Beyin bilimi nörobiyolojidir. Tanrı'nın Gizemi ve Beyin Bilimi

Bilincin Ekolojisi: Yaşam. Beynimizin çılgınca esnek bir şey olduğu ve bireysel eğitimin onu doğuştan gelen yatkınlıklardan çok daha fazla ciddi şekilde etkilediği kesinlikle kanıtlanmıştır.

Diğer hayvanların yavruları ile karşılaştırıldığında insanın az gelişmiş bir beyinle doğduğunu söyleyebiliriz: yenidoğandaki kütlesi, bir yetişkinin beyin kütlesinin sadece% 30'u kadardır. Evrimci biyologlar beynimizin hayvanlarla etkileşerek gelişmesi için erken doğmamız gerektiğini öne sürüyorlar. dış ortam. Bilim muhabiri Asya Kazantseva "Beyin neden öğrenmeli?" Dersinde "Sanat Eğitimi 17/18" programı çerçevesinde anlattı

Nörobilim açısından öğrenme süreci hakkında

beynin deneyimin etkisiyle nasıl değiştiğini, uyku ve tembelliğin ders çalışırken ne kadar faydalı olduğunu anlattı.

Öğrenme olgusunu kim inceler?

Beynin neden öğrendiği sorusu en az iki önemli bilim tarafından ele alınır - nörobilim ve deneysel psikoloji. Sinir sistemini ve öğrenme sırasında beyinde nöronlar düzeyinde neler olduğunu inceleyen nörobiyoloji, çoğunlukla insanlarla değil, fareler, salyangozlar ve solucanlar üzerinde çalışır. Deneysel psikologlar, bir kişiye hafızasını veya öğrenme yeteneğini test eden önemli bir görev vermek ve bununla nasıl başa çıktığını izlemek gibi, bir kişinin öğrenme yeteneğini neyin etkilediğini anlamaya çalışırlar. Bu bilimler hızla gelişmiştir. son yıllar.

Öğrenmeye deneysel psikoloji açısından bakarsanız, bu bilimin davranışçılığın varisi olduğunu ve davranışçıların beynin bir kara kutu olduğuna inandıklarını ve temelde olup bitenlerle ilgilenmediklerini hatırlamakta fayda var. BT. Beyni, uyaranlardan etkilenebilen, ardından içinde bir tür sihir olan ve bu uyaranlara belirli bir şekilde tepki veren bir sistem olarak algıladılar. Davranışçılar, bu reaksiyonun neye benzeyebileceği ve onu neyin etkileyebileceği ile ilgileniyorlardı. Buna inandılaröğrenme, yeni bilgilere hakim olmanın bir sonucu olarak davranışta bir değişikliktir

Bu tanım bilişsel bilimlerde hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Diyelim ki bir öğrenciye Kant okutulsa ve "başının üzerinde yıldızlı bir gökyüzü ve bende bir ahlak yasası" olduğunu hatırlasa, bunu sınavda dile getirse ve kendisine beşlik verilse, ardından eğitim gerçekleşir. .

Öte yandan, aynı tanım sakallı fokun (aplysia) davranışı için de geçerlidir. Sinirbilimciler genellikle bu yumuşakça ile deneyler yaparlar. Aplysia'yı kuyruğundan şok ederseniz, çevredeki gerçeklikten korkar ve daha önce korkmadığı zayıf uyaranlara yanıt olarak solungaçlarını geri çeker. Böylece davranış değişikliği, öğrenme de yaşar. Bu tanım daha basit biyolojik sistemlere bile uygulanabilir. Bir kontakla birbirine bağlanan iki nörondan oluşan bir sistem hayal edin. Ona iki zayıf akım darbesi uygularsak, iletkenlik geçici olarak değişecek ve bir nöronun diğerine sinyal göndermesi kolaylaşacaktır. Bu aynı zamanda bu küçük biyolojik sistem seviyesinde eğitimdir. Böylece dış gerçeklikte gözlemlediğimiz öğrenmeden beyinde olup bitenlere bir köprü kurmak mümkündür. Çevreye tepkimizi, yani gerçekleşen öğrenmeyi etkileyen değişiklikler olan nöronlara sahiptir.

