожной чувствительностью (прикосновение к вашему правому плечу). Сенсорные центры — четыре выступа на верхней поверхности среднего мозга, поэтому они называются четверохолмие. Два передних холмика занимаются зрением, а два задних — слухом. Если детектируется новизна, если что-то зазвучало, зашевелилось на краю поля зрения, то сигнал с четверохолмия передается на глазодвигательные центры, которые находятся в нижней половине среднего мозга, ближе к середине. Здесь находятся нейроны, управляющие движениями глаз, целых 6 мышц управляют каждым нашим глазом. Через черепные нервы сигнал передается на глазодвигательные мышцы. Плюс к этому мы испытываем положительные эмоции. Когда удовлетворяется та или иная потребность обязательно присутствует поток положительных эмоций. Мы субъективно это воспринимаем как положительные эмоции, которые показывают всему мозгу, что то, что мы сейчас делаем, это биологически очень полезная штука. В данном случае мы собираем новую информацию.

Где находится центр положительных эмоций в среднем мозге? Это зона совсем внизу. Эта структура называется черная субстанция, мы о ней будем еще не раз говорить. Она важна прежде всего как область, генерирующая положительные эмоции тогда, когда мы двигаемся: радость движения, радость игрового поведения. Но у нас сегодня любопытство. В случае любопытства источником положительных эмоций является примерно эта зона с желтым овалом. Эта зона называется вентральная покрышка среднего мозга. Она формирует эмоциональный поток, связанный с узнаванием нового. По ходу эволюции уровни работы с новизной нарастают, а первоисточник эмоций так и остается тем же самым. Даже когда мы манипулирует с предметами, даже когда мы на вербальном, словесном, уровне занимаемся каким-то творчеством, все равно та положительная эмоция, которая генерируется, продолжает оставаться быть связанной с активностью вентральной покрышки, которая содержит нейроны, выделяющие дофамин — главный нейромедиатор, связанный с новизной, любопытством, творчеством. Еще раз показаны эти центры: сенсорная детекция, движения плюс эмоция.

Вот четверохолмие, вид сверху. Мы смотрим на эту зону сверху, мы видим верхнюю поверхность продолговатого мозга, моста, четверохолмие среднего мозга, эпифиз, таламус. На этой картинке вы все это можете наблюдать: продолговатый мозг, мост, четверохолмие среднего мозга, эпифиз, справа и слева два таламуса. В четверохолмии передние верхние холмики являются зрительными, а задние — слуховыми. Когда что-то новое возникает в поле зрения, без какого-то тонкого анализа объекта, уже сам факт заметного изменения картинкин запускает ориентировочный рефлекс через передние или верхние холмики. Если что-то зазвучало в окружающей среде, источник перемещается, изменился тон звука, тогда срабатывают нижние холмики четверохолмия, которые запускают ориентировочный рефлекс. Сюда же, в четверохолмие, поступает кожная чувствительность от спинного мозга (конечности, туловище), от тройничного нерва (кожная чувствительность головы), тоже может реализоваться ориентировочный рефлекс. Другие сенсорные системы тоже тут работают. Если вы ощущаете новый запах, то начинаете крутить головой. Это реализация рефлекса «что такое», о котором писал еще И.П.Павлов. Это любопытство на нашем самом древнем уровне. Свойства нейросетей, которые тут находятся, врожденно заданы. Поэтому их достаточно удобно исследовать.

С середины XX века именно четверохолмие является объектом для изучения нейронов-детекторов новизны. Должны быть какие-то нейросети, которые способны выделять новизну. Пример сейчас у вас на экране. Эта клетка находится в верхних холмиках четверохолмия и детектирует новый зрительный сигнал, или она находится в нижних холмиках и детектирует включение звука. Давай возьмем включение звука. Есть некий шум. У меня сейчас за окном шум дождя. Идет постоянный звуковой сигнал со знаком плюс, возбуждающий сигнал приходит на нейрон-детектор новизны. Но перед тем, как этот возбуждающий сигнал попадет на детектор-новизны, тот нервный отросток, тот аксон, который проводит данный сигнал, ветвится и запускает ту же самую информацию по цепи мелких нервных клеток, находящихся в четверохолмии. Эта цепочка мелких нервных клеток состоит в основном из возбуждающих нейронов, которые перебрасывают сигнал дальше. Но последний нейрон в этой цепочке тормозный. Он работает со знаком минус. Получается, что на нейрон-детектор новизны одновременно приходят два сигнала: сигнал со знаком плюс и сигнал со знаком минус. Если входной стимул стабильный, этот плюс и этот минус одинаковы, уравновешивают друг друга. Детектор новизны не выдает никаких импульсов, потому что никакой новизны нет. 

А теперь представьте себе, что на фоне шума дождя раздался вдруг какой-то резкий и достаточно громкий звук. В этот момент по этому каналу уровень активации, уровень возбуждения возрастет. А конкурирующий минус отстанет, потому что это возбуждение должно сначала переключиться через цепочку нейронов, через цепочку контактов синапсов. А каждый синапс — это 0,1-0,2-0,3 секунды задержки. Сигнал от появления нового звука сюда приходит прямо сразу, а пока он доберется до тормозного нейрона по этой цепочке, торможение отстанет от возбуждения. Как раз момент появления нового стимула будет характеризоваться тем, что плюс победит минус, детектор новизны сработает и запустит ориентировочный рефлекс. Произойдет поворот глаз, головы, всего тела в сторону нового сигнала. Существует тектоспинальный тракт, который идет от четверохолмия прямо на двигательные центры спинного мозга, реализуется поворот иногда даже всего туловища. У животных еще мощно двигаются ушные раковины. У нас уши не двигаются относительно головы, но мы крутим всей головой. Вы видите ориентировочный рефлекс, который реализует человеческий детеныш: новая погремушка — источник прекрасных положительных эмоций. Сейчас он протянет руку и попытается ее схватить, а потом запихнуть в рот. А вот ориентировочный рефлекс, который реализует лошадь: поворот головы, глаз; посмотрите, как ушные раковины расположены. Новая информация очень актуальна, важна, ее нужно собирать. Вот любопытство на самом древнем уровне.

Если мы хотим детальнее разобраться, как средний мозг работает с источником новой информации, то оказывается, очень полезно регистрировать движения глаз. Можно вокруг глаза поставить датчики и оценивать, как центр сетчатки сканирует изображение. Я думаю, вы знаете, что самая детальная картинка получается именно с центра сетчатки — с области, которая называется центральная ямка. По тому, как центральная ямка движется в пределах той или иной картинки, можно оценить, какие элементы изображения более значимы и менее значимы, какие привлекают больше и меньше внимания, в какой последовательности мы читаем ту или иную информацию. Это очень любопытно. В числе прочего это еще то, что называется окно в бессознательное. Представьте себе, что вы пришли в зал Пушкинского музея, а там стоит огромный Давид Микеланджело. Куда вы первым делом посмотрите, на какую часть его тела? В какой последовательности все это будет сканироваться? Это все очень любопытно. В данном случае тут не Давид, а профиль царицы Нефертити. Видно, как идет центральная ямка. Чтобы получить такую картинку, уже просто такие датчики поставить недостаточно: нужно записывать на видеокамеру движения глазного яблока и дальше считать, как сканируется то или иное изображение. Видно, что прежде всего зрительную систему и мозг человека привлекает граница между объектом и фоном. Как раз по этой границе в основном идет движение. Конечно, огромное значение имеют специфические человеческие черты лица: глаз, нос, губы, ухо. Здесь очень много линий, сканирование очень серьезно затрагивает именно эти области.

Вот второй пример того, как мы читаем страницу, строку в напечатанном тексте. Казалось бы, мы прыгаем в начало строки, а потом идем вдоль текста. Оказывается, нет. Когда анализируют движения глаз, выделяют несколько типичных вариантов: фиксация взора, слежение — глаз непрерывно идет по картинке, саккады — быстрые скачки. Это настолько быстрые скачки, что мы не получаем промежуточной картинки: только что смотрели в один угол экрана, а теперь смотрим в другой угол. Вот как мы читают страницу в книге. Здесь шкала времени идет снизу вверх. Например, эта точка. В этой точке взор с конца строки прыгает в начало новой строки. Это большая саккада. Мы читаем непрерывно, должна быть пологая кривая, говорящая о процессе слежения. Оказывается, нет. Оказывается, когда мы читаем строку, наблюдается несколько небольших саккад, микросаккад. Постояли немножко — прыгнули в следующий кусочек строки, еще в следующий, еще в следующий. За шесть-семь небольших саккад прочитали всю строчку, прыгнули опять в начало строки, еще читаем, опять в начало, еще читаем. Это довольно любопытно, позволяет оценить, каким образом идет сбор новой информации именно с точки зрения зрительной системы, потому что она все-таки у нас самая главная и самая значимая.

Сейчас для анализа движения глаз в первую очередь используются уже специальные компьютерные девайсы, которые называются айтрекеры. Эта штука надевается на голову человека, можно проанализировать, как идет оценка того или иного изображения. Строятся уже не такие линии, как на предыдущих примерах (эти картинки еще из XX века), а строятся тепловые карты. С помощью тепловой карты легко понять, насколько долго задержался взор на том или ином элементе картинки, в той или иной области. Там, где цвет ближе всего к красному, происходит максимально долгая фиксация. Вы видите, что огромное внимание уделяется лицам людей. А там, где меньше смотрели, будет желтый, даже зеленый, синий цвет. Фон особо никто не рассматривает. Такие картинки позволяют объективно оценить, как идет анализ считывания зрительной информации. Помимо того, что это интересно само по себе, это имеет и практическое приложение, например, в сфере нейромаркетинга. Если вы сделали рекламный плакат и хотите оценить, видит ли потенциальный потребитель все нужные детали на этом плакате (название фирмы, телефон, название товара), вы можете с помощью айтрекера эту информацию получить. Или вы хотите расставить товары на полке так, чтобы взор автоматически попадал именно на тот товар, который вам сейчас нужно продать максимально быстро (срок годности истекает). Это все тоже можно посмотреть с помощью нейромаркетологических методов и айтрекинга. Вся эта сфера, связанная со средним мозгом и движением глаз, имеет еще и очень практические приложения.

От ориентировочного рефлекса давайте сдвинемся на следующий уровень — уровень субталамуса. Посмотрели, зафиксировали новый объект, и теперь мы хотим к нему приблизиться, подойти. Это делает зона на границе таламуса и гипоталамуса, которая именуется субталамус. Вот — таламус — помощник коры, зона, отвечающая за произвольное и непроизвольное внимание. Вот — гипоталамус — центр многих потребностей, в частности голода, жажды, размножения, агрессии, центр генерации эмоций. На границе таламуса, гипоталамуса и среднего мозга располагается субталамус. Это — таламус, это — гипоталамус, этот оранжевый кружок — субталамус. Субталамус — зона, которая способна передать сигнал в спинной мозг и запустить локацию. Мы начинаем сгибать руки-ноги, прежде всего ноги (все-таки мы на задних лапах ходим, а животное — и передние и задние конечности), и двигаться в сторону объекта, который вызвал интерес. Почему? Например, от этого объекта исходят какие-то интересные зрительные и слуховые сигналы. Бывает так, что локомоцию и активацию субталамуса запускают центры потребностей. Вы сидели, сидели, и стало вам голодно. Гипоталамус сообщается субталамусу: «Давай уже встанем и попробуем найти еду. Неважно, куда мы пойдем: пока мы сидим, вообще ничего не произойдет. 

Вряд ли банан упадет прямо на голову». Надо попробовать просканировать окружающее пространство, походить по доступной территории, тогда проблема голода, жажды, повышенной тревожности, проблема, связанная с размножением, может быть решена. В этом смысле субталамус — очень важная структура. С его активацией часто начинается удовлетворение самых разных потребностей. Сигнал идет в субталамус, субталамус начинает перемещать нас в пространстве: либо не очень быстро (шаг), либо побыстрее (бег). Но без такого перемещения удовлетворить потребность довольно сложно. По этому поводу существует русская поговорка «Под лежачий камень вода не течет». Она именно про субталамус и про ту историю, которую я вам рассказываю. Если вы хотите, чтобы ваша потребность была удовлетворена, для начала измените локализацию в пространстве, тогда, может быть, с вами что-то случится. Поэтому исследовать территорию — замечательно. Одновременно мы получаем радость движений. Просто бродить и собирать новую информацию — серьезный источник позитивных эмоций. Поэтому люди так любят гулять, особенно по незнакомому городу, незнакомой стране. Туризм во многом связан с активацией именно субталамуса. Субталамус управляет центрами конечностей в нашем спинном мозге.

Вы видите шагающую лошадь, шагающего человека. Простейший вариант локомоции — шаг. Шаг — аллюр, способ перемещения в пространстве, когда одна конечность из четырех сгибается и переносится вперед, а в это время остальные три конечности сохраняют устойчивое положение. По одной конечности передвигается вперед, движемся не спеша. Если мы посмотрим на то, как шагает лошадь, кошка или собака, мы увидим, что локомоция стартует с одной из задних лап. Например, с правой задней. Она сгибается, переносится вперед, разгибается. Потом то же самое делает передняя лапа с той же стороны, потом — задняя лапа с другой стороны, передняя лапа с той же стороны и вновь та конечность, с которой все началось. В итоге то, что происходит в спинном мозге, это движение нервных импульсов, нервных сигналов по замкнутому контуру. Этот контур врожденно задан. Мы хорошо знаем, что врожденно заданы многие рефлекторные дуги. Например, ориентировочный рефлекс задан врожденно, ему не нужно учиться. Все нейросети в спинном мозге есть прямо сразу. Им нужно дозреть, но они существуют. То же самое можно сказать про локомоцию. Хотя это не рефлекс, а замкнутый контур нервных клеток, эта конструкция в мозге есть врожденно. Субталамусу достаточно бросить активацию в эту систему, чтобы организм, который сидел или лежал, встал и пошел. Чем выше уровень активации субаламуса, тем быстрее идет шаг. Когда активация достигает критического уровня, первая скорость нашего мозга сменяется второй скоростью, которая называется рысь. При рыси одновременно начинают работать уже две конечности — задняя и диагональная передняя. 

В варианте человека это называется бегом. Вот — древнегреческие бегуны, вот — ребенок. Когда мы бежим, наша рука и диагональная нога работают одновременно. Когда мы ходим, руки отстают от ног, потому что здесь движение происходит по восьмерке. Содружественное движение рук — результат работы этой системы. Когда мы идем или бежим, мы зачем-то машем руками. Толку от этого никакого: мы же не отталкиваемся от земли. Но поскольку в нашем спинном мозге врожденно существует именно такой контур, мы при ходьбе или беге совершаем содружественные движения рук. Можно их не совершать, но тогда вы должны будете тратить на это дополнительные силы. Поэтому проще махать руками, чем специально тормозить эти движения. При беге идет такой вариант. Есть еще третий вариант локомоции, третья скорость, еще более быстрая, когда одновременно работает то пара задних конечностей, то пара передних. Плюс к этому очень мощно разгибается спина. Этот аллюр называется галоп. Шаг, рысь, галоп. В любом случае работает субталамус. Чем активнее идут импульсы из субталамуса, тем более быстрый аллюр выбирается. В рамках аллюра локомоция может ускоряться. Встали, пошли, пошли быстрее, перешли на рысь, бежим, бежим быстрее, переходим на галоп. Это классическая история для четвероногих. В человеческом варианте мы галопом не бегаем, по крайней мере у нас это плохо получается. В принципе бег в мешках — это, конечно, галоп. Но далеко и быстро так не убежишь. Быстрее всего у нас получается бегать именно рысью.

То поисковое поведение, которое запускается субталамусом, обход новой территории, приносит кучу положительных эмоций, новой информации, но при этом конкурирует с негативными эмоциями, которые связаны с безопасностью. Вы попали в новую обстановку. Это забавно, любопытно. А вдруг там какая-то опасность. Конкуренция любопытства и страха — очень важный элемент поведения в какой-то новой ситуации. Это довольно здорово говорит о базовом темпераменте и человека, и экспериментального животного. Если вспомнить классификацию темпераментов, которая принадлежит еще Гиппократу, там есть любопытные сангвиники и тревожные меланхолики. Баланс любопытства и тревожности в экспериментах на белых крысах мы смотрим на платформе, экспериментальной установке, которая называется крестообразный приподнятый лабиринт. На ноге высотой 80 см находится крестообразная платформа: два рукава затемнены, у них боковые стенки, а два рукава — без стенок, открыты, ярко освещены. Мы сажаем белую крысу прямо в центр. Всякая нормальная белая крыса уходит в темный отсек, сидит там, потому что ей исходно страшно, обстановка слишком не знакома. Крыса сидится в темном отсеке, но через пару минут ей становится скучно. Белые крысы, как люди, очень любопытны. Если нет новой информации, то надо ее искать. Вот она уже выходит на светлые рукава, выходит довольно далеко, нюхает, встает на задние лапки. Потом ей становится страшно, она убегает опять в темный отсек. Немножко придет в себя — снова выходит на светлую часть лабиринта, любопытствует. Баланс страха и любопытства можно оценить. За 10 минут наблюдений крыса 6 минут сидела в темном отсеке, а 4 минуты находилась на светлых рукавах. Зачем нужны такие опыты? Мы не просто изучаем поведение белых крыс. Мы используем эти тесты, чтобы оценивать потенциальную активность возможных психотропных препаратов, возможных лекарств, которые будут способны корректировать проявления психической деятельности человека, если получится. Повышенная тревожность — довольно известная история. Если мы разрабатываем вместе с коллегами-химиками какой-нибудь новый анксиолитик, препарат, снижающий тревожность, его как раз испытывают в таком тесте. Вы даете крысе такой препарат, она становится более любопытной, менее тревожной. К этому вопросу мы еще вернемся на следующей лекции, потому что следующая лекция будет посвящена страху — второй программе, которая присутствует в данной ситуации. Там я подробнее расскажу про анксиолитики, они же транквилизаторы.

У нас, в нашем отечественном фольклоре, существует персонаж, буквально помешанный на локомоции — Колобок. «Я от бабушки ушел, я от дедушки ушел» — это про Колобка. Порой попадаются люди, которые тоже ужасно непоседливы. Если это принимает клинические формы, это называется уже дромомания — патологическая охота к перемене мест. Вы видите тут разных колобков, даже пару колобков: должны же как-то колобки размножаться.

При перемещении в пространстве, при сборе информации, при формировании более или менее целостного представления о доступном пространстве субталамусу помогает структура, которая называется гиппокамп. Можно сказать наоборот, что субталамус помогает гиппокампу собрать всю нужную информацию. Гиппокамп, конечно, побольше, чем субталамус. Это гораздо более сложная структура, которая относится к нашей старой коре больших полушарий. Вы видите в глубине височной доли левый гиппокамп, а там просвечивает правый гиппокамп. Вот — правый гиппокамп, вот — левый гиппокамп. Гиппокампы — структуры, которые заточены на формирование кратковременной памяти. Если мы описываем функции гиппокампа в рамках мозга человека, мы говорим не просто о построении карт местности, а о гораздо более глобальном событии — памяти текущего дня. Я подробно рассказываю про гиппокамп, когда рассказываю вообще про память. Гиппокамп — главный центр кратковременной памяти. Кроме того, именно работа гиппокампа позволяет кратковременную память перезаписывать в долговременную. Поэтому с гиппокампом очень много работают. Это очень важная структура для обучения, для формирования памяти. В человеческом мозге он выглядит относительно небольшим, но реально это все равно крупная структура, в ней очень много нервных клеток. В крысином мозге по отношению к остальным большим полушариям, он выглядит гораздо более впечатляющим. У нас тоже достаточно порядочный гиппокамп. Гиппокамп в переводе с латыни означает «морской конек». Если вырезать из мозга гиппокамп, то это — сам гиппокамп, а это — те отростки, которые из него выходят и идут дальше к другим нервным структурам, например, к коре больших полушарий (хвостик морского конька).

Гиппокамп очень много изучается, исследуется. Сейчас я о некоторых работах даже чуть-чуть расскажу. Но поскольку он все-таки не очень велик, легко догадаться, что его объем ограничен. Примерно так же, как в компьютерах, когда долговременная память очень большая, а кратковременная — не очень большая. Если вы в течение текущего дня перегрузили гиппокамп новой информацией, то может возникнуть эффект переполнения, когда новая информация уже не очень залезает. Это называется эффект музея, когда вы долго ходите по какому большому музею и уже не очень помните все детали, а в основном то, что было в начале, и то, что было в конце. Гиппокамп пишет информацию сегодняшнего дня. Когда мы ложимся спать, информация в гиппокампе частично стирается, а частично перезаписывается в долговременную память. Если повреждается гиппокамп, возникают проблемы не только с кратковременной памятью, но и с формированием новой долговременной памяти. Процесс перезаписи информации с гиппокампа может отражаться на наших сновидениях. То, что мы видим во сне, это те информационные потоки, по крайней мере частично, которые из гиппокампа идут в кору больших полушарий, потому что новая кора больших полушарий, основная масса коры больших полушарий — центры долговременной памяти.

У нас гиппокамп — важнейший центр, связанный с самыми разными сенсорными сигналами. Там есть зоны, которые хранят кратковременную зрительную память, слуховую, кожную. Если мы смотрим на эволюцию гиппокампа, мы видим, что исходно он возникает для построения пространственных карт. Его исходная задача — запоминать, как животное движется в пространстве, строить траекторию движения, накладывать на карту местности, чтобы быстро возвращаться домой, в родную норку, чтобы не заблудиться, чтобы в случае опасности очень шустро убежать от врага.

