علم مغز عصب شناسی است. راز خدا و علم مغز

بوم شناسی آگاهی: زندگی. کاملاً ثابت شده است که مغز ما یک چیز پلاستیکی وحشیانه است و تمرینات فردی به طور جدی بر آن تأثیر می گذارد - تا حد زیادی بیشتر از استعدادهای ذاتی.

در مقایسه با توله حیوانات دیگر، می توان گفت که یک فرد با مغزی توسعه نیافته متولد می شود:جرم آن در یک نوزاد تازه متولد شده تنها 30 درصد از جرم مغز یک بزرگسال است. زیست شناسان تکاملی پیشنهاد می کنند که ما باید زودتر از موعد به دنیا بیاییم تا مغز ما با تعامل با محیط خارجی. آسیا کازانتسوا روزنامه نگار علمی در سخنرانی "چرا مغز باید یاد بگیرد؟" در چارچوب برنامه "آموزش هنر 17/18" گفت

درباره فرآیند یادگیری از دیدگاه علم اعصاب

و توضیح داد که چگونه مغز تحت تاثیر تجربه تغییر می کند و همچنین چگونگی مفید بودن خواب و تنبلی در طول مطالعه را توضیح داد.

چه کسی پدیده یادگیری را مطالعه می کند

این سوال که چرا مغز یاد می گیرد حداقل توسط دو علم مهم – عصب شناسی و روانشناسی تجربی – مطرح می شود. نوروبیولوژی که سیستم عصبی و آنچه در مغز در سطح نورون ها در زمان یادگیری اتفاق می افتد را مطالعه می کند، اغلب نه با مردم، بلکه با موش ها، حلزون ها و کرم ها کار می کند. روانشناسان تجربی سعی می‌کنند بفهمند چه چیزهایی بر توانایی یادگیری فرد تأثیر می‌گذارند، مانند دادن یک کار مهم که حافظه یا توانایی یادگیری او را آزمایش می‌کند، و تماشای چگونگی کنار آمدن او با آن. این علوم به سرعت در سال های گذشته.

اگر از دیدگاه روانشناسی تجربی به یادگیری نگاه کنید، یادآوری این نکته مفید است که این علم وارث رفتارگرایی است و رفتارگرایان معتقد بودند که مغز یک جعبه سیاه است و اساساً علاقه ای به آنچه در آن رخ می دهد نداشتند. آی تی. آنها مغز را سیستمی می دانستند که می تواند تحت تأثیر محرک ها قرار گیرد و پس از آن نوعی جادو در آن اتفاق می افتد و به روش خاصی به این محرک ها واکنش نشان می دهد. رفتارگرایان علاقه مند بودند که این واکنش چگونه باشد و چه چیزی می تواند بر آن تأثیر بگذارد. آنها این را باور کردندیادگیری تغییر در رفتار در نتیجه تسلط بر اطلاعات جدید است

این تعریف هنوز به طور گسترده در علوم شناختی استفاده می شود. فرض کنید، اگر به دانش آموزی می دادند که بخواند و او یادش می آمد که «آسمان پرستاره بالای سرش و در من یک قانون اخلاقی است»، در امتحان آن را صدا می کرد و به او پنج می دادند، آن وقت آموزش انجام می شد. .

از سوی دیگر، همین تعریف در مورد رفتار مهر و موم ریشو (aplysia) نیز صدق می کند. عصب شناسان اغلب با این نرم تنان آزمایش می کنند. اگر به Aplysia در دم ضربه بزنید، او از واقعیت اطراف می ترسد و در پاسخ به محرک های ضعیفی که قبلاً از آن نمی ترسید، آبشش های خود را جمع می کند. بنابراین، او نیز دچار تغییر در رفتار، یادگیری می شود. این تعریف را می توان حتی برای سیستم های بیولوژیکی ساده تر نیز اعمال کرد. سیستمی متشکل از دو نورون را تصور کنید که با یک تماس به هم متصل شده اند. اگر دو پالس جریان ضعیف را به آن اعمال کنیم، رسانایی به طور موقت در آن تغییر می کند و ارسال سیگنال به نورون دیگر برای یک نورون آسان تر می شود. این نیز آموزش در سطح این سیستم کوچک زیستی است. بنابراین، از یادگیری هایی که در واقعیت بیرونی مشاهده می کنیم، می توان پلی برای آنچه در مغز اتفاق می افتد ایجاد کرد. این نورون‌ها دارد، تغییراتی که در آن‌ها بر پاسخ ما به محیط، یعنی یادگیری انجام شده تأثیر می‌گذارد.

مغز چگونه کار می کند

اما برای صحبت در مورد مغز، باید درک اولیه ای از نحوه عملکرد آن داشته باشید. در نهایت هر کدام از ما این یک و نیم کیلوگرم بافت عصبی را در سر خود داریم. مغز از 86 میلیارد سلول عصبی یا نورون تشکیل شده است.یک نورون معمولی دارای بدن سلولی با فرآیندهای متعدد است. بخشی از فرآیندها دندریت ها هستند که اطلاعات را جمع آوری کرده و به نورون منتقل می کنند. و یک فرآیند طولانی، آکسون، آن را به سلول های بعدی منتقل می کند. انتقال اطلاعات در یک سلول عصبی به معنای یک تکانه الکتریکی است که در طول فرآیند، مانند یک سیم، حرکت می کند. یک نورون از طریق یک نقطه تماس به نام "سیناپس" با دیگری ارتباط برقرار می کند، سیگنال با کمک مواد شیمیایی می آید. یک تکانه الکتریکی منجر به آزاد شدن مولکول ها - انتقال دهنده های عصبی: سروتونین، دوپامین، اندورفین می شود. آنها از طریق شکاف سیناپسی نفوذ می کنند، روی گیرنده های نورون بعدی عمل می کنند و حالت عملکردی خود را تغییر می دهند - به عنوان مثال، کانال هایی روی غشای آن باز می شوند که از طریق آنها یون های سدیم، کلرید، کلسیم، پتاسیم و غیره شروع به عبور می کنند. که، به نوبه خود، یک اختلاف پتانسیل نیز روی آن شکل می‌گیرد و سیگنال الکتریکی بیشتر، به سلول بعدی می‌رود.

اما هنگامی که یک سلول سیگنالی را به سلول دیگر ارسال می کند، این اغلب برای برخی تغییرات قابل توجه در رفتار کافی نیست، زیرا یک سیگنال نیز می تواند به طور تصادفی به دلیل نوعی اختلال در سیستم به دست آید. برای تبادل اطلاعات، سلول ها سیگنال های زیادی را به یکدیگر ارسال می کنند. پارامتر اصلی کدگذاری در مغز فرکانس تکانه ها است: وقتی یک سلول می خواهد چیزی را به سلول دیگر منتقل کند، شروع به ارسال صدها سیگنال در ثانیه می کند. به هر حال، مکانیسم های تحقیقاتی اولیه دهه 1960 و 70 یک سیگنال صوتی را تشکیل دادند. یک الکترود در مغز یک حیوان آزمایشی کاشته شد و با سرعت صدای تق تق یک مسلسل که در آزمایشگاه شنیده می شد، می شد متوجه شد که نورون چقدر فعال است.

سیستم کدگذاری فرکانس پالس در سطوح مختلف انتقال اطلاعات - حتی در سطح سیگنال های بصری ساده - کار می کند. ما مخروط هایی روی شبکیه داریم که به طول موج های مختلف پاسخ می دهند: کوتاه (در کتاب مدرسه به آنها آبی گفته می شود)، متوسط ​​(سبز) و بلند (قرمز). هنگامی که طول موج خاصی از نور وارد شبکیه می شود، مخروط های مختلف به درجات مختلف برانگیخته می شوند. و اگر موج طولانی باشد، مخروط قرمز شروع به ارسال شدید سیگنال به مغز می کند تا متوجه شوید که رنگ قرمز است. با این حال، همه چیز در اینجا چندان ساده نیست: طیف حساسیت مخروط ها با هم همپوشانی دارند، و رنگ سبز همچنین وانمود می کند که او چیزی شبیه به آن را دیده است. سپس مغز به تنهایی آن را تجزیه و تحلیل می کند.

مغز چگونه تصمیم می گیرد

اصولی مشابه آنچه در تحقیقات و آزمایشات مکانیکی مدرن بر روی حیوانات با الکترودهای کاشته شده به کار می‌رود، می‌تواند برای اعمال رفتاری بسیار پیچیده‌تر اعمال شود. به عنوان مثال، در مغز یک مرکز به اصطلاح لذت وجود دارد - هسته اکومبنس. هر چه این منطقه فعال تر باشد، سوژه بیشتر چیزی را که می بیند دوست دارد و احتمال اینکه بخواهد آن را بخرد یا مثلاً بخورد، بیشتر می شود. آزمایش‌های توموگراف نشان می‌دهد که با فعالیت خاصی از هسته اکومبنس، حتی قبل از اینکه شخص تصمیم خود را مثلاً در مورد خرید بلوز بگوید، می‌توان گفت که آیا آن را می‌خرد یا خیر. همانطور که عصب شناس عالی واسیلی کلیوچارف می گوید: ما هر کاری می کنیم تا نورون های خود را در هسته اکومبنس راضی کنیم.

مشکل این است که در مغز ما وحدت قضاوت وجود ندارد، هر بخش می تواند نظر خود را در مورد آنچه اتفاق می افتد داشته باشد. داستانی مشابه بحث مخروط ها در شبکیه چشم با چیزهای پیچیده تری تکرار می شود. فرض کنید یک بلوز می بینید، آن را دوست دارید، و هسته اکومبنس شما سیگنال هایی را منتشر می کند. از طرف دیگر، این بلوز 9 هزار روبل قیمت دارد، و حقوق یک هفته بعد است - و سپس آمیگدال شما، یا آمیگدال (مرکزی که عمدتاً با احساسات منفی مرتبط است)، شروع به انتشار تکانه های الکتریکی خود می کند: "گوش دهید، چیز کمی وجود دارد. پول باقیمانده. اگر همین الان این بلوز را بخریم مشکل داریم.» قشر پیشانی بسته به اینکه چه کسی بلندتر فریاد بزند - هسته اکومبنس یا آمیگدال - تصمیم می گیرد. و در اینجا نیز مهم است که هر بار بعداً بتوانیم پیامدهایی را که این تصمیم به آن منتهی شد تجزیه و تحلیل کنیم. واقعیت این است که قشر پیشانی با آمیگدال، و با هسته اکومبنس، و با بخش‌هایی از مغز مرتبط با حافظه ارتباط برقرار می‌کند: آنها به آن می‌گویند که بعد از آخرین باری که چنین تصمیمی گرفتیم چه اتفاقی افتاد. بسته به این، قشر پیشانی ممکن است به آنچه آمیگدال و هسته اکومبنس به آن می گویند توجه بیشتری داشته باشد. بنابراین مغز تحت تأثیر تجربه قادر به تغییر است.

چرا با مغزهای کوچک به دنیا می آییم؟

همه نوزادان انسان رشد نیافته به دنیا می آیند، به معنای واقعی کلمه نارس در مقایسه با نوزادان هر گونه دیگری. هیچ حیوانی به اندازه یک فرد کودکی طولانی ندارد و فرزندانی ندارند که با مغز کوچکی نسبت به حجم مغز یک بزرگسال متولد شوند: در یک انسان تازه متولد شده فقط 30٪ است.

همه محققان موافقند که ما مجبوریم به دلیل اندازه چشمگیر مغز یک فرد نابالغ به دنیا بیاوریم. توضیح کلاسیک معضل مامایی است، یعنی داستان درگیری بین دوپا و سر بزرگ. برای به دنیا آوردن توله ای با چنین سر و مغز بزرگی باید باسن های پهنی داشته باشید، اما نمی توان آنها را بی انتها گشاد کرد، زیرا در راه رفتن اختلال ایجاد می کند. به گفته هالی دانسورث، انسان شناس، برای به دنیا آوردن فرزندان بالغ تر، کافی است که عرض کانال زایمان را تنها سه سانتی متر افزایش دهیم، اما تکامل هنوز در نقطه ای انبساط باسن را متوقف کرد. زیست شناسان تکاملی پیشنهاد کرده اند که برای اینکه مغزمان در تعامل با محیط خارجی رشد کند، احتمالاً باید زودتر از موعد به دنیا بیاییم، زیرا در رحم به طور کلی محرک های کمی وجود دارد.

مطالعه معروفی توسط بلک مور و کوپر وجود دارد. آنها آزمایشاتی را با بچه گربه ها در دهه 70 انجام دادند: بیشتر اوقات آنها را در تاریکی نگه می داشتند و آنها را به مدت پنج ساعت در روز در یک استوانه روشن قرار می دادند و در آنجا تصویری غیرعادی از جهان دریافت می کردند. یک گروه از بچه گربه ها برای چندین ماه فقط نوارهای افقی را می دیدند، در حالی که گروه دیگر فقط راه راه های عمودی را می دیدند. در نتیجه، بچه گربه ها مشکلات بزرگی با درک واقعیت داشتند. برخی به پایه‌های صندلی‌ها برخورد کردند زیرا نمی‌توانستند خطوط عمودی را ببینند، برخی دیگر به همین ترتیب خطوط افقی را نادیده می‌گرفتند - مثلاً نمی‌دانستند که میز لبه دارد. آنها با آنها آزمایش شدند، با چوب بازی کردند. اگر یک بچه گربه در میان خطوط افقی بزرگ شد، یک چوب افقی را می بیند و می گیرد، اما به سادگی متوجه یک عمودی نمی شود. سپس آنها الکترودهایی را در قشر مغز بچه گربه ها کاشتند و به نحوه کج شدن چوب نگاه کردند تا نورون ها شروع به انتشار سیگنال کنند. مهم است که در طول چنین آزمایشی برای یک گربه بالغ هیچ اتفاقی نیفتد، اما دنیای یک بچه گربه کوچک که مغزش تازه درک اطلاعات را می آموزد، می تواند در نتیجه چنین تجربه ای برای همیشه منحرف شود. نورون هایی که هرگز در معرض آن قرار نگرفته اند، فعالیت خود را متوقف می کنند.

ما قبلاً فکر می کردیم که هر چه ارتباطات بین نورون های مختلف، بخش های مختلف مغز انسان بیشتر باشد، بهتر است. این درست است، اما با ملاحظات خاصی. نه تنها لازم است که ارتباطات زیادی وجود داشته باشد، بلکه باید با زندگی واقعی ارتباط داشته باشد.سیناپس های یک کودک یک و نیم ساله بسیار بیشتر از یک استاد دانشگاه هاروارد یا آکسفورد است، یعنی تماس بین نورون های مغز. مشکل این است که این نورون ها به طور تصادفی به هم متصل می شوند. در سنین پایین، مغز به سرعت بالغ می شود و سلول های آن ده ها هزار سیناپس را بین همه چیز و همه چیز تشکیل می دهند. هر نورون فرآیندها را در همه جهات پراکنده می کند و به هر چیزی که می تواند برسد می چسبد. اما پس از آن اصل "از آن استفاده کن یا آن را از دست بده" شروع به کار می کند. مغز در آن زندگی می کند محیطو سعی می‌کند با کارهای مختلفی کنار بیاید: به کودک یاد می‌دهند که حرکات را هماهنگ کند، جغجغه بگیرد و غیره. وقتی به او نشان داده می‌شود چگونه با قاشق غذا بخورد، در قشر بدنش اتصالاتی دارد که برای غذا خوردن با قاشق مفید است، زیرا این کار برای غذا خوردن با قاشق مفید است. از طریق آنها بود که تکانه های عصبی را هدایت می کرد. و اتصالاتی که مسئول پرتاب فرنی در تمام اتاق هستند کمتر مشخص می شوند، زیرا والدین چنین اقداماتی را تشویق نمی کنند.

فرآیندهای رشد سیناپس در سطح مولکولی به خوبی درک شده است. اریک کندل به خاطر این واقعیت که حدس می‌زد حافظه را نه در انسان مطالعه کند، جایزه نوبل را دریافت کرد. یک فرد دارای 86 میلیارد نورون است و تا زمانی که یک دانشمند این نورون ها را درک کند، باید صدها نفر را از بین ببرد. و از آنجایی که هیچ کس اجازه نمی دهد که بسیاری از مردم مغزشان را باز کنند تا ببینند چگونه قاشق را یاد گرفته اند، کندل ایده کار با حلزون ها را به ذهنش خطور کرد. Aplysia یک سیستم فوق العاده راحت است: شما می توانید با مطالعه تنها چهار نورون با آن کار کنید. در واقع، این نرم تن نورون های بیشتری دارد، اما در مثال آن، شناسایی سیستم های مرتبط با یادگیری و حافظه بسیار آسان تر است. کندل در طی آزمایشات متوجه شد که حافظه کوتاه مدت افزایش موقتی در رسانایی سیناپس های موجود است و حافظه بلند مدت رشد اتصالات سیناپسی جدید است.