beyin nasıl çalışır

Ancak beyin hakkında konuşmak için, onun nasıl çalıştığına dair temel bir anlayışa sahip olmanız gerekir. Sonunda, her birimizin kafasında bu bir buçuk kilo sinir dokusu var. Beyin 86 milyar sinir hücresi veya nörondan oluşur. Tipik bir nöron, birçok işlemi olan bir hücre gövdesine sahiptir. İşlemlerin bir kısmı, bilgi toplayan ve onu nörona ileten dendritlerdir. Ve uzun bir süreç olan akson, onu sonraki hücrelere aktarır. Bilginin bir sinir hücresi içinde iletilmesi, bir tel boyunca olduğu gibi süreç boyunca ilerleyen bir elektriksel dürtü anlamına gelir. Bir nöron diğeriyle "sinaps" adı verilen bir temas noktası aracılığıyla iletişim kurar, sinyal kimyasalların yardımıyla gelir. Bir elektriksel dürtü, moleküllerin - nörotransmitterlerin - serotonin, dopamin, endorfinlerin salınmasına yol açar. Sinaptik yarıktan sızarlar, bir sonraki nöronun reseptörleri üzerinde hareket ederler ve işlevsel durumunu değiştirirler - örneğin, zarında sodyum, klorür, kalsiyum, potasyum vb. bu da, üzerinde bir potansiyel farkı da oluşur ve elektrik sinyali daha da ileri, bir sonraki hücreye gider.

Ancak bir hücre başka bir hücreye bir sinyal ilettiğinde, bu genellikle davranıştaki bazı gözle görülür değişiklikler için yeterli değildir, çünkü sistemdeki bir tür rahatsızlık nedeniyle tesadüfen bir sinyal elde edilebilir. Bilgi alışverişi için hücreler birbirlerine birçok sinyal iletir. Beyindeki ana kodlama parametresi impulsların frekansıdır: Bir hücre başka bir hücreye bir şey iletmek istediğinde saniyede yüzlerce sinyal göndermeye başlar. Bu arada, 1960'ların ve 70'lerin erken araştırma mekanizmaları bir ses sinyali oluşturdu. Deney hayvanının beynine bir elektrot yerleştirildi ve laboratuvarda duyulan makineli tüfek çıtırtı hızından nöronun ne kadar aktif olduğu anlaşıldı.

Darbe frekansı kodlama sistemi, basit görsel sinyaller düzeyinde bile farklı bilgi aktarımı düzeylerinde çalışır. Retina üzerinde farklı dalga boylarına yanıt veren konilerimiz var: kısa (okul ders kitabında bunlara mavi denir), orta (yeşil) ve uzun (kırmızı). Belirli bir dalga boyundaki ışık retinaya girdiğinde, farklı koniler değişen derecelerde uyarılır. Ve dalga uzunsa, kırmızı koni beyne yoğun bir şekilde sinyal göndermeye başlar, böylece rengin kırmızı olduğunu anlarsınız. Bununla birlikte, burada her şey o kadar basit değil: konilerin duyarlılık spektrumu örtüşüyor ve yeşil olan da böyle bir şey görmüş gibi davranıyor. Sonra beyin kendi kendine analiz eder.

Beyin nasıl karar verir

Modern mekanik araştırmalarda ve implante edilmiş elektrotlarla hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde kullanılanlara benzer ilkeler, çok daha karmaşık davranışsal eylemlere uygulanabilir. Örneğin, beyinde sözde bir zevk merkezi vardır - akkumbens çekirdeği. Bu alan ne kadar aktif olursa, özne gördüklerini o kadar çok beğenir ve onu satın alma veya örneğin yemek isteme olasılığı o kadar yüksek olur. Bir tomografi ile yapılan deneyler, akkumbens çekirdeğinin belirli bir aktivitesiyle, bir kişinin, örneğin bir bluz satın almayla ilgili kararını dile getirmeden önce, onu alıp almayacağını söylemenin mümkün olduğunu göstermektedir. Mükemmel sinirbilimci Vasily Klyucharev'in dediği gibi, Accumbens çekirdeğindeki nöronlarımızı memnun etmek için her şeyi yaparız.