Это очень важно. С этого начинается гиппокамп, а потом он приобретает способность реагировать и на другие стимулы. Именно свойство гиппокампа строить карты местности наиболее легко подлежит изучению. Работая с гиппокампом лабораторных мышей и крыс нейрофизиологи, начиная с 70-ых годов прошлого века, постепенно разбираются в том, как информация проникает в мозг и прописывается на нейронных сетях, как возникают траектории для передачи сигналов, которые порой даже визуально отображают структуру лабиринта, по которому ходит лабораторное животное. 

В работах с гиппокампом используются простые лабиринты, Y-образные или посложнее — восьмилучевой радиальный лабиринт. Во всяком случае это очень важно. Построить карту местности, чтобы потом вернуться домой прямой дорогой, это крайне актуальная задача. На более древних уровнях (червей) это в принципе невозможно. Но уже начиная с членистоногих и рыб, это оказывается вполне достижимо. Большие пустынные муравьи (лат. Cataglyphis) способны уходить от гнезда на десятки метров, а потом возвращаться назад по короткой дороге. В раскаленной солнцем пустыни это очень актуально, потому что каждая лишняя минута — риск получить ожоги, а то и вообще свариться заживо. Поэтому Cataglyphis ходит и ищет; как нашел какую-нибудь еду, то по прямой бежит назад. При этом он помнит ориентиры и делает еще поправку на движение солнца. Это без всякого гиппокампа. В его маленькой муравьиной голове есть нейросети, аналогичные гиппокампу позвоночных и способные формировать пространственную карту. Это касается и стрекоз, и мух — тех насекомых, которые хорошо и быстро владеют тем или иным доступным пространством.

Работы на беспозвоночных — отдельная история. Она началась с работ Николаса Тинбергена на роющих осах: как они ориентируются в пространстве, как они запоминают большие ориентиры (деревья) и маленькие ориентиры (камушки или шишки вокруг норки). Очень много работают на пустынных муравьях: они крупные. Есть классические работы Карла фон Фриша по тому, как ориентируются пчелы, как они с помощью танца передают информацию другим пчелам. Тинберген, который работал с осами, и Фриш, который работал с пчелами, в 1973 году получили Нобелевскую премию. В какой-то момент стали сомневаться в работах Карла фон Фриша, но потом в конце концов сделали пчелу-робота, которая станцевала пчелам танец, пчелы поднялись и полетели в указанном направлении. Система все-таки работает. 

Изучение способсти млекопитающих формировать карты местности или, как говорил Э.Толмен, когнитивные карты изучается с середины XX века. Э.Толмен — классик в этой области. Он первым указал на то, что есть карты пути и карты обозрения. Карта-путь означает, что вы не представляете местность в целом и строите свою траекторию движения на определенных ориентирах. На первом этапе это уже неплохо, это лучше, чем ничего. Но в тот момент, когда вы уже с местностью хорошо знакомы, у вас в мозге возникает ее целостное отражение. Это уже карта обозрения.

С помощью карты обозрения вы можете в пределах местности выбирать новые пути. Это очень адаптивно, напрямую связано со сбором информации. Э.Толмен предложил изучать процесс латентного обучения. Представьте себе: есть не очень сложный лабиринт. Сюда вы сажаете крысу, она ходит по лабиринту, просто его изучая. Вы видите, что крысе любопытно. Дальше вы ее опять помещаете в этот лабиринт; где-то тут находится источник запаха сыра. Крыса бежит к этому сыру по пути номер один, прямо по прямой. Бегает.

Дальше вы перекрываете путь номер один. Вы видите, что крыса начинает использовать обходной путь номер два. Если вы его перекроете, то крыса может использовать обходной путь номер три. Если крыса предварительно была знакома с лабиринтом, переход от одного пути к другому происходит не методом проб и ошибок, а существенно быстрее — так, как будто у животного в результате предварительного скрытого латентного обучения уже карта местности в голове сформировалась. Млекопитающие это делают, это полезно. Вы видите здесь еще один лабиринт Толмена, гораздо более сложный, где он проводил свои эксперименты.

В 70-ые годы прошлого века Джон О’Киф сумел зарегистрировать в мозге крысы нервные клетки, которые строят карту-путь. Джон О’Киф зарегистрировал в гиппокампе крысы нервные клетки, которые активируются при соприкосновении с теми или иными ориентирами — строят некую карту, основанную на каких-то углах лабиринта, каких-то характерных запахах, каких-то зрительных, слуховых, обонятельных и прочих стимулах. Он нашел нейроны конкретных признаков лабиринта в гиппокампе белой крысы. В итоге их работы формируется карта местности, которая позволяет двигаться от ориентира к ориентиру. В своих поздних работах Джон О’Киф вживлял в гиппокамп крысы много электродов. Было видно, как последовательная активация нейронов в гиппокампе крысы напрямую повторяет структуру лабиринта. Надо идти внутри лабиринта по такой траектории, каждый кусочек обслуживает отдельная нервная клетка, помеченная на этой схеме точками разных цветов. Работы Джона О’Кифа очень эффектно продолжили супруги Мозер — скандинавские исследователи, которые показали, что не только гиппокамп участвует в формировании пространственных карт, а есть еще рядом с гиппокампом такие зоны, как энторинальная кора и субикулум. Наряду с формированием карты, основанной на ориентирах, энторинальная кора формирует координатную карту — карту обозрения, на которую накладываются уже конкретные ориентиры. Эта карта обозрения реально имеет координатную решетку, не прямоугольную, как у нас (параллели, меридианы), а основанную на треугольниках и шестиугольниках.

Построение этой решетки идет за счет мышечной чувствительности, когда животное ощущает, какое расстояние оно прошло. Плюс к этому работает субикулум, связанный очень мощно с органами равновесия и с восприятием положения головы и тела в пространстве: куда идем — направо, налево, прямо, насколько далеко идем, какие ориентиры.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Добрый вечер! Нет, так не пойдёт. Надо ответить «Добрый вечер!» радостно, бодро. Давайте попробуем ещё раз. Добрый вечер! Классно! Сразу видно, поужинали, настроились на интеллектуальный отдых, это прекрасно. Я надеюсь не разочаровать ваше ожидание и сегодня мы поговорим про то, а что делает мозг одаренным, то есть про ситуацию, когда мозг что-то делает лучше, чем на среднем уровне.

В принципе одарённость – это способность к чему угодно, к какой-то такой из ряда вон выходящей интеллектуальной деятельности или эстетической, например, картину нарисовать или кто-то замечательно коммуницирует, или кто-то устанавливает спортивные рекорды. Всё это можно изобразить вот на такой вертикальной оси. В самом низу – это невозможность какой-то деятельности, потом трудно получается, норма, а вот выше одарённость и гениальность. Любое действие, которые вы совершаете, можно в эту школу поместить. Скажем, гладить рубашки. Как у вас с глажением рубашек? В какое место этой шкалы вы попадаете? Кто попадает на невозможность? Скажите, пожалуйста. Так, затруднение. Нормальный уровень. Одаренность и, наконец, гениально гладят рубашки. Так что можно попасть в книгу рекордов Гиннесса, погладив 20 рубашек за 2 минуты, и такой же бывает. И скажут: «Боже мой! Супер!». И будет видео YouTube, миллионы просмотров – гениальное глажение рубашек. Тут все дело – как взяться.

Поскольку передо мной математики, мы чаще будем говорить про всякие задачи, решения, теоремы, теории. Эйнштейн тут поскольку постольку. Он хоть и не математик, а физик, но, тем не менее, он все равно гений, а гении в одних местах бывают гениальными, а в других местах действительно не могут себе рубашку погладить. Поэтому очень важно чтобы о гении кто-нибудь заботился, тогда его гениальность будет расцветать и всех радовать.

Откуда, собственно, берётся одарённость мозга? Само слово «одарённость» от слова «дар», то есть кто-то что-то подарил. И кто же подарил? Подарили родители. Они взяли свои гены, яйцеклетка и сперматозоид наконец-то встретились и возникла самая лучшая на свете зигота, которая поделилась и вы появились на свет. Как известно, яйцеклетка при оплодотворении одна единственная, а сперматозоидов несколько миллионов, И тот сперматозоид, который добежал первым – он супер сперматозоид и поэтому каждый ребёнок – это лучшее, что могло получиться у двух родителей в данный момент. Поэтому каждый из вас уже в своё время победил соревнование среди тысяч сперматозоидов, это надо как-то отдельно обдумывать.

Соответственно, дар, гены. Вот видите, на картинке хромосомы нарисованы. А вслед за этими генами формируются какие-то особенные свойства нервной системы, а ещё значима эндокринная система. А ещё то, что мы называем общим обменом веществ. Вот эти факторы, так или иначе, влияют на одарённость, и я собираюсь немножко про каждый рассказать. Опять же, одаренным можно быть в каких-то очень простых вещах, скажем, у вас потрясающая скорость реакции или мышечное утомление вас почти не затрагивает. Вы можете бежать марафон или ещё что-нибудь такое, скажем, различать пятьдесят оттенков красного цвета.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Бывает одарённость очень сложная. Самые сложные варианты – это проявление интеллекта, темперамента. И если мы пытаемся оценить, а что так интеллектуально одарённый человек, мы тут же упираемся хотя бы в такую, казалось бы, простую проблему – а как это измерить? То есть как оценить? Психологи довольно долго думали и придумали такую штуку как IQ, такой коэффициент интеллекта. И сейчас весь мир этим пользуется. Хотя, наверное, не весь мир, наверное, половина психологов пользуется, а половина их критикует, потому что в принципе IQ тоже штука такая не очень очевидная и далеко не всех она устраивает, поскольку сам этот коэффициент рождается как сумма нескольких тестов. То есть в своё время, когда психология начала всерьёз развиваться, а это, стало быть, был конец XIX века – начало XX века, были придуманы тесты на разные виды памяти, на разные типы мышления, скажем, абстрактно-логического и образного, на информированность – знаете ли вы, какая столица в Бельгии. Столица Бельгии – Брюссель. А Мадагаскара? Ну, классно. Информированность – это когда всё это вместе. И дальше, когда психологи стали считать, то оказалось, что многие типы интеллектуальной деятельности, если человек абстрактно-логически хорошо мыслит, то он зачастую и информирован тоже неплохо и действительно знает, что за столица у Мадагаскара. То есть оказалось, что разные тесты на разные проявления интеллекта довольно коррелируют. Отсюда родилась идея о том, что есть некое ядро интеллекта и это самый IQ собственно это ядро и измеряет.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Тестирование провели в девяностые годы в США на старших школьниках. И как большинство подобных результатов эта кривая имеет форму так называемого нормального распределения. Есть пик и это наиболее частое значение. То есть по горизонтали здесь IQ, видите от 65 до 145, а по вертикали процент детей, которые падают в тот или иной кусочек. Соответственно, средний уровень где-то от 100 до 110. И есть более интеллектуальные, есть менее интеллектуальные, но они встречаются реже. Это типично для нормального распределения. Средний уровень встречается чаще всего, а чем дальше от среднего, тем реже встречаемость.

Вот средний уровень, а вот это, например, уровень умственной отсталости. То есть, где-то начиная с 80 говорится, что интеллект уже не очень. А соответственно, когда где-то за 130, то говорят о предпосылках одарённости.

Например, вот один из мультяшных персонажей, который вам, наверное, знаком. У него низкий IQ. Гроунинг написал сценарий. У Гомера Симпсона IQ иногда 60, иногда 70, иногда 80. Там довольно серьёзно разбираются, почему у него такие проблемы с IQ. Во- первых, у Симпсонов в семье есть семейный ген, который делает всех мужчин тупыми. То есть генетический фактор. Во-вторых, у него плохая работа. Он кем работает? На атомной электростанции. В-третьих, у него были множественные черепно-мозговые травмы, он же всё время бьётся головой. В-четвертых, он алкоголик. И, в конце концов, в одной из серий оказывается, что у него в голове есть карандаш. И когда этот карандаш вынули, то у него IQ сразу подрос на 50 единиц. Ему это не понравилось, поэтому карандаш вставили обратно.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Каждый персонаж – это определённый психотип, буквально списанный из учебника. Поэтому получается достаточно интересно и поучительно. А вот другой персонаж. Это кто? У Лизы какой коэффициент? 155. Это очень-очень крутой показатель. Несмотря на гены Гомера это ей не помешало и не помешает дальше, несомненно, прославиться и достичь высот в разных видах деятельности.

Почему IQ разные? Почему одарённость разная? Дело действительно, во-первых, в генах, а во-вторых, в том в какой среде человек растёт, воспитывается, развивается. Для того чтобы, например, определить вклад генов, природа подарила нам замечательный такой объект как монозиготные близнецы. Наверное, знаете, бывает такая ситуация, когда яйцеклетка делиться-делиться-делиться, получается 20 или 40 клеток. И в этот момент мне по не очень понятной причине она берёт и разваливается на две части. Вернее, вот этот зародыш разваливается. Получается две кучки по 15 клеток и дальше каждая кучка развивается самостоятельно и получаются два монозиготных или однояйцевых близнеца, потому что из одной яйцеклетки. Они на 100% генетически одинаковые. Они всегда одного пола и похожи как две капли воды. И дальше они растут, взрослеют, у каждого, в общем-то, своя жизнь обычно и вот то, чем они различаются в итоге – выбрали разную профессию или один женился на блондинке, другой на брюнетке, хотя девушка могла быть крашеная. Во всяком случае, те различия, которые получились, у одного девочка родилась, у другого мальчик, вот эти различия – это влияние внешней среды. А их сходство – это, скорее всего, то стопроцентное совпадение генов, которое у них имеется.

Существуют статистические методы анализа, которые позволяют сравнивание монозиготных близнецов и дизиготных близнецов и как раз выявить вклад наследственности. Эти расчёты показывают, что для IQ гены определяют примерно около 60%, а оставшиеся 40% смотрите, как делятся: где-то процентов 25-30 это то, что называется семейная среда. То, что с вами происходит, когда вы общаетесь с родителями. Сюда же входит ужасно важный период, когда эмбрион растёт у мамы в животе и в этот момент устанавливаются нервные связи, формируется мозг, очень много всего важного происходит. И ещё один фактор – это социальная среда, то есть то, что с вами случается, когда вы пошли в школу или чем-то занимаетесь. Это где-то 10-15%. Вроде немного, но тоже значит.

И что получается? Получается, что каждому из нас, прежде всего благодаря родительским генам на роду написан какой-то уровень IQ, а дальше в зависимости от того, как жизнь сложилась, этот уровень может сдвигаться вверх или вниз, но на не очень большую величину. На величину где-то 15-20 баллов. То есть если за счёт генов вы сразу набирайте 140, то дальше если вы трудитесь, решаете задачи и опять же приезжайте в Сириус, то может быть, у вас этот самый коэффициент дорастёт до 150, а может даже до 160. А если будете сачковать и ничего не делать, то наоборот упадет до 120. Но в принципе полным идиотом вы просто так не станете. Это уже надо постараться. Опять же черепно-мозговая травма, карандаш в голове – что-то такое специальное надо делать.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

А если вам на роду написано 100, то 130-140 вы вряд ли наберёте. Но это не факт, что вы не достигнете одарённости в каком-то другом виде деятельности. Скажем, будете гениальным ювелиром, потрясающе водить спортивный автомобиль или ещё что-то такое делать, не относящееся напрямую к интеллекту и его функциям.

Вот так это можно графически изобразить. Эта линия толстая чёрная поперёк – это то, что на роду написано и плюс-минус 15-20 единиц – то дополнительное влияние внешней среды, то, что генетики ещё называют модификационная изменчивость. Наверное, знаете, о ней говорят в школьной программе.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Есть признаки с широкой модификационной изменчивостью или говорят с широкой нормой реакции. Скажем, вес. Вес может меняться полтора-два раза у человека. А есть признаки с узкой нормой реакции, скажем, рост. Вам на роду, например, написано 175 см и дальше если вы прекрасно питаетесь, а ещё занимаетесь спортом вы к этим 175 можете ещё сантиметра 2-3 добавить, но не 10. Так же как в случае интеллекта немножко можно помочь, а совсем чего-то глобального не случится. Поэтому очень важно понимать в какой зоне вы получили одарённость от родителей, что вам развивать, чтобы использовать вот этот генетический задел для того чтобы дальше с помощью напряжённого труда достичь каких-то выдающихся успехов.

Схема, которая сейчас на доске, характерна для ситуаций так называемого полигенного наследования, для ситуаций, когда за признак, а в данном случае это IQ, отвечают десятки, а иногда и сотни генов. Вот в случае с IQ по тем оценкам, которые сейчас имеются, за него отвечает где-то 300-400 генов, то есть очень большое количество. Это гены, связанные с общим обменом веществ в организме, гены, связанные с эндокринной сферой, гормональной и гены, связанные с нервной системой. Давайте я немножко про каждый вариант поговорю.

Пример из первой группы. Заболевание, которое называется подагра. Вчера, когда я лекцию читал, я закончил на кофеине. Помните, кофеин снимает утомление и человек становится более активным. Хотя если хронически и сильно воздействовать на эту систему, то это не очень хорошо. Но, тем не мене, такое стимулирующее действие кофеина достаточно известно. У нас в организме вырабатывается само по себе, по ходу азотистого обмена, вещество, похожее на кофеин. Оно называется мочевая кислота.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Вот сверху кофеин, снизу мочевая кислота нарисована, Мочевая кислота получается при дальнейших превращениях мочевины, а мочевина – это основной отход распада аминокислот и наши почки выводят мочевину, выводят мочевую кислоту. Обычно всё нормально. Но есть люди, у которых мочевой кислоты образуются гораздо больше, чем в среднем и возникает проблема, которая называется подагра. Дело в том, что мочевая кислота довольно легко кристаллизуется, как бы выпадает в осадок. И легче всего это происходит в тех местах организма, которые постоянно охлаждены, то есть более низкую температуру имеют, чем всё тело, а это руки и ноги. Соответственно, у человека, у которого в организме много мочевой кислоты, постепенно год за годом в суставах, прежде всего пальцев эта самая мочевая кислота откладывается и когда кристаллы становится слишком большими, они начинают тереть, царапать кости и хрящи, начинается воспаление. Всё это называется подагра. Это нехорошо, это больно двигаться и довольно тяжело лечить.

Всё вроде бы плохо, но фокус в том, что мочевая кислота похожа на кофеин и получается, что человек, который склонен к подагре, одновременно находится всё время в более высоком психоэмоциональном тонусе. Он как будто немножко выпил кофе или кока-колы. В 20 лет ещё никакой подагры нет, а мочевой кислоты больше, и будущие подагрики вообще более активны и во многих сферах достигают довольно серьёзных успехов.

Давным-давно ещё, скажем так в 70-е годы XX века Владимир Павлович Эфроимсон, российский генетик специально проанализировал, а какой вклад внесли подагрики в человеческую историю. И что он сделал? Во-первых, он посмотрел, сколько вообще людей болеют подагрой. Оказалось, что примерно полпроцента, то есть один из двухсот. Дальше он взял энциклопедии разных стран, России, Италии, Англии и посмотрел, сколько подагриков попали в энциклопедии. И оказалось, что среди людей, попавших в энциклопедии, а это люди, которые чем-то прославились, подагриков где-то от 5 до 10%. То есть гораздо больше. Больше в 10 раз. Если теперь взять людей, которые попали во все энциклопедии, то есть совсем выдающихся, то подагриков в середине где-то 10-20%. Ну и наконец, если взять великих людей, которые попали в школьные учебники, то подагриков вообще процентов 20, а то и 30-40. Не про каждого точно известно, то есть оценки Эфроимсона достаточно приблизительны, но сами по себе цифры впечатляют. Вот как порой связан уровень обмена веществ в организме и последующая одарённость человека. То есть плавает много мочевой кислоты и от этого мозги работают лучше.

Небольшой список выдающихся людей, которые были подагриками. И Александр Македонский с Юлием Цезарем, и великие художники, и Бетховен, и Блок, и Тургенев. А среди людей науки Галилей, Ньютон, Лейбниц, Дарвин и так далее. Вот такой интересный пример.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Теперь по поводу эндокринной системы. Гормоны тоже определяют общий уровень обмена веществ и в итоге сказываются на работе мозга. Основные гормоны, которые влияют на интеллект – это гормоны щитовидной железы, половые гормоны и гормоны надпочечников. Давайте я пару слов скажу про каждый из них.

Щитовидная железа. Она находится в нижней части шеи. Гормоны, которые она вырабатывает, называются тироксины. Химически это весьма такие уникальные соединения, потому что содержат йод. А с точки зрения регуляции деятельности организма тироксины управляют работой митохондрий и митохондрии выделяют больше энергии, вырабатывают больше энергии. Поэтому чем выше уровень тироксина, тем активнее вообще организм, в том числе и мозг, том числе и нервная система. Поэтому качество работы щитовидки – это весьма важный показатель и если тироксина много, то человек нервозный, гиперактивный, бессонница развивается. А если слишком мало, то наоборот, вялый, депрессивный. А если мало врождённо, то у ребёнка может даже развиваться умственная отсталость. На самом деле за этим сейчас очень тщательно следят и когда младенец рождается у него обычно в течение первых суток уже берут первую кровь, первую пробу крови, это называется первая капля крови из пяточки. В этой капельке определяют сразу тироксин, потому что если его мало нужно прямо сразу давать этот гормон в виде лекарства. Поэтому собственно это проблема решена.

А так по жизни уровень тироксина выше среднего будет активировать работу вашего мозга. Как правило такие люди помимо интенсивной умственной деятельности вообще выглядят очень бодро, поджаро, они сухощавые с горящими глазами. То есть это люди, у которых много тироксина в крови. Они вполне узнаваемы.