معلوم شد که این برای انسان ها نیز قابل اجرا است. انگار داریم روی چمن راه می‌رویم. در ابتدا برایمان مهم نیست کجای زمین می رویم، اما کم کم مسیری را می پیماییم که بعد تبدیل به یک جاده خاکی می شود و بعد به یک خیابان آسفالت و یک بزرگراه سه خطه با لامپ تبدیل می شود. به طور مشابه، تکانه های عصبی مسیرهای خود را در مغز طی می کنند.

چگونه انجمن ها تشکیل می شوند

مغز ما به گونه ای مرتب شده است: بین رویدادهایی که به طور همزمان رخ می دهند ارتباط برقرار می کند.معمولاً هنگامی که یک تکانه عصبی منتقل می شود، انتقال دهنده های عصبی آزاد می شوند که روی گیرنده عمل می کنند و تکانه الکتریکی به نورون بعدی می رود. اما یک گیرنده وجود دارد که به این شکل کار نمی کند و NMDA نام دارد. این یکی از گیرنده های کلیدی برای تشکیل حافظه در سطح مولکولی است. ویژگی آن این است که اگر سیگنال از هر دو طرف به طور همزمان آمده باشد کار می کند.

همه نورون ها به جایی منتهی می شوند.می توان به یک شبکه عصبی بزرگ منتهی شد که با صدای یک آهنگ مد روز در یک کافه مرتبط است. و دیگران - به شبکه دیگری مرتبط با این واقعیت که شما به یک قرار رفتید. مغز برای پیوند علت و معلول تیز می شود، می تواند در سطح تشریحی به یاد بیاورد که بین آهنگ و تاریخ ارتباط وجود دارد. گیرنده فعال می شود و به کلسیم اجازه عبور می دهد. شروع به ورود به تعداد زیادی آبشار مولکولی می کند که منجر به کار برخی از ژن هایی که قبلاً کار نمی کردند می شود. این ژن ها سنتز پروتئین های جدید را انجام می دهند و سیناپس دیگری رشد می کند. بنابراین ارتباط بین شبکه عصبی مسئول آهنگ و شبکه مسئول تاریخ قوی تر می شود. حالا حتی یک سیگنال ضعیف هم کافی است تا یک تکانه عصبی برود و شما یک انجمن را تشکیل دهید.

نحوه تاثیر یادگیری بر مغز

بخور داستان معروفدرباره رانندگان تاکسی لندن نمی‌دانم الان چطور است، اما همین چند سال پیش، برای تبدیل شدن به یک راننده تاکسی واقعی در لندن، باید یک آزمون جهت‌یابی را در شهر بدون ناوبر پاس می‌کردی - یعنی حداقل دو نفر را بلد بودی. و نیم هزار خیابان، ترافیک یک طرفه، علائم راه، ممنوعیت توقف، و همچنین قادر به ساخت بهترین مسیر. بنابراین، مردم برای تبدیل شدن به یک راننده تاکسی لندن، چندین ماه به دوره های آموزشی رفتند. محققان سه گروه از افراد را به خدمت گرفتند. یک گروه - در دوره هایی برای تبدیل شدن به رانندگان تاکسی ثبت نام کردند. گروه دوم - کسانی که به دوره ها نیز رفتند، اما ترک تحصیل کردند. و افرادی از گروه سوم حتی به این فکر نمی کردند که راننده تاکسی شوند. برای هر سه گروه، دانشمندان یک توموگرام برای مشاهده چگالی ماده خاکستری در هیپوکامپ انجام دادند. این ناحیه مهمی از مغز است که با شکل گیری حافظه و تفکر فضایی مرتبط است. مشخص شد که اگر شخصی نمی‌خواست راننده تاکسی شود، یا می‌خواست، اما نمی‌خواست، چگالی ماده خاکستری در هیپوکامپ او ثابت می‌ماند. اما اگر او می خواست راننده تاکسی شود، دوره آموزشی را پشت سر گذاشت و واقعاً به یک حرفه جدید تسلط یافت، پس چگالی ماده خاکستری یک سوم افزایش یافت - این مقدار زیادی است.

و اگرچه کاملاً مشخص نیست که علت آن کجاست و تأثیر آن کجاست (آیا افراد واقعاً بر مهارت جدیدی تسلط دارند یا اینکه در ابتدا این ناحیه از مغز به خوبی توسعه یافته بود و بنابراین برای آنها آسان بود. بیاموزید)، مغز ما قطعاً یک چیز پلاستیکی وحشیانه است، و آموزش فردی به طور جدی بر آن تأثیر می گذارد - تا حد زیادی بیشتر از استعدادهای ذاتی. مهم این است که حتی در سن 60 سالگی، تمرین بر روی مغز تأثیر می گذارد. البته، نه به سرعت و کارآمدی 20 سالگی، اما به طور کلی، مغز تا حدی توانایی انعطاف پذیری را در طول زندگی حفظ می کند.

چرا باید مغز تنبل باشد و بخوابد

وقتی مغز چیزی یاد می گیرد، ارتباطات جدیدی بین نورون ها ایجاد می کند.و این روند کند و پرهزینه است، شما باید کالری، قند، اکسیژن، انرژی زیادی را صرف آن کنید. به طور کلی، مغز انسان، با وجود این واقعیت که وزن آن تنها 2 درصد وزن کل بدن است، حدود 20 درصد از کل انرژی دریافتی ما را مصرف می کند. بنابراین در هر فرصتی سعی می کند چیزی یاد نگیرد، انرژی را هدر ندهد. در واقع، این از او بسیار خوب است، زیرا اگر ما همه چیزهایی را که هر روز می بینیم حفظ کنیم، خیلی زود دیوانه می شویم.

در یادگیری، از دیدگاه مغز، دو اساسی وجود دارد لحظات مهم. اولین مورد این است که وقتی به هر مهارتی تسلط پیدا کنیم، انجام کار درست برایمان آسان تر از کار اشتباه می شود.به عنوان مثال، شما یاد می گیرید که با یک گیربکس دستی رانندگی کنید و در ابتدا برایتان مهم نیست که از اول به دوم یا از اول به چهارم تغییر دهید. برای دست و مغز شما، همه این حرکات به یک اندازه محتمل هستند. برای شما مهم نیست که تکانه های عصبی را به کدام سمت هدایت کنید. و زمانی که از قبل راننده باتجربه تری هستید، از نظر فیزیکی راحت تر می توانید دنده ها را به درستی تعویض کنید. اگر سوار خودرویی با طراحی اساسی متفاوت شوید، دوباره باید با اراده فکر کنید و کنترل کنید تا حرکت در مسیر شکسته قرار نگیرد.

نکته مهم دوم:

خواب مهمترین چیز در یادگیری است.

عملکردهای زیادی دارد: حفظ سلامت، ایمنی، متابولیسم و ​​جنبه های مختلف مغز. اما همه عصب شناسان این را قبول دارند مهمترین وظیفه خواب کار با اطلاعات و یادگیری است.وقتی به مهارتی مسلط شدیم، می‌خواهیم یک حافظه بلندمدت شکل دهیم. سیناپس های جدید طی چند ساعت رشد می کنند، این یک فرآیند طولانی است و بهترین زمان برای مغز شما برای انجام این کار زمانی است که هیچ کاری انجام نمی دهید. در طول خواب، مغز اطلاعات دریافتی در طول روز را پردازش می کند و آنچه را که باید فراموش شود از آن پاک می کند.

آزمایشی روی موش‌ها وجود دارد که طی آن به آنها آموزش داده شد که با الکترودهایی که در مغزشان کاشته شده بود در پیچ و خم راه بروند و متوجه شدند که در خواب مسیر خود را از طریق پیچ و خم تکرار می‌کنند و روز بعد بهتر راه می‌روند. بسیاری از آزمایش‌های انسانی نشان داده‌اند که آنچه قبل از خواب می‌آموزیم بیشتر از آنچه صبح یاد می‌گیریم به یاد می‌آوریم. معلوم می شود که دانش آموزانی که در جایی نزدیک به نیمه شب شروع به آماده شدن برای امتحان می کنند، همه چیز را درست انجام می دهند. به همین دلیل، مهم است که قبل از خواب به مشکلات فکر کنید. البته خوابیدن سخت تر خواهد بود اما سوال را در مغز آپلود می کنیم و شاید صبح راه حلی بیاید. به هر حال، رویاها به احتمال زیاد فقط یک اثر جانبی پردازش اطلاعات هستند.

چگونگی یادگیری به احساسات بستگی دارد

یادگیری به شدت وابسته به توجه است.، زیرا هدف آن ارسال بارها و بارها تکانه ها در طول مسیرهای خاص شبکه عصبی است. از حجم عظیمی از اطلاعات، ما روی چیزی تمرکز می کنیم، آن را به حافظه کاری می بریم.علاوه بر این، آنچه ما توجه خود را به آن جلب می کنیم، در حافظه بلندمدت قرار می گیرد. شما می توانید کل سخنرانی من را درک کنید، اما این بدان معنا نیست که بازگویی آن برای شما آسان خواهد بود. و اگر همین الان یک دوچرخه را روی یک تکه کاغذ بکشید، به این معنی نیست که خوب سوار می شود. مردم تمایل دارند جزئیات مهم را فراموش کنند، به خصوص اگر متخصص دوچرخه نباشند.

کودکان همیشه مشکل توجه داشته اند. اما اکنون از این نظر، همه چیز آسان تر می شود. که در جامعه مدرندانش واقعی دیگر چندان مورد نیاز نیست - فقط تعداد فوق العاده زیادی از آنها وجود دارد. بسیار مهمتر توانایی پیمایش سریع اطلاعات، تشخیص منابع قابل اعتماد از منابع غیر قابل اعتماد است. تقریباً دیگر نیازی نیست که برای مدت طولانی روی یک چیز تمرکز کنیم و مقادیر زیادی از اطلاعات را به خاطر بسپاریم - تغییر سریع مهمتر است.علاوه بر این، در حال حاضر حرفه های بیشتر و بیشتری فقط برای افرادی وجود دارد که به سختی می توانند تمرکز کنند.

عامل مهم دیگری نیز وجود دارد که بر یادگیری تأثیر می گذارد - احساسات. در واقع، این به طور کلی چیزی است که ما در طول میلیون‌ها سال تکامل داشتیم، حتی قبل از اینکه این همه قشر پیشانی عظیم را بسازیم. ما ارزش تسلط بر یک مهارت خاص را از این نظر ارزیابی می کنیم که آیا آن مهارت ما را خوشحال می کند یا نه. بنابراین، بسیار عالی است اگر مکانیسم‌های عاطفی بیولوژیکی اولیه ما بتواند در یادگیری دخیل باشد. به عنوان مثال، برای ساختن چنین سیستم انگیزشی که در آن قشر پیشانی فکر نمی کند که ما باید چیزی را با پشتکار و تمرکز یاد بگیریم، بلکه در آن هسته اکومبنس می گوید که این کار را دوست دارد.

برای خانواده های ما

* * *

"این واقعا عالی است... یکی از شگفت انگیزترین کتاب هایی که در زمینه عصب روانپزشکی و شهود خوانده ام."

مونالیزا شولتز، MD، PhD، نویسنده کتاب بیداری شهود

«این کار برای توسعه بیشتر روابط بین علم و دین بسیار مهم است. نویسندگان این کتاب به عنوان دانشمندانی که مبانی عصب‌بیولوژیکی تجربه دینی را بررسی کرده‌اند، با توجه به تحلیل و ارزیابی الهیات آن، در نوع خود بی‌نظیر هستند. کتاب به طور قانع کننده ای به ما نشان می دهد که ذهن ناگزیر به معنویت و تجربیات دینی متمایل است.

پدر رونالد مورفی، راسته یسوعیان، استاد دانشگاه جورج تاون

این کتاب مهم خواننده، محقق و پزشک غیرعادی را با اکتشافات جدید در زمینه علوم اعصاب در رابطه با تأثیرات تجربیات معنوی بر مغز، سلامت و بیماری آشنا می‌کند. کتاب درسی عالی."

دیوید لارسون، MD، MPH، رئیس موسسه ملی تحقیقات سلامت

"کار شگفت انگیز گروه تحقیقات پزشکی در دانشگاه پنسیلوانیا در حال ظهور است منطقه جدیدنوروتئولوژی".

انتشار انجمن ملی تنظیم مقررات دارویی (کانادا) بررسی NAPRA

«این کتاب شما را وادار می‌کند که به طور جدی در مورد دین فکر کنید... زیرا چارچوبی کلی برای تأمل و بحث در مورد زندگی معنوی فراهم می‌کند. نه تنها در محافل مذهبی، بلکه در گروه های بحث کتاب و مدارس نیز باید خوانده شود.»

مجله پراویدنس

"به راحتی نوشته شده و خواندن آن آسان است... کتابی طلسم کننده درباره رابطه ذهن ما و واقعیت نهایی"

مجله کاتولیک دایجست

1. عکس خدا. مقدمه ای بر زیست شناسی باور

در یک آزمایشگاه کوچک و تاریک در یک بیمارستان بزرگ دانشگاهی، مرد جوانی به نام رابرت شمع روشن می کند، یک عود یاس روشن می کند و سپس روی زمین می نشیند و به راحتی موقعیت نیلوفر آبی را به خود می گیرد. یک بودایی وفادار که مدیتیشن تبتی را تمرین می کند، او در شرف آغاز یک سفر تفکر درونی دوباره است. طبق معمول، رابرت به دنبال آرام کردن صحبت های بی وقفه ذهن است تا بتواند در یک واقعیت درونی عمیق تر و واضح تر غوطه ور شود. او قبلاً هزاران بار چنین سفرهایی را انجام داده است، اما اکنون اتفاق خاصی در حال رخ دادن است: در حالی که او وارد واقعیت معنوی درونی می شود، به طوری که دنیای مادی اطراف او تبدیل به یک توهم رنگ پریده می شود، تقریباً به معنای واقعی کلمه به جسم فیزیکی در اینجا و اکنون با جهان مرتبط می ماند. کمک ریسمان پنبه ای

یک انتهای تا شده ریسمان نزدیک رابرت قرار دارد، دیگری پشت در بسته آزمایشگاه در اتاق بعدی روی انگشت من است - من با دوست و همکار قدیمی پژوهشم دکتر یوجین داکویلی می نشینم.

جین و من منتظریم تا رابرت از طریق یک رشته به ما پیام دهد که حالت مراقبه او به اوج متعالی خود رسیده است. این لحظه اعتلای معنوی است که برای ما جالب است. 1
از آنجایی که قضاوت در مورد زمانی که مدیتیشن به اوج خود می رسد بسیار ذهنی است، تعریف آن بسیار دشوار است و حتی اندازه گیری آن دشوارتر است. با این وجود ، چنین حالت "اوج" بسیار جالب است ، زیرا عمیق ترین معنای معنوی را دارد و به شدت بر شخص تأثیر می گذارد. تجربه پیک را می توان با استفاده از چندین ابزار مختلف شناسایی کرد که به شما امکان می دهد به طور همزمان تغییر در پارامترهای مختلف را نظارت کنید. ساده ترین راه برای شناسایی چنین لحظاتی با نظارت بر شاخص هایی مانند جریان خون در مغز، فعالیت الکتریکی مغز و برخی واکنش های جسمی، به ویژه فشار خون و ضربان قلب است. با شروع تحقیقات خود، سعی کردیم بر احساسات ذهنی فردی که تجربیات خود را ارزیابی می کند تمرکز کنیم. به همین دلیل است که سوژه های مراقبه رشته ای را در کنار خود نگه می داشتند که به آنها اجازه می داد بدون ایجاد اختلال در روند مراقبه، در لحظه ای که به عمیق ترین حالت می رسند، سیگنالی به ما بدهند. از آنجایی که ما باتجربه‌ترین تمرین‌کنندگان مدیتیشن را مطالعه کرده‌ایم، آنها مشکل کمی با رشته داشته‌اند یا اصلاً مشکلی نداشته‌اند. برای مطالعه جزئیات بیشتر این شرایط به تحقیقات بیشتری نیاز است. در حال حاضر، همین بس که بگوییم که می‌توانیم بر اساس مطالعه حالت‌های «کم‌تر عمیق» در مورد حالت‌های اوج کاوش یا فرضیه‌سازی کنیم، اگرچه درک زمان و چگونگی وقوع این تجربه‌های اوج برای ما دشوار است. لازم به ذکر است که نام دو نفر از مهم ترین مشارکت کنندگان دیگر در تحقیقات ما ذکر می شود: دکتر عباس علوی، رئیس پزشکی هسته ای در بیمارستان دانشگاه پنسیلوانیا، که از من حمایت زیادی کرد، اگرچه گاهی اوقات کارهای نسبتاً عجیبی انجام می دادم و دکتر. مایکل بایم، با همان دانشگاه پنسیلوانیا، متخصص داخلی که بودیسم تبتی را تمرین می کند.