Zorluk, beynimizde yargı birliği olmamasıdır, her bölümün neler olduğu hakkında kendi görüşü olabilir. Retinadaki koni tartışmasına benzer bir hikaye daha karmaşık şeylerle tekrarlanır. Diyelim ki bir bluz gördünüz, beğendiniz ve akkumbens çekirdeğiniz sinyaller yayar. Öte yandan, bu bluz 9 bin rubleye mal oluyor ve maaş bir hafta sonra - ve sonra amigdalanız veya amigdalanız (öncelikle olumsuz duygularla ilişkili merkez) elektriksel dürtülerini yaymaya başlıyor: "Dinle, çok az şey var. kalan para. Bu bluzu şimdi alırsak sorun yaşarız.” Frontal korteks, kimin daha yüksek sesle bağırdığına bağlı olarak bir karar verir - akkumbens çekirdeği veya amigdala. Ve burada, daha sonra her seferinde bu kararın yol açtığı sonuçları analiz edebilmemiz de önemlidir. Gerçek şu ki, frontal korteks, amigdala ve akkumbens çekirdeği ve beynin hafızayla ilişkili bölümleri ile iletişim kurar: ona en son böyle bir karar verdiğimizden sonra ne olduğunu anlatırlar. Buna bağlı olarak frontal korteks, amigdala ve akkumbens çekirdeğinin ona ne söylediğine daha dikkat edebilir. Böylece beyin, deneyimin etkisi altında değişebilmektedir.

Neden küçük beyinlerle doğuyoruz?

Tüm insan bebekleri gelişmemiş olarak doğarlar, diğer türlerin bebeklerine kıyasla kelimenin tam anlamıyla prematüredirler. Hiçbir hayvanın insan kadar uzun bir çocukluğu yoktur ve bir yetişkinin beyin kütlesine kıyasla bu kadar küçük bir beyinle doğacak yavruları yoktur: Yeni doğmuş bir insanda bu sadece %30'dur.

Tüm araştırmacılar, beyninin etkileyici boyutu nedeniyle olgunlaşmamış bir insanı doğurmak zorunda kaldığımız konusunda hemfikirdir. Klasik açıklama, obstetrik ikilemdir, yani iki ayaklılık ile büyük bir kafa arasındaki çatışmanın hikayesidir. Böylesine kafalı ve büyük beyinli bir yavru doğurmak için geniş kalçalara sahip olmanız gerekir ama onları sonsuza kadar genişletmek imkansızdır çünkü yürümeyi engelleyecektir. Antropolog Holly Dunsworth'a göre daha olgun çocuklar doğurmak için doğum kanalının genişliğini yalnızca üç santimetre artırmak yeterli olacaktır, ancak evrim yine de bir noktada kalçaların genişlemesini durdurmuştur. Evrimci biyologlar, beynimizin dış çevre ile etkileşim içinde gelişmesi için muhtemelen erken doğmamız gerektiğini öne sürdüler, çünkü bir bütün olarak rahimde epeyce uyaran var.

Blackmore ve Cooper'ın ünlü bir çalışması var. 70'lerde kedi yavrularıyla deneyler yaptılar: çoğu zaman onları karanlıkta tuttular ve günde beş saat ışıklı bir silindire koydular, burada dünyanın alışılmadık bir resmini aldılar. Bir grup yavru kedi birkaç ay boyunca sadece yatay çizgiler görürken, diğer grup sadece dikey çizgiler gördü. Sonuç olarak, yavru kedilerin gerçeklik algısıyla ilgili büyük sorunları vardı. Bazıları dikey çizgileri göremedikleri için sandalyelerin ayaklarına çarptılar, bazıları da aynı şekilde yatay çizgileri görmezden geldiler - örneğin masanın bir kenarı olduğunu anlamadılar. Onlarla test edildi, bir sopayla oynandı. Bir kedi yavrusu yatay çizgiler arasında büyüdüyse, yatay bir çubuk görür ve yakalar, ancak dikey olanı fark etmez. Daha sonra yavru kedilerin serebral korteksine elektrotlar yerleştirdiler ve nöronların sinyal yaymaya başlaması için çubuğun nasıl eğilmesi gerektiğine baktılar. Böyle bir deney sırasında yetişkin bir kedinin başına bir şey gelmemesi önemlidir ancak beyni bilgiyi algılamayı henüz yeni öğrenen küçük bir kedi yavrusunun dünyası, böyle bir deneyim sonucunda kalıcı olarak bozulabilir. Hiç maruz kalmayan nöronlar çalışmayı durdurur.

