kasae_seminar_1

Растатуева Ирина, 305 группа

Семинар 1. Тема 8. Происхождение человека. Представления об антропосоциогенезе в современном естествознании.

16.09.2017

Несмотря на все развитие науки и техники, человек так до конца и не разобрался с одним из важнейших вопросов: как же все-таки устроен и функционирует мозг. Несмотря на множество проводимых исследований, колоссальные ресурсы, затрачиваемые на это, людям доступны более-менее общие принципы действия, но сложить все в единую стройную систему достаточно сложно. Впервые поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Недаром множество философов в своих трудах поднимало проблему познания человеком самого себя, ведь кроме аппаратов и устройств главным средством познания мозга остается опять-таки сам человеческий мозг. Как правило, прибор, с помощью которого происходит исследование, сложнее по своему устройству самого объекта познания, в этом же случае мы пытаемся действовать на равных - мозг против мозга.

Так, ректор Гарвардского университета Лоуренс Саммерс в 2005 году сделал заявление о том, что одна из причин слабой представленности женщин в науке может корениться во врождённых особенностях их головного мозга, что положило начало новому витку дискуссий по данной тематике. С тех пор как учёные обнаружили, что размеры головного мозга у женщин несколько меньше, чем у мужчин, они попытались использовать этот факт для обоснования умственного превосходства представителей мужского пола. За последние десятилетия исследователи выявили ряд существенных различий структурной, биохимической и функциональной организации мозга у представителей разных полов. Они представляют не только теоретический интерес, но и помогают, например, объяснить, почему мужчины чаще женщин интересуются самолётами и футболом, а также означают, что для лечения больных обоих полов, страдающих такими нарушениями, как депрессия, наркомания, шизофрения и посттравматическое стрессовое расстройство, возможно, требуются неодинаковые терапевтические подходы¹. Однако и до сегодняшнего дня никому ещё не удавалось показать, что анатомические различия лишают женщин возможности достигать выдающихся успехов в математике, физике или технических дисциплинах, а идентификация всех половых различий строения и функций мозга, понимание их влияния на познавательные способности и психическое здоровье людей все же остаётся делом далёкого будущего.

Имеют место и дискуссии о связи интеллекта и мозга. Когда впервые прозвучало предположение о локализации, уже существовала идея о связи, подразумевающая, что различные участки мозга отвечают за разные когнитивные функции. Иногда в дискуссии затрагивался вопрос о горизонтальных подвидах - считалось, что восприятие сосредоточено в одной зоне, а память в другой, хотя намного чаще в процессе таких дискуссий говорят о вертикальной структуре - обработка зрительной информации осуществляется в затылочной доле, центр речи находится в левой височной и лобной долях. В определенный исторический период мозг считали устройством для общей обработки информации, «эквипотенциальным» органом, где любой участок нервной системы выполняет любые функции и отвечает за все навыки. В таких условиях ученые все больше разделяли мнение приверженцев концепции общего интеллекта и считали, что интеллект – это унитарная способность, связанная со всей массой мозговой ткани².

Основными методами исследования структуры и функционирования головного мозга на сегодняшний день являются:

• Электроэнцефалография (ЭЭГ) - аппаратный метод исследования деятельности головного мозга при помощи регистрации электрической активности клеток мозга, фиксируемой на поверхности головы. Метод исследования основан на графической регистрации получаемых электросигналов и их интерпретации. ЭЭГ используется в диагностике таких заболеваний как: эпилепсия, головная боль, панические атаки (вегетативные кризы), истерия, отравление лекарствами и т.д.

• Электронейромиография (ЭНМГ) - метод исследования электрической активности мышц, направленный также на диагностику периферических отделов нервной системы при помощи графической и звуковой регистрации электрических импульсов в области контакта мышцы и нерва. Электромиография в обязательном порядке проводится при подозрении на миотонию, миопатию, миастению, боковой амиотрофический склероз, миоклонию, мышечную дистонию, тремор.

• ЭхоЭГ (эхоэнцефалография) – ультразвуковая диагностика патологий головного мозга, выполняемая с помощью осциллоскопа. Исследование информирует о наличии смещения мозговых структур и его степени.