روش: چگونه واقعیت معنوی را به تصویر بکشیم

در طول سال‌ها، من و جین در حال مطالعه رابطه بین تجربه مذهبی و عملکرد مغز بوده‌ایم و امیدوار بودیم که با بررسی فعالیت مغز رابرت در شدیدترین و عرفانی‌ترین لحظات مراقبه‌اش، بتوانیم ارتباطات اسرارآمیز بین هوشیاری انسان و آن را بهتر درک کنیم. میل مقاومت ناپذیر دائمی او برای برقراری رابطه با چیزی بزرگتر از خودش.

رابرت پیش از این در گفت و گو با ما سعی کرده بود با کلمات برایمان تعریف کند که چگونه مراقبه اش به اوج معنوی می رسد. او گفت اول، ذهن مستقر می شود، که به بخش عمیق تر و تعریف شده تری از خود اجازه ظهور می دهد.رابرت معتقد است که خود درونی معتبرترین بخش هویت اوست و این بخش هرگز تغییر نمی کند. از نظر رابرت، این خود درونی یک استعاره یا فقط یک نگرش نیست، معنای تحت اللفظی دارد، پایدار و واقعی است. این همان چیزی است که وقتی ذهن نگرانی ها، ترس ها، خواسته ها و سایر فعالیت های خود را ترک می کند، باقی می ماند. او معتقد است که این خود درونی، جوهر وجود اوست. اگر رابرت برای مکالمه تحت فشار قرار گیرد، ممکن است حتی خود را "روح" خود بنامد. 2
در اینجا بیشتر از کلمه روح استفاده می شود مفهوم وسیع، در غیر این صورت می تواند بین اندیشه های شرقی و غربی در مورد دین و معنویت خلط ایجاد کند. توضیح باورهای بودایی از نظر تفکر غربی بسیار دشوار است. با این حال، در اینجا سعی شده است این بازنمایی ها به ساده ترین شکل ممکن ارائه شود.

"احساس ابدیت و بی نهایت وجود دارد...

در این لحظه، به نظر می رسد که بخشی از همه و همه چیز شده ام، به موجودات می پیوندم.

رابرت می گوید که وقتی این آگاهی عمیق (هر ماهیتش) در لحظات مراقبه به وجود می آید، زمانی که او کاملاً در تفکر درونی غرق می شود، ناگهان شروع به درک می کند که درون او چیزی منزوی نیست، بلکه به طور جدایی ناپذیری به هم مرتبط است. با تمام خلقت . با این حال، زمانی که او سعی می کند این را به شدت توصیف کند تجربه شخصیبه عبارت دیگر، ناگزیر به کلیشه های آشنای است که مردم برای قرن ها استفاده کرده اند و سعی می کنند در مورد تجربیات معنوی غیرقابل توضیح صحبت کنند. او ممکن است بگوید: "احساس ابدیت و بی نهایت وجود دارد." "در این لحظه، من به نوعی بخشی از همه و همه چیز می شوم، به موجود موجود می پیوندم." 3
آزمودنی های ما با توصیف تجربیات خود، معمولاً در مورد احساس وحدت با جهان، در مورد ناپدید شدن خود و احساسات قوی صحبت می کنند که معمولاً با حالت آرامش عمیق همراه است.

برای دانشمند سنتی، چنین کلماتی ارزشی ندارند. علم با آنچه قابل سنجیدن، شمارش و اندازه گیری است سر و کار دارد - و هر چیزی را که نمی توان بر اساس مشاهدات عینی تأیید کرد، به سادگی نمی توان علمی نامید. اگرچه اگر دانشمندی به تجربه رابرت علاقه مند بود، باید به عنوان یک حرفه ای اعلام کند که کلمات تمرین مراقبه بیش از حد شخصی و بیش از حد حدس و گمان هستند، به طوری که به سختی به هیچ پدیده خاصی در جهان مادی اشاره می کنند. 4
در یک مورد معمولی روش علمیبه شما امکان می دهد فقط چیزهایی را که می توان اندازه گیری کرد "واقعی" نامید.

با این حال، پس از سالها کار تحقیقاتیمن و ژن به این باور رسیده‌ایم که تجربیاتی که رابرت گزارش می‌کند بسیار واقعی است و می‌توان آن را با علم واقعی اندازه‌گیری و تأیید کرد. 5
کلمه "واقعی" در اینجا لزوماً به معنای وجود برخی واقعیت های خارجی مرتبط با چنین تجربه ای نیست، بلکه نشان می دهد که این تجربه حداقل یک واقعیت درونی دارد.

این چیزی است که باعث می‌شود در اتاق تنگ معاینه، پشت جین بنشینم و رشته‌ای نازک بین انگشتانم بگیرم: منتظر لحظه پرواز عرفانی رابرت هستم زیرا می‌خواهم از این تجربه «عکاسی» کنم. 6
ما درک می کنیم که این فقط یک "عکس" نیست، بلکه جوهره کار ما همین است. ثبت دقیق لحظه ای از تجربه شدید عرفانی آسان نیست، و حتی اگر سوژه های ما تمرینات مدیتیشن خود را برنامه ریزی کنند، پیش بینی اینکه چنین حالتی چقدر طول می کشد و چقدر قوی خواهد بود بسیار دشوار است. با این وجود، ما معتقدیم که می‌توانیم فرآیندهای مغز را که اساس فرآیند مراقبه هستند، مطالعه کنیم و تصویری واضح و شگفت‌انگیز از کار مغز در لحظات تجربیات معنوی ایجاد کنیم.

تجارب معنوی واقعی هستند و با علم واقعی قابل سنجش و تأیید هستند.

رابرت در حال مدیتیشن است و ما حدود یک ساعت منتظریم. سپس احساس می کنم که او به آرامی سیم را می کشد. این بدان معناست که زمان آن رسیده است که مواد رادیواکتیو را به داخل یک IV تزریق کنم تا بتوان از طریق یک لوله بلند به ورید دست چپ رابرت وارد شود. کمی بیشتر به او فرصت می‌دهیم تا مدیتیشن خود را کامل کند و بلافاصله او را به یکی از اتاق‌های بخش پزشکی هسته‌ای می‌بریم، جایی که دستگاه توموگرافی کامپیوتری با گسیل تک فوتون پیشرفته (SPECT) وجود دارد. رابرت فوراً خود را روی یک میز فلزی می بیند و سه دوربین گاما با کمک حرکت واضح روبات ها شروع به چرخش دور سر او می کنند.

دوربین SPECT یک دستگاه تصویربرداری با تکنولوژی بالا است که تشعشعات رادیواکتیو را تشخیص می دهد 7
برخی فناوری های تصویربرداری دیگر مانند SPECT وجود دارد که می تواند برای مطالعه فعالیت مغز مورد استفاده قرار گیرد. اینها توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) هستند. هر کدام از این تکنیک ها مزایا و معایب خود را نسبت به سایر روش ها دارند. ما SPECT را به دلایل عملی انتخاب کردیم: این تکنیک به آزمودنی اجازه می داد تا در خارج از دستگاه اسکن مراقبه کند، که انجام این کار با PET دشوارتر و با fMRI کاملا غیرممکن است.

دوربین‌های اسپکت سر رابرت را اسکن می‌کنند و به دنبال تجمع مواد رادیواکتیو می‌گردند که ما در لحظه‌ای که او نخ را کشید، تزریق کردیم. این ماده از طریق رگ های خونی پخش می شود و تقریباً بلافاصله به سلول های مغز می رسد و در آنجا برای چندین ساعت باقی می ماند. بنابراین، روش SPECT به ما یک فریم فریز دقیق از وضعیت جریان خون در مغز رابرت بلافاصله پس از تزریق ماده - یعنی دقیقاً در لحظه اوج مراقبه - ارائه می دهد.

افزایش جریان خون در قسمتی از مغز نشان دهنده افزایش فعالیت در این ناحیه است. 8
به طور کلی، افزایش جریان خون با افزایش فعالیت همراه است، به این دلیل که خود مغز جریان خون خود را بسته به نیاز بخش‌های مختلف خود تنظیم می‌کند. اگرچه این یک قانون مطلق نیست. در مورد سکته یا ضربه به سر، این رابطه رعایت نمی شود. علاوه بر این، برخی از سلول های عصبی بخش های خاصی از مغز را فعال می کنند، در حالی که سلول های دیگر فعالیت آنها را سرکوب می کنند. بنابراین، افزایش جریان خون ممکن است نشان دهنده سرکوب فعالیت باشد که منجر به کاهش فعالیت مغز در کل می شود.

از آنجایی که ما اکنون درک نسبتاً خوبی از عملکردهای تک تک نواحی مغز داریم، می توانیم فرض کنیم که SPECT تصویری از کار مغز رابرت در اوج مراقبه او به ما ارائه می دهد.

داده هایی که دریافت می کنیم

داده های به دست آمده واقعا جالب است. در سی‌تی‌اسکن‌ها، نشانه‌هایی از فعالیت غیرعادی را در ناحیه کوچکی از ماده خاکستری در بالای پشت مغز مشاهده می‌کنیم (شکل 1 را ببینید). این شبکه نورون‌ها با عملکرد بسیار تخصصی، لوب جداری برتر خلفی نامیده می‌شود، اما برای این کتاب نام متفاوتی برای این ناحیه ابداع کرده‌ایم: ناحیه انجمن جهت‌گیری یا OAS. 9
در اینجا لازم به ذکر است که در این کتاب ما اغلب از اصطلاحات ناشناخته برای علم استفاده می کنیم; گاهی اوقات ما از مفاهیم خودمان استفاده می کنیم، که باید به خواننده کمک کند تا مکانیسم مغز را درک کند. با این حال سعی کرده ایم راهنمایی هایی در زمینه اصطلاحات علمی برای علاقه مندان ارائه کنیم.

وظیفه اصلی OAP جهت گیری فرد در فضای فیزیکی است. آنچه در بالا و آنچه در پایین است را ارزیابی می کند، به ما کمک می کند تا زاویه ها و فواصل را قضاوت کنیم و به ما امکان می دهد در محیط های فیزیکی خطرناک با خیال راحت حرکت کنیم. 10
در این کتاب در مورد عملکرد قسمت های مختلف مغز صحبت خواهیم کرد. اگرچه عملکردها تا حدی به بخش‌های خاصی از مغز مرتبط هستند، اما نباید فراموش کنیم که مغز همیشه به‌عنوان یک سیستم واحد کار می‌کند، جایی که هر بخش جداگانه برای کار کردن نیاز به کار هماهنگ بخش‌های دیگر دارد.

برای انجام چنین عملکردی، این منطقه قبل از هر چیز باید تصویر روشن و پایداری از مرزهای فیزیکی یک فرد داشته باشد. به بیان ساده، باید به وضوح شما را از هر چیز دیگری جدا کند، از آنچه شما نیستید، از آنچه که بقیه جهان را تشکیل می دهد.

برنج. 1: ردیف بالا تصویری از مغز سوژه را در هنگام استراحت نشان می دهد. می توان مشاهده کرد که سطح فعالیت به طور مساوی در سراسر مغز توزیع شده است. (قسمت بالای تصویر قسمت جلویی مغز، ناحیه تداعی توجه، CBA، و قسمت پایین مربوط به ناحیه جهت گیری-تداعی، OAZ است.) در ردیف پایین تصاویری از مغز سوژه قرار دارد. در طول مدیتیشن، در حالی که فعالیت ناحیه جهت گیری چپ (به سمت راست شما) به طور قابل توجهی کوچکتر از منطقه سمت راست مربوطه است. (هرچه منطقه تیره تر باشد، فعال تر و روشن تر، فعالیت کمتری دارد.) ما تصاویر سیاه و سفید را در اینجا ارائه می دهیم، زیرا این امر کنتراست مناسبی را هنگام چاپ به تصویر می دهد، اگرچه در صفحه کامپیوتر ما تصاویر را می بینیم. در رنگ

شاید عجیب به نظر برسد که مغز به مکانیسم خاصی نیاز داشت تا شما را از هر چیز دیگری در جهان متمایز کند. برای آگاهی عادی، به نظر می رسد این تفاوت به طرز مضحکی آشکار است. اما این دقیقاً به این دلیل است که OAZ کار خود را با وجدان و نامحسوس انجام می دهد. و با شکست این ناحیه از مغز، حرکت در فضا برای فرد بسیار دشوار است. مثلاً وقتی چنین شخصی به تخت نزدیک می شود، مغز آنقدر انرژی را صرف ارزیابی مداوم زوایا، اعماق و فواصل می کند که بدون کمک آن، دراز کشیدن به یک کار غیرممکن برای فرد تبدیل می شود. بدون کمک ناحیه جهت گیری که دائماً وضعیت تغییر بدن را زیر نظر دارد، فرد نمی تواند از نظر ذهنی و جسمی جایگاه خود را در فضا پیدا کند، به طوری که وقتی می خواهد روی تخت دراز بکشد، ممکن است به زمین بیفتد یا ، اگر بتواند روی تشک باشد، وقتی می خواهد راحتتر دراز بکشد، در وضعیتی ناراحت کننده خود را به دیوار فشار می دهد.

اما در شرایط عادی، OAS به ایجاد حس روشنی از موقعیت فیزیکی جهان کمک می‌کند تا اصلاً مجبور نباشیم به آن فکر کنیم. منطقه جهت یابی برای انجام کار خود به خوبی نیاز به هجوم مداوم تکانه های عصبی از حسگرهای حسی در سراسر بدن دارد. OAS این تکانه ها را با سرعتی عجیب در هر لحظه از زندگی ما مرتب می کند و پردازش می کند. با ظرفیت باورنکردنی برای کار و سرعت، از مدرن ترین رایانه ها پیشی می گیرد.

بنابراین، تعجب آور نیست که تصاویر SPECT از مغز رابرت، که قبل از مدیتیشن در حالت هوشیاری طبیعی او (سطح پایه) انجام شده است، نشان می دهد که بسیاری از قسمت های مغز، از جمله ناحیه جهت گیری، در وضعیت فعالیت بالایی هستند. در عین حال، چشمک های ضربانی با رنگ قرمز یا زرد روشن را روی صفحه می بینیم.

هنگامی که مدیتیشن رابرت به اوج خود می رسد، تصاویر مغز این ناحیه را به رنگ سبز و آبی سرد نشان می دهد که نشان دهنده کاهش شدید فعالیت آن است.

این کشف ما را شگفت زده کرد. می دانیم که منطقه جهت گیری هرگز آرام نمی گیرد: پس چگونه می توانیم چنین کاهش غیرعادی در فعالیت این ناحیه کوچک از مغز را توضیح دهیم؟

و در اینجا یک فکر شگفت انگیز به ذهن ما خطور کرد: اگر منطقه جهت گیری با شدت عادی به کار خود ادامه دهد، اما چیزی جریان اطلاعات حسی به آن را مسدود کرده است. 11
این نوع انسداد جریان اطلاعات در برخی فرآیندها اعم از عادی و آسیب شناختی مشاهده می شود. بسیاری از ساختارهای مغز به دلیل عملکرد سیستم های بازدارنده مختلف از هجوم اطلاعات محروم هستند. بعداً در مورد این فرآیندها با جزئیات بیشتر صحبت خواهیم کرد.

این فرضیه کاهش فعالیت مغز در این ناحیه را توضیح می دهد. و چیز دیگری حتی کنجکاوتر است: این می تواند به این معنی باشد که OAP برای مدتی کور می شود و از اطلاعاتی که برای کار عادی نیاز دارد محروم می شود.

وقتی OAP اطلاعات مورد نیاز خود را برای کار از دست می دهد، از خود پرسیدیم چه اتفاقی باید بیفتد؟ آیا او به پیروی از مرزهای بدن ادامه خواهد داد؟ اما اگر جریان اطلاعات لازم به OAP متوقف شود، قادر به تعیین این مرزها نخواهد بود.