İnsan beyninin farklı nöronları, bölümleri arasında ne kadar çok bağlantı olursa o kadar iyi olduğunu düşünürdük. Bu doğrudur, ancak bazı çekincelerle. Sadece birçok bağlantı olması değil, aynı zamanda gerçek hayatla ilgili bir şeyleri olması da gereklidir. Bir buçuk yaşında bir çocuk, Harvard veya Oxford'daki bir profesörden çok daha fazla sinapsa, yani beyindeki nöronlar arasındaki bağlantılara sahiptir. Sorun, bu nöronların rastgele bağlanmasıdır. Erken yaşta beyin hızla olgunlaşır ve hücreleri her şey ve her şey arasında on binlerce sinaps oluşturur. Her bir nöron, süreçleri her yöne dağıtır ve ulaşabildikleri her şeye tutunurlar. Ama sonra "Kullan ya da kaybet" ilkesi işlemeye başlar. beyin içinde yaşar çevre ve çeşitli görevlerle başa çıkmaya çalışır: Çocuğa hareketleri koordine etmesi, çıngırak tutması vb. onlar aracılığıyla sinir uyarılarını sürdü. Ve odanın her yerine yulaf lapası atmaktan sorumlu olan bağlantılar daha az belirgin hale geliyor çünkü ebeveynler bu tür eylemleri teşvik etmiyor.

Sinaps büyüme süreçleri, moleküler düzeyde oldukça iyi anlaşılmıştır. Eric Kandel, insanlarda değil hafızayı incelemeyi tahmin ettiği için Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Bir insanın 86 milyar nöronu vardır ve bir bilim adamı bu nöronları anlayana kadar yüzlerce deneği yok etmesi gerekir. Ve hiç kimse bu kadar çok insanın kaşık tutmayı nasıl öğrendiklerini görmek için beyinlerinin kesilmesine izin vermediğinden, Kandel salyangozlarla çalışma fikrini ortaya attı. Aplysia süper uygun bir sistemdir: sadece dört nöron üzerinde çalışarak onunla çalışabilirsiniz. Aslında, bu yumuşakça daha fazla nörona sahiptir, ancak örneğinde, öğrenme ve hafıza ile ilişkili sistemleri tanımlamak çok daha kolaydır. Deneyler sırasında Kandel, kısa süreli belleğin mevcut sinapsların iletkenliğinde geçici bir artış olduğunu ve uzun süreli belleğin yeni sinaptik bağlantıların büyümesi olduğunu fark etti.

Bunun insanlar için de geçerli olduğu ortaya çıktı. çimenlerin üzerinde yürüyormuşuz gibi. İlk başta tarlada nereye gittiğimizi umursamadan, yavaş yavaş toprak yola, ardından asfalt sokağa ve lambalı üç şeritli bir otoyola dönüşen bir patikaya giriyoruz. Benzer şekilde, sinir uyarıları da beyinde kendi yollarını izlerler.

dernekler nasıl kurulur

Beynimiz öyle düzenlenmiştir: aynı anda meydana gelen olaylar arasında bağlantılar kurar. Genellikle, bir sinir uyarısı iletildiğinde, reseptör üzerinde etkili olan nörotransmiterler salınır ve elektriksel dürtü bir sonraki nörona gider. Ancak bu şekilde çalışmayan bir reseptör var ve buna NMDA deniyor. Moleküler düzeyde hafıza oluşumu için anahtar reseptörlerden biridir. Tuhaflığı, sinyalin her iki taraftan aynı anda gelmesi durumunda çalışmasıdır.