• Ультразвуковая допплерография (УЗДГ) – метод, позволяющий получить сведения о состоянии кровотока в сосудах мозга и области шеи. Метод оказывается эффективным, если требуется выявить степень функциональной активности, состояние сосудов. Основан на данных изменений ультразвуковых частот в результате их отражения о подвижные структуры организма.

• Реоэнцефалография (РЭГ) - позволяет установить степень функциональной активности сосудов мозга, определить насколько полно и качественно наполняются отделы мозга кровью, а также наличие локальных поражений. РЭГ применяется для обследования мозга при подозрении на опухоли, эпилепсии, метод дает информацию о состоянии мозга после черепно-мозговых травм, при жалобах на мигрени.

• Нейросонография - позволяет безопасно получить качественную визуализацию состояния мозга младенцев с рождения до 9-12 месяцев. Представляет собой УЗИ головного мозга, которое может проводиться до момента закрытия родничка ребенка.

• Краниография - метод подходит для выявления черепных повреждений и аномалий развития, как врожденных, так и приобретенных в результате травм. В ходе процедуры получают 2 проекции черепа – в анфас и профиль.

• Компьютерная томография (КТ) - базируется на измерении интенсивности проникновения рентген-лучей через ткани мозга. В результате получается горизонтальный срез мозговых тканей. Метод дает представление о патологиях мозга, их локализации, позволяет выявить расширение желудочков мозга, оценить интенсивность круговорота ликвора.

• Магнитно-резонансная томография (МРТ) - один из высокоэффективных способов визуализации состояния головного мозга. Он основывается на действии ядерно-магнитного резонанса и позволяет получать сведения об анатомическом строении мозга и возникающих отклонениях в нем. МРТ головного мозга – это один из самых современных методов диагностики.

• Магнитно-резонансная ангиография (МРА) - представляет собой разновидность МРТ головного мозга. Объектом исследования МРА являются сосуды, нервные окончания головного мозга. Благодаря данному методу удается воспроизводить точные трехмерные снимки сосудистой сети, выделять необходимые для диагностики сосудистые участки из проекции отделов мозга.

• Позитронно - эмиссионная томография (ПЭТ) - дает возможность реконструировать в трехмерном изображении те функциональные процессы, что протекают в мозге. Применение данного метода основано на использовании радиофармпрепаратов. С помощью данной методики удается дифференцировать доброкачественные и злокачественные новообразования, а также получать данные о последствиях травм и отклонениях головного мозга, поскольку с помощью специального оборудования производится анализ метаболических процессов мозга. Проведение анализа структур мозга на клеточном уровне, а именно это дает ПЭТ, крайне важно для оценки состояния пациентов после инсультов. Применение данной методики обеспечивает диагностику злокачественных опухолей и болезни Альцгеймера на ранних этапах их проявления³.

Нетрудно заметить, что вопросы, связанные с исследованием мозга, с каждым днём становятся всё более актуальными, привлекают внимание все большего количества людей, причём выступающих как в качестве сторонних наблюдателей за открытиями учёных, так и создавая «почву» для исследований молодых специалистов. Я думаю, интерес к изучению мозга в современном мире возрастает в связи с тем, что человек все глубже погружается в мир информационных технологий. На мой взгляд, фраза о безграничности ресурсов человеческого мозга не совсем верна, так как человек – это продукт эволюции, ресурс мозга все-таки конечен. Но задачей людей на данном этапе является определение этих самых границ, причем руководствуясь различными целями, как, например, медицинская. В современном мире особенно остро стоит проблема сохранения здоровья человека при повышенных эмоциональных нагрузках, нерегулярных приёмах пищи и недостаточном сне, которые сказываются главным образом на мозге человека. То есть, на мой взгляд, человек хотел бы знать пределы индивидуальных загруженности мозга во избежание различного вида расстройств, эффективные способы их предотвращения, определение того самого пика активности, а также понять причины так называемых «сбоев» в функционировании мозга.

Вопросами, связанными с изучением строения мозга и его влияние на различные процессы, происходящие в организме человека, занимается доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ, специалист в области физиологии мозга Вячеслав Дубынин. Меня наиболее заинтересовали лекции, посвященные темам «Двигательные центры мозга», «Центры сна и бодрствования», «Мозговые центры обучения и памяти», «Мозг и сенсорные системы», «Мозговые центры потребностей и эмоций».