مغز در این مورد چگونه عمل خواهد کرد؟ شاید منطقه جهت گیری که قادر به یافتن مرزهای خود جسمانی نیست، اعتراف کند که چنین مرزهایی وجود ندارد؟ شاید در این صورت مغز بتواند به خود بی نهایت اعطا کند و آن را به عنوان سیستمی از ارتباطات با همه و هر چیزی که در حوزه ذهن است درک کند. و چنین تصویری به عنوان واقعیت نهایی و غیرقابل انکار تلقی می شود.

رابرت و نسل های پیشین عرفای شرقی اوج تجربه های عرفانی و معنوی و بالاترین لحظات مراقبه خود را اینگونه توصیف کردند. در اینجا نحوه بیان اوپانیشادهای هندو آمده است:

مثل رودخانه ای که از شرق و غرب جریان دارد
به دریا می افتد و با آن یکی می شود
به طور کامل وجود رودخانه های منفرد را فراموش کرده ام،
بنابراین همه مخلوقات جدایی خود را از دست می دهند،
وقتی بالاخره ادغام می شوند.12
نقل قول به نقل از: Easwaran، 1987.

رابرت یکی از هشت نفر از افراد ما بود که مراقبه تبتی را تمرین می کردند. در هر مورد، این همان روش معمول بود، و تقریباً در همه افراد، اسکن SPECT کاهش فعالیت ناحیه جهت‌گیری را در لحظه‌ای که مدیتیشن آنها به اوج می‌رسید، نشان داد. 13
اگرچه همه آزمودنی‌ها کاهش خاصی را در فعالیت در ناحیه جهت‌گیری نشان ندادند، اما می‌توان یک همبستگی منفی قوی بین افزایش فعالیت در لوب فرونتال (ناحیه‌ای از مغز که در تمرکز توجه نقش دارد) و فعالیت در ناحیه جهت‌گیری پیدا کرد. از این داده ها، نتیجه زیر حاصل شد: هر چه سوژه در حین مدیتیشن توجه را بهتر متمرکز کند، جریان اطلاعات به ناحیه جهت گیری بیشتر مهار می شود. اما چرا همه آزمودنی ها فعالیت ناحیه جهت گیری را کاهش ندادند؟ در اینجا دو توضیح ممکن وجود دارد. اولاً، ممکن است آزمودنی که فعالیت OAS او کاهش نیافته باشد، مانند دیگران با موفقیت مدیتیشن نکرده باشد، و اگرچه ما سعی کردیم همیشه روند مراقبه را ارزیابی کنیم، اما این یک حالت عمیقا ذهنی است که اندازه گیری آن دشوار است. ثانیاً، این مطالعه به ما اجازه داد که فقط یک لحظه خاص از مراقبه را مطالعه کنیم. این امکان وجود دارد که در مراحل اولیه، هنگامی که سوژه بر روی تصویر بصری تمرکز می کند، فعالیت ناحیه جهت گیری افزایش یابد. شاید بتوانیم مشاهده کنیم که فعالیت ناحیه جهت گیری بسته به مرحله مراقبه ای که سوژه واقعاً در آن قرار دارد افزایش می یابد، در سطح پایه باقی می ماند یا کاهش می یابد، اگرچه خود او معتقد است که در مرحله عمیق تری قرار دارد. در فصل تجربه عرفانی، مفاهیم این یافته ها را با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار خواهیم داد.

بعداً دامنه آزمایش را گسترش دادیم و چندین راهبه فرانسیسکن را در حال نماز به همین ترتیب بررسی کردیم. 14
برای اطلاعات بیشتر در مورد این آزمایش‌ها، نیوبرگ و همکاران را ببینید. 1997، 2000.

یک بار دیگر، اسکن SPECT نشان داد که در لحظات اوج تجربیات مذهبی، خواهران می‌توانند تغییرات مشابهی را در فعالیت مغز مشاهده کنند. با این حال، بر خلاف بودایی ها، خواهران تجربه خود را به شیوه ای متفاوت توصیف کردند: آنها از احساس نزدیکی آشکار به خدا و ادغام با او صحبت کردند. 15
ما معمولاً هنگام صحبت از خدا از جنسیت مذکر استفاده می کنیم، اگرچه می توان او را به روش های دیگری نیز در نظر گرفت.

توصیفات آنها شبیه سخنان عرفای مسیحی گذشته بود، از جمله سخنان راهبه فرانسیسکن قرن سیزدهم آنجلا از فولیگنو: «چه بزرگ است رحمت کسی که این اتحاد را به وجود می آورد... من خدا را به این کمال در اختیار داشتم. که دیگر در حالت همیشگی خود زندگی نمی‌کردم، بلکه به دنیایی هدایت شدم که در آن با خدا متحد بودم و می‌توانستم از همه چیز خوشحال باشم.

از طریق تحقیقات و انباشت داده‌هایمان، ژن و من آنچه را که معتقدیم شواهد محکمی است دریافتیم که نشان می‌دهد تجربه عرفانی سوژه‌های ما - حالت تغییر یافته آگاهی که در آن می‌گویند خود با چیزی بزرگ‌تر ادغام می‌شود - صرفاً احساسی نبوده است. یک کنجکاوی یا فقط یک فانتزی است، اما همیشه با تعدادی از پدیده های عصبی قابل مشاهده مطابقت دارد، نسبتاً غیر معمول، اما فراتر از حالت عادی عملکرد مغز نیست. به عبارت دیگر، تجربه عرفانی از نظر زیستی واقعی، قابل مشاهده است و می تواند موضوع تحقیق علمی باشد.

در لحظات اوج تجربیات مذهبی، تغییرات قابل توجهی در فعالیت مغز مشاهده می شود.

این نتیجه برای ما دور از انتظار نبود. در واقع، تمام تحقیقات قبلی ما آن را پیش بینی کرده است. در طول سالها ما نگاه کرده ایم آثار علمیبه رابطه بین اعمال مذهبی و مغز اختصاص داده شده است، تلاش می کند تا بفهمد اساس بیولوژیکی ایمان چیست. ما مطالعه کردیم تعداد زیادی ازاکثر مواد مختلف. برخی از مطالعات به سؤالات مورد علاقه ما در سطح فیزیولوژی ساده پرداخته اند - مثلاً آنها در مورد تغییر صحبت می کردند فشار خوندر طول مدیتیشن دیگران به مسائل بسیار عالی تری پرداختند - برای مثال، تلاشی برای سنجش قدرت شفابخش دعا صورت گرفت. ما به مطالعات مرگ بالینی نگاه کردیم، احساسات عرفانی ناشی از صرع و اسکیزوفرنی را مطالعه کردیم، داده هایی را در مورد توهمات ناشی از مواد شیمیایی یا تحریک الکتریکی نواحی مغز جمع آوری کردیم.

علاوه بر مطالعه ادبیات علمی، به دنبال شرح تجربیات عرفانی در ادیان و اسطوره های جهانی بودیم. به طور خاص، جین رویه‌های آیینی فرهنگ‌های باستانی را مطالعه کرد و سعی کرد ارتباطی بین ظهور آیین‌ها و تکامل مغز انسان بیابد. در مورد این ارتباط بین مناسک مذهبی و مغز، دریایی از داده ها وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها منسجم یا در یک تصویر منسجم گنجانده شده اند. اما زمانی که جین و من کوه‌های اطلاعات مربوط به تجربیات مذهبی، آیین‌ها، و مغز را بررسی می‌کردیم، برخی از تکه‌های پازل به تصاویری تبدیل شدند که حس عمیقی داشتند. به تدریج، ما این فرضیه را ایجاد کردیم که تجربه معنوی - با ریشه های خود - ارتباط نزدیکی با جوهر بیولوژیکی انسان دارد. به یک معنا، زیست شناسی آرزوهای معنوی را تعریف می کند.

تجربه معنوی، با ریشه های خود، ارتباط تنگاتنگی با جوهر بیولوژیکی انسان دارد.

اسکن SPECT به ما این امکان را داد که با بررسی فعالیت مغز افرادی که درگیر اعمال معنوی هستند، آزمایش فرضیه خود را آغاز کنیم. ما نمی توانیم بگوییم که نتایج به دست آمده کاملاً مورد ما را ثابت می کند، اما آنها فرضیه ما را تأیید می کنند و نشان می دهند که در لحظه تجربه معنوی، مغز همانطور که توسط نظریه ما پیش بینی شده است رفتار می کند. 16
این مطالعات تنها اولین تلاش ما برای مطالعه تجربی نوروفیزیولوژی تجربه معنوی بود. با این وجود، نتایج به‌دست‌آمده و همچنین نتایج سایر مطالعات (نگاه کنید به: Herzog et al. 1990-1991, Lou et al. 1999)، مهمترین مفاد فرضیه ما را تأیید کردند.

این نتایج دلگرم‌کننده، اشتیاق ما را برای کار عمیق‌تر کرد و علاقه ما را به سؤالاتی که در طول سال‌ها تحقیق ما را به خود مشغول کرده بود، افزایش داد. اینها سوالاتی هستند که ما توجه خود را روی آنها متمرکز کرده ایم. آیا نیاز مردم به افسانه سازی ریشه در طبیعت بیولوژیکی آنها دارد؟ راز عصب شناختی قدرت تشریفات چیست؟ ماهیت رؤیا و مکاشفات عارفان بزرگ چیست: آیا این پدیده ها با اختلالات روحی و روانی همراه است یا ناشی از سیستم کاملپردازش داده های حسی در طول نرمال، از نقطه نظر عصب شناختی، کار یک روان سالم و پایدار؟ آیا عوامل تکاملی مانند تمایلات جنسی و جست و جوی همسر می تواند بر جنبه بیولوژیکی خلسه مذهبی تأثیر بگذارد؟

در تلاش برای درک بهتر آنچه از نظریه خود برمی‌آید، بارها و بارها با این سؤال مواجه شدیم که به نظر می‌رسد اصلی‌ترین سؤال است: آیا برای همه تجربیات دینی ریشه‌های زیست‌شناختی مشترکی یافته‌ایم؟ و اگر یافت شد، این نظریه در مورد ماهیت جستجوی معنوی به ما چه می گوید؟

یک شکاک ممکن است بگوید که اگر تمام آرزوها و تجربیات معنوی، از جمله میل افراد به برقراری ارتباط با الهی، ماهیت بیولوژیکی داشته باشد، این به دلیل یک حالت هذیانی، نقض فرآیندهای بیوشیمیایی در تجمع سلول های عصبی است.

با این حال، داده های حاصل از مطالعات SPECT به احتمال دیگری اشاره می کند. منطقه جهت گیری در اینجا به روشی غیرعادی کار می کرد، اما نمی توان گفت که به درستی کار نمی کرد و ما معتقدیم که تصاویر رنگی توموگرام روی صفحه کامپیوتر به ما نشان داد که چگونه مغز تجربه معنوی را به واقعیت تبدیل می کند. پس از سال‌ها تحقیق و پژوهش، ژن و من همچنان فکر می‌کنیم که با فرآیندهای عصبی واقعی سروکار داریم که تکامل یافته‌اند تا ما انسان‌ها را قادر می‌سازند از وجود مادی فراتر برویم و با بخش عمیق‌تر و معنوی خودمان ارتباط برقرار کنیم که توسط ما به عنوان یک امر مطلق و مطلق درک می‌شود. واقعیت جهانی، ما را با هر چیزی که وجود دارد پیوند می دهد.

در این کتاب قصد داریم زمینه ای برای این فرضیه های شگفت انگیز فراهم کنیم. ما به جنبه بیولوژیکی انگیزه انسان برای خلق اسطوره ها نگاه خواهیم کرد و مکانیسم های عصبی را نشان خواهیم داد که به این اسطوره ها شکل و قدرت می بخشد. ما در مورد رابطه اسطوره و آیین صحبت خواهیم کرد و توضیح خواهیم داد که چگونه رفتار آیینی بر سلول های عصبی مغز تأثیر می گذارد و حالاتی را ایجاد می کند که با طیف وسیعی از تجربیات متعالی مرتبط است، از احساس کمی از جامعه معنوی با اعضای جماعت تا احساس عمیق تری از وحدت که با شرکت در مراسم مذهبی شدید و طولانی خود را نشان می دهد. نشان خواهیم داد که تجربۀ معنوی عمیق قدیسان و عارفان از هر دین و عصری نیز می‌تواند با فعالیت مغزی همراه باشد که به این آیین قدرتی متعالی می‌بخشد. ما همچنین نشان خواهیم داد که چگونه میل مغز به تفسیر چنین تجربیاتی می تواند مبنای بیولوژیکی برای باورهای مذهبی مختلف باشد.

همکار و دوست من ژن d'Aquili متأسفانه اندکی قبل از شروع این کتاب درگذشت، و او در اینجا به شدت دلتنگ شده است. این ژن بود که به من الهام داد تا رابطه بین ذهن و روح را مطالعه کنم، او بود که به من آموخت که با چشمانی متفاوت به ساختار پیچیده یک اندام منحصر به فرد واقع در جمجمه نگاه کنم. کار مشترک ما تحقیق علمیکه اساس این کتاب را تشکیل می‌دهد، مرا وادار کرد تا ایده‌های کلیدی‌ام درباره دین و در اصل درباره زندگی، واقعیت و حتی احساس خودم را دوباره بررسی کنم. و همانطور که فکر می کنم مغز ما ما را صدا می کند. آنچه در این صفحات دنبال می‌شود، سفری به بهترین‌ها است اسرار عمیقبا ساده ترین سوال شروع می شود: مغز چگونه واقعی بودن را تعیین می کند؟

توانایی منطقه تداعی توجه برای شکل دادن به مقاصد و تحقق آنها نیز با بررسی موارد آسیب آن مشهود است. اگر این ناحیه با شکست مواجه شود، بیمار توانایی تمرکز، برنامه ریزی برای رفتار آینده و انجام وظایف ادراکی پیچیده ای را که نیاز به توجه متمرکز یا مستمر دارد، از دست می دهد. به عنوان مثال، قربانی چنین آسیبی اغلب قادر به تکمیل یک جمله طولانی یا برنامه ریزی برای آن روز نیست. اغلب این نیز منجر به صاف شدن احساسات، از دست دادن اراده و بی تفاوتی عمیق نسبت به رویدادهای دنیای اطراف می شود. این حقایق، و همچنین مطالعات تصویربرداری مغز، نشان می‌دهند که لوب‌های فرونتال در پردازش و کنترل احساسات، در تعامل با سیستم لیمبیک، که با آن ارتباطات متقابل متعددی دارند، درگیر هستند.
کار ناحیه انجمنی توجه با آزمایش زیر به خوبی نشان داده شده است. زمانی که از آزمودنی‌ها خواسته شد با صدای بلند بشمارند، این فعالیت مغز عمدتاً در ناحیه حرکتی که حرکات زبان، لب‌ها و دهان را کنترل می‌کند، افزایش داد. اما اگر آزمودنی‌ها برای خودشان حساب کنند، این منجر به افزایش فعالیت ناحیه تداعی توجه می‌شود: این منطقه احتمالاً به مغز کمک می‌کند تا روی کار تمرکز کند، به‌ویژه در غیاب فعالیت حرکتی.
همانطور که قبلاً نشان داده شد، منطقه توجه انجمنی نقش مهمی در شکل گیری تجربیات مختلف مذهبی و معنوی دارد. چندین مطالعه تصویربرداری مغز، از جمله ما، نشان داده اند که فعالیت ناحیه ارتباطی توجه در طول انواع خاصی از مراقبه افزایش می یابد. تعدادی از مطالعات دیگر با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG) نشان داده‌اند که فعالیت الکتریکی لوب پیشانی مغز در طول حالت‌های تمرکز پایدار تغییر می‌کند و این تغییرات به‌ویژه در حین مدیتیشن در تمرین‌کنندگان ذن مشخص می‌شود.
اگرچه داده های زیادی در مورد تغییرات EEG در طول غلظت شدید وجود دارد، متاسفانه، تنها یک مطالعه در مورد EEG در زمانی که فرد چیزی نزدیک به اوج تجربه را تجربه می کند، وجود دارد. از آنجایی که تجربه های اوج نسبتاً نادر هستند، تثبیت لحظه چنین تجربه ای در EEG نسبتاً دشوار است. در این موضوع در طول مدیتیشن، تغییرات قابل توجهی EEG، به ویژه، در ناحیه انجمنی توجه و در ناحیه جهت گیری-تداعی رخ داد.
ما معتقدیم که ناحیه تداعی توجه در طی تمرینات معنوی، مانند مراقبه، فعال می شود، زیرا در شکل گیری واکنش های عاطفی دخیل است - و تجربیات مذهبی معمولاً با احساسات قوی همراه است. بنابراین، ما این حق را داریم که فرض کنیم ناحیه تداعی توجه به طور فعال با سایر ساختارهای مغز مسئول احساسات در طول حالت های مراقبه و مذهبی تعامل دارد.