Tüm nöronlar bir yere götürür. Bir kafede moda olan bir şarkının sesiyle ilişkilendirilen büyük bir sinir ağına yol açılabilir. Ve diğerleri - bir randevuya çıktığınız gerçeğiyle ilişkili başka bir ağa. Beyin neden ve sonuç arasında bağlantı kuracak şekilde keskinleştirilmiştir, bir şarkı ile bir tarih arasında bir bağlantı olduğunu anatomik düzeyde hatırlayabilir. Reseptör aktive olur ve kalsiyumun geçmesine izin verir. Daha önce çalışmayan bazı genlerin çalışmasına yol açan çok sayıda moleküler kaskata girmeye başlar. Bu genler, yeni proteinlerin sentezini gerçekleştirir ve başka bir sinaps büyür. Böylece şarkıdan sorumlu sinir ağı ile tarihten sorumlu ağ arasındaki bağlantı güçlenir. Artık zayıf bir sinyal bile bir sinir uyarısının gitmesi için yeterlidir ve siz bir çağrışım oluşturursunuz.

Öğrenme beyni nasıl etkiler?

Yemek yemek ünlü hikaye Londra taksi şoförleri hakkında. Şimdi nasıl bilmiyorum ama sadece birkaç yıl önce, Londra'da gerçek bir taksi şoförü olmak için şehirde bir navigatör olmadan bir oryantasyon sınavını geçmek zorundaydınız - yani en az iki tane bilmek ve yarım bin sokak, tek yönlü trafik, yol işaretleri, durma yasağı ve ayrıca en iyi rotayı oluşturabilme. Bu nedenle Londra taksi şoförü olmak için insanlar birkaç ay kurslara gittiler. Araştırmacılar üç grup insanı işe aldı. Bir grup - taksi şoförü olmak için kurslara kaydoldu. İkinci grup - kurslara da giden ancak okulu bırakanlar. Ve üçüncü gruptaki insanlar taksi şoförü olmayı düşünmediler bile. Bilim adamları, her üç gruba da hipokampustaki gri maddenin yoğunluğunu görmek için bir tomogram yaptılar. Bu, beynin hafıza oluşumu ve uzamsal düşünme ile ilişkili önemli bir alanıdır. Bir kişi taksi şoförü olmak istemiyorsa veya olmak isteyip de istemiyorsa, hipokampüsündeki gri madde yoğunluğunun aynı kaldığı bulundu. Ancak taksi şoförü olmak istiyorsa, eğitimden geçtiyse ve gerçekten yeni bir mesleğe hakim olduysa, o zaman gri maddenin yoğunluğu üçte bir oranında arttı - bu çok fazla.

Ve nedenin nerede olduğu ve etkinin nerede olduğu tam olarak net olmasa da (insanların gerçekten yeni bir beceriye hakim olup olmadıkları veya başlangıçta beynin bu alanını iyi geliştirip geliştirmedikleri ve bu nedenle onlar için kolay olup olmadığı) beynimiz kesinlikle çılgınca esnek bir şeydir ve bireysel eğitim onu ​​ciddi şekilde etkiler - doğuştan gelen yatkınlıklardan çok daha fazla. 60 yaşında bile eğitimin beyin üzerinde etkisi olması önemlidir. Tabii ki, 20'deki kadar verimli ve hızlı değil, ama genel olarak beyin, yaşam boyunca bir miktar esneklik yeteneğini koruyor.

Beyin neden tembel olmalı ve uyumalı?

Beyin bir şey öğrendiğinde, nöronlar arasında yeni bağlantılar kurar. Ve bu süreç yavaş ve pahalı, bunun için çok fazla kalori, şeker, oksijen, enerji harcamanız gerekiyor. Genel olarak insan beyni, ağırlığı tüm vücut ağırlığının yalnızca %2'si olmasına rağmen, aldığımız tüm enerjinin yaklaşık %20'sini tüketir. Bu nedenle her fırsatta hiçbir şey öğrenmemeye, enerji israf etmemeye çalışır. Aslında bu onun için çok hoş, çünkü her gün gördüğümüz her şeyi ezberleseydik, o zaman çok çabuk delirirdik.