В случае половых гормонов речь идёт об андрогенах и эстрогенах. Сверху нарисована матка с яичниками, и яичники вырабатывают эстрогены. Внизу соответственно часть мужской половой системы. Там семенники, андрогены. Посмотрите, гормоны вроде разные, а формула молекулы достаточно похожа. Они на самом деле близкие химические родственники, а возникают из холестерина. Про холестерин, наверное, слышали, его сейчас обвиняют во всяких грехах – и продолжительность жизни человека падает, если много холестерина и это правда. Но, тем не менее, холестерин – это не абсолютное зло, а он нужен для многих функций и в частности для синтеза половых гормонов. И для нашего биологического вида, для Homo sapiens характерна, по крайней мере, у взрослых людей, постоянно высокая концентрация половых гормонов в крови.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Это особенность обезьяньей жизни, об этом антропологи очень много пишут. Связано это с тем, что обезьяны способны размножаться круглый год в отличие от большинства других млекопитающих. То есть большинство других млекопитающих как размножаются? Всё тихо тихо-тихо, а потом сезон размножения. Какие-нибудь олени бодаются, тигры ревут. 11 месяцев все вроде как бесполые, а 12 месяц все размножаются и потом опять всё тихо. Понятно, что в этот месяц размножения у всех сносит крышу. И если бы человечество было так устроено, то конечно как-то жизнь развивалась да то есть на месяц в году вся планеты выходила бы из строя, потому что размножение было бы главным. Но у нас не так. У нас, у обезьян половая активность размазана по всему году. Это, видимо, связано с тем что в обезьянник стаях если самка беременна или если у неё маленький детёныш, то она имеет высокий статус. Её защищают больше, у неё более легкий доступ к еде, поэтому нет смысла ждать целый год, чтобы забеременеть. Тем более что обезьяны – это тропические исходные животные и в итоге вот история нашей группы и в том числе человекообразных обезьян Homo sapiens привела к тому, что женский организм постоянно генерирует яйцеклетки. Раз в месяц наступает очередная овуляция и постоянно высокий уровень половых гормонов. Мужской организм тоже постоянно наготове. Потому что если где-то появилась яйцеклетка, готовая к оплодотворению, а у вас нет сперматозоидов, то как-то обидно. Поэтому у всех высокая концентрация половых гормонов, но не чрезмерная, потому что если она зашкаливает, то мозги опять работают плохо. А вот умеренная и высокая концентрация способствует хорошей и эффективной работе мозга.

Антропологи совершенно обоснованно считают, что постоянно высокая концентрация половых гормонов сыграла важную роль в нашей интеллектуальной эволюции, потому что делает нас более активными.

Надпочечники. Вчера я довольно много говорил про норадреналин, а может и немного, но во всяком случае точно говорил. Это медиатор, связанный со стрессом. И помимо того, что он медиатор в головном мозге, он ещё и в надпочечниках выделяется как гормон в дополнение к основному гормону стресса, который называется просто адреналин. Эта пара активирует работу многих внутренних органов и, соответственно, активные надпочечники – это тоже такая предпосылка к более высокому интеллектуальному уровню. Потому что не только до внутренних органов всё это дотягивается, но и до самых разных нервных клеток. Вчера, рассказывая про норадреналин, я говорил что, в частности улучшается запоминание на фоне умеренного стресса. По этому поводу есть история, связанная с так называемым синдромом Марфана. Синдром Марфана – это генетическое заболевание, которое довольно редкое, но не очень, потому что один человек на 5000 это на самом деле не так уж и мало. И при этом синдроме нарушено образование соединительной ткани. В 15 хромосоме мутация, по-другому работает фермент, формирующий соединительную ткань и от этого у людей куча проблем, то есть у тех, у которых синдром Марфана. Они вырастают долговязые, неуклюжие с очень длинными руками и ногами, очень длинными пальцами, проблемы с суставами, с сердечными клапанами, со стенками крупных сосудов. Всё это делает их жизнь не очень счастливой, потому что уровень здоровья не очень высок, мягко говоря. Но одновременно с этим у них так изменена структура надпочечников, что их надпочечники выделяют больше адреналина и норадреналина, чем у обычного человека и в итоге такой человек как бы немножко на взводе, слегка в стрессе. От этого он очень активен, общителен. Вот и получается, что, несмотря на проблемы со здоровьем, люди с синдромом Марфана тоже порой достигают довольно больших высот. Вот пример тех, у кого был синдром Марфана. Это и Авраам Линкольн и Никколо Паганини, великий скрипач и вот то, что у него были такие длинные пальцы, и он так потрясающе играл – это как раз следствие синдрома Марфана. Из наших Корней Чуковский, сказочник. И кстати Ганс Христиан Андерсен, ещё один великий сказочник, тоже был человеком с синдромом Марфана.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Синдром Марфана – пример того, как работает эволюция. Она делает мутацию, то есть возникает мутация, а дальше оказывается, что эта мутация какие-то показатели параметров организма ухудшает, а какие-то может и улучшить. И тут в дело вступает отбор. Если пользы больше, чем вреда, то дальше такая мутация начинает закрепляться и встречаться всё чаще и чаще. На самом деле эта встречаемость – один человек на 5000, она не такая маленькая. Это значит, что человек с синдромом Марфана имеет кое-какие преимущества. Эти преимущества значимы.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

Теперь перейдём к мозгу. Мозг штука сложная и когда мы говорим об одарённости, мы должны учитывать как минимум три уровня. Во-первых, как мозг устроен и как нервные клетки в нём собрались вместе и вместе работают. Во-вторых, что там с медиаторами. А про медиаторы я опять же вчера довольно много рассказывал. И в-третьих, как взаимодействуют между собой разные мозговые структуры, потому что наш мозг – это на самом деле совокупность вычислительных конструкций, устройств и какой-нибудь мозжечок своё делает, таламус своё, гипоталамус своё, затылочная кора своё. Вот как они взаимодействуют между собой тоже во многом сказывается на одаренности в разных областях, в том числе и в интеллектуальной.

Сначала два слова про то, как мозг собирается. Вот вы видите на картинке, как всё это происходит у эмбриона. Эмбрион человека на стадии примерно 2-3 недель имеет вид червячка и на спинке этого червячка возникает желобок. И дальше края этого желобка смыкаются, и получается нервная трубка. Потом передняя часть этой нервной трубки начинает раздуваться и, соответственно, возникает головной мозг. Остаток — это спинной мозг и постепенно в головном мозге выделяются большие полушария, промежуточный мозг, мозжечок. Идёт такое формирование. Это то, что мы видим как бы на макроуровне. На уровне отдельных клеток в это же время эмбриональные нейроны постепенно расползаются по мозгу и занимают свои места. Это такая отдельная процедура. Нейроны этим занимаются ещё до того, как у них сформировался потенциал покоя и до того, как они начали запускать потенциалы действия. Есть специальные вспомогательные клетки, они называются глиальные клетки, они образуют что-то вроде арматуры в мозге. Вот такая розовая штука – это нейрон, который ползёт по синему проводу. Вот нейрон ползёт по глиальной клетки, занимает своё место, формируется шесть слоёв в коре больших полушарий, три слоя в коре мозжечка и так далее. Встают на места и дальше начинают выпускать отростки и формировать синапсы. В тот момент, когда человек рождается уже все нейроны на местах, а синапсы ещё только начали формироваться. На картинке слева – это кора больших полушарий только что родившегося ребёнка, а справа – это то, что с ним случилось через 2 года. То есть нейронов не стало больше или меньше, но каждый нейрон за это время выпустил множество отростков, эти отростки сформировали контакты и синапсы и нейросеть начала эффективно функционировать.

Вчера я довольно много говорил о синапсах. Ещё раз хочу подчеркнуть что единицей работы нервной системы является не нейрон, а контакт между нейронами – синапс. И чем больше у нас синапсов, тем больше информационный, вычислительный ресурс мозга. И первые два года жизни в этом смысле ужасно важны. В зависимости от того, в каких условиях взрослеет ребёночек, густота синаптической сети будет разная. Если много игрушек, если интересно, если позитивные эмоции, если взрослые много общаются с ребёнком, то эта сеть растет густая, и дальше она будет очень эффективно работать. А если всего этого будет мало, то сеть будет не очень хорошая и, соответственно, такой мозг будет менее эффективно функционировать.

Это как раз семейная среда, о которой я говорил в самом начале. На самом деле новые отростки и новые синапсы формируются у нас в течение всей жизни. Выучили вы какой-нибудь раздел математики или даже просто какую-то сложную теорему и в этот момент в вашем мозге возникли новые контакты, формировались новые синапсы и мозг реально умнеет. Чем вы больше грузите его информацией, тем больше концентрация синапсов на единицу объёма. А если вы его не грузите информацией, то нейроны начинают разрывать контакты, типа, зачем они, всё равно не используются. И если человек смотрит одни сериалы или только играет в компьютерные игры, то мозг реально тупеет на анатомическом уровне. То есть синапсов на единицу объёма становится всё меньше и меньше.

Источник: https://www.youtu.be/qOYySiahZQs

То, как растут отростки, как формируется синапсы – это всё зависит от особых химических веществ, которые называются факторы роста нервов. Если одна нервная клетка хочет, чтобы другая установила с ней мне контакт, то она выделяет эти факторы роста нервов, это такие специальные белки, и привлекает к себе аксоны других нервных клеток. И сейчас с факторами роста нервов очень много работают потому что, судя по всему, они могут помочь в ситуации, когда нейронам плохо. В частности при старении мозга, при всяких нехороших нейродегенерациях вроде болезни Альцгеймера и так далее. Сейчас очень много работают с факторами роста нервов, но их использование как лекарственных препаратов очень затруднено, поскольку это белковые молекулы, крупные молекулы, их просто так в мозг не запихнешь.

Конечно, очень интересно взять мозг какого-нибудь великого человека и посмотреть, какая у него нейросеть. Надо сказать, что в Москве существует Институт мозга, он в своё время был создан для того чтобы сохранять мозг Ленина и изучать его. Потом как-то в первой половине XX века было принято, что всякие выдающиеся люди завещали свои мозги Институту мозга, типа, «я помру, мне уже мозг уже не нужен, а вы посмотрите, может науке будет польза». Там сейчас достаточно много всякого интересного материала.

Например, мозг Маяковского там хранится и изучается. В общем-то, результаты очень интересные и порой видно, как нейросеть в каких-то зонах мозга у людей более густая, у художников в тех зонах, которые связаны со зрением, а у математиков, например, в зонах, прежде всего, теменной коры, которые занимаются абстрактно-логическим мышлением.

Та же история случилась с мозгом Эйнштейна. Наверное, знаете, что человек, который готовил Эйнштейна к погребению, украл его мозг и в банке спрятал на 20 лет. Похоронили Эйнштейна без мозга, и никто ничего не заметил, никто ведь не заглядывает туда внутрь. Потом он из этой банки мозг вынул и отдал учёным – «посмотрите, что там». Родственники, конечно, возмутились и всё такое прочее, но в итоге у физиологов дошли руки до мозга Эйнштейна и сейчас появилось несколько очень интересных публикаций о том, что действительно в теменных зонах у него очень густая сеть и, судя по всему его мозг был так устроен, что он умел выключать лишние шумящие нейроны. Не 5% мозга должны работать и уж тем более не 10, а 2%. Вот тогда мозг будет хорошо работать. Чтобы тем нейронам, которые решают текущую задачу не мешали другие нейроны. Видимо, мозг одарённых, а тем более гениальных людей способен к таким как операциям.

Теперь посмотрим, какие свойства личности с точки зрения психологов и педагогов необходимы для того, чтобы вы достигли успехов. Вот основные четыре свойства личности. Во-первых, способность быть внимательным и концентрироваться. Во-вторых, энтузиазм и энергичность, то есть радостное, энергичное отношение к внешнему миру. В третьих, учебная мотивация. То есть мне нравится учиться, я хочу, чтобы меня за это похвалили. И наконец, уверенность в себе оптимизм, типа, «я крут!». Если эти факторы в вашем мозге присутствует, то они помогают развитию вашей одарённости, а если не присутствуют, вам нужно что-то с этим делать и как-то повышать уверенность в себе. Например, написать на большом плакате «Я – Лидер!» и каждый день полчаса на него таращиться, и глядишь, ваш мозг станет более уверенным в себе.

Я две недели назад читал лекции в Сбербанке. В Москве в самом центре на площади Гагарина есть такое большое зелёное здание-небоскрёб, главный офис Сбербанка и они меня попросили прочитать лекцию «Еда и мозг». Не «Мозг и еда», а вот «Еда и мозг». Что бы такое съесть, чтобы мозги лучше работали. Я впервые попал в это здание, там красивый белый вестибюль размером, наверное, с четыре этих зала вот и огромный экран на задней стене и по нему бежит такая надпись: «Ты лидер! Ты лидер!». И все, кто входит, все служащие Сбербанка сразу на это смотрят и наполняются значимостью и идут считать наши деньги и всё такое прочее. Это очень полезно, с этим работают психологи и психотерапевты.

Итак, показатели. Быть внимательным, быть энергичным, хотеть учиться и верить себя. Часть из этих характеристик связана с конкретными медиаторами, а часть с взаимодействием разных мозговых структур.

Давайте посмотрим, как это всё получается. Если говорить про внимание, то здесь ключевую роль играет баланс глутаминовой кислоты и ГАМК. Опять же вчера я рассказывал, что это два главных медиатора нашего мозга и глутаминовая кислота – главный возбуждающий медиатор, передающий информацию, а ГАМК (полностью гамма-аминомасляная кислота) – это главный тормозный медиатор и он блокирует лишние информационные потоки. И вот именно ГАМК ужасно важна для того чтобы сдерживать всякие ненужные сигналы и для того чтобы мы могли сконцентрироваться на каком-то интересующем нас процессе. Вообще этим занимается структура, которая называется таламус. На картинке она закрашена синеватым цветом. То есть это верхняя часть промежуточного мозга. Я её ещё кружочком пометил, чтобы совсем её осознали.

И так сегодня главным героем будет вещество под названием норадреналин. Мы начинаем, а точнее уже продолжаем путь в мир медиаторов. Неделю назад было знакомство с ацетилхолином и теперь медиатор номер два, если говорить об историческом процессе открытия и описания медиаторов. Норадреналин – медиатор, который связан с симпатической нервной системой, со стрессом и с целым рядом функций головного мозга. Именно этот медиатор и его рецепторы являются мишенью при управлении многими функциями нашего организма – работа сердца, бронхов, тонус сосудов и целый ряд других функций, они как раз очень удобно регулируются с помощью агонистов и антагонистов адреналиновых рецепторов. Но началось всё не с норадреналина, а с очень похожего вещества под названием адреналин.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Дренал – это почка и соответственно адренал – это надпочечники.

В 1901 году из надпочечников было выделено вещество, которое показало очень мощное сосудосуживающее и бронхорасширяющее свойство и вообще способность влиять на массу функций внутренних органов. Поскольку это несложная молекула, то с адреналином быстро разобрались. Научились его синтезировать искусственно и стали применять в клинике. И уже в 1906, в 1910 и в 1912 годах и позже английская команда исследователей под руководством Генри Дейла на базе адреналина создала массу производных, которые проявили похожие на адреналин свойства. Иногда более мощные, иногда более избирательные, скажем влияние только на бронхи, или влияние только на сердце.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

И когда, собственно Отто Лёви описал принцип работы химического синапса и показал, что ацетилхолин работает в парасимпатической системе, то как-то почти автоматически решили, что симпатическая, наверное, работает адреналин. И довольно нескоро стало понятно, что там немного другое, другая молекула, молекула, которая называется норадреналин. Но в любом случае идея химического синапса работает и стало быть, эти вещества – адреналин, норадреналин, до сих пор являются такими эталонами молекул, способных влиять на многие функции внутренних органов.

Вот эти два человека, которые в 1936 получили Нобелевскую премию за исследование химического механизма синаптической передачи. Это Отто Лёви, который работал в Вене и уже упомянутый Генри Дейл. 1936 год, Лёви пришлось свою часть премии отдать нацистскому правительству за то, чтобы его и его семью отпустили из страны, и он уехал в Соединённые штаты.

Но в любом случае эти два человека, их лаборатории вошли в историю физиологии, фармакологии. То, что Лёви сначала назвал «вагусштофф» и «симпатоштофф» это оказалось соответственно ацетилхолином и норадреналином.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Давайте посмотрим какой он норадреналин. Это небольшая молекула. В глаза, конечно, бросается бензольное кольцо и соответственно здесь ОН группа. Откуда берётся норадреналин, как он синтезируется? Напоминаю, что каждый наш медиатор проходит некую цепочку, некий жизненный цикл, синтез, загрузку везикулы, выброс в синоптическую щель, действует на рецептор, инактивацию. Ну и конечно норадреналин — это не исключение. Вот цепочка превращений, которая связана с норадреналином.

Я даже заранее стараюсь выкладывать, чтобы те, кому лень туда-сюда голову задирать, могли скачать куда-нибудь себе на планшет и следить по выложенной презентации за моей лекцией.

Во всяком случае всё начинается с тирозина. Тирозин – это пищевая аминокислота. Очень известная и очень распространённая в природе молекула. Мы её едим вместе с белками. наши белки, как известно состоят из двадцати аминокислот. Тирозин одна из этих аминокислот. И дальше тирозин, как вы видите, проходит цепочку химических реакций.
На первой стадии он превращается в фермент, который называется L-дофа. Извините молекула, которая называется L-дофа. Эта реакция довольно медленная и в итоге фермент, который управляет этой реакцией, фермент называется тирозин-гидроксилаза, именно от него зависит, а сколько будет дальше норадреналина, адреналина, то есть то, что называется лимитирующий фактор. Это как бы тонкости. А вот L-дофа запомнить стоит. Она у нас через пару лекций появится, уже в такой явной форме. Поскольку это важный лекарственный препарат. В частности, при паркинсеонизме.

И так, из тирозина получается L-дофа. И вы видите, что реакции минимальные, добавляется ОН группа. Потом из L-дофа получается дофамин, это минус углекислый газ. Дофамин – это медиатор. И будет целая лекция, посвящённая дофамину. А уже из дофамина получается норадреналин. Разница, как вы видите, в ОН группе. Ну и наконец в надпочечниках данная реакция доходит до апофеоза и из норадреналина получается адреналин, добавляется СН3. Группа, метильная группа. Примерно такая цепочка, довольно несложных превращений, довольно маленькие молекулы. Казалось бы, химически весьма похожи. Скажем те же самые дофамин и норадреналин. Но они действуют на разные рецепторы, выполняют разные и очень важные функции в нашей нервной системе. И соответственно сегодня у нас главный герой именно норадреналин.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Синтез этого медиатора происходит, как и в большинстве случаев в пресинаптическом окончании. Но, правда в случае норадреналиновых нейронов и некоторых других нейронов, скажем в серданиновых, понятие пресинаптичесекого окончания оно не очень такое стандартное. То есть вы уже, наверное, привыкли, что пресинаптическое окончание это аксон заканчивается или какой другой отросток. А вот смотрите какой ещё бывает вариант. Аксон норадреналинового нейрона образует веточки и дальше по ходу этих веточек существует расширение – «варикозы». Варикозное расширение вен, наверное, про него все слышали, вот эти расширения — «варикозы» выполняют функцию пресинаптических окончаний, поэтому на данной схеме, видите, как изображено, то есть идёт некий цилиндр, вот он расширился, это и есть пресинапс. А на фотографии, то есть это большая серая штука — это нейрон, вот к нему подошёл аксон норадреналиновой клетки и вот они варикозы. В итоге один норадреналиновый нейрон может образовывать миллионы синапсов и очень широко ветвиться, например по коре больших полушарий или в спинном мозге. То есть одна нервная клетка способна передать сигналы на огромное количество, так сказать абонентов, это конечно очень важно и позволяет норадреналину организовывать такое глобальное действие на различные функции нервной системы. Но пока смотрим на этот варикоз, пресинаптическое окончание, то есть мы видим, что тирозин превращается в норадреналин. Да, кстати, я обозначаю норадреналин NE, дело в том, что в англоязычной литературе в основном используется понятие норэпинефрин, то есть норадреналин реже встречается. И как-то так получилось, что NE, это норэпинефрин, именно эта аббревиатура более в ходу и дальше по ходу текста презентации вы будете видеть эти две буквы.

И так норадреналин загрузился в везикулу и как водится выбрасывается в синаптическую щель тогда, когда приходит ПД, входит кальций и пошёл экзоцитоз, то есть деление медиатора и дальше норадреналиновые рецепторы, они тут изображены треугольниками и часть из них, большая часть, находится в привычном вам месте на постсинаптической мембране. Но кроме того есть норадреналиновые рецепторы на пресинаптической мембране, они позволяют управлять экзоцитозом, выбросами медиатора и это тоже, весьма важная деталь к которой мы ещё вернёмся.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Итак, вот синапс и можно уже сказать, что к норадреналину существует два типа рецепторов. Они названы без особых затей, по первым буквам греческого алфавита альфа- и бета-адренорецепторы. На них действует не только норадреналин, на них действует и адреналин тоже, поэтому адренорецепторы альфа и бета, так же, как и в случае ацетилхолина — никотиновые и мускариновые, два типа. Но на самом деле с норадреналином несколько сложнее и внутри бета-рецепторов выделяют два подтипа бета 1 и бета 2. Внутри альфа-рецепторов выделяют два подтипа альфа 1 и альфа 2, это важно в частности потому что они на разных внутренних органах, с разными функциями и я по мере лекции всё это попытаюсь объяснить.