ایجاد فهرست جهان: منطقه تداعی کلامی- مفهومی

منطقه انجمنی کلامی-مفهومی که در تقاطع لوب های زمانی، جداری و پس سری قرار دارد، در درجه اول مسئول شکل گیری مفاهیم انتزاعی و بیان کلامی آنها است. بیشتر عملیات شناختی با استفاده از گفتار و درک آن - مقایسه مفاهیم، ​​مطالعه اضداد، نامگذاری اشیاء و دسته بندی آنها و همچنین کارکردهای دستوری و منطقی یک مرتبه بالاتر - دقیقاً توسط منطقه تداعی کلامی - مفهومی این عملیات برای رشد آگاهی و بیان محتویات آگاهی با کمک کلمات ضروری است.

لوب گیجگاهی مهمترین نقش را در شکل گیری تجارب دینی ایفا می کند.

منطقه تداعی کلامی-مفهومی برای کار روان ما بسیار مهم است، و بنابراین نباید تعجب کرد که نقش مهمی در شکل گیری تجارب دینی ایفا می کند، زیرا تقریباً تمام تجربیات دینی دارای یک جزء شناختی یا مفهومی هستند - یعنی آن قسمتی از آنها که می توانیم از آن آگاه باشیم. مطالعه ای که توسط VS Ramachandran در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس انجام شد، نشان داد که بیماران مبتلا به صرع لوب گیجگاهی نسبت به زبان مذهبی، به ویژه به اصطلاحات و تصاویر مذهبی واکنش بیشتری نشان می دهند. بر اساس این داده ها می توان فرض کرد که لوب گیجگاهی نقش مهمی در شکل گیری تجارب دینی دارد. همچنین خانه سایر عملکردهای مهم مغز مانند تفکر علت و معلولی است که با توانایی ما در خلق اسطوره ها و نحوه بیان افسانه ها از طریق تشریفات مرتبط است.

* * *

چهار ناحیه ارتباطی که ما توضیح دادیم نشان دهنده پیچیده ترین ساختارهای عصبی مغز است. به لطف پردازش کامل یا اطلاعاتی که از طریق کانال‌های مختلف می‌آیند، می‌توانیم تصویری جامع از واقعیت ایجاد کنیم که هر ثانیه به آرامی و قابل درک تغییر می‌کند. هرچه این ادراک کامل تر باشد، شانس ما برای بقا بیشتر می شود و در نتیجه، تمام فعالیت های عصبی زیستی مغز تابع وظیفه بقا است.

چگونه مغز ذهن خود را ایجاد می کند

در جریان تکامل مغز انسان، اتفاق شگفت انگیزی رخ داد: مغز با توانایی زیاد خود در درک واقعیت، شروع به احساس وجود خود کرد، به طوری که فرد توانایی بازتاب را به دست آورد، گویی به آنچه در حال رخ دادن است توجه می کند. بیرون، در مورد تصویری از واقعیت که مغز خودش ایجاد می کند. بنابراین چیزی شبیه خودآگاهی شخصی درونی در سر یک شخص ظاهر شد - یک من مستقل که درگیر مشاهده است.
من، با تمام احساسات، احساسات و افکارش، معمولا تماس می گیریم ذهن.
عصب شناسی نمی تواند به طور قانع کننده ای توضیح دهد که چگونه این اتفاق می افتد - چگونه عملکردهای بیولوژیکی باعث ایجاد یک ذهن غیر مادی می شود. چگونه دستگاه مغز، «گوشت و خون» آن، می‌تواند ناگهان به خودآگاهی تبدیل شود. در واقع علم و فلسفه بیش از یک قرن است که با این پرسش دست و پنجه نرم می کنند، اما هنوز پاسخ روشنی برای آن پیدا نکرده اند یا حتی اشاره ای به دستیابی به آن در آینده نزدیک پیدا نکرده اند.

مغز ذهن را خلق می کند. علم می تواند نشان دهد که ذهن بدون فعالیت عصبی مغز وجود ندارد

ما تا به حال از اصطلاحات «مغز» و «ذهن» به صورت کاملاً بی بند و باری استفاده کرده ایم. چند تعریف ساده و بدون ابهام، بر اساس درک روزافزون از فرآیندهای مهم ذهنی، اکنون به ما کمک خواهد کرد. این تعاریف، به ویژه، به همکاری هماهنگ ساختارهای مغز با هدف تبدیل داده‌های حسی خام به تصویری منسجم از جهان خارج از جمجمه اشاره دارد. بنابراین، مغزمجموعه ای از ساختارهای مادی وجود دارد که اطلاعات حسی، شناختی و عاطفی را جمع آوری و پردازش می کند. ذهنپدیده های تفکر، حافظه و احساسات هستند که توسط فرآیندهای ادراکی در مغز ایجاد می شوند.
به عبارت ساده، مغز ذهن را خلق می کند. علم می تواند نشان دهد که ذهن بدون فعالیت عصبی مغز وجود ندارد. اگر مغز کاملاً قادر به پردازش نبود انواع مختلفداده هایی که به آن می رسند، افکار و احساساتی که ذهن را می سازند، ذهن به سادگی وجود نخواهد داشت. در عین حال، میل بی وقفه مغز برای ساختن تصویری ادراکی تا حد امکان واضح و پیچیده، ناگزیر افکار و احساساتی را به وجود می آورد که ذهن از آنها شکل می گیرد.
بنابراین، از دیدگاه علوم اعصاب، ذهن بدون مغز نمی تواند وجود داشته باشد و مغز نمی تواند جلوی میل ایجاد ذهن را در خود بگیرد. چنان ارتباط نزدیکی بین ذهن و مغز وجود دارد که منطقی تر است که این دو مفهوم را به عنوان دو جنبه متفاوت از یک واقعیت در نظر بگیریم.
به عنوان مثال، شایان ذکر است که برای ظهور یک فکر در یک فرد، پیچیده ترین کار مشترک صدها هزار نورون لازم است. اگر بخواهیم ذهن را از مغز جدا کنیم، باید هر نورون را از نظر ذهنی از عملکرد آن جدا می‌کردیم - این معادل تلاش برای جدا کردن آب نمک اقیانوس از انرژی است که امواج را به حرکت در می‌آورد و شکل خاصی به آنها می‌دهد. . برای وجود موج، هر دو عنصر مورد نیاز است: بدون انرژی، سطح آب صاف می ماند؛ بدون آب، این انرژی بیان نمی شود. به طور مشابه، جدا کردن نورون ها از عملکرد آنها غیرممکن است. اگر می‌توانستیم این کار را انجام دهیم، فکر از پایه‌های عصبی زیست‌شناختی خود رها می‌شد و می‌توانستیم ذهن را به عنوان چیزی جدا از مغز، به عنوان آگاهی شناور در هوا، که می‌توان آن را «روح» نامید، نگاه کرد.
اما جدا کردن یکی از دیگری، حتی در مورد یک فکر، مطلقاً غیرممکن است. وقتی به فعالیت عصبی چند بعدی و کل نگر مغز فکر می کنید، نمی توانید نورون ها را از عملکرد آنها جدا کنید. ذهن بارها و بارها به ما می گوید که ذهن به مغز نیاز دارد، که مغز ذهن را می آفریند، و این دو موجودیت اساسا یکی هستند، اما ما از این دو اصطلاح فقط به این دلیل استفاده می کنیم که از دو دیدگاه به این کل نگاه می کنیم.

برای ظهور یک فکر در یک فرد، پیچیده ترین کار مشترک صدها هزار نورون لازم است.

وحدت نامفهوم مغز بیولوژیکی و ذهن بی‌جسم اولین جنبه آن چیزی است که ما آن را پتانسیل عرفانی ذهن می‌نامیم. جنبه دومی که تحقیقات SPECT ما به طور غیرمستقیم به آن اشاره می کند این است که ذهن تجربیات معنوی را به عنوان چیزی واقعی درک می کند. این ویژگی که با توانایی ذهن برای وارد شدن به حالات تغییر یافته آگاهی و اصلاح ارزیابی خود از واقعیت بر این اساس در سطح عصبی مرتبط است، رابطه نزدیک بین زیست شناسی و دین را تعیین می کند. اما قبل از اینکه ماهیت این ارتباط را بررسی کنیم، اجازه دهید در مورد مؤلفه های عاطفی و عصبی زیستی که مغز را اساس ذهن عرفانی می کند صحبت کنیم.

3. معماری مغز. چگونه مغز ذهن را می سازد

نیروهای روح در هر بار تعامل با جهان مخلوق، تصاویر و تشبیهات مخلوق را از خلقت دریافت می کنند و جذب می کنند. بنابراین علم خلقت در روح پدید می آید. مخلوقات نمی توانند بیش از آنچه گفته شد به روح نزدیک شوند و روح تنها از طریق ادراک هدفمند تصاویر به خلقت نزدیک می شود. و تنها از طریق چنین تصویری روح به جهان مخلوق نزدیک می شود، زیرا تصویر آن چیزی است که روح با نیروهای خود می آفریند. روح می خواهد که مثلاً ماهیت یک سنگ، یک اسب، یک انسان را بشناسد. سپس او یک تصویر ایجاد می کند.

Meister Eckhart، Mystiche Schriften، op. نویسنده: اولین آندرهیل، عرفان

مایستر اکهارت عارف قرون وسطایی آلمانی چندین قرن قبل از ظهور علم عصب شناسی می زیست. با این حال، به نظر می رسد که او به طور شهودی یکی از اصول اساسی این رشته را درک کرده است: اینکه آنچه ما به عنوان واقعیت درک می کنیم در واقع تنها تصویری از واقعیت است که توسط مغز ایجاد شده است.
درک فعلی ما از قدرت ادراکی مغز حرف او را تایید می کند. هیچ چیز به عنوان یک کل تمام شده وارد آگاهی نمی شود. هیچ تجربه مستقیم و عینی از واقعیت وجود ندارد.
همه چیزهایی که مغز درک می کند - همه افکار، احساسات، شهودها، خاطرات، بینش ها، خواسته ها و مکاشفه ها - توسط مغز پردازش اطلاعات، از جریان تکانه های عصبی، داده های حسی و عناصر شناختی فردی که در ساختارها و عصبی آن پراکنده شده اند، در کنار هم قرار گرفته اند. مسیرها. .

هیچ چیز به عنوان یک کل تمام شده وارد آگاهی نمی شود. هیچ تجربه مستقیم و عینی از واقعیت وجود ندارد. هر چیزی که مغز درک می‌کند توسط مغز پردازش اطلاعات، از جریان تکانه‌های عصبی، داده‌های حسی و عناصر شناختی فردی، در کنار هم قرار گرفته است.

این تصور که تجربه ما از واقعیت - و این، در عین حال، تمام تجربیات ما - تنها تصویری «ثانویه» از آنچه می‌تواند (یا نمی‌توانست) به طور عینی واقعی باشد، سؤالات عمیقی را در مورد بنیادهای وجودی انسان ایجاد می‌کند. ماهیت عصبی زیستی تجربه معنوی برای مثال، مطالعات ما شامل تمرین‌کنندگان مدیتیشن تبتی و راهبه‌های فرانسیسکن نشان داد که تجربیاتی که به نظر آنها معنوی می‌آمد مستقیماً با افزایش مشاهده‌شده در فعالیت نواحی خاصی از مغز مرتبط است. تقلیل گرایان ممکن است از این نتیجه به این نتیجه برسند: تجربه دینی زاییده تخیل سیستم عصبی است، به طوری که خدا به طور فیزیکی «در ذهن شما» زندگی می کند. اما درک عمیق اینکه چگونه مغز و ذهن واقعیت را کنار هم می‌گذارند و آن را تجربه می‌کنند چیز دیگری را نشان می‌دهد.

اگر خدا وجود داشته باشد و اگر او به شکلی تجسم یافته برای شما ظاهر می شد، نمی توانید حضور او را به گونه ای دیگر جز از طریق تصویر واقعیت که توسط سیستم عصبی شما ایجاد شده است، تجربه کنید.

برای مثال تصور کنید که مغز شما با تصویربرداری بررسی می شود. در حین مطالعه از شما دعوت می شود تا یک تکه بزرگ پای سیب خانگی بخورید. در حالی که شما از طعم آن لذت می برید، محققان در حال دریافت تصویری از فعالیت عصبی در مراکز مختلف پردازش اطلاعات هستند، جایی که ورودی حواس به الگوهای عصبی زیستی خاص مرتبط با تجربه خوردن یک پای خوشمزه تبدیل می شود: مناطق بویایی بوی مطبوع را ثبت می کنند. از سیب و دارچین، نواحی بصری تصویری از قهوه‌ای طلایی فوق‌العاده ایجاد می‌کنند، مراکز لمسی تصویری از چیزی ترد و در عین حال نرم می‌دهند و در همان زمان، منطقه طعم به شما می‌گوید که در حال خوردن چیزی شیرین هستید. احساس طعم غنی SPECT تقریباً همان تصویری را نشان می دهد که در مطالعه بوداییان مدیتیشن و راهبه های نمازگزار مشاهده کردیم و نقاط روشنی را روی مانیتور رایانه خواهیم دید. تجربه خوردن یک پای خوشمزه به معنای واقعی کلمه در مغز شماست، اما این بدان معنا نیست که پای توهمی یا غیر واقعی است.
به همین ترتیب، وقتی متوجه می‌شویم که چه فرآیندهای عصب‌بیولوژیکی پشت یک تجربه معنوی نهفته است، این بدان معنا نیست که این تجربه را غیرواقعی اعلام می‌کنیم. مثلاً اگر خدا وجود داشته باشد، و اگر او به شکلی تجسم یافته برای شما ظاهر شده باشد، شما نمی توانید حضور او را به گونه ای دیگر جز از طریق تصویر واقعیت که توسط سیستم عصبی ایجاد شده است، تجربه کنید. شما به یک تحلیلگر شنوایی برای شنیدن صدای او، یک سیستم بصری برای دیدن چهره او و پردازش شناختی نیاز دارید تا بفهمید که او از این پدیده به شما چه می گوید. و حتی اگر عارفانه با شما صحبت کند، علاوه بر کلمات، به کارکردهای شناختی برای درک معنای آنچه گفته می شود، و هجوم اطلاعات از مراکز عاطفی مغز نیاز دارید تا بتوانید تحسین و هیبت عمیقی را تجربه کنید. در اینجا، با علم اعصاب، همه چیز روشن است: خدا نمی تواند به غیر از مسیرهای عصبی مغز، از راه دیگری وارد سر شما شود.

خدا نمی تواند به عنوان یک مفهوم یا واقعیت در جایی خارج از مغز شما وجود داشته باشد.

بر این اساس، خدا نمی تواند به عنوان یک مفهوم یا واقعیت در جایی خارج از مغز شما وجود داشته باشد. به این معنا، هم تجربه معنوی و هم تجربیات عادی طبیعت مادی به یک شکل - از طریق پردازش اطلاعات در مغز و از طریق کار توانایی های شناختی ذهن - برای مغز به واقعیت تبدیل می شوند. ماهیت نهایی تجارب معنوی هر چه باشد - چه آنها انعکاس یک واقعیت معنوی اصیل باشند یا صرفاً تصاویری که ماهیت صرفاً عصب‌بیولوژیکی دارند - همه رویدادهای مهم مربوط به معنویت انسان در ذهن اتفاق می‌افتد. به عبارت دیگر، ذهن طبق تعریف، ماهیتی عرفانی دارد. نمی‌توانیم با قطعیت بگوییم که چگونه چنین توانایی‌هایی در او پدید آمدند، اما می‌توانیم مبنای عصبی زیستی آنها را پیدا کنیم: برخی از مهمترین ساختارها و عملکردها، در درجه اول سیستم عصبی خودمختار، سیستم لیمبیک و عملکردهای تحلیلی پیچیده مغز.