Так, в лекции «Двигательные центры мозга» учёный говорит о том, что движение – это совокупность сенсорных систем. В. Дубынин выделяет четыре вида движений: рефлекторные - реакция на какой-то стимул, возникающая как ответ на некое сенсорное раздражение, причём в данном случае рассматриваются причины такого неоднозначного рефлекса как зевание; локомоция - перемещение в пространстве посредством трёх скоростей – шаг, рысь и галоп; произвольные движения, которые генерирует кора больших полушарий, а именно лобная доля, отвечающая за выбор и запуск поведенческой программы, затрачивая при этом большое количество ресурсов и концентрации; автоматизированные движения, которые выработались при повторе произвольных движений посредством запоминания параметров этих движений. 

В свою очередь лекция о сенсорных системах обращает наше внимание на то, что сенсорных систем гораздо больше, чем мы привыкли считать - зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. К первично чувствующим рецепторам относятся рецепторы нашей обонятельной системы, а еще рецепторы таких систем, как кожная, мышечная, болевая, еще рецепторы системы внутренней чувствительности. Вторично чувствующие рецепторы — это зрение, слух, вестибулярная система и вкус. Получается, что у нас девять больших серьезных сенсорных систем⁴. 

Интересны темы, поднятые в лекции «Мозговые центры обучения и памяти»: ассоциативные и неассоциативные виды обучения, обращается внимание и на некий недостаток ассоциативного обучения как краткосрочность воздействия, довольно подробно рассмотрены механизмы неассоциативного обучения как суммация, механизм долговременной потенциации, импринтинг, влияние различных сигналов на систему мозга, ее реакцию на слабые и сильные импульсы, подаваемые извне.⁵ Для себя я таким образом открыла множество фактов, неизвестных мне ранее, причём особенно ценно, что в некоторых случаях, с пониманием которых могли возникнуть те или иные трудности, были приведены примеры, наглядным образом иллюстрирующие, например, пресинаптическое накопление кальция.

Работа «Центры сна и бодрствования» особенно актуальна в современном динамическом мире. Человеческий мозг - это борьба центров сна и бодрствования, и каждая «команда» хотела бы перетянуть одеяло на себя и привести нас в некое очень активное состояние или, наоборот, в состояние, когда мы спим и отдыхаем. Подобные «соревнования» характерны и для других систем нашего организма - центров положительных и отрицательных эмоций или в глобальном смысле возбуждающих и тормозных нейронов. Но плюсом такого противоборства является то, что оно позволяет достичь некоего баланса между двумя центрами, сообразуясь как с условиями внешней среды, так и внутренними процессами организма. Важно и то, что примерно 50% времени составляет не очень глубокий сон, а вот остальные 50% примерно поровну распределены между так называемым медленноволновым сном и парадоксальным сном, в процессе которого нервные клетки восстанавливают запасы энергии, свои липидные мембраны, белковый обмен на основании очень активного состояния мозга⁶. 

Человеческие потребности определяют как избирательную зависимость организма, в первую очередь нашего мозга, от каких-то факторов внешней или внутренней среды: температуры, содержания различных химических веществ в крови и так далее. В каждый момент времени только одна потребность может повести за собой поведение, реакции нашего мозга - доминирующую, а состояние реализации этой потребности, превращение ее в поведение называют доминантой. И в тот момент, когда потребность запускает некие реакции, организм начинает шевелить руками, ногами, двигаться к выбранной цели и в конце концов этой цели либо достигает, либо не достигает, при удовлетворении снижая активность и ощущая приток положительных эмоций. Значение этого состояния нейросетей, этих положительных эмоций состоит в том, что на фоне этого состояния кора больших полушарий запоминает те программы, которые привели к успеху. ⁷