Вот как можно увидеть норадреналиновые нейроны. Для этого следует покрасить нервную клетку по тирозин-гидроксилазе, то есть тому самому первому ферменту, который превращает тирозин в L-дофу, ну, а поскольку фермент белок и синтезирует его рибосомы, которые находятся в соме нервной клетки и дальше этот белок переносится в пресинаптические окончания, чтобы делать норадреналин, то получается, что этилонейноны и все отростки по этому ферменту красятся, в данном случае в зелёный цвет, ядро красное и вот вы видите отростки. Вот ещё вариант покраски. Это покрашен симпатический ганглий, то есть это даже не цеинез, а симпатический мышиный ганглий, человеческий мало на этом уровне от мышиного отличается, так что это так можно визуализировать.

Неделю назад я рассказывал про ацетилхолин, который соответственно является главным медиатором периферической нервной системы. И для рассказа о норадреналине мы опять должны вернуться к этой схеме и теперь увидеть здесь норадреналиновые клетки. То есть всего тут, напоминаю, изображено пять нейронов три ЦНС, мотонейрон и центральный симпатический, парасимпатический нейроны и два нейрона в ганглиях, ганглионарный симпатический или его ещё называют постганглионарный потому, что его аксон после ганглия и ганглионарный парасимпатический. Раз, два, три, четыре и мотонейрон пять. Так вот напоминаю, что четыре из этих нейронов в качестве медиатора используют ацетилхолин. Это нейроны, а стало быть, один, два, три, четыре и буквы Н и М обозначают синапсы с никотиновыми и мускариновыми рецепторами. Это было неделю назад.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

А сегодня наш интерес связан с нейроном номер пять. Это симпатический постганглионарный нейрон, он находится в ганглии и вот он как раз в качестве медиатора использует норадреналин, и предыдущая картинка с зелёными клеточками, это как раз срез такого ганглия и вот пошёл аксон и вот он синапс, где выделяется норадреналин и стало быть, здесь на мембране этого внутреннего органа сердца, бронха, кровеносного сосуда находятся адренорецепторы. Причём на разных органах находятся разные рецепторы – альфа или бета и это создаёт разнообразие эффектов норадреналина. Кроме этого, норадреналиновые клетки есть ещё в центральной нервной системе. Существует специфическая небольшая, но специфическая зона, где этих клеток много. Эта зона называется голубое пятно, во второй части лекции я её покажу и там находятся норадреналиновые клетки, аксоны которых расходятся по всей ЦНС и опять, таки образуют синапсы, а в этих синапсах мы обнаруживаем как альфа, так и бета адренорецепторы. Тоже большое разнообразие. Вот такой план. Часть лекции будет посвящена симпатическим эффектам норадреналина, а часть центральным эффектам норадреналина и соответственно их агонистов и антагонистов.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Итак, адренорецепторы альфа и бета. Сразу скажу, что оба эти типа метаботропные, то есть нет быстрых ионотропных каналов как в случае никотинового рецептора и альфа, и бета работают через вторичный посредник. Ну и самым первым был описан бета 1-рецептор, вернее его описали сначала как бета, потом только поняли, что есть второй вариант и надо сказать, что именно на примере вот таких рецепторов, а они в основном находятся на сердце, вообще была изучена система вторичных посредников, то есть стало понятно, что такая штука есть. Что, когда гормоны или медиатор воздействует на рецептор там внутри клетки возникает дополнительное вещество, которое в цитоплазме передаёт сигналы и, в частности, влияет на хемо-чувствительные каналы.

И так. Бета 1-рецепторы характерны прежде всего для сердца и это активирующие рецепторы, то есть то, что происходит в результате присоединения норадреналина к этим рецепторам можно назвать возбуждением, активацией. В частности, на клетках сердца открываются натриевые каналы, кальциевые каналы и в итоге мы с помощью этих рецепторов и организм, и мозг с помощью этих рецепторов способен регулировать деятельность сердца и, в частности, кровяное давление. То есть бета1-рецептор активатор сердечной деятельности и эти рецепторы повышают кровяное давление, ускоряют кровоток.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Бета 2-рецептор наиболее типичное, характерное место этих рецепторов — это бронхи и эти рецепторы вызывают торможение мышечных клеток в стенках бронхов. А раз торможение, расслабление, то, стало быть, бронхи расширяются и при стрессе мы активнее дышим. То есть напоминаю, что всё это симпатические эффекты. А симпатическая нервная система связана со стрессом и поэтому даже не нужно запоминать и так легко догадаться, что эти рецепторы активируют работу сердца или расширяют бронхи, потому что при стрессе нужно чтобы сердце интенсивнее гнало кровь, а в организм поступало больше кислорода. Вот здесь две картинки, которые это дело иллюстрируют, то есть бета1 — сердце, бета 2 – бронхи. И например, когда бронхи паталогически сжаты, скажем при каких-то воспалительных проблемах, заболеваниях, астматических приступах вот тогда, соответственно, мы можем использовать, ну кажем агонисты бета 2-рецепторов.

Альфа 1-подтип, самая типичная локализация — это стенки сосудов. Кроме того, это мышечные колечки в стенках желудочно-кишечного тракта, то, что называется сфинктеры, ещё зрачок. Но в любом случае альфа 1-подтип – это активирующий рецептор, он открывает дополнительные кальциевые каналы и в итоге, например сосуды сжимаются. То есть основной эффект альфа 1, это сжатие сосудов. Подобный эффект, например важен тогда, когда идёт воспаление, скажем насморк, поскольку то, что течёт во время насморка из носа это, по сути, плазма крови, просочившаяся через стенки, чрезмерно расширившихся сосудов, то есть на фоне воспаления сосуды расширяются, из носа течёт, и соответственно если мы воспользуется альфа-агонистом, а ещё лучше альфа 1-агонистом, мы можем симптоматику насморка ослабить. И наконец последний подтип, который нам сегодня понадобится это альфа 2. Это как раз, так называемые пресинаптические рецепторы, то есть которые находятся не на постсинаптической мембране, а на пресинаптической и влияет на экзоцитоз самого норадреналина. А если они на других пресинаптических окончаниях, то соответственно можно влиять и на экзоцитоз других медиаторов, например ацетилхолина, или того же дофамина и так далее.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Начнём разговор более детально из бета рецепторов. Этот тип был первым описан, несмотря на то, что получил вторую буковку. И здесь надо осознать, когда мы говорим о разных типах, а когда о разных подтипах. Если я говорю, скажем, никотиновые и мускариновые рецепторы или альфа, бета. Это рецепторы, кодирующиеся разными генами. Это принципиально разные белки, разные гены, разные фрагменты ДНК. А вот когда мы говорим о подтипах, то это как правило уже, что называется пострансляционная модификация. То есть после того, как белок уже синтезирован, какие-нибудь ферменты с ним дополнительно работают и этот белок приобретает разные свойства в зависимости от того какие ферменты, так скажем, приложили руку. И возникает, например бета 1 и бета 2, альфа 1 и альфа 2. Вот когда говорят о типах, а когда о подтипах. И разделить эти типы и подтипы порой бывает не просто, хотя логика уже должна быть вам понятна. Мы пытаемся найти избирательные агонисты и антагонисты, которые влияли бы только на бета, а на альфа не влияли. Довольно рано, в тех же экспериментах Генри Дейла были обнаружены такие вещества как изадрин и пропранолол. Изадрин – это бета агонист. Он не влияет на альфа-рецепторы, но при этом влияет, как на бета 1, так и на бета 2. Посмотрите, что приходится химикам сделать, чтобы превратить исходный медиатор в более избирательный агонист. Если сравнить две эти формулы, здесь видно, что соответственно добавили вот эту рогуличку углеводородную и этого оказалось вполне достаточно чтобы альфа-рецепторы уже не реагировали, а бета продолжали реагировать. Но, даже изадрин плох как лекарственный препарат, потому что он влияет одновременно и на бронхи, и на сердце. А зачем нам побочные эффекты? Поэтому химики не оставляли, так сказать, стараний и в конце концов появились и используются в клинике избирательные бета 1 и бета 2 агонисты и антагонисты. Очень большое практическое значение имеют бета 1-антагонисты.

Бета 1-антагонисты, то есть вещества, ослабляющие работу сердца. Проблема называется гипертонией, гипертония – избыточная, сильная работа сердца. Это очень распространённое заболевание, особенно возрастное, и чтобы бороться с повышенным давлением можно использовать бета 1-антагонисты, то есть вещества, которые не дают норадреналину активировать сердце. Примером является атенолол. Сотни миллионов людей во всём мире ежедневно принимают этот препарат для того, чтобы держать в узде своё кровяное давление. Второй пример избирательный бета 2-агонист сальбутамол. Подобного рода вещества используются, например при астме. Астма, как известно, в основном сейчас аллергическая. Уже не долго осталось до цветения берёзок и разных других растений и внедрение аллергенов в нашу дыхательную систему. Многим людям понадобятся подобного рода препараты. Они как правило используются как ингаляторы. И самльбутамол не влияет на сердце, а атенолол не влияет на бронхи, и это прекрасно. То есть меньше побочных эффектов, более избирательные действия. Довольны и фармакологи, и фирмы, производящие эти препараты, и конечно сами пациенты. Эти схемы вставные. Я просто ещё раз напоминаю, как у нас организована вегетатика. То есть слева вы видите схему парасимпатической системы. Это в основном влияние головного мозга и крестцовых отделов спинного, а справа соответственно симпатика. Это в основном грудные сегменты спинного мозга. И вот это симпатические ганглии. Обратите внимание большинство симпатических ганглий идут вдоль спинного мозга и образуют так называемую симпатическую цепочку. И ганглии в этой цепочке ещё и друг с другом соединены и активно обмениваются информацией друг с другом и многие рефлекторные дуги вообще замыкаются через симпатические ганглии и не затрагивают даже спинной мозг, чтобы не грузить его частными проблемами.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

У спинного мозга и своих забот хватает. Вот ещё одна схема. Здесь вместе изображена симпатика и парасимпатика. Конечно, рассматривать это дело сложнее. И наконец вот эта схема. Здесь показаны как раз симпатические ганглии и вот эта цепочка. То есть вот они эти симпатические ганглии, соединены вот так друг с другом. И те, кто всерьёз собирается разбираться с мозгом, с его анатомией, функцией, пожалуйста не путайте симпатические ганглии с сенсорными ганглиями. Они находятся вот тут, на задних корешках спинного мозга. Там в основном сенсорные нейроны, которые отвечают за боль, восприятие боли. Они у нас ещё появятся по ходу курса. Так вот эти ганглии отдельно, вот они. И они ближе к спинному мозгу расположены. А так называемый симпатический ствол дальше. Он даже, видите, вынесен за пределы позвоночника.

Как вся эта система влияет, например на сердце? Это действительно важнейший орган, наш мотор, который всё время функционирует. Сердце у нас уже слегка появлялось, скажем я упоминал о пейсмейкерах, когда рассказывал о потенциалах действия, там в какой-то момент речь зашла о нейронах водителях ритма. И нейроны, которые из себя генерируют электрические импульсы они у нас находятся в задней части мозга и связаны с дыханием. А в сердце у нас есть аналогичные мышечные клетки, которые являются водителями сердечного ритма. Здесь изображено сердце и клетки, которые управляют каждым сердечным сокращением находятся в верхней части правого предсердия. И вот именно к этим клеткам, они обозначены зелёным овалом. Это, кстати не нейроны, а видоизменённые мышечные клетки. Вот именно к этим клеткам подходят симпатические, парасимпатические волокна и выделяя соответственно норадреналин и ацетилхолин заставляют сердце биться чаще или реже. Вот здесь показан эффект симпатической стимуляции.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Оцените, вот это шкала времени три секунды и стало быть, где-то 15 секунд идёт стимуляция симпатического нерва и сердце постепенно начинает биться чаще. То есть реакция не мгновенная, но, конечно, совершенно явная, то есть в двое учащается частота сердцебиения. Обратите внимание, что симпатические волокна влияют не только на частоту, они подходят вообще ко всем сердечным мышцам, сердечным мышечным клеткам, то есть они рассеяны по всему объёму, поэтому под влиянием норадреналина сердце не только чаще сокращается, но и сильнее, то есть каждое сердечное сокращение становится более мощным, давление повышается, кровь течёт быстрее, что и нужно, опять же при стрессе. Ну и аналогичным образом действует адреналин, который выделяется из надпочечников. Он тоже способен до всех этих рецепторов добираться, даже если они на постсинаптической мембране. То есть адреналин, приносимый кровью, помогает норадреналину, делает его эффекты сильнее, дольше. Об это я тоже ещё скажу.

А вот как влияет парасимпатическая система, если мы постимулируем блуждающий нерв, то сердце почти мгновенно останавливается. Эффекты ацетилхолина гораздо резче, то есть вот начали стимуляцию и всё, как будто вообще и не работает. Поэтому получается, что симпатическая нервная система более аккуратно управляет работой сердца. Ну, а ацетилхолин подключается в каких-то серьёзных ситуациях. Про ацетилхолин и разные внутренние органы я рассказывал неделю назад.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Серьёзнейшей проблемой, связанной с этой системой, как я уже сказал, является гипертония, то есть сердце бьётся слишком сильно. Гипертония бывает вызванная стрессом. Знаете, как в рекламе – заплати налоги и спи спокойно. И соответственно, если ты не платишь налоги, то у тебя хронический стресс, уже к годам сорока гипертония и до инсульта недалеко. Вообще жизнь миллионеров, тем более миллиардеров очень нервная. Ещё бывает возрастная гипертония. Посмотрите статистику. Если человек доживает до 70 лет, то половина уже гипертония. Это очень большой процент, счёт идёт на миллиарды людей во всём мире. Опасность гипертонии в том, что, во-первых, перенапрягается сердце, оно бьётся слишком сильно и во-вторых, риск разрыва сосудов, а это уже инсульт, и кровь выльется в мозг, убьёт нервные клетки и будет очень-очень плохо. Настоящая гипертония, ситуация считается серьёзной, когда артериальное давление выше 160-180 мил. ртутного столба. От 140 до 160 это начало гипертонии. А по-настоящему серьёзно всё. Хотя, с другой стороны, если вы просто, внезапно побежали за троллейбусом, то давление тоже может скакнуть, или наклонились над грядкой, где-нибудь на даче, к сожалению, всё это может легко случиться. Причиной, например возрастных гипертонических изменений служит просто-напросто потеря эластичности стенками наших кровеносных сосудов. Многие наши крупные кровеносные сосуды снабжены нервными волокнами, которые всё время передают в мозг информацию о том насколько сосуд растянут и если сосуд растянут недостаточно, то идёт включение симпатического контура, типа сердце бейся сильнее, растягивай сосуд до нужного уровня и всё это работает лет до 40-50 пока сосуды эластичные, но по мере старения, а на самом деле наш организм рассчитан лет на 40-50, всё что позже это уже бонус.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

По мере старения эластичность падает, и какая-то аорта уже не расширяется до нужного уровня, нервные волокна на это реагируют и включается, по сути, уже паталогический симпатический контур, надо растянуть аорту, а не надо. А система об этом не знает. Мы не рассчитаны на такую длинную жизнь с таким жёсткими сосудами. И соответственно получается, что нужно влиять на сердце, влиять на сосуды и говорить, что не следует вот такую симпатическую активацию запускать и реализовать и поэтому нужны адреналол и другие подобные препараты. Это действительно очень серьёзная проблема потому, что если посмотреть на глобальную статистику по нашей стране, то более трети людей умирают именно от сердечно-сосудистых проблем и это явный лидер в статистике смертности, а дальше онкология, ДТП, Альцгеймера нам пока ещё не сильно грозит, мы не сильно пожилая нация. В Соединённых штатах на втором месте альцгеймера, в Японии где-нибудь. У нас пока ещё много другого существует от чего люди погибают. Ну и соответственно из-за того, что, ещё раз повторяю, сердце переутомляется при гипертонии, а кроме того, существует вероятность разрывов сосудов головного мозга, вот от этого и возникает два основных варианта патологии – это инфаркт и инсульт. В первом случае повреждаются куски сердца, во втором умирают куски мозга и всё это крайне плохо. Соответственно сделать с этим что-то можно за счёт лекарственных препаратов, а кроме того, конечно есть и такие понятия, как здоровый образ жизни. Этот самый ЗОЖ не только в клипе в группы «Ленинград» присутствует, но и реально существует.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Это физическая активность, меньше есть, не курить, следить за холестерином, особенно если у вас с генами не очень, анализы на фибрин в крови плохие и так далее. Во всяком случае слежение за своей сердечно-сосудистой системой, такое осмысленное добавило человечеству в целом 10-15 лет дополнительной жизни. Это очень-очень серьёзно и каждый присутствующий в зале рано или поздно столкнётся с этой проблемой, лучше конечно поздно, но в тот момент, когда вы столкнётесь пожалуйста достаньте записи этой лекции, если к тому времени вообще всё это ещё будет существовать и посмотрите, что нам когда-то в детстве говорили, какие-то блокаторы, какие-то атенололы. К тому времени, конечно, возникнут гораздо более современные формы, но тем не менее логика останется. Нужно ослабить патологическое воздействие симпатической нервной системы на сердечно-сосудистую. Как правило есть препараты, отдельно влияющие на сердце и отдельно разжимающие сосуды. А из таких интересных методов, современных так называемая биологическая обратная связь. То есть полезно уметь хотя бы немножко управлять собственным кровяным давлением. Это ведь вегетативная функция, нет такой явной кнопочки, которую нажав могли сказать сердцу — бейся слабее. Но за счёт компьютерных технологий что-то подобное можно организовать. Например, у человека всё время меряется кровяное давление и дальше параметр, величина этого давления в какой-то забавной форме представляется на экране. Это может быть размер сердца или окраска его. А может воздушный шар, который летит себе и летит. И ваша задача поймать некое состояние, которое позволило бы шару лететь как можно ниже, а лучше его вообще посадить. И вы его ловите, медитируете на этот летящий воздушный шар. А на самом деле высота шара завязана с вашим кровяным давлением и если вы умеете его сажать значит вы в принципе умеете давление хотя бы частично контролировать, а дальше в жизни если вдруг случится стресс вы за счёт какого-то навыка, например дыхательной гимнастики и так далее сможете удержать себя от сердечного приступа или от внезапного инсульта. Это по поводу сердца.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Ещё одна ситуация, это работа норадреналина с бронхами и сосудами. Бронхи, как я уже сказал, симпатическая система расширяет, сосуды сужает и это полезно при стрессе, но кроме того бронхи и сосуды сдвигаются в противоположную сторону при воспалении. При воспалительных реакциях бронхи становятся уже, дыхание затрудняется, а сосуды расширяются и возникают отёки, в частности в форме насморка. Что же такое воспаление? Буквально два слова. Вот такая страшная картинка, которая показывает, как ужасная ржавая игла воткнулась в нежную кожу и с неё соответственно сыплются бактерии, вирусы или просто мусор. И на всё это реагируют клетки, клетки кожи, клетки иммунной системы, которые у нас везде имеются, так называемые макрофаги, тучные клетки, то есть такие сигнальные клетки, которые реагируют на чужеродное вторжение и начинают выбрасывать вещества «сигнала SOS». Такое красивое понятное название. А более строго это называется медиаторы воспаления. Используется тоже слово медиаторы, но это не медиаторы нервной системы, это как бы сигналы о воспалительной реакции, о том, что проникла инфекция, проникли чужеродные молекулы, антигены и эти медиаторы воспаления, а главный из них это гистамин, запускают, например болевые ощущения и активируют процесс воспаления и начинается собственно воспаление. Ключевой момент развития воспалительной реакции — это расширение кровеносных сосудов кожи. Кровеносные сосуды кожи расширяются для того, чтобы те лейкоциты, которые в крови могли бы прийти на помощь тем иммунным клеткам, которые в коже живут. Те клетки, которые всегда в коже они как бы пограничники и чуть что они начинают пускать такие «сигнальные ракеты», медиаторы воспаления, типа «На помощь, на помощь! Тут инфекция». Дальше разрыхляется стенка сосуда и уже из сосуда лезут те лейкоциты, которые всё время циркулируют в крови.

В этой зоне возникает жар, потому что опять же сосуды расширились, а кровь горячая и вообще с функцией этих зон плохо. Вот пять ключевых симптомов воспаления – боль, отёк, жар, покраснение и порой это то, что надо, и, собственно, хорошо, что в конце концов лейкоциты вылезают на помощь.

Это как десантники на самолётах, и они приходят на помощь туда, где пограничники начали бой. И всё бы хорошо, но сосуд надо разрыхлять, чтобы фагоцит вылезал из крови. Вот видите он прямо лезет в повреждённую ткань и вместе с фагоцитом будет выходить плазма и зона, где пошло воспаление соответственно отекает, краснеет потому, что сосуды расширились. 

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Но если, например. Вот, кстати показана вся эта система, то есть вот пошла инфекция, вот медиаторы воспаления и вот на помощь лезут лейкоциты, ну а это лейкоцит показан в мультяшном виде, как он пожирает бактерии. Всё хорошо если это по делу, но скажем при той же аллергии иммунная система работает как бы на пустом месте чрезмерно активно, то есть ей кажется, что пошла инфекция, а на самом деле там берёзка цветёт под окном или ваша любимая кошечка пришла с вами обняться. И идут в организм, конечно, чужеродные молекулы, но безвредные. И соответственно, что с этим делать? Если ваша симптоматика в основном астматическая, то используется сальбутамол. 