سیستم های تحریک و مماشات

سیستم های برانگیختگی و آرامش مهمترین بخش سیستم عصبی بدن هستند و فیبرهای آنها به عنوان یک پل عصبی مهم بین مغز و هر قسمت دیگر بدن عمل می کنند. با دریافت اطلاعات از ساختارهای مختلف مغز، سیستم عصبی خودمختار در تنظیم عملکردهای مهمی مانند ضربان قلب، فشار خون، دمای بدن و هضم نقش دارد. در عین حال، از آنجایی که با ساختارهای بالاتر مرتبط است، تأثیر زیادی بر بسیاری از جنبه های دیگر فعالیت مغز، از جمله تولید احساسات و خلق و خوی دارد.
سیستم عصبی خودمختار دارای دو بخش است: سیستم سمپاتیک و پاراسمپاتیک. سیستم عصبی سمپاتیک اساس پاسخ بدنی "جنگ یا گریز" است، که در لحظه ای که نیاز داریم از خود در برابر خطر دفاع کنیم یا فرار کنیم، آدرنالین را افزایش می دهد. این سیستم برانگیختگی نیز با تجربیات مثبت فعال می شود - به همین دلیل، برای مثال، قلب شکارچی با نزدیک شدن به طعمه خود به سرعت شروع به تپیدن می کند. این همچنین زمانی اتفاق می افتد که فرد به شریک جنسی خود نزدیک می شود. در واقع هر موقعیتی که ارتباطی با بقا داشته باشد، سیستم سمپاتیک را فعال می کند. چه یک فرصت بالقوه جدید باشد و چه یک تهدید، واکنش یکسان است - بدن را در حالت آمادگی، هیجان قرار می دهد. در سطح فیزیولوژیکی، این در افزایش ضربان قلب، افزایش فشار خون، افزایش تنفس و افزایش تون عضلانی بیان می شود. در حالت هیجان، بدن سخاوتمندانه انرژی مصرف می کند تا بتواند اقدامی قاطع انجام دهد.
از آنجایی که سیستم سمپاتیک بدن را برای عمل آماده می کند، از آن، از جمله اتصالات آن به مغز و غدد فوق کلیوی، به عنوان سیستم تحریکی یاد می کنیم.
سیستم تحریکی تعادل خاص خود را دارد - سیستم عصبی پاراسمپاتیک. مسئول حفظ انرژی و تعادل هماهنگ در کار عملکردهای اساسی بدن است. خواب را تنظیم می کند، باعث آرامش می شود، هضم را تقویت می کند و رشد سلولی را کنترل می کند. از آنجایی که دارای اثر آرام بخش و تثبیت کننده بر بدن است، از سیستم عصبی پاراسمپاتیک به همراه برخی از ساختارهای مرتبط با آن در قسمت های فوقانی و تحتانی مغز به عنوان سیستم مماشات یاد می کنیم.
به طور کلی، سیستم های تحریک و مماشات بر اساس اصل تضاد عمل می کنند: وقتی فعالیت یکی از آنها افزایش می یابد، فعالیت دیگری کاهش می یابد. این به بدن و مغز اجازه می دهد تا به آرامی کار کنند و به هر موقعیت جدید به طور مناسب پاسخ دهند. فرض کنید، هنگامی که خطر به وجود می آید، سیستم آرام بخش جای خود را به سیستم تحریک می دهد و به آن اجازه می دهد انرژی مصرف کند، که از نظر فیزیولوژیکی بدن را برای عمل آماده می کند. به همین ترتیب، هنگامی که تهدید از بین رفته است، سیستم تحریک به عقب می‌نشیند و سپس تحت تأثیر سیستم مماشات، فشار خون کاهش می‌یابد، تنفس کند می‌شود و بدن شروع به جمع‌آوری ذخایر لازم سوخت و انرژی می‌کند.
این دو نظام، قاعدتاً در جریان انجام امور روزمره، بیش از یک بار قدرت را به یکدیگر واگذار می کنند. با این حال، در برخی موارد، هر دو سیستم به طور همزمان کار می کنند، زمانی که چیزی آنها را مجبور می کند تا حداکثر فعال شوند، و این زمانی مشاهده می شود که حالت های آگاهی جایگزین ایجاد می شود. این حالت‌های غیرعادی تغییر هوشیاری توسط برخی محرک‌های فیزیکی یا ذهنی قوی، مانند رقصیدن، دویدن، یا تمرکز پایدار ایجاد می‌شوند. این حالت ها می توانند آگاهانه با کمک اقدامات ویژه ای که مستقیماً با مذهب مرتبط هستند - تشریفات یا مراقبه ایجاد شوند. این واقعیت که هر دو حالت القایی عمدی و غیرارادی از این نوع بسیار مشابه هستند نشان می دهد که سیستم عصبی خودمختار مستقیماً با توانایی بالقوه مغز برای تجربه تجربیات معنوی مرتبط است.
ما معتقدیم که در واقع، سیستم عصبی خودمختار برای ظهور تجربیات معنوی اساسی است. بسیاری از مطالعات گذشته نشان داده‌اند که تمرین‌هایی مانند یوگای تانتریک یا مدیتیشن ماورایی با تغییرات قابل‌توجهی در ضربان قلب و تنفس، و همچنین سطح فشار خون - که همگی توسط سیستم عصبی خودمختار کنترل می‌شوند، مرتبط هستند.

پاسخ به این سوال که علوم اعصاب چه مطالعاتی را انجام می‌دهد بسیار کوتاه است. نوروبیولوژی شاخه ای از زیست شناسی و علم است که به مطالعه ساختار، عملکرد و فیزیولوژی مغز می پردازد. نام این علم می گوید که اهداف اصلی مطالعه سلول های عصبی هستند - نورون هایی که کل سیستم عصبی را تشکیل می دهند.

• مغز علاوه بر نورون ها از چه چیزی ساخته شده است؟
• تاریخچه توسعه علوم اعصاب
• روشهای تحقیق عصبی زیستی

مغز علاوه بر نورون ها از چه چیزی ساخته شده است؟

در ساختار سیستم عصبی، علاوه بر خود نورون ها، گلیاهای سلولی مختلفی نیز نقش دارند که بیشترین حجم مغز و سایر قسمت های سیستم عصبی را تشکیل می دهند. گلیا برای خدمت و تعامل نزدیک با نورون ها طراحی شده است و عملکرد طبیعی و فعالیت حیاتی آنها را تضمین می کند. بنابراین، نوروبیولوژی مدرن مغز نیز نوروگلیا و عملکردهای مختلف آن را برای تامین نورون ها مطالعه می کند.

تاریخچه توسعه علوم اعصاب

تاریخ مدرن توسعه نوروبیولوژی به عنوان یک علم با زنجیره ای از اکتشافات در اواخر قرن 19 و 20 آغاز شد:

1. نمایندگان و حامیان جی.پی. مولر از مکتب فیزیولوژی آلمان (G. von Helmholtz، K. Ludwig، L. Hermann، E. Dubois-Reymond، J. Bernstein، K. Bernard، و غیره) قادر به اثبات ماهیت الکتریکی سیگنال های ارسال شده توسط رشته های عصبی.
2. یو. برنشتین در سال 1902 یک نظریه غشایی را ارائه کرد که برانگیختگی بافت عصبی را توصیف می کرد، جایی که نقش تعیین کننده ای به یون های پتاسیم داده شد.
3. E. Overton معاصر او در همان سال کشف کرد که سدیم برای ایجاد تحریک در عصب ضروری است. اما معاصران از آثار اورتون قدردانی نکردند.
4. K. Bernard و E. Dubois-Reymond پیشنهاد کردند که سیگنال های مغز از طریق مواد شیمیایی منتقل می شود.
5. دانشمند روسی V.Yu. او همچنین به طور تجربی تأیید کرد که جریان الکتریکی یک اثر فیزیکی و شیمیایی تحریک‌کننده دارد.
6. در منشا الکتروانسفالوگرافی V.V. پراودیچ-نمینسکی که در سال 1913 توانست برای اولین بار از سطح جمجمه یک سگ فعالیت الکتریکی مغز آن را ثبت کند. و اولین ضبط الکتروانسفالوگرام انسانی در سال 1928 توسط روانپزشک اتریشی G. Berger انجام شد.
7. در مطالعات E. Huxley، A. Hodgkin و K. Cole، مکانیسم های تحریک پذیری نورون ها در سطح سلولی و مولکولی آشکار شد. اولین مورد در سال 1939 توانست اندازه گیری کند که چگونه تحریک غشای آکسون های ماهی مرکب غول پیکر باعث تغییر رسانایی یونی آن می شود.
8. در دهه 60 در موسسه فیزیولوژی آکادمی علوم SSR اوکراین تحت رهبری ac. P. Kostyuk اولین کسانی بودند که جریان های یونی را در لحظه تحریک غشای نورون های مهره داران و بی مهرگان ثبت کردند.

سپس تاریخچه توسعه نوروبیولوژی با کشف بسیاری از مؤلفه های دخیل در فرآیند سیگنال دهی داخل سلولی تکمیل شد:

• فسفاتازها؛
• کینازها
• آنزیم های دخیل در سنتز پیام رسان های دوم؛
• پروتئین های G متعدد و دیگران.

در کار E. Neer و B. Sakman، مطالعات کانال‌های یونی منفرد در رشته‌های عضلانی قورباغه که توسط استیل کولین فعال می‌شوند، شرح داده شد. توسعه بیشتر روش های تحقیق امکان مطالعه فعالیت کانال های یونی مختلف موجود در غشای سلولی را فراهم کرد. در 20 سال گذشته، روش‌های زیست‌شناسی مولکولی به طور گسترده در مبانی نوروبیولوژی معرفی شده‌اند که درک این موضوع را ممکن می‌سازد. ساختار شیمیاییپروتئین های مختلف درگیر در فرآیندهای سیگنال دهی درون سلولی و بین سلولی. با کمک میکروسکوپ نوری الکترونیکی و پیشرفته و همچنین فناوری های لیزری، مطالعه اصول فیزیولوژی سلول های عصبی و اندامک ها در سطوح ماکرو و خرد امکان پذیر شد.

ویدئویی در مورد علوم اعصاب - علم مغز:

روشهای تحقیق عصبی زیستی

روش های تحقیق نظری در نوروبیولوژی مغز انسان عمدتاً مبتنی بر مطالعه CNS حیوانات است. مغز انسان محصول یک تکامل کلی طولانی مدت زندگی در این سیاره است که از دوره آرکئن آغاز شد و تا امروز ادامه دارد. طبیعت انواع بی شماری از سیستم عصبی مرکزی و عناصر تشکیل دهنده آن را پشت سر گذاشته است. بنابراین، مشاهده شد که نورون‌های دارای فرآیندها و فرآیندهایی که در آنها در انسان اتفاق می‌افتد دقیقاً مانند حیوانات اولیه (ماهی، بندپایان، خزندگان، دوزیستان و غیره) باقی مانده است.

در توسعه نوروبیولوژی در سال های اخیر، بخش های درون حیاتی مغز خوکچه هندی و موش های تازه متولد شده به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد. بافت عصبی کشت مصنوعی اغلب استفاده می شود.

روش های مدرن علوم اعصاب چه چیزی را می توانند نشان دهند؟ اول از همه، اینها مکانیسم های عملکرد نورون های فردی و فرآیندهای آنها هستند. برای ثبت فعالیت بیوالکتریکی فرآیندها یا خود نورون ها، از تکنیک های ویژه فناوری میکروالکترود استفاده می شود. بسته به وظایف و موضوعات تحقیق، ممکن است متفاوت به نظر برسد.

دو نوع میکروالکترود بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد: شیشه و فلز. برای دومی، سیم تنگستن با ضخامت 0.3 تا 1 میلی متر اغلب گرفته می شود. برای ثبت فعالیت یک نورون منفرد، یک میکروالکترود در یک دستکاری کننده قرار داده می شود که قادر است آن را با دقت بسیار زیادی در مغز حیوان حرکت دهد. دستکاری کننده می تواند به طور جداگانه کار کند یا بسته به کارهایی که حل می شود به جمجمه جسم متصل شود. در مورد دوم، دستگاه باید مینیاتوری باشد، به همین دلیل به آن میکرومانیپولاتور می گویند.

فعالیت بیوالکتریکی ثبت شده به شعاع نوک میکروالکترود بستگی دارد. اگر این قطر از 5 میکرون تجاوز نکند، اگر در این حالت نوک الکترود حدود 100 میکرون به سلول عصبی مورد مطالعه نزدیک شود، ثبت پتانسیل یک نورون منفرد ممکن می شود. اگر قطر نوک میکروالکترود دو برابر باشد، فعالیت همزمان ده ها یا حتی صدها نورون ثبت می شود. همچنین میکروالکترودهای ساخته شده از مویرگ های شیشه ای، که قطر آنها بین 1 تا 3 میلی متر است، گسترده است.

چه چیزهای جالبی در مورد عصب شناسی می دانید؟ نظر شما در مورد این علم چیست؟ در نظرات در مورد آن به ما بگویید.

علم مغز یکی است. این شامل نه تنها فیزیولوژی، بلکه عملاً همه رشته‌های بیولوژیکی و تعدادی از رشته‌های پزشکی، فیزیک با دستاوردهای فنی آن، شیمی با امکانات آن برای سنتز داروهای جدید، ریاضیات و علوم کامپیوتر است، زیرا زمان آن فرا رسیده است که سعی کنیم مجموعه عظیمی را نظام‌مند کنیم. از داده های انباشته شده و حداقل در اولین تقریب، نظریه اطلاعات مغز را بسازید. و البته این علم شامل روانشناسی و فلسفه می شود.

یکی از اولین کسانی که شروع به ساختن پلی از فیزیولوژی به روانشناسی کردند، دانشمندان بزرگ ما ایوان سچنوف و ایوان پاولوف بودند که انگیزه قدرتمندی به توسعه مکتب فیزیولوژی روسیه دادند. خوشبختانه او زنده ماند. دستاوردها علم مدرندر مورد مغز شگفت انگیز هستند. آنها اکنون پروژه های بزرگ ملی را با هدف سلامت انسان و ایجاد پروژه های جدید زنده می کنند فناوری اطلاعات(ایالات متحده و چین در حال حاضر شروع به اجرای آنها کرده اند). روسیه باید این چالش زمان را بپذیرد. ما پتانسیل علمی این کار را داریم. تنها چیزی که نیاز دارید پشتیبانی قوی است. چه زمینه هایی از تحقیقات علوم اعصاب برای ما مهم است؟ به نظر من حداقل شش جهت فعلی در مطالعه مغز وجود دارد.

یک کانال یونی یک پروتئین غشایی است که در یک غشای بیولوژیکی وارد می شود - یک "تراشه" مولکولی کلیدی یک سلول زنده.

تکامل و توسعه فردی

درک ماهیت مغز انسان با توانایی های ذهنی بالاتر بدون درک ماهیت فرآیند تکامل غیرممکن است. اتفاقاً اصطلاح "فیزیولوژی تکاملی" در سال 1914 توسط جانورشناس الکسی سورتسف (آکادمیک از سال 1920) پیشنهاد شد. و شکل‌گیری این جهت علمی بنیادی با علم داخلی، با نام‌های فیزیولوژیست‌ها، آکادمیسین لئون اوربلی و عضو مسئول آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، خاچاتور کوشتیانتز مرتبط است. در سال 1956، اوربلی مؤسسه فیزیولوژی تکاملی و بیوشیمی را در لنینگراد ایجاد کرد و نام ایوان سچنوف را به آن اختصاص داد. برای بیش از نیم قرن، تحقیقات فعالی در اینجا در زمینه فیزیولوژی تکاملی انجام شده است. در عین حال مورد توجه قرار می گیرد سطوح مختلفپیچیدگی سیستم های زنده بنابراین، طبق ایده ای که توسط آکادمیسین یوری ناتوچین و عضو مسئول آکادمی علوم روسیه نیکولای وسلکین ایجاد شد، سیستم تنظیم شیمیایی و سیگنال دهی که در مراحل اولیه فرآیند تکامل در موجودات تک سلولی اولیه پدید آمد، معلوم شد در زمان ظهور موجودات چند سلولی، تا پستانداران و انسان ها، تقاضا می شود. در همان زمان، آن را به یک سیستم هورمونی و تخصصی نورواندوکرین تکامل یافت. دومی هموستاز را حفظ می کند، تنظیم می کند توابع ضروریمغزی و احشایی (مربوط به اعضای داخلی) سیستم های.

مطالعه مکانیسم آنتوژنز موضوعی ترین جهت در علم مغز مدرن است. آکادمیسین میخائیل اوگریوموف با موفقیت با این مشکل در مؤسسه زیست شناسی رشد مقابله می کند. N. K. Koltsova از آکادمی علوم روسیه (مسکو) که به طور فعال با عصب شناسان فرانسوی همکاری می کند.