Бесспорно, исследование мозга и его строения преобладающее значение имеет для медицины. Так, в 2014 году Нобелевскую премию в области медицины получили трое ученых (Джон О'Киф и супруги Май-Бритт и Эдвард Мозеры), исследовавших "внутреннюю навигационную систему" мозга. Награда присуждена за исследования по идентификации клеток, которые отвечают в мозге за систему пространственного позиционирования. В 1971 году О'Киф открыл в головном мозге крыс так называемые клетки места, которые всегда активировались, когда животные находились в том или ином месте помещения, где проводились эксперименты. О'Киф пришел к выводу, что эти клетки формируют в мозге крыс своего рода карту комнаты. В 2005 году Мозеры обнаружили другой ключевой компонент нашей "системы GPS" — координатные нейроны, которые создают внутреннюю мозговую систему координат. Вместе и клетки места, и координатные нейроны отвечают за определение местоположения и навигацию. Именно эти клетки страдают при нейродегенеративных болезнях, связанных с потерей ориентации в пространстве. Результаты этих работ, помимо фундаментального понимания, как действует "карта местности" в нашем мозге, помогут в понимании причин тяжелых недугов, лекарства от которого не удалось найти и доныне, таких как болезнь Альцгеймера, и даже пригодятся при создании роботов-андроидов, умеющих самостоятельно ориентироваться на местности. Революционность работы обусловлена тем, что на сегодняшний день в ученой среде знание об устройстве нервной клетки находится на довольно высоком уровне, есть понимание устройства мозга на макроуровне, но оставался неизвестным промежуточный уровень, знание о том, как устроено "складывание" клеток друг с другом, как им удается найти взаимодействия, которые обеспечивают создание сложного мозга.⁸

Исследования о функционировании мозга оказывают воздействие и на юриспруденцию. В качестве примера в 2002 г. Рассел Свердлоу и Джеффри Бернс, нейробиологи из Университета Вирджинии, описали дело 40-летнего школьного учителя, у которого неожиданно развилась импульсивная педофилия: он был признан судом виновным в неподобающем обращении с несовершеннолетними. Учитель согласился пройти курс реабилитации, но и оттуда его прогнали из-за непристойного поведения. Накануне объявления приговора этот человек почувствовал сильную головную боль и не мог крепко держаться на ногах. Его отвезли в больницу, где обнаружили опухоль в его мозге размером с яйцо, а после удаления непристойные и преступные желания полностью исчезли. Опухоль была расположена в той зоне коры правой доли мозга, которая отвечает за рассудительность, контроль импульсов и социальное поведение. Однако позднее учитель стал вновь собирать коллекцию детской порнографии, и когда было проведено сканирование мозга, выяснилось, что опухоль стала расти опять. И вновь, как и в первый раз, после операции его поведение вернулось к законопослушной норме.

В 2003 году в журнале Nature Neuroscience вышла статья нейрофизиолога Элизабет Лоуэлл из университета Калифорнии о взрослении мозга, имевшая впоследствии колоссальное значение для американского правосудия. 17-летний Крис Симмонс ограбил и убил женщину, причём похищено в результате было 3 доллара. Данное деяние адвокаты объясняли как незрелость мозга: между подростковым и взрослым возрастом мозг продолжает развиваться, активнее всего развиваются лобные доли, координационный центр мозга. Они извлекают из слов смысл, прогнозируют последствия поступков, отвечают за планирование. Верховный суд США прислушался к доводам нейрофизиолога, которые были использованы адвокатами Симонса, и запретил казнить в США преступников, которым на момент совершения преступления не исполнилось восемнадцати лет⁹. Действительно, возраст играет большую роль в юриспруденции именно в той плоскости, о которой пишет физиолог. Например, при выборе наказания может учитываться юный возраст преступника, даже если формально он уже достиг совершеннолетия, поскольку нехватка опыта и понимания жизненных реалий оказывает куда большее значение, чем мы привыкли считать.

Список использованных источников:

1. https://scisne.net/a-548

2. Говард Гарднер - Структура разума: теория множественного интеллекта – 2007. Стр. 104

3. http://umozg.ru/diagnostika/obsledovanie-golovnogo-mozga.html

4. https://postnauka.ru/video/75086

5. https://postnauka.ru/video/75095

6. https://postnauka.ru/video/75910

7. https://postnauka.ru/video/76484

8. https://ria.ru/science/20141006/1027151145.html

9. https://snob.ru/magazine/entry/30218

1 https://scisne.net/a-548

2 Говард Гарднер - Структура разума: теория множественного интеллекта – 2007. Стр. 104

3 http://umozg.ru/diagnostika/obsledovanie-golovnogo-mozga.html

4 https://postnauka.ru/video/75086

5 https://postnauka.ru/video/75095

6 https://postnauka.ru/video/75910

7 https://postnauka.ru/video/76484

8 https://ria.ru/science/20141006/1027151145.html

9 https://snob.ru/magazine/entry/30218