То есть ваше воспаление затрагивает бронхи, вы вдохнули скажем кошкины аллергены, пошло воспаление, бронх сузился потому, что отёк. Вы зашипели, засвистели, ваше дыхание затруднилось, вот соответственно ингалятор бета 2-агонисты расширят ваши бронхи. Обратите внимание это конечно не лечение, это то, что называется снятие симптомов.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Источник: https://youtu.be/S_4ilS1Rz2k

Техникум. Правда, что нервные клетки не восстанавливаются?

Вячеслав Дубынин. По основном нервные клетки не восстанавливаются. Что это значит? Это значит, что, когда эмбрионы развиваются, эмбриональные маленькие клетки делятся, и их количество увеличивается до 100 миллиардов. Ребёнок рождается, все нейроны находятся на своих местах и дальше их число только уменьшается. В том, что нервные клетки погибают большой беды нет. Что происходит? Нейроны встали на свои места, дальше они начинают выпускать отростки и соответственно в момент рождения эта сеть отростков ещё маленькая. Для того чтобы отростки контактировали у разных нервных клеток друг с другом нужны информационные потоки. Когда эмбрион у мамы в животе растёт он шевелится, шевеления ребёнка не просто так, это как бы разгонка, тестирование, тех нейросетей, которые будут дальше работать. Сейчас мы знаем, что ребёнок сосёт палец, икает. Очень забавно, когда ребёнок икает в животе у беременной женщины, это очень смешно выглядит. Когда ребёнок рождается нейросеть только начинает формироваться и дальше первые три года она очень интенсивно растёт, возникают миллиарды, миллиарды контактов, даже триллионы я бы сказал, а потом вот что происходит. 

Источник: https://24gadget.ru

Те нервные клетки, которые не вписались в сеть, потому что какого-то их потока информации не было или этой информации было мало они начинают постепенно погибать. Первые 20-30, а может 40 лет жизни нейросеть оптимизируется, потому что на самом деле 100, а потом скорее 90 миллиардов нейронов, которые у нас остаются должны действительно найти своё место в жизни, особенно в высших зонах коры больших полушарий и если нейрон не получил эти информационные потоки его убирают. Представьте себе, что в вашем коллективе работают 100 сотрудников, из них 2 сотрудника бездельника, вы их уволили, а зарплату на всех разделили, и как бы хорошо. Это называется оптимизация нейросетей и здесь в гибели нервных клеток нет ничего плохого. Обычно говорят, что, если после 40 лет нейроны продолжают гибнуть, это скорее результат вашей стереотипизации, вы каждый день живёте слишком одинаково и те нейросети, которые могли бы что-то новое усваивать продолжают и продолжают упрощаться, и это уже ближе к деградации. Поэтому так важно с возрастом не забывать ввязываться в какие-то новые истории, узнавать новое и так далее. Поэтому гибель нервных клеток от части предопределена, уходят те, которые не смогли вписаться в сеть.

Источник: https://thepresentation.ru/biologiya

Техникум. Как тренировать мозг?

Вячеслав Дубынин. Это работает в самых разных вариантах, не важно, как вы грузите свою нейросеть, ей это хорошо. Любая наша клетка производит некоторое количество белков для своих нужд, эти белки выполняют свою функцию, потом ломаются и для того, чтобы это всё переработать внутри клеток есть специальные структуры они называются протеасомы. Представьте себе, что ваша клетка, во-первых, много производит дефектных белков, во-вторых, протеасомы плохо работают. Если два этих фактора сходятся, то клетка начинает накапливать дефектные белки и рискует вообще поломаться, выйти из строя. Если это клетка печени, то не проблема, сделал новую. А если это клетка мозга, там замены нет и нейродегенерация, как правило связана с такой историей.

Оказывается, что если нервная клетка активно передаёт информационные потоки, то в ней всё-таки борьба с «мусором» происходит более интенсивно, то есть если вы грузите нейросеть информацией, то даже нейросеть склонная к болезни Альцгеймера дольше удерживается на нормальном уровне функционирования. Это не в коем случае не панацея, к сожалению, но это путь. Что делать? Начинаем заниматься здоровым образом жизни серьёзно и, в частности грузить мозг информацией. Это кроссворды, это может быть изучение иностранных языков. Судя по современным публикациям самый лучший способ — это много и по-новому двигаться. Лучше всего танцевать. Почему? Потому что из 90 миллиардов нейронов взрослого человека 60 так или иначе участвуют в организации движения, даже иногда 65. Две трети, даже чуть больше. То есть на всё остальное, на зрение, на слух, на мышление, на эмоции остаётся только треть нейронов. Это тоже очень много, 30 миллиардов нейронов это много. Но с движениями, так или иначе связаны две трети наших нейронов. Это означает, что если мы двигаемся, причём по-новому и интересно, то всему мозгу хорошо, и это зашита от разных нейродегенераций, но, к сожалению, не абсолютно. Те механизмы, которые регулируют внутриклеточный обмен веществ они чрезвычайно универсальные. Оказывается, что ваш препарат ещё влияет на печёнку и селезёнку, на какую-нибудь ткань красного костного мозга и всё разваливается, и количество побочных эффектов превышает ту пользу, которая идёт на уровне мозга. Каждый должен повесить себе на стену плакат — 70 лет иду заниматься танцами. Чем танец хорош, это не просто движение, это новое движение, да ещё и в социуме, вы общаетесь, это тоже очень важно.

Источник: https://www.rbc.ua/rus/styler

Техникум.  Умственные способности определены с рождения?

Вячеслав Дубынин. Высшие функции они на то и высшие, что сложные. Если там начинать разбираться, то получается много факторов и с той же самой памятью. Для того, чтобы хорошо формировалась долговременная память, не кратковременная память, а долговременная память, которой мы думаем, нужна прежде всего мотивация, эмоции. То, что вы делаете для вас, должно быть значимо и интересно. Существует педагогическая психология, когда с помощью тестов оценивают, а какой ученик или студент добивается больше всего успехов. Как правило, это оказывается любопытство, способность противостоять стрессу и стремление лидировать, добиться успехов и получить одобрение, например у того, кого вы считаете авторитетом. Нужна энергетическая подпитка, а лучше, когда и то, и другое, и третье. Все эти факторы значимы. Когда мы начинаем разбираться, а от чего человек любопытен, мы обнаруживаем следующее.

Первое, это гены, в среднем примерно на 50 процентов каждый из наших отдельных психических функций задаётся генами. Второе, это гормоны и дальше очень важным оказывается сборка мозга. Первые два-три года жизни, когда устанавливается исходная нейросеть ребёнка они оказываются очень важными, поэтому так значимо, чтобы младенец рос в комфортной ситуации, много игрушек, много общения со взрослыми, позитив, поменьше болезней и никакой смартфон не заменит общение с мамой и папой, бабушкой и дедушкой, это колоссально важно. Потом, после трёх лет жизни, мозг ребёнка отправляется в более самостоятельное плавание, уже появляется мышление, прогнозирование, но исходное формирование нейросети в первые два года, два с половиной года, три года, это невероятно важно, это золотые годы. Для разных функций естественно разное, для той же речевой функции, усвоение иностранного языка. Обычно такой более узкий диапазон, когда совсем базовые вещи, это говорится про два-три года, чуть пошире это пять-шесть лет, то есть до школы. В нашей жизни вообще попадаются критические периоды, когда происходит, то, что называется импринтинг – впечатывание в мозг какой-то критически важной информации. Например, первая любовь серьёзная, в жизни много чего было, а первая любовь помнится, такие вещи тоже очень значимы. Для каждой функции надо смотреть своё критическое окно. Фокус в том, что в этом окне, в пределах этого окна, модификация мозга, настройка, изменение базовых черт, темперамента и так далее идёт наиболее интенсивно. Но, дальше это тоже возможно, просто потребует от вас большей концентрации, больших сил и прочее. Если вы что-то, когда-то не успели, это не приговор, просто придётся вложить много сил. Есть люди, которые в 80 лет начали рисовать красками или пастелью и в 90 лет стали знаменитостью. А есть те, которые рисуют с детства и всё интересно и интересно.

https://monocler.ru

Техникум. Гениальность и сумасшествие связаны?

Вячеслав Дубынин. Любая нестандартность в мозге создаёт большие возможности для появления, чего-то нового, оригинального, необычного, креативного, поэтому, конечно, эта связь существует. Но, честно сказать таким людям не позавидуешь, потому что они, зачастую через искусство или через другие виды творчества, иногда это наука, иногда это бизнес, какие-то процессы, они как-то справляются с своим заболеванием.

Например, Яёи Кусама. Она всю жизнь справляется с проблемами, связанными и с депрессией, и с пограничными расстройствами около шизофреническими, и это не очень лёгкая судьба. Она пишет о том, что за счёт своего творчества я удерживаюсь в состоянии равновесия. Когда специалисты начинают всё это считать, то процентов 80-90 гениев — это люди без особых паталогических и психиатрических проблем, просто с возможностью каких-то достижений и в какой-то зоне. С одной стороны вам должен достаться мозг, который на это очень здорово настроен, например готов прекрасно научиться играть на скрипке, а с другой стороны вы должны ещё 12 часов в день заниматься на скрипке и тогда, когда ваше адское трудолюбие сложится с прекрасными генами, которые вам дали родители, тогда это всё и случится.

Мне нравится цитата одного из музыкантов, который возмущался, почему журналисты называют меня гением, я с детства по 12 часов занимаюсь на фортепьяно, а они называют меня гением, так вы сами занимайтесь, может и у вас не так плохо получится. Я думаю, что он всё равно немного лукавил, потому что для того, чтобы достичь вершин важно чтобы и гены хорошими были и ещё очень-очень много работать. Но, при этом очень важно знать, где работать, если вы в будущем можете стать великим скрипачом, то вовсе не нужно заниматься балетом изо всех сил, стремясь стать примой большого театра. Очень важно понять в каком месте рыть яму, где собственно ваши алмазы лежат. И тут задача родителей и педагогов помочь ребёнку почувствовать, а что ему нравится в жизни.

Источник: https://libtime.ru/science/iskusstvennaya-pishha.html

Техникум. Правое и левое полушарие отличаются?

Вячеслав Дубынин. У нас два симметричных полушария, как можно какую-то функцию на них инсталлировать. Можно половину в правое полушарие, а половину в левое полушарие, а можно в одно полушарие. Какой вариант лучше? Второй вариант выглядит лучше, потому что вам не надо гонять информацию между полушариями, довольно много теряется времени. Гораздо выгоднее использовать два полушария, как некий большой процессор, где здесь это, а здесь это и собственно наша доминантность полушарий во многом благоприобретённая и формируется под действием обучения и те же тональные языки они про это.

Доминантность полушарий не про то, что делает правая и что делает левая, а про то, что наш мозг так устроен, что разные функции в разных полушариях, глобально. У вас может быть доминантная правая рука и доминантный, например левый глаз, потому что всё это в мозге инсталлируется так достаточно причудливо. И что получается? Если у вас какая-то функция в одном полушарии, и вы её выполняете, судя по всему, более чётко, но возможно более скучно, стереотипно, если она у вас размазана по двум полушариям, вы может работаете не так качественно, но зато этот дополнительный шум в голове может создать какие-то творческие возможности. На мой взгляд идея доминантности полушарий, её значимость сильно преувеличена. Это всё очень индивидуально. Это имеет очень серьёзные как бы такие приложения, тогда, когда речь идёт, например про сокращение голосовых связок, движение языка, то есть совсем вокализацию. Все моторные программы зачастую всё-таки сосредотачиваются в одном полушарии, а дальше надо понять у кого как. 

Источник: https://metropole-voyage.com/tour

Если, не дай Бог, случится микроинсульт и эта зона будет повреждена, то, например человек перестал говорить, но при этом понимает слова на слух, может всё написать, а речедвигательные реакции сломались, значит надо переобучать, например другое полушарие, которое вполне способно перехватить эти функции. При инсультах так частно бывает, бывают тяжелейшие инсульты, после которых человек 5 лет восстанавливается, 7 лет восстанавливается и в конце концов это происходит. Казалось бы, чем проще функция, тем она должна легче восстанавливаться, но всё, наоборот. Простые функции, врождённо заданные, и наш мозг так организован, что запчастей в этой зоне нет и если сломалась, например самая затылочная зона, куда сигнал передаётся из сетчатки, то у человека по жизни в этом месте будет висеть серое пятно.

А вы возьмите зону, которая занимается какими-нибудь вычислениями и той же речью, она приобретает свои свойства в результате обучения, если она вылетит, то соседние зоны или симметричные зоны другого полушария могут переобучиться, но для этого их надо учить. Поэтому, когда у человека травма главное заставлять работать нейросети. Вы грузите нейросети, нейроны выпускают дополнительные отростки и постепенно восстанавливается речь, движение, то есть сложные функции восстанавливаются лучше, чем простые, потому что они результат индивидуальной настройки, эту настройку можно повторить.

Техникум. Нужно ли развивать левую руку, если ты правша, и наоборот?

Вячеслав Дубынин. Я думаю, что речь идёт о всё той же активации мозга за счёт новых движений. Если вы хотите активировать мозг попробуйте чистить рукой, засунутой под коленкой или например, глядя только в зеркало и некоторое время пока вы будете этому учиться мозг будет дополнительно активирован, когда вы научитесь вам придётся придумать какой-нибудь другой лайфхак.

Техникум.  Почему мы не помним раннее детство?

Вячеслав Дубынин. Есть несколько гипотез, они, наверное, все вместе работают. Первая из них, что наш мозг очень сильно меняется и те траектории, движения сигнала, которые использовались в 2-3 года от них почти ничего не остаётся. Какие-то синапсы добавляются, какие-то исчезают и просто мозг сильно меняется. Потом очень здорово, когда гормональный фон начинает меняться, половые гормоны, которые идут во время пубертата, они много меняют свойства нашего мозга и как бы та память, которая была она уходит куда-то в бэкграунд. Проблема ещё в том, что для того, чтобы что-то помнить, мы должны это повторять. Если бы вы, например вели дневник в 2-3 года и потом его перечитывали, то никуда бы это не делось. 

Источник: https://studfile.net/preview/10641962

Здравствуйте, дорогие слушатели. Я, Вячеслав Дубынин, доктор биологических наук, профессор биологического факультета МГУ. По своему образованию я нейробиолог и нейрофизиолог. Как учёный с мозгом я работаю достаточно давно, с 80-х годов прошлого века. Звучит хорошо – с прошлого века, древность какая. Я, как профессор, читаю лекции студентам, биологам, психологам, медикам. А как научный популярный спикер я ещё  всем желающим рассказываю про память, эмоции, движения, про разные психотропные препараты.

Сегодняшняя тема очень интересная. Я честно скажу, что не часто читаю эту лекцию, но всегда с большим удовольствием. Естественно, эта лекция всё время меняется, что-то новое добавляется. Мозг и сон, мозг и системы сна и бодрствования это всё очень важно. Мы проводим треть нашей жизни, или четверть нашей жизни в сонном состоянии, это явно не просто так. И так. Для чего это, из каких фаз всё это состоит, как мы может на всё это повлиять, по крайней мере с точки зрения физиологии. Мне кажется это довольно важно, актуально и интересно. Об этом я вам собираюсь рассказать.

Для тех, кто присоединился позже. Наш чат для общения с техподдержкой и для каких-то замечаний, которые просто рвутся из вашей души. Но, настоящие вопросы прошу писать в раздел вопросы. Я на них отвечу после окончания лекции. Лекция продлится примерно 1,5 часа. И дальше вопросы, вопросы. Единственная просьба. Пожалуйста задавайте вопросы по теме. Не нужно выходить за рамки сегодняшней темы и задавать вообще вопросы о работе мозга. Старайтесь задавать вопросы про сон, про бодрствование, про базовые состояния нашей нервной системы.

Вот я сказал нервная система, для меня эти слова очень значимы, потому что я действительно со студенческих времён занимаюсь изучением мозга и как электрофизиолог, и как нейрохимик, и как нейрофармаколог. Наша сегодняшняя тема – центры сна и постоянно конкурирующий с ним центр бодрствования. Она обращена к таким древним функциям мозга. 

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Появилась картинка, где изображён человеческий мозг. Надеюсь, что всё видно. Я вожу указкой, всё понятно. Чтобы эту картинку получить нужно разрезать нашу голову от носа к затылку и как две половинки грецкого ореха развернуть. Это лобная доля, это затылочная доля, сзади находится мозжечок. То, что находится в центре называется ствол мозга, стволовые структуры. Древние, эволюционно рано возникшие зоны, которые отвечают за такие функции, без которых организм не может существовать. Это такие функции, как дыхание или управление частотой сердечных сокращений. Сегодняшняя тема «Сон и бодрствование» тоже связана со стволовыми структурами. Сегодня в основном будем оставаться в рамках этих древних областей.

Ствол мозга состоит из шести блоков. Это продолговатый мозг, мост, средний мозг и промежуточный мозг. Промежуточный называется так, потому что он находится точно между двух полушарий. Наши высшие функции – память, принятие решений, это кора больших полушарий. Про кору головного мозга будем говорить мало, речь в основном пойдет про стволовые структуры. Ещё раз повторю – продолговатый мозг, мост, средний мозг, промежуточный мозг, в промежуточном мозге нам в основном будет нужна нижняя его половинка, которая называется гипоталамус. Там, где я поставил желтые кружочки – это всё важнейшие центры сна и бодрствования, про которые я буду по ходу своего повествования рассказывать. Это такой макроуровень, уровень больших функциональных блоков нашего мозга, но если копнуть глубже, то там нервные клетки и 90 миллиардов наших нервных клеток, клеток с отростками, которые контактируют друг с другом, передают информацию. Очень многие из них напрямую зависят от активности центров  сна и бодрствования, потому что данные центра — это, по сути, блок питания нашего мозгового компьютера и может быть не самая сложная его часть, но необходимая. Также, как и в компьютере если блок питания вышел из строя, то и центральный процессор не работает. Поэтому сон и бодрствование — это очень важное состояние.

Если начинать рассматривать такие глобальные виды активности нашего организма, то работа центров сна и бодрствования попадает в область так называемых витальных потребностей. Есть такая отдельная сфера работы нашего мозга, сфера потребности, сфера куда входят программы любопытства, размножения, безопасности. Эти программы очень хорошо описывал и классифицировал академик Павел Васильевич Симонов ещё в 80-е годы. Он выделил несколько групп биологических потребностей и одну из этих групп назвал витальные потребности, от слова vita — жизнь, то есть жизненно необходимые потребности, такие потребности, которые если не удовлетворять, то можно умереть. Сюда относятся голод, жажда, безопасность и программы так называемого гомеостаза. Слово гомеостаз, термин гомеостаз один из важнейших физиологических терминов, которые обозначают постоянство внутренней среды организма. Для того чтобы мы нормально функционировали и нормально работал наш мозг очень важно чтобы у нас в крови была правильная концентрация кислорода, углекислого газа, ионов натрия, калия, кальция, чтобы была правильная температура тела, чтобы было правильное давление крови и много-много других показателей. Кроме того, для поддержания гомеостаза нужно вовремя спать. Сегодня мы разберём почему и собственно Симонов, когда создавал свою классификацию он поместил программы, связанные со сном и бодрствованием в группу гомеостатических витальных программ, подчёркивая их значимость, потому что если лишить сна, то организм погибнет. То есть длительная депривация сна, длительный недостаток сна, а тем более полное лишение сна это очень травматично.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Это вызывает сначала нарушение гомеостаза и стресс, а потом начинают разваливаться очень многие функции нашего организма и в конце концов можно даже умереть. Людей до такого состояния вроде никто не доводит, а вот с экспериментальными животными так работали. Сегодня я буду про эти исследования рассказывать, и мы попытаемся понять, а что конкретно ломается и ведёт к таким фатальным последствиям. Сон необходим для того, чтобы на первом уровне поддерживать гомеостаз. Можно сказать, что сон — это прежде всего отдых для того, чтобы восстановить силы, для того чтобы набраться энергии для следующего дня, для следующего периода бодрствования. Это классно, но это ещё не всё. Ещё древние греки это понимали. В древнегреческом пантеоне существует два бога сна. Гипнос и Морфей. Гипнос – папа, Морфей – сын. Оба занимаются сном, но разными аспектами. Гипнос — это позитивный бог, который навевает сон, даёт отдых, это как раз про гомеостаз. Морфей – бог сновидений. Древние греки чётко выделили, что сон это два состояния, состояние отдыха и состояние сновидений. Когда мы видим сны, то мозг явно работает с информацией, порой происходит что-то хаотичное, порой строятся какие-то прогнозы и мы видим сны, которые можно назвать вещими, которые предсказывают последствия каких-то событий, каких-то вариантов в течение тех или иных обстоятельств.