تکامل آگاهی یکی دیگر از حوزه های مرتبط و هیجان انگیز علوم اعصاب مدرن است. اگر حیوانات "آگاهی اولیه" دارند، پس مردم - عمدتاً به دلیل وجود زبان - بالاترین شکل آن است. به همین دلیل است که ماهیت آگاهی انسان بدون آگاهی از مبانی ژنتیکی و تکامل تکاملی زبان قابل درک نیست. این پرسش که چگونه و چه زمانی زبان به وجود آمد همچنان باز است. دو احتمال مورد بحث قرار می گیرد: یا او محصول یک "انفجار ژنتیکی" است یا نتیجه یک انتخاب تدریجی و طبیعی جهش های کوچک. فارغ از پاسخ، کارشناسان درخت تکاملی راسته نخستی ها، خانواده انسان سانان، جنس هموقدمت sapiens به شرح زیر است: زیر لایه عصبی آناتومیک زبان در هومو ارکتوس حدود 2 میلیون سال پیش پدید آمد. زبان اولیه در هومو هابیلیس حدود 1 میلیون سال پیش ظاهر شد. در نهایت، یک زبان کاملاً شکل گرفته در هومو ساپینس به حدود 75 هزار سال پیش بازمی‌گردد. جالب ترین تحقیقات عصبی زبانی در تقاطع فیزیولوژی و زبان شناسی به طور فعال در دانشگاه سن پترزبورگ توسط دکتر زیست شناسی و دکترای فیلولوژی تاتیانا چرنیگوفسکایا انجام می شود.

فیزیولوژی مولکولی

مغز بالغ حاوی حدود 100 میلیارد سلول عصبی و حدود 100 تریلیون اتصال بین آنها است که سیناپس نامیده می شود. هنگام صحبت در مورد پردازش اطلاعات در مغز، در مورد "شبکه های عصبی"، باید در نظر داشت که "شبکه ها" یک مفهوم صرفا اطلاعاتی هستند. در واقع، سیستم عصبی آنطور که قبلاً تصور می شد به هیچ وجه یک شبکه نیست، بلکه 100 میلیارد سلول منفرد در تماس با یکدیگر هستند.

انتقال اطلاعات بین آنها با استفاده از سیگنال های الکتریکی و شیمیایی انجام می شود. یکی از وظایف کلیدی فیزیولوژی مولکولی درک دقیق چگونگی سیگنال الکتریکی است (البته در مورد جریان الکتریکی صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد جریان های یونی صحبت می کنیم - برای مثال یون های دارای بار مثبت پتاسیم، سدیم، کلسیم و یون های دارای بار منفی. ، کلر) در طول فرآیندهای طولانی (آکسون) و کوتاه (دندریت) سلول عصبی و نحوه انتقال شیمیایی آن در نقطه تماس (در سیناپس) منتشر می شود.

حامل های انتقال شیمیایی (انتقال دهنده های عصبی یا انتقال دهنده های عصبی) ترکیبات کم مولکولی هستند - استیل کولین، گلوتامات، دوپامین و تعدادی دیگر.

"پایه عنصری" یک سلول عصبی شامل به اصطلاح "پروتئین های غشایی" است که گویی در غشای بیولوژیکی "قرار داده شده است". از بین این پروتئین‌های ساخته شده در غشاء، اجازه دهید روی کانال‌های یونی (که از طریق آنها یون‌های دارای بار مثبت یا منفی - کاتیون‌ها یا آنیون‌ها به طور انتخابی منتقل می‌شوند) و روی گیرنده‌ها - پروتئین‌های غشایی که مولکول‌های انتقال‌دهنده عصبی روی آن‌ها «نشسته» و با آنها تعامل می‌کنند، بمانیم. ترکیب گیرنده های پروتئینی شامل هر دو بخش گیرنده است که مولکول انتقال دهنده عصبی را "شناسایی" می کند و بخش کانال - یون ها از طریق آن منتقل می شوند. کانال های یونی "کلاسیک" دارای دروازه هستند، به عنوان مثال. با تغییر ولتاژ الکتریکی در غشا باز و بسته می شود. این کانال های یونی هستند که انتشار یک سیگنال الکتریکی (تکانه عصبی) را در طول فرآیندهای سلول های عصبی تضمین می کنند. اطلاعاتی که از نورون ها به نورون ها منتقل می شود توسط دنباله ای از این تکانه ها رمزگذاری می شود. اساساً، توالی تکانه ها «زبان» اطلاعاتی مغز است.

ترکیب خانواده بزرگی از گیرنده های پروتئینی شامل به اصطلاح پروتئین های G یا پروتئین های سیگنال است، زیرا آنها به عنوان واسطه های جهانی در انتقال درون سلولی نور، سیگنال های شیمیایی (طعم، بو)، عصبی، سیگنال های هورمونی به سایر پروتئین های مسئول عمل می کنند. برای یک یا آن عملکرد خاص یک سلول زنده. از میان «فوق‌خانواده» گیرنده‌های اتصال به پروتئین G، پروتئین بصری حساس به نور رودوپسین بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختار اولیه آن (توالی اسید آمینه) در اوایل دهه 1980 توسط آکادمیسین یوری اووچینیکوف و همکارانش در مؤسسه شیمی بیورگانیک مسکو، آکادمی علوم روسیه ایجاد شد، که اکنون به نام M. M. Shemyakin و Yu. A. Ovchinnikov نامگذاری شده است.

یکی از وظایف فوری فیزیولوژی مولکولی امروزه شرح مفصلی از ساختار سه بعدی کانال ها و گیرنده ها، درک پیچیدگی های تعامل آنها با سایر پروتئین ها است. بدیهی است که تنها دانش بنیادی از "پایه عنصری" سلول، درک ماهیت اختلالات آن را ممکن می سازد. به سادگی هیچ راه دیگری برای کشف علل زمینه ای بیماری ها و درمان موفقیت آمیز آنها و همچنین ایجاد داروهای جدید از جمله داروهای عصبی و روانگردان وجود ندارد.

برای پیشرفت های برجسته در مطالعه ساختار و عملکرد کانال های یونی و پروتئین های گیرنده در دهه های گذشته، بیش از یک جایزه نوبل. تعداد کمی از مدارس علمی، آزمایشگاه ها و گروه ها با موفقیت در این زمینه فعالیت می کنند. بنابراین، آکادمیک پلاتون کوستیوک سهم بزرگی در مطالعه کانال های یونی داشت. شاگردان او را اکنون می توان در روسیه، اوکراین و در بسیاری از کشورهای دیگر یافت. یکی از برجسته ترین نمایندگان این مکتب، اولگ کریشتال، عضو مسئول آکادمی علوم روسیه و آکادمی آکادمی ملی علوم اوکراین است. کار او، از جمله در مورد کانال های یونی حساس به پروتون که او کشف کرد، در معتبرترین مجلات علمی منتشر شده است. مدرسه علمی دکترای علوم پزشکی بوریس خودوروف (موسسه آسیب شناسی عمومی و پاتوفیزیولوژی آکادمی علوم پزشکی روسیه) که آثارش در مورد کانال های یونی و تحریک پذیری سلول های عصبی کلاسیک شده است، به طور گسترده ای شناخته شده است. تحقیقات بالاترین کلاس در این زمینه فیزیولوژی مولکولی توسط عضو مسئول آکادمی علوم روسیه گالینا موژائوا و همکارانش در موسسه سیتولوژی آکادمی علوم روسیه (سن پترزبورگ) انجام می شود.

یک جهت استثنایی مهم مطالعه سیستم های مدل است، به عنوان مثال. غشاهای مصنوعی و کانال های یونی "وارد شده" در آنها. عضو مسئول آکادمی علوم روسیه یوری چیزمادژف و دانشجویانش در موسسه شیمی فیزیک و الکتروشیمی به نام I.I. A. N. Frumkin RAS (مسکو).

اکنون کمی بیشتر در مورد گیرنده های سیناپسی که مولکول های انتقال دهنده عصبی را "تشخیص" می کنند و با آنها تعامل می کنند. حدود 100 تریلیون تماس سیناپسی در مغز وجود دارد. اما سیناپس فقط یک تماس نیست، بلکه پیچیده ترین "ماشین آلات" مولکولی است. این شامل تمام فرآیندهایی است که منجر به انواع اصلی فعالیت مغز می شود: ادراک، حرکت، یادگیری، رفتار و حافظه. سیناپس چنان ساختار مهمی است که مطالعه آن منجر به ایجاد یک حوزه مجزا از علوم اعصاب - سیناپتولوژی شده است که در آن دانشمندان روسی جایگاه شایسته ای را اشغال می کنند.

در سال 1946، خاچاتور کوشتیانتز و تیگران تورپاف (آکادمیک از سال 1992) مقاله‌ای پیشگام در مجله نیچر منتشر کردند، جایی که آنها برای اولین بار نتایجی را ارائه کردند که ماهیت پروتئینی گیرنده سیناپسی را برای انتقال دهنده عصبی استیل کولین نشان می‌داد. در دهه 60 - اوایل دهه 80 قرن بیستم. کار در سطح جهانی بر روی سیناپس های نخاع و تکامل انتقال سیناپسی توسط عضو مسئول آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، الکساندر شاپوالوف از موسسه فیزیولوژی تکاملی و بیوشیمی انجام شد. I. M. Sechenov.

و اخیراً، کارمندان همان مؤسسه - عضو مسئول آکادمی علوم روسیه لو ماگازانیک و دانشجوی او دنیس تیخونوف، دکترای علوم زیستی - مقاله ای در مورد تکامل گیرنده های گلوتامات - مهمترین کلاس گیرنده های پروتئین در مرکز سیستم عصبی و مغز.

گلوتامات یک انتقال دهنده عصبی تحریکی کلیدی است، و گیرنده آن، همانطور که مشخص شد، یکی از قدیمی ترین است: پیش سازهای آن حتی در گیاهان و پروکاریوت ها (جانداران غیر هسته ای تک سلولی اولیه) یافت می شود. دانش سازمان فضایی و فیزیولوژی مولکولی این گیرنده ها به آزمایشگاه Magazanik اجازه می دهد تا یک جستجوی هدفمند و معنادار برای داروهای عصبی و روانگردان جدید انجام دهد. برخی از آنها در حال حاضر روی حیوانات آزمایش می شوند.

نمونه دیگری از پیشرفت در درک تکامل، ساختار و عملکرد گیرنده پروتئین، مطالعه گیرنده استیل کولین است. مانند گلوتامات، استیل کولین نیز یک انتقال دهنده عصبی کلیدی است. تحقیقات اولویت‌دار در این حوزه "گرم" سیناپتولوژی توسط اعضای مسئول آکادمی علوم روسیه ویکتور تستلین و اوگنی گریشین در موسسه شیمی بیورگانیک انجام می‌شود. M. M. Shemyakin و Yu. A. Ovchinnikov.

اورجینال و در عین حال جهت سنتیسیناپتولوژی - مطالعه سیناپس بین سلول های عصبی و عضلانی. این با موفقیت توسط عضو مسئول RAS Evgeny Nikolsky و عضو مسئول RAMS آندری زفیروف (موسسه بیوشیمی و بیوفیزیک کازان RAS و دانشگاه پزشکی دولتی کازان) توسعه یافته است.

تکرار می کنم: سیناپس پیچیده ترین "ماشین آلات" مولکولی است. در نقض آن نهفته است علل عصبی و اختلالات روانی; عصب‌شناسی و روان‌پزشکی حال و آینده با سیناپس مرتبط است.

فیزیولوژی سیستم های حسی

در کشور ما، این به طور سنتی یکی از مناطق قوی است. در خاستگاه آن آکادمیک فیزیولوژیست لئون اوربلی و فیزیکدان سرگئی واویلف بودند. این آنها بودند که در دهه 1930 انگیزه قدرتمندی را برای تحقیقات، ابتدا در زمینه فیزیولوژی بینایی، که خودشان درگیر آن بودند، و سپس شنوایی و سایر روش های حسی فراهم کردند. سه مرحله اصلی در عملکرد هر سیستم حسی وجود دارد. اولین مورد پذیرش است، یعنی. درک و تبدیل انرژی تأثیر خارجی - نور (بینایی)، مکانیکی (لمس، شنوایی) یا شیمیایی (طعم، بو) به یک سیگنال فیزیولوژیکی. دوم انتقال سیگنال و پردازش اطلاعات در تمام سطوح سیستم حسی است: از گیرنده گرفته تا بخش های تخصصی زیر قشری و قشری مغز. سوم شکل گیری در قشر مغز یک تصویر ذهنی از جهان خارجی عینی است. هر مرحله موضوع تحقیق متخصصان در زمینه های مختلف دانش است.

دریافت نور حسی با موفقیت در چندین آزمایشگاه از جمله دکترای علوم زیستی ویکتور گوواردوفسکی در موسسه فیزیولوژی تکاملی و بیوشیمی مورد مطالعه قرار گرفته است. I. M. Sechenov از آکادمی علوم روسیه، اولگ Sineshchekov و Pavel Filippov در دانشگاه دولتی مسکو. M. V. Lomonosov نویسنده این مقاله در موسسه فیزیک بیوشیمیایی. N. M. Emanuel RAS. کار بر روی دریافت طعم با موفقیت در آزمایشگاه استانیسلاو کولسنیکوف در موسسه بیوفیزیک سلولی آکادمی علوم روسیه در پوشچینو انجام می شود. به عنوان مثال، نتایج مطالعه واکنش‌های فتوشیمیایی اولیه در مولکول پروتئین بصری حساس به نور رودوپسین ممکن است برای ایجاد دستگاه‌هایی با سرعت بالا برای پردازش اطلاعات امیدوارکننده باشد. واقعیت این است که این واکنش فتوشیمیایی در رودوپسین در زمان بسیار کوتاه - 100 - 200 fs (1 فمتوثانیه - 10 - 15 ثانیه) انجام می شود. اخیراً در کار مشترک آزمایشگاه های دکترای علوم فیزیک و ریاضی اولگ سارکیسوف در موسسه فیزیک شیمی. N. N. Semenov RAS، آکادمیک Mikhail Kirpichnikov در موسسه شیمی بیورگانیک. M. M. Shemyakin و Yu. A. Ovchinnikov از آکادمی علوم روسیه و نویسنده این مقاله نشان دادند که این واکنش نه تنها فوق سریع، بلکه برگشت پذیر نیز هست. این بدان معناست که در تصویر و شباهت رودوپسین، می توان یک "فتوسوئیچ" یا "فتوچیپ" مولکولی ایجاد کرد که در مقیاس های زمانی فمتو و پیکوثانیه عمل می کند.

انتقال و پردازش اطلاعات حسی، شناخت و شکل گیری تصویر ذهنی از دنیای بیرون، ارزیابی اهمیت بیولوژیکی و معنایی آن یک حوزه به سرعت در حال توسعه از فیزیولوژی حسی است. در این زمینه، ما یک آزمایشگاه پربار در انستیتوی فعالیت های عصبی عالی و فیزیولوژی عصبی آکادمی علوم روسیه داریم که تا ابتدای سال 2010 توسط آکادمیسین ایگور شولف مدیریت می شد و همچنین آزمایشگاه های دکترای علوم پزشکی یوری شلپین. ، عضو مسئول آکادمی علوم روسیه یاکوف آلتمن در موسسه فیزیولوژی. IP Pavlov RAS (سن پترزبورگ)، دکترای علوم زیستی الکساندر سوپین در موسسه اکولوژی و تکامل. A. N. Severtsov RAS (مسکو).

فیزیولوژی حرکت

سخنان سچنوف مبنی بر اینکه "همه تظاهرات بیرونی فعالیت مغز را می توان به حرکت ماهیچه ای کاهش داد" حتی امروز نیز صادق است. فیزیولوژی حرکت مدرن حوزه مورد علاقه فیزیولوژیست ها، ریاضیدانان و متخصصان در زمینه تئوری کنترل است.