Бывают творческие сны, когда поэту снится стихотворение, а художнику сюжет будущей картины. Во всяком случае очевидно, что сновидение это что-то такое особенное, отдельное, достойное отдельного божества и с этим божеством как раз всё не просто, потому что сны бывают позитивные, а бывают негативные. Вы можете во сне летать и быть совершенно счастливыми, а можете увидеть кошмар, вы можете увидеть сон, который прогноз и сон, который испугает, сон, который даст вам позитивный посыл, делай и всё получится или сон, который скажет не делай, всё будет очень плохо. А поскольку это сон, то вы не всегда уверенны, а насколько вообще это всё надо принимать на веру. Во всяком случае Морфей, если читать его приключения в рамках древнегреческой мифологии, он иногда приносил вещие сны, а иногда ложные вещие сны и олимпийцы его порой использовали для того, чтобы запугать какого-нибудь героя-полубога, чтобы он не совал нос куда не следует. Поэтому всё не просто. Но, вот факт. Сон, это два состояния – состояние отдыха и состояние сновидений. Это нужно чётко осознавать. Сегодня мы об этих двух состояниях будем много говорить.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Начнём с самых простых вещей. А сколько вообще нужно спать? Первым делом всегда задают этот вопрос и ответ здесь не то, чтобы не очень прост, но скажем так, на самом деле он очень индивидуален. Все мы разные, у всех у нас индивидуальный уникальный организм, индивидуальный уникальный мозг, мы уникальны на уровне генов, на уровне иммунитета, на уровне нейросетей нашего мозга, всё это абсолютно неповторимо. Поэтому кому-то достаточно спать 6 часов, кому-то и 8 часов будет мало для сна. Есть отдельная область медицины и физиологии, которая занимается сном, эта область называется сомнология, специалисты сомнологи на эту тему дискутируют, обсуждают и выпускают какие-то рекомендации. То, что вы сейчас видите на экране это рекомендации американского национального общества сомнологов «National Sleep Foundation». В зависимости от возраста рекомендуется некоторое количество сна. Тёмно-синяя зона в среднем здорово и хорошо. Голубая зона в принципе допустима с учётом индивидуальной вариабельности. Оранжевая зона не рекомендуется. Что мы видим. Маленьким детям нужно спать очень много, мозг развивается, очень сильно нужно восстанавливать ресурсы после активного дня, бегания и прыгания. Но, начиная с 18 лет, что называется Young Adult, мы выходим на уровень сна 7-8 часов, максимум 9 часов и дальше это сохраняется и для взрослых adult от 26 до 64 лет, для пожилых после 65 лет, то есть 7-8 часов сна, допустимо 6 часов, на счёт 5 часов сна тут уже как бы вопрос. В принципе такой режим, когда 6 часов — это необходимый минимум для сна, лучше 7-8 часов, иногда можно позволить себе поспать и больше, 9-10 часов.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Примерно на такие цифры мы ориентируемся, глядя на рекомендации «National Sleep Foundation». Могу сказать про себя, что я в основном сплю 6 часов, особенно сейчас, когда компонент самоизоляции довольно велик и не нужно ездить на лекции, находясь дома я могу, что-то вам рассказывать, в принципе нагрузка уже не такая большая, по сравнению с ситуацией, когда вокруг вас кишат люди и так далее, последний год я легко обхожусь 6 часами сна, иногда сплю семь, скорее всего семь с половиной часов. Дальше я буду рассказывать, что часами считать сон не очень правильно. На самом деле наш сон делится на полуторачасовые циклы и поэтому правильно сон считать циклами и получается, что левая голубая зона это четыре цикла, средняя зона пять циклов и правая голубая зона это шесть циклов. Вполне можно обойтись четырьмя циклами каждый день и плюс один-два раза в неделю 5 циклов, мне этого хватает. Но все мы разные. Во всяком случае спать меньше шести часов и больше девяти часов это уже не очень хорошо. Если меньше спать, то мозг не отдыхает, если больше, то начинаются проблемы, например с лимфатической системой, отток веществ из разных тканей идёт не столь хорошо и вообще много других проблем возникает. Пересып тоже не хорошо, но как правило в основном проблема недосыпа. Давайте будем ориентироваться на эти цифры 6-7,5 часов сна, то есть четыре-пять циклов в сутки.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Вот ещё одни рекомендации, это уже рекомендации российского общества сомнологов, которые посвящены в основном гигиене сна. Для того чтобы хорошо спать и достаточно успешно переходить от бодрствования к сну, а у многих проблема с засыпанием, хорошо бы выполнять эти правила, они просты, но их нужно чётко понимать. Во-первых, это режим дня. Сейчас я расскажу о том, что у нас в мозге есть биологические часы и всё-таки хорошо бы ложиться спать и вставать в более-менее в одно и тоже время. Рекомендации ложиться в 11 или в 12 часов вечера, или в час они не так значимы. И это, что до полуночи два часа считаются, как четыре часа до сна и отдыха, мне кажется, что всё это поэтические преувеличения, по крайне мере научных подтверждений никаких нет. Важно что? Важно спать и примерно ложиться в одно и тоже время. Если ваш режим дня и режим общения с близкими, и работы предполагают, что вы должны свои 7 часов проспать с 12 ночи до 7 часов утра, то это одна история. Если с 10 вечера до 5 часов утра, то это другая история. А кто-то возможно спит с 3 часов ночи и до 10 утра. Важна стабильность, режим. Нужно учитывать, что наши биологические часы не очень быстро перестраиваются. Если у вас проблемы с засыпанием, то хорошо бы иметь какой-то «ритуал» засыпания, то есть вы  за 10-15 минут говорите себе, что всё я начинаю засыпать. Вы уже перестали активно двигаться, смотреть на яркий экран телевизора и так далее. Начинаете выполнять какие-то привычные действия, которые намекают вашему мозгу, что скоро пойдёте спать. Ещё Иван Петрович Павлов говорил, что сон может выступать, как условный рефлекс, то есть, когда вы начинаете мозгу подавать одни и те же команды такие, как пойти умыться, почистить зубы, сделать несколько небольших, неспешных физических упражнений, начали выключать свет в доме и мозг начинает понимать, что скоро спать, и включаются соответствующие механизмы, связанные даже с нашей адаптацией и памятью на все эти ситуации. Очень важно успокоиться и снять стресс, постараться забыть про какие-то заботы, которые у вас остались. Я обычно делаю так. Все проблемы, которые у меня остались я пишу на листе бумаги и так отрываю от себя, чтобы утром не забыть. Мне, например часто мешают заснуть мысли о том, что это надо не забыть и это надо не забыть, а когда всё это на бумаге записано, то можно оторвать от себя и всё хорошо.

Важно спать в определённой комнате. Все сомнологи говорят про то, что кровать надо использовать только для сна. Работать в кровати, кушать, это не очень хорошая идея. Это место, где мы спим и только спим. Если кровать — это место для других каких-то занятий, связанных с какой-то длительной активностью, например работа, то это не очень хорошо. Поэтому лучше всего на этом месте именно спать и создавать правильные условия для сна. Это проветривание помещения, где вы спите, температура, удобная постель, это очень важно, нельзя экономить на матрасе. Всё так эти 6-7 часов очень важно для вашего опорно-двигательного аппарата, позвоночника. И так уже у большинства людей к 30-40 годам возникают лордозы, кифозы, сколиозы, поэтому хороший правильный матрас — это очень здорово. Что ещё важно. Переходя ко сну очень важно снижать общий уровень освещённости, потому что наше состояние бодрствования во многом ориентируется на сигналы сенсорных систем, а главная сенсорная система – зрительная. Поэтому яркий свет в комнате — это сигнал о том, что мы ещё бодрствуем, а полумрак — это уже очевидный намёк и действительно снижение освещённости может быть частью «ритуала» перехода к сну. Поэтому очень плохая идея засыпая   продолжать листать смартфон с его ярким экраном, смотреть новости, которые активируют мозг, этого не надо делать, лучше придумать какое-нибудь монотонное занятие, можно считать овец, а можно положить учебник английского языка или португальского языка на тумбочку и мозг говорит: ой, что-то спать не хочется.

А вы ему – сейчас выучим 10 португальских слов и мозг говорит: О, нет. Лучше я буду спать. По крайней мере на третьем слове вы уже почувствуете, что ваши нейросети готовы засыпать и такая монотонная, не возбуждающая деятельность очень полезна для перехода от бодрствования к сну. Понятно, что нельзя принимать кофеин, который возбуждает мозг, никотин ни к чему, ни к чему алкоголь, который отравляет наши клетки и вообще с пищей по аккуратнее, то есть какой-то лёгкий перекус, это не криминал, а ничего серьёзного в желудок лучше перед сном не загружать, потому что все будут отдыхать, а желудочно-кишечный тракт, что должен работать? Это неправильно. И последний пункт, который может быть для кого-то актуален. Если вы вдруг спите днём, то здесь нужно очень четко понимать сколько. Либо вы спите буквально 20, максимум 30 минут и это освежает мозг. Либо вы, например спите целый цикл – полтора часа, то тогда этот цикл надо вычитать из ночного сна. Плохая идея проспать один час с небольшим. Если проспать один час с небольшим, то мозг настолько притормаживается, что дальше выходить в бодрствующее состояние довольно тяжело. Короткий сон 15-20 минут, максимум 30 минут может убрать лишнюю активацию. Сейчас довольно часто слышаться призывы, что если у вас есть возможность, то небольшой сон по среди дня улучшает производительность труда, позволяет вам более точно управлять автомобилем. Много таких исследований появилось, но боюсь, что они не для нашей действительности. Хотя, когда читаешь материалы об организации труда, например в Китае или в Японии, то там в некоторых офисах специально выделяют 20 минут для послеобеденного сна. Я думаю, что у нас это ещё нескоро появиться.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Давайте теперь поговорим конкретно. Начнём с биологических часов. Биологические часы, от них никуда не деться. Наша планета крутится во круг солнца и ещё во круг собственной оси. Во круг солнца это сезоны, во круг оси это день, ночь, утро, вечер. Из-за сезонов ещё может меняться на нашей широте довольно серьёзно длительность светового дня. В любом варианте есть 24 часа и все животные и растения, которые обитают на поверхности нашей планеты, мы не говорим о жителях глубинных пещер, все животные и растения, которые обитают на поверхности планеты свой суточный ритм  подгоняют естественно под 24-часовой цикл и человек, хомо сапиенс, не исключение. Мы по своему происхождению тропические обезьяны, где как раз сезонность мало выражена, а вот день-ночь куда же от них денешься. Если вы живёте на экваторе, то день-ночь мало отличается от 12 часов, поэтому разные расчёты связанные с суточным или ещё говорят циркадным ритмом, цикадными ритмами, они танцуют примерно от 12 часов в день, 12 часов ночи, скоро будет весеннее солнцестояние и уже через полтора месяца  длина дня, и длина ночи будут равны. Что мы видим? Мы видим очень серьёзное изменение активности, как нервной системы, так, например и эндокринной системы, с эндокринной системой работают уже очень давно это довольно несложно. То есть вы можете брать анализ крови, вы можете брать анализ слюны и в слюне определять концентрацию тех или иных гормонов. Есть два основных гормона, которые наиболее связаны с суточными ритмами — это кортизол и мелатонин. Кортизол — гормон бодрствования, мелатонин связан с сонным состоянием. Кортизол — это гормон, который выделяется корой надпочечников, он задаёт активный обмен веществ, при стрессе кортизол вообще зашкаливает, но это отдельная история.

Мы с вами берём нормальную историю. Эти графики нарисованы для ситуации, когда восход солнца примерно в 7 часов утра, а закат примерно в 19 часов. Здесь видно, что солнце ещё не взошло, а кортизол уже пошёл вверх и пик концентрации кортизола приходится где-то на 11, 12, 13 часов дня. Потом постепенно это всё к полуночи опускается почти до нуля для того, чтобы потом выдать дополнительный цикл. И это самый пик,  именно середина дня, лучшее время для сосредоточения умственной работы, очень хорошо какие-то важные встречи назначать на так называемое позднее утро 11-12 часов. Для многих людей это, что называется золотое время, когда например к творческим процессам, решениям ваш мозг больше всего предрасположен. Нужно ценить это время и по возможности занимать его для решения сложных задач, а более простые задачи, позволяющие их решить механически, отложить на вторую половину дня.

Мелатонин – это гормон сонного состояния, он выделяется эпифизом. Я покажу формулу мелатонина. Мелатонин очень связан с входом в сонное состояние. Посмотрите на таблицу, вот солнышко село, снизилась освещённость, выделение мелатонина очень явно коррелируется уровнем освещённости, которые воспринимаются нашей сетчаткой, нашей зрительной системой, вот солнышко село и мелатонин пошёл вверх, то есть после 19-20 часов и пика он достигает где-то к полуночи, к двум-трём часам, в три часа ночи здесь мелатонин ещё очень высок, а дальше пошёл уже в низ и начинает подниматься кортизол. Что важно? Если вы поздно ложитесь спать, а иногда очень поздно, всё-таки не плохо бы лечь спать до трёх часов ночи, пока ещё мелатонина много, а кортизола мало, потому что после трёх часов они уже меняются местами и это уже прямая дорога к нарушению режима, бессонница и все прочее. Важна пропорция между эффектами мелатонина и кортизона. Например, в период время 17-18 часов, ещё довольно много кортизола, ещё совсем нет мелатонина и мозг уже не очень работает. В это время желательно заняться физической нагрузкой, любыми упражнениями и так далее. Во всяком случае такие усреднённые цифры существуют. 

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Вопрос. А кто, собственно, ими ведает? А ведает ими наша нервная система, а именно гипоталамус. На самой первой картинке я вам показал гипоталамус, нижнюю половину промежуточного мозга и в какой-то момент там были обнаружены сети нервных клеток или нейросети, которые являются по сути нашими биологическими часами и эти зоны названы супра-хиазменными ядрами гипоталамуса. SCN — супрахиазменные ядра переднего гипоталамуса. Это наши биологические часы. Там можно обнаружить нервные клетки, которые активны днём и нервные клетки, которые активны  ночью. Нервные клетки, которые активны днём передают сигналы центрам бодрствования, те нервные клетки, которые активны ночью передают сигналы центрам сна и в том числе центрам, которые связаны с эндокринной системой и с кортизолом, вот кора надпочечников, и с эпифизом, тут он показан и выделение мелатонина.

Супрахиазменные ядра оказались такими значимыми. Что же это за название супрахиазменные ядра? Супра — значит напротив, а хиазма — это перекрёст зрительных нервов. У нас от правого и левого глаза отходят зрительные нервы и перед входом в головной мозг, как раз перед гипоталамусом они перекрещиваются. В свое время была названа зрительная хиазма, вот собственно супрахиазменные ядра там и располагаются. На картинке показано – это глаз, вот от него отходит зрительный нерв и входит в наш головной мозг. Вот гипоталамус, супра-хиазменные ядра напротив зрительной хиазмы, хиазма перед гипоталамусом, то есть примерно там, где окончание этой стрелки и дальше эта картинка, которая справа вверху это вообще зрительные центры нашего мозга. Зрительная сенсорная система очень важна для нас, особенно важна затылочная кора. Кроме затылочной коры, которая обрабатывает  зрительную информацию, есть немало вспомогательных ядер, которые управляют зрачком, хрусталиком, движениями глаз. Самый древний зрительный центр это супрахиазменные ядра. Они определяют общий уровень освещённости и настраиваясь на общий уровень освещённости формируют реакцию на суточный ритм изменения освещенности и сформировав эту реакцию дальше способны этот ритм держать довольно устойчиво. То есть у маленького ребёнка нейроны в этих зонах настраиваются на 24-часовой ритм, и дальше, после настройки, возможно поддержание ритма даже если с освещенностью уже что-то не так. Это настоящие биологические часы, они воспринимают ритм, они его удерживают и в случае чего они даже способны переводить стрелки. Ещё раз супрахиазменные ядра, вот они на этой схеме, здесь вы видите человеческий мозг, а это мозг белой крысы, здесь огромная обонятельная луковица и маленькие большие полушария, а вот супрахиазменные ядра они всё равно никуда не деваются. Эти ядра способны держать ритм некоторое время, не обращая внимания на изменения, например освещённости и это называется джетлаг. Наверное, многим знакомо это слово. Данный эффект возникает если, например сеть в самолёт и далеко улететь, допустим во Владивосток. И в этот момент вдруг обнаруживается, что биологические часы существуют. Если вы улетите не очень далеко и смените часовой пояс на 2-3 часа, то может вы ничего и не заметите, а вот если часов на 6, на 8 или на 10, то тогда заметно.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Прилетев во Владивосток или в Петропавловск-Камчатский вы несколько дней будете бродить днём и спать ночью пока ваши супра-хиазменные ядра не перестроят стрелки, не передвинут всё обратно, вернее не обратно, а под тот ритм освещённости, который характерен для данной местности. Надо сказать, что для нашего мозга это довольно серьёзный стресс и это не реальная ситуация в нашем эволюционном прошлом, потому что ни какой человек каменного века, ни какая летучая обезьяна не могла за несколько часов резко сменить часовой пояс. Но тем не менее возможности есть, наши биологические часы, как настоящие часы, не только время показывают, но можно ещё и стрелки перевести, ориентируясь на новый ритм освещённости. Если вы будете это слишком часто делать, вы можете нарушить все эти тонкие синхронизации между нейронами супрахиазменных ядер и саму работу этих нейронов и тогда могут начаться проблемы с засыпанием. Поэтому лучше всё-таки держать режим дня, очень аккуратно летать в дальние командировки. Очень травматично для этой системы, например работа сутки через двое, или сегодня первая смена, а через неделю вторая, потом третья, это конечно тяжело. Если супрахиазменные ядра разболтаются, то с засыпанием будет существенно сложнее. В супрахиазменных ядрах есть популяции нервных клеток, которые активны днём и которые активны ночью. Нервные клетки, которые активны днём посылают сигналы к центрам бодрствования и намекают, что пора просыпаться, а те, которые активны ночью посылают сигналы к центрам сна и намекают, что пора спать. Один из центров сна находится прямо в гипоталамусе. Это так называемая VLPO – вентролатеральное преоптическое ядро. Это важнейший центр сна. Есть центр бодрствования, вентролатеральное ядро, я тоже ещё про него скажу. Кроме гипоталамуса центры сна и бодрствования есть и в других стволовых структурах таких как средний мозг, мост, продолговатый мозг, о них я тоже буду рассказывать.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Это такая довольно сложная схема о том, а как нейроны супрахиазменных ядер поддерживают суточный ритм. Оказывается, что даже отдельный нейрон в супрахиазменных ядрах способен это делать за счет того, что в цитоплазме этой нервной клетки существуют каскады биохимических реакций, которые имеют вот такой суточный цикл и ключевое значение в этих каскадах имеют определённые белки и определённые гены. В случае нашего с вами организма это белки так называемой per от слова период белок clock, белок bmal1, белок cry. Всё это подробно изучается. В 2018 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена именно за изучение и открытие молекулярных механизмом поддержания суточных ритмов. Правда эти молекулярные механизмы открыли сначала на мухе-дрозофиле, а потом уже аналогичные каскады нашли в нервных клетках млекопитающих. Как это вообще работает? Белки per являются продуктами генов per, а чтобы гены per заработали к ним должен присоединиться белковый комплекс, в состав которого входит белок clock и белок bmal1, этот белковый комплекс всё время производится и когда его концентрация доходит до определённого уровня появляются белки per, которые блокируют активность этого комплекса, как бы срубают сук, на котором сидят. То есть стало много этих белков, они заблокировали этот комплекс, исчез комплекс вот здесь на входе в гены per, и в результате исчезли белки per, как только они исчезли опять стало много этого комплекса, он опять включил гены per, появились белки per и вот концентрация белков per качается примерно с периодом примерно 24 часа и дальше именно эти белки определяют активность нервных клеток, которые передаются на другие элементы нейросети.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Давайте обратимся к фазам сна. Действительно существует фаза отдыха и фаза сновидений. Подозревать всерьёз о том, что эти фазы действительно существуют, а не просто сказать, что иногда мы видим сны, а что это здорово, что это разные состояния, стали в середине двадцатого века, когда научились хорошо писать электроэнцефалограмму или сокращенно ЭЭГ. Электроэнцефалограмма — это суммарная электрическая активность нервных клеток коры больших полушарий, а чтобы её записать нужно на голову, на строго определённые точки поставить датчики и тогда вы увидите под каждым датчиком какую-то электрическую активность, которая часто имеет вид довольно оформленных волн, чем-то похожих на синусоиду, но с разной частотой. Были выделены альфа-ритмы, бета-ритмы, тета-ритмы, дельта-ритмы. Когда начали писать всё это в сонном состоянии, то оказалось, что разные фазы сна характеризуются как существенно разные ритмы. 

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Альфа-ритмы. Почему альфа? Потому что их первыми открыли и у них частота где-то 8-13 Гц, в среднем 10-12 Гц и это в основном отражает активную работу наших сенсорных систем. Бета-ритмы более быстрые, то есть то, что уже выше 15 Гц и они отражают передачу сигнала внутри коры больших полушарий и состояние умственной нагрузки. Когда очень большая умственная нагрузка, то волны ещё чаще, ещё меньше. Вообще, важно понимать, что энцефалограмма обозначает суммарную электрическую активность нервных клеток, то есть она является отражением суммарной электрической активности нервных клеток. Чтобы были красивые волны электроэнцефалограммы надо чтобы миллионы нервных клеток работали синхронно, тогда их отдельные импульсы суммируются и получается такой красивый альфа-ритм. Но для того, чтобы получился такой красивый ритм нужно чтобы клетки работали синхронно, а это означает, что они должны простаивать.