نقش کلیدی در سازماندهی رفتار حرکتی توسط بازخورد ایفا می شود که ارزیابی پیشرفت عملکرد و نتیجه حرکت و در صورت لزوم اصلاح آنها را ممکن می سازد. فیزیولوژیست های برجسته ما نیکلای برنشتین، عضو مسئول آکادمی علوم پزشکی اتحاد جماهیر شوروی، و آکادمیک پیوتر آنوخین اولین کسانی بودند که این را در دهه 1930-1940 دریافتند. مطالعات بعدی که در دهه 1960 توسط فیزیولوژیست آکادمیک ویکتور گورفینکل و ریاضیدان اسرائیل گلفاند انجام شد، همراه با دانش آموزانشان، به آثار کلاسیک تبدیل شدند. نتایج به‌دست‌آمده پایه‌ای برای ایجاد یک ربات راه‌رو، روش‌های جدید برای توانبخشی بیماران مبتلا به آسیب نخاعی شد. کار گریگوری اورلوفسکی، فدور سورین و مارک شیک، کارمندان مؤسسه مشکلات انتقال اطلاعات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، منتشر شده در سال 1967، که در آن مولد ستون فقرات حرکات پله ای برای اولین بار شرح داده شد، نیز به یک کلاسیک تبدیل شد.

اخیراً، دکتر علوم زیستی یوری گراسیمنکو از آزمایشگاه فیزیولوژی حرکتی موسسه فیزیولوژی به نام. موسسه I.P. Pavlov آکادمی علوم روسیه همراه با فیزیولوژیست های آمریکایی نشان داد که تحریک الکتریکی نخاع در ترکیب با عملکرد دارویی باعث ایجاد حرکات گام به گام هماهنگ در موش ها می شود. راه رفتن، با پشتیبانی از وزن کامل بدن (این نتایج در Neurobiological منتشر شده است مجله علمی"Nature Neuroscience" در سال 2009)

موفقیت آزمایش‌های حیوانی هزاران بیمار فلج نخاعی را برای حداقل توانبخشی نسبی امیدوار می‌کند.

فیزیولوژی حرکت همچنان موضوع مطالعه فعال ما است.

فیزیولوژی سیستم حرکتی مهمترین مؤلفه فیزیولوژی گرانشی است که دانشمندان ما سهم فوق العاده زیادی در آن داشته اند. مطالعات در شرایط بی وزنی امکان تعیین نقش سیستم های مغزی، عمدتاً سیستم های حسی، در حصول اطمینان از رفتار حرکتی طبیعی را فراهم آورد. آزمایشگاه عضو مسئول آکادمی علوم روسیه اینسا کوزلوفسکایا در موسسه مشکلات زیست پزشکی آکادمی علوم روسیه به طور فعال در این راستا کار می کند.

شناخت مکانیسم های فیزیولوژیکی حرکت اساس عصب شناسی است و در این زمینه مهم پزشکی و فیزیولوژیکی، آزمایشگاه دکتر مارات یوفه در موسسه فعالیت های عصبی عالی و نوروفیزیولوژی آکادمی علوم روسیه با موفقیت کار می کند. زمان.

مبانی فیزیولوژیکی عملکردهای ذهنی

این مسیر یکی از هیجان انگیزترین، به سرعت در حال توسعه و، شاید بتوان گفت، انقلابی است. در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه حاصل شده است و شاید مهم‌تر از آن، سؤالات جدیدی مطرح شده است که هنوز باید پاسخ داده شود. پل پرتاب شده توسط ایوان سچنوف و ایوان پاولوف از فیزیولوژی به روانشناسی در حال تبدیل شدن به مسیر کلی علوم اعصاب مدرن است. نکته اصلی در اینجا از نظر مکانیسم های فیزیولوژیکی چیست؟ این واقعیت که هم سیناپس ها و هم ژن ها در آنها دخیل هستند، هم فعل و انفعالات بین سلولی و هم «ماشین» درون سلولی. در این رابطه، نمی‌توان رامون ای کاخال، بافت‌شناس بزرگ اسپانیایی را به یاد آورد. در سال 1894، او این ایده را بیان کرد که یادگیری مبتنی بر افزایش کارایی سیناپس است (اکنون این با استفاده از نازک ایجاد شده است. روش های مدرن). علاوه بر این، فعال سازی مکرر منجر به کارایی بیشتر می شود.

مطالعه الکتروفیزیولوژیک مکانیسم های یادگیری و حافظه از اهمیت استثنایی برخوردار است. در کشور ما با موفقیت در حال توسعه است، به عنوان مثال، در آزمایشگاه ولادیمیر اسکربیتسکی، عضو مسئول آکادمی علوم روسیه و آکادمی علوم پزشکی روسیه (مرکز علمی نورولوژی آکادمی علوم پزشکی روسیه): داروها در حال تولید هستند. در اینجا توسعه یافته است که حافظه را بهبود می بخشد، اختلال در بیماری های مغزی یا ضعیف شدن به دلیل افزایش سن.

از دهه 1970، پیشرفت در مطالعه مکانیسم های سلولی و مولکولی حافظه تا حد زیادی با مطالعه سیستم عصبی ساده بی مهرگان مرتبط بوده است. اولاً، آنها یک شی مناسب برای انواع مختلف آزمایش هستند و ثانیاً از نظر تکامل و فیزیولوژی تطبیقی ​​بسیار جالب هستند. یکی از اولین کسانی که در دهه 1960 تا 1970 انتقال سیناپسی و تنوع انتقال دهنده های عصبی در نرم تنان را به تفصیل مورد مطالعه قرار داد، دیمیتری ساخاروف، دکترای علوم زیستی، در مؤسسه زیست شناسی تکاملی به نام این موسسه بود. N. K. Koltsova RAS. از جمله تیم های علمی پیشرو که مکانیسم های یادگیری، حافظه و رفتار را در بی مهرگان مطالعه می کنند، آزمایشگاه دکترای زیست شناسی پاول بالابان در موسسه فعالیت های عصبی عالی و فیزیولوژی عصبی آکادمی علوم روسیه است. او و همکارانش با استفاده از روش‌های نوین الکتروفیزیولوژیکی و نوری برای ثبت فعالیت نورون‌های حلزونی، سازماندهی شبکه‌های عصبی را به زبان ساده توصیف کردند. سیستم های عصبی. برای ساخت یک نظریه اطلاعات آینده مغز، انباشت داده های تجربی از این نوع ارزش استثنایی دارد.

هم سیناپس ها و هم «ماشین» درون سلولی در مکانیسم های یادگیری و حافظه نقش دارند. حافظه کوتاه مدت (دقیقه - ده ها دقیقه) به تغییرات ساختاری در مولکول های پروتئینی ساختارهای سیناپسی بستگی دارد، در حالی که حافظه بلند مدت (روزها و سال ها) به دلیل بیان ژن، سنتز پروتئین های جدید، مولکول های RNA و ظهور سیناپس های جدید سوال این است که کدام ژن ها در حین یادگیری فعال می شوند و دقیقا در سلول های عصبی چه می کنند؟ در این راستا، آزمایشگاه عضو متناظر آکادمی علوم روسیه و آکادمی علوم پزشکی روسیه کنستانتین آنوخین با موفقیت در این راستا در موسسه فیزیولوژی طبیعی کار می کند. P. K. Anokhin RAMS (مسکو).

پیشرفت های چشمگیری در درک بومی سازی صورت گرفته است انواع مختلفحافظه از طریق تکنیک های جدید تصویربرداری مغز اول از همه، ما در مورد تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی صحبت می کنیم، اگرچه در کشور ما هنوز عمدتاً در کلینیک استفاده می شود. همانطور که برای توموگرافی گسیل پوزیترون، آن را با موفقیت برای تحقیقات بنیادی توسط عضو مسئول آکادمی علوم روسیه سواتوسلاو مدودف و کارکنان او در موسسه مغز انسان استفاده می شود. N. P. Bekhtereva RAS (سن پترزبورگ).

با استفاده از این روش ها، نشان داده شد که حافظه همانطور که قبلا تصور می شد به طور پراکنده در سراسر مغز توزیع نمی شود، بلکه در قسمت های خاصی از آن موضعی می شود. این یک نتیجه گیری اساسی برای فیزیولوژی (عصب و فیزیولوژی روانی) و پزشکی (عصب شناسی، جراحی مغز و اعصاب، روانپزشکی) است.

اکنون در مورد آگاهی - مشکلی در محل اتصال حداقل سه علم - فیزیولوژی، روانشناسی و فلسفه. نکته اصلی اینجا چیست؟ آگاهی از مهمترین موقعیت که بر اساس آن آگاهی یک فرآیند، یک عمل است و نه «چیزی» که به طور منفعلانه در مغز نهفته است. اکنون هیچ کس نمی تواند تعریف مختصر و روشنی از آگاهی ارائه دهد. فرضیه های زیادی در مورد مکانیسم های آن مطرح شده است. یکی از آنها در دهه 1980 - 1990 توسط الکسی ایوانیتسکی، عضو مسئول آکادمی علوم روسیه (موسسه فعالیت های عصبی عالی و فیزیولوژی عصبی، آکادمی علوم روسیه) پیشنهاد شد. ماهیت آن این است عامل ضروریآگاهی - تصویر ذهنی از دنیای بیرونی - در قشر پیش بینی مغز در نتیجه سنتز اطلاعات حسی که از خارج با اطلاعات موجود در حافظه می آید، ایجاد می شود. مقایسه جریان اطلاعات جدید، ورودی و ذخیره شده یک لحظه کلیدی در "جریان آگاهی" است. سنتز در نتیجه حرکت دایره ای تکانه های عصبی اتفاق می افتد. ایده های مشابه کمی بعد توسط دانشمندان دیگر، از جمله برنده جایزه نوبل در سال 1972 جرالد ادلمن (ایالات متحده آمریکا) توسعه یافت.

در خاتمه این بخش باید تاکید کرد که مشکل «آگاهی و مغز» مستلزم ترکیب علم طبیعی و دانش بشردوستانه است.

نورو انفورماتیک

بدیهی است که سیاست علمی کشورهای توسعه یافته در نیمه اول قرن بیست و یکم. بر مطالعه مغز و عملکردهای بالاتر آن تمرکز خواهد کرد. مهمترین نقش در حل این مشکلات متعلق به نورو انفورماتیک است. ریاضیات و محاسبات در نورو انفورماتیک جدا از علوم اعصاب غیرقابل تصور است.

بستر مادی برای انتقال، پردازش و تجزیه و تحلیل اطلاعات در مغز، تکانه‌های عصبی الکتریکی در سیناپس‌ها است - از نورون به نورون. بنابراین، هنگامی که از پردازش اطلاعات در "شبکه های عصبی" صحبت می شود، در مورد درک کدهای تکانه ها صحبت می شود. حمل اطلاعات، و در مورد ساختار خود این "شبکه ها"، i.e. سیستم های ارتباطی بین نورون ها علاوه بر این، درک "ماشین مولکولی" تک تک نورون ها ضروری است. این امر ضروری است زیرا بسیاری از فرآیندهای فیزیکوشیمیایی که در داخل سلول رخ می دهند، نه تنها فعالیت حیاتی آن را تضمین می کنند، بلکه ظاهراً به طور همزمان نقش عملیات محاسباتی را نیز انجام می دهند.

علیرغم گستره وسیع کار در زمینه نورو انفورماتیک، باید اذعان داشت که یک زبان ریاضی رضایت بخش برای توصیف سیستم های زنده غیررسمی - یک سلول زنده یا "شبکه های عصبی" - هنوز ایجاد نشده است. این یکی از "نقاط داغ" علم مغز مدرن است. علوم اعصاب محاسباتی در سراسر جهان بسیار فعال هستند. ما گروه ها و آزمایشگاه هایی داریم که با موفقیت در این مسیر در مسکو، روستوف-آن-دون، سن پترزبورگ کار می کنند. نیژنی نووگورود. اما، بر خلاف ایالات متحده آمریکا، بسیاری از کشورهای اروپایی و آسیایی، متأسفانه بسیار کم هستند.

در مورد کاربردهای عملی، به ویژه موارد پزشکی، آنها در دسترس هستند و کاملاً چشمگیر هستند. یکی از آنها فناوری ارتباط مستقیم مغز با یک دستگاه فنی خارجی است. اکنون سیستم هایی ساخته شده اند که می توانند اطلاعات را در یک جهت - از مغز به کامپیوتر - منتقل کنند. به عنوان مثال، با ثبت پتانسیل های برانگیخته از نواحی خاصی از قشر مغز و انتقال آنها به دستگاه خارجی، بیماری که قادر به تکلم و حرکت نیست می تواند اطلاعات لازم را از راه دور به پرسنل پزشکی منتقل کند. برای آینده قابل پیش‌بینی، روش عملیاتی استاندارد، کاشت یک سیستم الکترونیکی در مغز برای کنترل خواهد بود ویلچر، دست یا پای مصنوعی.

در تمام این موارد، ما در مورد ثبت و انتقال سیگنال های الکتریکی قابل تشخیص (پتانسیل) تولید شده توسط مناطق خاصی از مغز صحبت می کنیم. کار در این حوزه کاربردی توسط چندین تیم انجام می شود. به عنوان مثال، در آزمایشگاه دکتر زیست شناسی الکساندر فرولوف در مؤسسه فعالیت های عصبی عالی و فیزیولوژی عصبی آکادمی علوم روسیه، روش های اصلی برای تشخیص زودهنگام بیماری های حرکتی پیشنهاد شده است.

یکی دیگر از کاربردهای پزشکی، پروتزهای عصبی است. میلیون‌ها بیمار قبلاً تراشه‌های شنوایی نصب کرده‌اند که صدا را درک می‌کنند و اطلاعات را مستقیماً به نورون‌های مراکز مربوطه مغز منتقل می‌کنند. در نتیجه افراد ناشنوا می توانند گفتار را بشنوند و درک کنند. در آینده، ظهور پروتزهای الکترونیکی بینایی و بویایی امکان پذیر است. تلاش هایی برای انتقال اطلاعات از خارج، علاوه بر اندام های حسی، به طور مستقیم به مغز صورت می گیرد.

یکی دیگر از زمینه های به سرعت در حال توسعه کاربرد عملی نورو انفورماتیک، روباتیک است. در دهه 1970 - 1990 در این منطقه بود که کارهای پیشگامانه در چارچوب برنامه ملی قمری انجام شد. ما در مورد ایجاد رباتی صحبت می کنیم که قادر به حرکت در زمین های ناهموار است. در ابتدا، این کار تقریبا غیرممکن به نظر می رسید. با درک مکانیسم های سازماندهی فعالیت حرکتی حیوانات می توان آن را حل کرد. تیمی از فیزیولوژیست ها به سرپرستی آکادمیک ویکتور گورفینکل (موسسه مشکلات انتقال اطلاعات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی) و مکانیک به سرپرستی آکادمیسین دیمیتری اوخوتسیمسکی و دکترای علوم فیزیکی و ریاضی اوگنی دویانین (موسسه ریاضیات کاربردی آکادمی علوم ایالات متحده و شوروی). مؤسسه مکانیک دانشگاه دولتی مسکو به نام M. V. Lomonosov) معروف "شش پا" - یک "حشره" مکانیکی را ایجاد کرد. او نمونه اولیه بسیاری از ربات‌های انسان‌نمای پیشرفته و مدرن شد که به عنوان مثال قادر به بازی تنیس روی میز (ژاپن) بودند. کار در این راستا (کنترل حرکت) در آزمایشگاه دکترای زیست شناسی یوری لویک در موسسه مشکلات انتقال اطلاعات ادامه دارد. A. A. Kharkevich RAS.

در مورد خلقت هوش مصنوعیو رایانه های نسل جدید، سپس متخصصان پروفایل های مختلف در این منطقه به سرعت در حال توسعه به کار گرفته می شوند. البته ابررایانه های امروزی از بسیاری جهات برتر از توانایی های مغز انسان هستند. اما بر خلاف انسان‌های خردمند، حتی کامل‌ترین آنها هم هوش ندارند. اما به گفته تعدادی از محققان حوزه انفورماتیک، این مشکل فنی است و در آینده نسبتا نزدیک حل خواهد شد.

آینده شگفت انگیز یا وحشتناکی در انتظار بشریت است؟ پیشرفت های سریع در زمینه علوم اعصاب منجر به این موضوع اخلاقی کلیدی می شود. احتمالات شگفت انگیزی که برای تأثیرگذاری بر شخصیت انسان و زندگی اجتماعی جامعه باز می شود، چشم انداز ایجاد «رایانه های شناختی» انسان نما و خیلی چیزهای دیگر ناگزیر این سؤال «لعنتی» را مطرح می کند. پاسخ به آن، همانطور که بارها در تاریخ اتفاق افتاده است، نه تنها و نه چندان به دانشمندان، بلکه به خود جامعه بستگی دارد.

آکادمیک میخائیل اوسترووسکی، رئیس انجمن فیزیولوژیک. I. P. Pavlova، رئیس آزمایشگاه موسسه فیزیک بیوشیمیایی. N. M. Emanuel RAS