По сути, красивые волны — это холостой ход нейросетей, когда нет специфической информации, но некий нейронный контур находится в состоянии готовности. Например, сенсорные системы активно работают, но реальных зрительных и слуховых сигналов нет и в этот момент как раз и пишется красивый альфа-ритм.  Если вы только что активно о чём-то думали, а потом расслабились, то в этот момент пишется мощный бета-ритм. Если вообще нет синхронизации, если каждая нервная клетка или большинство нервных клеток занимаются какими-то специфическими задачами, то никаких волн вообще не видно. Пишется очень низко амплитудная, с очень маленькими волнами кривая, почти плоская. В этом вообще великая трагедия электроэнцефалограммы, чем красивее волны, тем меньше в них информации, потому что красивая волна — это синхронизация, а синхронизация — это холостой ход. В свое время, когда начали писать энцефалограмму, надеялись, что с её помощью возможно будет мысли читать. Нет, к счастью, это невозможно. Но общий уровень активности мозга хорошо ловится. Чем реже волны и чем они выше по амплитуде, тем больше синхронизация и в итоге меньше активность мозга. Поэтому альфа-ритм хорошо пишется в состоянии, что называется спокойного бодрствования, когда человек сидит спокойно, расслабившись с закрытыми глазами, ничего не делает, то в этот момент волны самые выраженные. Бета-ритм — состояние после серьёзной умственной нагрузки, например вы решали-решали математическую задачу, а теперь расслабились, волны более низкочастотные.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Тета-ритм 4-8 Гц и дельта-ритм 1-4 Гц они пишутся тогда-когда мозг всё сильнее входит в сонное состояние. Тета-ритм — это засыпание, а дельта-ритм — это уже взаимодействие с глубинными центрами сна и когда явно выражен дельта-ритм это и есть сон-отдых и переход от бодрствующего состояния к сонному этот переход сопровождается тем, что волны энцефалограммы становятся всё более редкими, высокоамплитудными и вот был альфа-ритм, а вот уже дельта ритм. Здесь важно увидеть отметку времени, здесь за одну секунду помещается 10-12 волн, а тут за одну секунду 1-2 волны. Вот это засыпание всё более глубокое и появление даже отдельных дельта-волн уже говорит, что это сон-отдых. Дельта-волн взрослого человека в бодрствующем состоянии на энцефалограмме нет, если они есть, то это очень плохо, это знак возникновения, например опухоли. А так их нет. Они метка вот такого глубокого сна-отдыха. Но что дальше? А дальше оказалось, что если непрерывно писать электроэнцефалограмму во время сна, то периодически дельта-волны и фаза сна-отдыха сменяется очень странной картиной. Человек продолжает спать, более того его разбудить даже сложнее, но на энцефалограмме вместо дельта-ритма вдруг появляется такой ритм как будто бы мозг активно обрабатывает информацию.

То есть не просто альфа и бета-волны, и тогда почти плоские кусочки, то есть парадокс, человек спит, а мозг как будто бодрствует, поэтому эту фазу назвали фазой парадоксального сна, ещё её называют фазой быстрых движений глаз, потому что зачастую в это время под веками двигаются глаза, по-русски быстрое движение глаз – БДГ-сон, по-английски или REM: rapid eye movements, REM-сон. Это всё парадоксальный сон. Если человека разбудить, разбудить на фазе парадоксального сна, REM-сна, то он часто говорит: О, а я видел сон. Постепенно стало понятно, что высокая активность мозга — это отражение фазы сновидений, во время которой мозг активно обрабатывает накопленную информацию. Информацию, накопленную за предыдущий день, за предыдущую неделю, за предыдущий месяц, за предыдущую жизнь, мозг может продолжать решать те задачи, которые вы загрузили в него перед засыпанием. Чётко разделилось два состояния. Состояние сон-отдых и состояние сон-сновидение. Назначение сновидений — это обработка накопленной информации. Вот какую пользу принесла электроэнцефалограмма.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Эта картинка может быть самой важной во всей нашей лекции, давайте мы с ней разберёмся. Что мы здесь видим?  По горизонтали время в часах. Мы видим человека, который проспал 8 часов. Это 5 циклов, здесь эти циклы очень чётко видны. Везде, где зелёный оттенок — это фаза сон-отдых. Тут на провале больше всего дельта-волн, но в принципе это всё дельта-сон и периодически красные столбики — это активное состояние мозга, это REN-сон, парадоксальный сон и тут полуторачасовые циклы видны в явной форме. Что мы видим? Вот человек заснул и у него всё больше-больше дельта-волн. Где-то к концу первого часа он совсем в дельта-волнах, в этот момент тяжело добудиться, а если удалось разбудить, то очень долго мозг приходит в себя, потому что очень сильно затормозился, дальше второй час сна и дельта-волн меньше и в какой-то момент переходим к фазе парадоксального сна. Эта фаза длится буквально 15-20 минут и пошли на новый цикл, ещё раз, ещё раз и в итоге в среднем длительность цикла действительно полтора часа и цикл состоит из сон-отдых плюс REM.

Посмотрите, характеристики циклов меняется, первые два цикла, конечно важнее сон-отдых или мы его ещё называем дельта-сон или медленно-волновой сон. Сначала в первые два цикла очень важно отдохнуть, мозг в основном восстанавливает силы. А в следующие циклы, как вы видите дельта-сна уже не так много, но зато нарастает длительность REM-сна. То есть отдохнули и теперь можно всерьёз разгребать завалы информации, причём не только те, которые самые актуальные, но и какие-то отложенные в долгий ящик. Если будить на этих красных столбиках, ориентируясь на движение глаз, то люди говорят, что видели сновидения. В какой момент правильно просыпаться? Это тоже очень актуальная проблема. Сейчас делают девайсы, которые обещают вас разбудить в правильный момент. Правильный момент – это когда кончился очередной цикл и заходим на следующий цикл, то есть будить надо здесь или здесь. Это правильно. Здесь активность мозга практически бодрствующая, ещё не начала опять подтормаживать. Вот здесь правильно разбудить. Если вы встаёте по будильнику, то вы знаете, что скажем 4 моих цикла длятся примерно шесть с половиной часов, а пять циклов 8 часов. Поэтому я ставлю будильник так, чтобы более-менее попасть на конец очередного цикла. Это правильно. Я обычно ставлю будильник на 6 часов 15 минут, то есть на длительность сна. Или уже почти 8 часов, то есть четыре цикла или 5 циклов в зависимости от того на сколько можно себе позволить. Вот пожалуйста дальше по ходу жизни понаблюдайте за своим организмом как легко просыпаться в какие-то моменты времени. Ведь вы сами знаете, когда будильник зазвонил, то в каких-то случаях глаза открываются легко и хочется жить, и трудиться, как писал поэт Губерман. Это значит вы попали куда-то сюда. А бывает будильник зазвонил и не может вас из сна выдернуть, вы просыпаетесь и вам всё отвратительно. И скорее всего, что вас откуда-то от сюда выдернули. Неправильно попали.  

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Как работают девайсы, которые обещают вас разбудить в правильный момент времени. Самые лучшие из них это накладочки из ткани, в которых есть датчики движения глаз. Там всё довольно точно, потому что как только движение глаз закончилось, то пора будить. Во время парадоксального сна идут сновидения, и они часто связаны с эмоциями, а эмоции — это чуть чаще бьётся сердце, это немножко другое дыхание. Можно поставить датчик, который на браслете часов, и он будет эти параметры отслеживать и как-то правильно вас будить. Наконец на фазе REM-сна человек максимально расслаблен и не двигается, но мы же ворочаемся во сне. Мы начинаем ворочаться во сне и вообще ворочаемся вот на этой фазе, то есть лежал-лежал и заворочался это значит кончился REM-сон и пошёл новый цикл, можно в этот момент разбудить. Это делают девайсы, которые просто слушают как вы спите и понятно, что это не точно, но тем не менее. На этом плакате показано как всё это сконфигурировано в нашем мозге. Наш главный центр бодрствования находится внутри моста, одной из базовых стволовых структур и там располагаются нервные клетки, которые собирают сигналы от всех сенсорных систем и задают уровень бодрствования и любая сенсорная система если активирована она может подымать наше бодрствование, поэтому мы активируемся и просыпаемся и тогда, когда будильник зазвенел, и когда яркий свет, и когда нашатырного спирта дали понюхать, за плечо потрясли, не важно через какой сенсорный вход прошёл сигнал, важно что он прошёл. Нервные клетки, так называемых ретикулярных ядер моста, вот они ретикулярные ядра моста – бодрствования, а они вот такие интеграторы.  Когда в середине двадцатого века их открывали и описывали, то долго вообще не могли понять, что за клетки такие, они на всё реагируют, они главный центр бодрствования. Даже если мы засыпаем, то генерирует этот поток сонных сигналов гипоталамус, супрахиазменные ядра и VLPO, которое я вам показывал и ключевые сигналы поступают в средний мозг. В среднем мозге есть совокупности популяций так называемых серотониновых нейронов.

Есть такая молекула серотонин. Она много что делает в нашем мозге, в том числе известны серотониновые антидепрессанты, известны серотониновые галлюциногены. Но одна из функций серотонина это участвовать в запуске исходного состояния и нейроны среднего мозга, вырабатывающие серотонин, а серотонин обозначается вот так 5-НТ, потому что его химическое название 5-гидрокситриптамин. Серотонин блокирует центры бодрствования, но при этом чуть-чуть остаётся мышечный тонус. И вот видите кошка сохраняет позу. В тот момент, когда идёт REM-сон ещё подключается структура, которая называется голубое пятно, она находится внутри моста и выделяет в качестве источника, передатчика сигналов или как  мы говорим в качестве нейромедиатора молекулу норадреналина и норадреналин блокирует эффекты серотонина, блокирует полностью мышечный тонус, но при этом позволяет коре перейти в более активное состояние и вот это самая фаза сновидений связана с активацией норадреналина. Почему здесь убирается мышечный тонус? Считается, что это очень важное событие, потому что если его не убирать, то тогда те сновидения, которые идут в голове и те процессы обработки информации, которые там случаются они могут переходить на уровень реальных движений и вам что-то приснилось и ваши руки и ноги задёргались, это ни к чему. Такое, к сожалению, бывает, это уже патология сна. Но в норме именно на фазе REM-сна, видите кошка совсем расслабилась. А ворочаемся мы, как я уже сказал, в основном на стадии медленно волнового сна. Кстати, лунатизм  связан, именно, с медленно волновым сном, то есть остаточная активация мозга приводит к тому, что человек медленно двигается и его можно повернуть и уложить обратно на кровать. Лунатизм или сомнамбулия связана с нарушением фазы медленно волнового сна. А вот драка во-время сновидений это нарушение фазы парадоксального сна, это уже серьёзно. Сомнамбулизм ещё не так страшно, а кулаками махать это тяжело. Вы встаёте с утра, а у вашей супруги синяк под глазом и на вопрос, дорогая кто тебя так, она отвечает, что ты. Берёт вас и ведёт к сомнологу, чтобы разобраться, а что вообще не так.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

Дальше поговорим про значение медленно волнового сна. Ещё раз. Дельта сон – это сон-отдых. В этот момент наш мозг, который очень активно работает, именно нервные клетки наиболее активные потребители энергии, а значит и отходов от них больше всего. Наш мозг в этот момент более-менее отдыхает, нервные клетки работают более интенсивно и это позволяет пополнить запас питательных веществ и убрать отходы. Если вы обычно работаете интенсивно, но несколько часов менее интенсивно, то системы доставки скажем глюкозы и вывода какой-нибудь мочевины и с завалами мусора справляется. Достаточно снизить активность и гомеостаз в рамках нервной системы восстанавливается. Это то, что лежит на поверхности, поэтому мы говорим, что фаза медленно волнового сна позволяет восстановить гомеостаз в рамках головного мозга и самой нервной ткани. Но, как всегда, всё оказалось несколько сложнее.

В 2012 году был открыт очень интересный эффект, который назвали глимфатическая система мозга. Термин глимфатическое это такой гибрид между лимфатическое и глиальное. Лимфатическое, вы, наверное, знаете, это дополнительная система, которая помогает кровеносной системе уводить лишнюю жидкость из наших тканей. А что такое глиальное? Глиальное, глия — это, вспомогательные клетки нашей нервной системы. Если мы посмотрим, как организован мозг человека, то там мы увидим миллиарды нейронов, они тут изображены серым цветом. Нейроны не в пустоте висят, все пространства и промежутки между ними заполнены дополнительными клетками – глиальными, вспомогательными, которые образуют упаковку нейронов. Глиальные клетки поддерживают нейроны, они заботятся об обмене веществ, они взаимно электрически изолируют нейроны, потому что по нейронам информация передаётся в виде электрических импульсов и это значит, что нейронам нельзя соприкасаться где попало.

Они соприкасаются только в специальных контактах и контакты называются синапсы, а все остальные точки должны быть заизолированы, это тоже делают глиальные клетки. Ещё они образуют  механическую упаковку и окружают все кровеносные сосуды и вещества, которые принесла кровь, сначала проходят через глиальные клетки, а потом только доходят до нервных — это называется гематоэнцефалический барьер. Всё это функции глиальных клеток. Они очень плотно и надёжно поддерживают нейроны и контактируют с собой, достаточно плотно друг с другом и в бодрствующем состоянии промежутки между глиальными клетками очень маленькие. Оказывается, что в состоянии медленно волнового сна объём глиальных клеток уменьшается на 20 и даже больше процентов. Связано это с норадреналином, которого в бодрствующем состоянии довольно много, в состоянии REM-сна тоже много. В медленно волновом сне норадреналина мало, когда его мало глиальные клетки немного уменьшают свой объём и появляются межклеточные промежутки и через эти промежутки движение тканевой жидкости от артерий к венам идёт более интенсивно. Это назвали глимфатической системой. То есть уменьшение объёма глиальных клеток во время медленно волнового сна, которые увеличивают то, что называется дренажную функцию мозга.

Источник: https://www.youtu.be/Zdy9wy8N8Lo

На этой  схеме показано, как из артерий к венам увеличивается ток жидкости и действительно выносит все отходы, и приносит питательные вещества. Такая же картинка, только более красиво нарисованная. Серым цветом изображены нейроны, тут много глиальных клеток, вот мелкие артерии, вот мелкие вены и вот дренаж, который показан чёрными стрелками. Если это не делать, если не спать медленным сном, очистка мозга идёт не так качественно, накапливается всякая всячина вплоть до бета-амилоидов, которые как известно факторы риска развития болезни Альцгеймера и всё такое прочее. И это ещё не всё. 

Попрошу встать. Добрый день. Возможно, последняя лекция привлечёт столько внимания по разным причинам. Сегодняшняя тема может быть и не такая животрепещущая, как прошлая тема. Но, на самом деле, как и все вопросы, которых мы касаемся, данная проблема пронизывает всю человеческую жизнь, жизнь каждого из нас от рождения до самого конца жизни. Сегодня мы будем говорить о том почему мы подражаем и какие существуют механизмы в мозге на которых основано подражание. Этот заголовок «Быть похожим на других» — это о подражании.

Если, начинать с Павла Васильевича Симонова, его трёх групп, то окажется, что о подражании мы можем говорить не в одном, а в двух случаях. Симонов выделил витальную, зоосоциальную программы и программу саморазвития. Если более детально смотреть, а что попадает в такую категорию, то мы обнаружим внутри зоосоциальных потребностей программы сопереживания, то есть переноса на себя эмоций, которые испытывает другое существо. Как правило то или иное близкое существо, хотя бы того же самого биологического вида, как и вы, хотя бывают и по шире реакции, как бы такое эмоциональное подражание. Но вместе с тем если рассматривать список потребностей саморазвития, то есть тех потребностей, которые направлены в будущее и казалось бы, не дают здесь и сейчас какой-то непосредственной пользы, то тут то же присутствуют подражательные поведения на уровне повторения поведенческих реакций. Сделай, например, как родитель, или как вожак, или просто, как сосед по парте. Когда организмы подражают, то непосредственная цель действительно порой ясна, раз сосед так делает, то и я так сделаю, наверное, это хорошо. Здесь получается подражание на двигательном, поведенческом уровне, подражание на эмоциональном уровне.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Симонов всё это выделил. Серьёзные исследования на уровне нейронов и мозговых структур началось в конце 20 века. Это относительно молодая и развивающаяся область физиологии мозга и физиологии поведения. Таким критическим событием стало открытие зеркальных нейронов. Всё о чём я буду сегодня говорить так или иначе относится к очень широкой категории нервных клеток, которые были названы зеркальными нейронами. Именно существование зеркальных нейронов объясняет почему мы так охотно подражаем или как ещё говорят обезьянничаем или попугайничаем, то есть мы повторяем то, что делает, например наш сосед или родитель, или герой в кинофильме. Нас огорчают чужие огорчения и нам больно от чужой боли, и одновременно нас радует чужая радость, то есть мы переносим на себя эти эмоции. Очень долго это считалось чуть ли не вершиной человеческой психической деятельности — альтруизм, сопереживание, эмпатия, а в какой-то момент оказалось, что это одна из важнейших врождённых поведенческих программ и что животным то же присущи эмпатии и переживания. А основой, я ещё раз повторяю, являются зеркальные нейроны, которые обеспечивают, во-первых, подражание на двигательном уровне, то есть повторение движений. Во-вторых, подражание на эмоциональном уровне, то есть вхождение в тоже эмоциональное состояние, как будто эмоциональный резонанс, ещё говорят заражение эмоциями. Сейчас этот термин стал часто использоваться. Заражение эмоциями, допустим от соседа и наконец на уникальном человеческом уровне мы можем переносить в мозг ту картину мира, которая сформировалась в мозге другого человека, то есть зеркалить на таком вербальном уровне и это конечно самые-самые сложные процессы. Вот одна из первых фотографий, с которых началось исследование зеркальных нейронов. Здесь внизу вы видите младенцев, которые подражают взрослому человеку. Верхние и нижние фотографии сняты одновременно. Важно понимать, что это совсем маленький ребёночек, на вид ему 4 или 5 месяцев, вряд ли он понимает, что дядя высунул язык, может и мне высунуть язык. Здесь работают практически врождённые рефлекторные дуги, которые устроены так, что зрительный сигнал попадает на нужную точку двигательной коры и вызывает это повторение. Это наводит мысль на то, что это действительно базовые программы, прописанные так же серьёзно, как дыхание, глотание или отдёргивание руки от источника боли.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Здесь аналогичный эксперимент, тут на самом деле сложно понять, кто кого повторяет, но авторы статьи уверяют, что человек делает движение, а макака повторяет. Смотрите какая активация, она даже более длительная, чем своё собственное движение, может поменьше по амплитуде. А это — он сейчас съест мой изюм. Это было совершенно очевидно и с этого началась история изучения зеркальных нейронов. Оказалось, что есть нервные клетки, которые срабатывают и тогда, когда сам выполняешь движение и тогда, когда другой выполняет движение, и дальше, собственно, эти же клетки могут запустить движение уже как повторение того моторного акта, который совершило другое существо, другой человек, другая обезьяна и прочее. С этого началось изучение зеркальных нейронов. Появилась сама идея зеркальных нейронов. Идея о том, что существует конкретный физиологический субстрат для повторения состояния другого организма. Надо сказать, что в мире редко совсем новое открывается, конечно давным-давно физиологи и этологи понимали, что подражание существует, просто так конкретно до нейронов субстраты не докапывались, но тем не менее конечно без подражания на самых разных уровнях существование животных довольно сложно представить. Актуальными подобного рода программы и работы зеркальных нейронов оказываются тогда, когда существа начинают жить вместе, жить колониями, стаями.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Если колония, стая вместе существует, то для членов этого коллектива очень важно приходить совместно в какое-то физиологическое состояние, вместе реализовать какие-то эмоциональные реакции, вместе запускать какие-то поведенческие программы. Тогда стая начинает действовать, как единое целое и оказывается мощнее, чем отдельная особь. Вот, собственно, в чём смысл подражания. Если глобально копать биологический смысл, то стая сильнее, чем один биологический организм, мы вместе и вместе мы можем свернуть, если не горы, то решить многие проблемы. На самом древнем уровне осуществляется такая синхронизация, осуществляется даже не с помощью нервной системы, а с помощью гормонов, то есть можно выделять в окружающую среду гормоны, феромоны, которые будут синхронизировать физиологическое состояние организмов. Вызывать у всей стаи страх или агрессию или готовность к размножению. Один из самых древних примеров — это овуляция коралловых рифов. По-моему, этой истории у нас не было или была про коралловые рифы?

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Была. Тогда не было картинки. Теперь я вам показываю картинку. Коралловый риф выделяет, выбрасывает яйцеклетки, тогда, когда, во-первых, концентрация какого-то гормона достигает критического уровня, плюс полнолуние, тут всё и случается. Это пример у очень простых животных такой гормональной синхронизации. Подобная синхронизация случается, например у общественных насекомых — муравьи, пчёлы. Работают как единое целое благодаря таким механизмам. Знаменитые голые землекопы, колониальные млекопитающие, они тоже синхронизируют свои ритмы по этому принципу. Как известно в женских коллективах, если женщины плотно сидят в одной комнате, то, например происходит синхронизация овуляции, то есть на бессознательном уровне все эти биологические часы потихонечку переводятся, потому что есть фермональные сигналы, которые могут сдвигать активность того же гипоталамуса, гипофиза, а значит и яичников. 

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Гораздо более тонкое событие — это подражание, синхронизация на поведенческом уровне. Была картинка, там гусёнок или утёнок, который увидел летящий силуэт, допусти хищника, и он принимает позу, которая позволяет ему затаится, стать менее заметным. И соседи, другие утята, они тоже могут увидеть хищника, точно так же их мозг реагирует на позу, затаившегося утёнка, как на такой сигнал опасности и идёт поведенческое подражание, раз он спрятался, то и я спрячусь, а там видно будет, наверное, он не просто так спрятался. Конечно, это очень удобно, выгодно и расширяет поведенческий арсенал организмов и позволяет поведению стать более адаптивным. Порой подобного рода имитации принимают совсем причудливые формы. Один из таких ярких примеров — это осьминог.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Он живёт в Юго-Восточной Азии, насколько я помню. Этот осьминог не просто меняет цвет, чтобы стать похожим на камни, а своим поведением имитирует разных существ. Собрав щупальцы, он становится похож на камбалу, а растопырив их становится похож на длинноголовую рыбу-крылатку, очень ядовитую рыбу, а может даже изображать змею, два щупальца выпускает и ими характерно шевелит. Такого рода имитация очень интересна. Понятно, что осьминог этому не учится, у него существуют врождённые контуры, которые запускают разного вида имитации в зависимости от того какого хищника он пытается испугать. Это очень интересно. Один из самых простых и доступных вариантов для изучения подражания — это звукоподражание. То есть, когда одно существо издаёт некий звук и соседи тоже начинают как-то звучать. Подобного рода явления мы наблюдаем на очень базовых ранних стадиях эволюции. Например, у насекомых, у лягушек. Если кто слышал пение цикад в южных странах или у нас в Крыму, Крым теперь наш, когда запела одна цикада, а у них противный скрипучий звук и очень громкий, то дальше 10 соседних цикад подхватили, 100 соседних цикад подхватили и соответственно такой шум. Поскольку цикада долго не поёт, то волна всё дальше-дальше нарастает, а потом затихает, нарастает и затихает. Если этих цикад целая сосновая роща, получается очень громкий звук, явно синхронизированный. Примерно также квакают лягушки. Если одна заквакала, то все самцы за ней заквакали. Смысл этого достаточно очевиден, это привлечение самок, чем громче вы звучите, тем соответственно самкам издали слышнее, и они прилетят или прискачут. У самцов лягушек существует демократия, в основном квакают те, которые в центе болота, а те, кто на периферии спариваются с самками, а потом они как-то меняются, идёт ротация. Теперь вы квакайте, это даже и правильно. Очень ярким примером звукоподражания является пение птиц.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Для многих видов птиц звучать очень важно, это и территориальное поведение и ухаживание за самкой. Мы видим, что часть песни — это врождённый навык, врождённые знания, а для того, чтобы песня стала качественной нужно послушать мастера. И этот мастер, как правило, собственный папа. Поэтому зоологи, например есть такой вопрос по биологии на олимпиаде, регистрируя интенсивность пения самцов птиц, это могут быть зяблики или соловьи, получают два пика. Один пик в момент закладки гнезда и появляются первые яйца. А второй пик в момент вылета птенцов из гнезда. Вопрос. А зачем они активнее поют в момент вылета птенцов? А это мастер классы. Взрослые зяблики и соловьи поют, а молодёжь очень внимательно слушают, потому что надо успеть научиться. Звукоподражательная система мозга птиц оказалась очень удобной для изучения зеркальных нейронов, потому что там формирующиеся навыки цепляются за врождённые рефлекторные дуги, а значит можно понять, где находятся зеркальные нейроны и проанализировать как проходят потоки информации, как идёт обучение в тех или иных синапсах. И поэтому изучение канареек, амадин, а тем более птиц, которые очень хорошо могут подражать, например попугаи, врановые, изучение работы их мозга очень интересная информация. Во-первых, вообще о механизмах обучения и во-вторых, о работе зеркальных нейронов. Здесь вы видите некоторое количество структур, которые в мозге птиц работают, понятно, что это должны быть слуховые центры, должны быть речи-двигательные или вокализационные центры, это не речь, а вокализация, вокализационные центры, вокальные центры и что-то что их связывает, что-то что их сравнивает. Звук, идущий из вне с твоими собственными слабыми попытками, и выдаёт некий корректирующий сигнал, чтобы твоя песня постепенно-постепенно приближалась к эталону. Здесь показана как работает мозг птички в обычном состоянии и вот какое количество зон активируется, когда птица поёт. Вообще пение для птицы очень важное событие, они настолько увлекаются этим процессом, что порой забывают обо всём на свете.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Есть классическая, орнитологическая фотография, когда самозабвенно поющий соловей, сидит на пальце у человека, он настолько в этом процессе, что можно аккуратно к нему подойти, только надо очень медленно двигаться, подпихнуть его лапки пальчиком, он с веточки переступит и будет продолжать петь. Вот картинка из более серьёзной научной статьи. Вы видите, что всё очень не просто, мы даже не будем пытаться влезать в эти дебри. Хотя у нас есть кафедра зоологии позвоночных. На этой кафедре очень серьёзно читается курс о поведении животных и птиц.

Много людей занимаются вокализацией, в том числе тем, как возникают навыки, разнообразием диалектов зябликов Московской области, Брянской области и Ростовской области. Это совершенно отдельная история, потому что песни немного разные, есть какие-то культурные традиции. Здесь вы видите, как это происходит. С начала птенчик слушает папу, потом сам поёт, работают его зеркальные нейроны. Типа, как-то удаётся мне повторять. А дальше он поёт всё лучше и лучше, и в конце концов он поёт настолько хорошо, что находит свою половинку, и тоже может свить своё гнёздышко. А пока он не научится петь, то на него никто не посмотрит. Молод ты ещё, пока тренируйся. Пока ты ещё не готов.

Самый главный центр, который это делает, вот где он находится. Надо сказать, что мозг птиц в значительной мере организован не так как наш мозг, как мозг млекопитающих. Многие центры мозга птиц стоят не на тех местах. Очень такая дальняя линия эволюции. Мы с этой линией эволюции разошлись более 200 миллионов лет тому назад. Поэтому птицы хотя не совсем инопланетяне, если взять мозг членистоногого, то это точно инопланетяне, а птицы всё-таки наши троюродные родственники, но у них всё устроено очень-очень по-другому и вся анатомия мозга совершенно иная, отдельный нейрофизиологический мир, но логика работы таже, медиаторы те же, принцип обучения тот же, центр потребности, поэтому это активно изучается.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Это главные центры отрицательных эмоций. Что ещё важно. Эти переживания могут возникать по отношению к чему угодно, но чем ближе существо, которое страдает или наоборот радуется, чем прочнее оно включено в ваш социум, микросоциум, тем эмпатия, сопереживания будут ярче. Получается, что привязанность, о которой я говорил на двух последних лекциях, является средством усиления эмпатии и это логично. Главная идея, чтобы стая работала вместе, чтобы семья работала вместе, чтобы супружеская пара работала вместе. Это сопереживание оно здесь работает, усиливается и усиливается за счёт тех медиаторов, о которых я говорил, рассказывая про привязанность, а это прежде всего окситоцин и вазопрессин. Про окситоцин я много-много говорил. Естественно сопереживание и подражание используется в рекламном бизнесе. Сделать так чтобы мы подобно герою рекламы что-то совершили, совершили какую-то покупку, то есть сделали какой-то выбор это один из таких мощных ходов. И тут показаны разные зоны мозга, которые включаются при разных видах рекламы.

Поведение птиц очень часто является моделью довольно интересных событий, например импринтинга. Если совсем упрощать, то для того, чтобы возникло звукоподражание нужно чтобы слуховой сигнал пришёл сначала в продолговатый мозги мост, там находятся центры первичного восприятия звука и тут же в продолговатом мозге и мосту находится центр, связанный с дыханием, движением языка, сокращением голосовых связок. В принципе простейшее звукоподражание можно сгенерировать на уровне стволовых структур, как бы замкнуть такую простейшую рефлекторную дугу. Если кто имел дело с волнистыми попугайчиками и наблюдал как они звукоподражают, достаточно просто издать резкий звук, допустим ударить чайной ложечкой о чашечку и эта птичка тут же зачирикает в ответ.

Настолько мгновенно возникает у неё звукоподражательная реакция, здесь задействованы просто стволовые структуры. Для того, чтобы подражание попадало в цель, чтобы генерировать примерно такой же звук, какой слышишь без больших полушарий здесь не обойтись. Соответственно есть слуховые центры, которые детально анализируют сигнал и центр вокализации, который управляет дыханием, управляет движением голосовых связок и прочее. И пробует-пробует-пробует такие варианты, чтобы то, что получается на выходе соответствовало эталону. То есть собственная песня в высших центрах вокализации сравнивается с тем эталоном, который сохраняется в центрах памяти, поэтому на первом этапе важно, чтобы эталон периодически возникал, чтобы папа давал примеры. Потом, когда эталон хорошо прописан можно оперировать только памятью и с этой памятью сравнивать ту песенку, которая у вас у самих выходит и понятное дело, что зеркальные нейроны они вот где находятся, нейроны, которые будут сопоставлять то, что в памяти с тем, что получилось.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Ещё раз повторяю. Работа с птицами позволяет кое-какие принципы работы мозга, в том числе и мозга человека, поймать на более простом уровне и изучать вполне наглядно и конкретно. Перейдём к мозгу человека. Звукоподражание в очень высокой степени характерно для нас. Вот та простая рефлекторная дуга, о которой я сказал, то есть мы слышим звуковой сигнал, первичный центр слуховой обработки находится в продолговатом мозге и мосту и тут же ядра черепных нервов, которые управляют голосовыми связками, дыханием, движением языка, нижней челюстью и так далее и возникает вокализация. На самом простом уровне можно обойтись таким простым рефлексом. Но как правило должна подключиться хотя бы двигательная кора, тогда слуховой сигнал сначала должен уйти в слуховую коробку, а это височная доля, а из неё в заднюю часть лобной доли.

Это двигательная кора. И тогда двигательная кора, восприняв определенные патерны звука соответственно передаст сигнал на центры непосредственно управляющие дыханием, голосовыми связками и прочим, и мы попытаемся воспроизвести этот звук. Звукоподражание для нас характерно практически так же, как и для разных волнистых попугайчиков. Забавно, когда видишь группу детей из детского сада, чем меньше возраст, тем лучше. Они гуляют на детской площадке и вдруг как-то интересно за забором залаяла собака и уже вся группа залаяла, интересно, звук интересный. Если это какой-то новый звук, необычный звук, какой-то элемент игры, то звукоподражание возникает практически мгновенно и любой из нас на этой реакции себя может поймать тысячу раз. Сделай как сосед, почему бы и нет. Наверное, это хорошо если он так делает. Эти зелёные стрелочки, которые сейчас на презентации они соответствуют самому простому подражанию, например «а» или «у», какие-то гласные, фонемы, вот на таком уровне.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Если мы хотим подражать чему-то более сложному, то просто моторной коры уже не хватает. Например, если это целое сложное слово, например Константинополь или престидижитация. Скажите все хором престидижитация. Престидижитация. Всё нормально. Ваша зона Брока работает довольно неплохо. Я надеюсь, что все знают, что такое престидижитация, красивое слово, это означает быстро двигать пальцами. И соответственно сложный слуховой сигнал перебрасывается уже в зону Брока, это нижний угол лобной доли, где находятся нейроны, которые отвечают не просто за отдельные фонемы, а сборку фонем в словах, то есть зона двигательных программ, связанных с речью и дальше уже центр Брока способен сам управлять моторной корой. То есть от него пойдёт сигнал на моторную кору, он будет означать, что для того, чтобы знать это слово надо в такой последовательности совершить такие-то речевые реакции. И помогать всему этому будет ещё и зона Вернике, чтобы не просто повторять слово, которое вам не известно, а если оно ещё и наполнено смыслом, то его сначала надо расшифровать, это делает эта область, область Вернике. Узнавание слов, смысла слов и дальше дополнительные сигналы этой зоны могут уходить на зону Брока. Вы видите, что народа разного много толпится, функции очень важные и они очень хорошо установлены. Плюс к этому если вы только что повторили это слово, вы, наверное, его запомнили? Скажите его ещё раз. Престидижитация. Отлично. Это ваш гиппокамп запомнил эту штуку и если вам сейчас удалось удачно это сказать, то ваша поясная извилина ещё сгенерирует какие-нибудь положительные эмоции. Вот какой молодец, хорошо запомнил слово, хорошо получилось. А если вы сбились, то соответственно поясная извилина выразит вам «Фи». Что же вы так делаете невпопад. Обо всех этих зонах я уже периодически говорил, когда мы обсуждали с вами и исследовательское поведение, и стресс, реакцию страха, реакцию на удачу и неудачу, то есть все эти зоны они в самых разных системах задействованы и конечно в области подражания без центров памяти и без центров, сравнивающих полученный результат с тем, который ожидался не обойтись.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

А это соответственно гиппокамп, он находится в глубине височной доли, а не на поверхности, хочу ещё раз об этом напомнить и поясная извилина она находится не там, где я её нарисовал, а с внутренней поверхности полушария, и чтобы дополнительных картинок не создавать поместил её сюда, но она вообще-то находится в щели между правым и левым полушариями. Основная команда зеркальных нейронов находится в зоне Брока и сравнивает то, что получилось с тем, что ожидалось, то есть насколько хорошо вам удалось это заковыристое слово произнести. Помогает всему этому иногда ещё и зрительная информация, то есть если слово совсем сложное, то вы можете внимательно смотреть на выражение лица, на артикуляцию губ, пытаться за счёт зрительной системы ещё и мимику воспроизвести, например кхмерский или бушменский языки такие, что никакая зона Брока не протянет, чего стоят звуки и фонемы, которые на вздохе издаются, это совершенно невозможно. 

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Итак, что же такое зеркальный нейрон? Это клетка, у которой должно быть два входа. С одной стороны, вход, ориентированный на свои собственные поведенческие программы, а с другой стороны вход, ориентированный на сенсорные потоки, на некие сигналы, раздражители и одна и таже реакция может возникать и тогда, когда ты сам захотел взять изюм и когда увидел, что сосед берёт изюм и дальше оказывается, что посмотрев несколько раз как сосед берёт изюм ты можешь и сам этот изюм брать, хотя до этого не решался.

То есть можно за счёт механизма научить нейросеть новым программам даже их не реализуя, а просто глядя, подражая, это очень важно. Это даёт положительные эмоции. Поскольку это связано с движением, это дофаминовые положительные эмоции. Кстати, у человекообразных обезьян, когда взрослые делают, что-то интересное подросток может аккуратно подойти и издать специальный звук, который обозначает – я буду только смотреть, я не буду тебе мешать, я просто буду смотреть, мне интересно, я хочу знать, как это делается. И порой взрослые в этот момент начинают это делать даже медленнее, чтобы показать подростку, как надо правильно разбивать орех камнем. Более того если подросток отвлекается, то взрослый может ему и оплеуху отвесить. Если пришёл учиться, так учись. Что же ты бездельничаешь. Иногда подобного рода программы могут быть врожденно сконфигурированы, то есть и собственная программа, и зеркальный вход, это может быть, что-то за счёт генетически заданного построения нейросети, вставленного прямо в мозг. Например, высовывание языка. Человеческий детёныш или детёныш обезьяны врожденно знает схему лица и более того соответствующий зрительный образ врожденно попадает в нужный цент моторной коры и бац высовывается язык. Это реально так. Но чаще всего это результат дополнительного обучения и в итоге мы можем подражать очень-очень сложным событиям. Если смотреть на братьев наших меньших мы увидим не только подражание вокализации звукам, но и подражание самым разным движениям. И наиболее простой вариант — это двигаться вместе, перемещаться вместе. Вот пучок саранчи, одна саранча взлетела, и вся стая за ней тоже взлетела и более того полетели в одном направлении. Или рыбки данио-рерио, это сейчас знаменитые нейрофизиологические объекты, с ними очень много работают. Они плавают стайкой и каждая рыбка краешком глазика, а ещё с помощью органа бокового видения ощущает, где соседи и все они вместе поворачивают, если одна дальняя повернула на право, то можно ожидать, что и остальные повернут на право. То есть самый простой вариант — это двигаться вместе, двигаться стаей.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Это даёт большое преимущество, потому что совместное движение стаей позволяет лучше находить пищу, обманывать хищника, а иногда и пугать хищника, надвигается огромная туча, а на самом деле это очень много маленьких анчоусов, а вы уже испугались и спрятались. И так первый уровень — это двигаться вместе, подражать. Но бывают подражания и с более специфическим действием. Например, хватание пищи рыбами хорошо документировано и на тех же данию изучено. Если одна рыбка начинает есть, хватать еду и другие тоже начинают это делать, даже тогда, когда нет еды, а движение совершается. Кстати вспомнил, мне недавно рассказали о семье, где есть три собаки и маленький кролик. Видимо кролик считает себя собакой и когда кто-то приходит, то собаки, а собачки маленькие, выбегают в прихожую и начинают лаять, кролик тоже выбегает и открывает рот. Соответственно хватание пищи рыбками и мимические реакции новорождённых обезьян, новорождённого человека всё это сконфигурировано врождённо. Здесь вы видите мозг данио и те блоки, которые отвечают за хватание пищи и в принципе вы можете узнать в этой штуковине мозг человека. Более-менее похоже? В целом да. Мозжечок, средний здоровенный мозг, большие полушария, конечно, маловаты, но всё-таки. А это мозг саранчи, тут ничего общего нет. Тут абсолютно инопланетянское существо, совершенно другая организация всего-всего. Когда студенты идут на кафедру энтомологии мы так им и говорим, что вы идёте изучать инопланетян. Кто хочет изучать инопланетян — на кафедру энтомологии. Абсолютно другой мозг, с другими принципами и это жутко интересно. Если посмотреть, как мы подражаем движениям, движениям, которые для нас новые, необычные мы можем увидеть те же компоненты, которые характерны для любого нового движения или мы ещё говорим произвольного движения. Когда была лекция про новизну, я про это немного говорил и речь шла о том, что у нас лобная доля занимается движением, но в этой лобной доле выделяется три области. Совсем передняя область принимает решение о том, что я хочу взять предмет, дальше зона – премоторная кора, она эту идею превращает в совокупность движений, скажем, чтобы взять предмет нужно поднять руку, разогнуть её, загнуть пальцы, потом согнуть пальцы.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

А третий этап — сигналы от премоторной коры идут в самую заднюю часть лобной доли, здесь находится моторная кора и здесь нейроны уже непосредственно взаимодействуют со спинным мозгом, с мозжечком и дают конкретные команды, конкретным мышцам. А что такое поднять руку? На самом деле это дельтовидная мышца, трапециевидная мышца, а в каждой мышце ещё и отдельные мышечные группы. Каждое движение это очень непросто и соответственно получается, что сначала идея движения, потом эта идея превращается в совокупность относительно простых компонентов, а потом каждый компонент уже превращается в конкретные мышечные сокращения. Ассоциативная лобная кора, премоторная кора, моторная кора. Когда мы подражаем чему-то мы можем видеть варианты, которые цепляют и первый уровень и второй уровень и третий.

Первый уровень это просто мы увидели движение другого человека, какую-то гримасу, или определённые движения руки, или позу какую-то и просто повторяем, как мышечные сокращения, то есть в этом случае подражание идёт через моторную кору. Если нам нужная целая двигательная программа, например я вижу, как ты взял этот объект и я тоже так хочу сделать.

Здесь скорее всего будет задействована премоторная кора и зона Брока, она как раз распространяет свою сферу на относительно сложные речи-двигательные реакции. Здесь мы будем подражать не столько движению сколько программе в целом. Можно подражать на уровне глобальной цели. Да, мне нужен такой предмет, но я не буду точно повторять твои движения, а я, например, с другой стороны зайду и возьму не рукой, а зубами, потому что мне скучно делать точно так же, мне скучно подражать твоему движению в точности, но мне забавно подражать твоей цели. Недавно я читал книжку про выдр. Выдры очень весёлые существа, им скучно делать в точности так же.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Если дрессированные выдры плавают через обруч, одна проплыла как положено головой вперёд, а остальные как они только не проплывут и боком, и с вывертом, и хвостом вперёд, и такое веселье. «А я ещё и так могу». При этом глобально повторяется сама цель, а разнообразие веселит мозг и делает жизнь более привлекательной. Ещё учитываются сигналы от мышц, сухожилий, суставов. А раз это движение то эти сигналы называются проприоцепция, это отдельная наша сенсорная система, которая работает с мышцами.

Вот ещё раз показано как всё это развёртывается, то есть идея, программа и конкретные движения. На этой картинке показано как устроено поле 4, то есть внутри поля 4 каждая конкретная красная зона занимается определённой группой мышц. Сверху это зона ноги, нога видите, ещё загибается во внутрь на внутреннюю поверхность, потом небольшая зона туловища, большая зона руки, очень большая, на этом уровне зона пальцев, тонкая моторика пальцев и дальше голова, причём если всё тело лежит как бы в низ головой, то сама голова правильно лежит, то есть лоб в верху, а нижняя челюсть внизу. Здесь очень много мимических мышц ими сложно управлять, а совсем внизу, вот эта штука, это язык и глотка, и зона Брока именно здесь, совсем внизу, потому что это в основном язык, глотка, дыхание и прочее. Допустим, когда взрослеет ребёнок и подражает взрослым он использует все эти варианты, естественно начиная с самых простых.

А вообще Риззолатти изучал и изучает его команда все эти уровни и работу на двигательном подражании, и на подражании цели, и на подражании намерению. Например, описывается эксперимент, когда обезьяна сама берёт кубик и наблюдает за человеком, который берёт кубик. Одно дело движение, которое нацелено на кубик и здесь соответствующие зеркальные нейроны у обезьянки активируются, а вот то же самое движение, а кубика нет.

Источник: https://www.youtu.be/BdDozChoyXI

Тут как бы холостое движение, оно тут ни причём причем как раз премоторная кора. Ещё вот что интересно. Если кубик есть, но вы его закрыли ширмой, его не видно, но обезьяна знает, что он есть, этот нейрон всё равно активируется, она же знает, что он там есть, поэтому зеркальный нейрон срабатывает. А вот этот вариант он скорее уже имеет отношение к глобальной цели. То есть обезьяна берёт банан чтобы его съесть. Нет берёт изюм, бананов не напасёшься. Берёт изюм, чтобы его съесть и зеркальный нейрон настроен на это.