Beynin bakış açısından öğrenmede iki temel unsur vardır. önemli anlar. Birincisi, herhangi bir beceride ustalaştığımızda, doğru olanı yapmak yanlış yapmaktan daha kolay hale gelir.Örneğin, düz şanzımanlı bir araba kullanmayı öğreniyorsunuz ve ilk başta birinciden ikinciye veya birinciden dördüncüye geçmeniz umurunuzda değil. Eliniz ve beyniniz için tüm bu hareketler eşit derecede olasıdır; Sinir uyarılarını hangi yöne yönlendireceğiniz sizin için önemli değil. Zaten daha deneyimli bir sürücü olduğunuzda, vitesleri doğru şekilde değiştirmeniz fiziksel olarak daha kolaydır. Temelde farklı bir tasarıma sahip bir arabaya binerseniz, momentumun alışılmışın dışında gitmemesi için yine irade ile düşünmeniz ve kontrol etmeniz gerekecektir.

İkinci önemli nokta:

Öğrenmede en önemli şey uykudur.

Birçok işlevi vardır: sağlığı, bağışıklığı, metabolizmayı ve beynin çeşitli yönlerini korumak. Ancak tüm sinirbilimciler şu konuda hemfikirdir: Uykunun en önemli işlevi bilgi ve öğrenme ile çalışmaktır. Bir beceride ustalaştığımızda, uzun süreli bir hafıza oluşturmak isteriz. Yeni sinapslar birkaç saat içinde büyür, bu uzun bir süreçtir ve beyninizin bunu yapması için en iyi zaman, hiçbir şey yapmadığınız zamandır. Uyku sırasında beyin, gün içinde aldığı bilgileri işler ve unutulması gerekenleri ondan siler.

Farelerle yapılan bir deneyde, farelere beyinlerine elektrotlar yerleştirilmiş bir labirentte yürümeleri öğretildi ve uykularında labirentte yollarını tekrarladıklarını ve ertesi gün daha iyi yürüdüklerini gördüler. Birçok insan testi, yatmadan önce öğrendiklerimizin sabah öğrendiklerimizden daha fazla hatırlandığını göstermiştir. Gece yarısına yakın bir yerde sınava hazırlanmaya başlayan öğrencilerin her şeyi doğru yaptıkları ortaya çıktı. Aynı nedenle, yatmadan önce sorunları düşünmek önemlidir. Elbette uykuya dalmak daha zor olacak ama soruyu beyne yükleyeceğiz ve belki sabaha bir çözüm gelir. Bu arada, rüyalar büyük olasılıkla bilgi işlemenin bir yan etkisidir.

Öğrenme duygulara nasıl bağlıdır?

Öğrenme büyük ölçüde dikkat gerektirir., çünkü sinir ağının belirli yolları boyunca tekrar tekrar impulslar göndermeyi amaçlar. Büyük miktarda bilgiden bir şeye odaklanırız, onu çalışan belleğe alırız. Ayrıca dikkatimizi üzerinde tuttuğumuz şey uzun süreli belleğe düşer. Tüm dersimi anlayabilirsiniz, ancak bu, onu yeniden anlatmanın sizin için kolay olacağı anlamına gelmez. Ve şu anda bir kağıda bir bisiklet çizerseniz, bu onun iyi gideceği anlamına gelmez. İnsanlar, özellikle de bisiklet uzmanı değillerse, önemli detayları unutmaya eğilimlidirler.

Çocukların her zaman dikkat sorunları olmuştur. Ama artık bu anlamda her şey kolaylaşıyor. İÇİNDE modern toplum belirli olgusal bilgiye artık çok fazla ihtiyaç duyulmuyor - sadece inanılmaz derecede fazla sayıda var. Çok daha önemli olan, güvenilir kaynakları güvenilmez olanlardan ayırt etmek için bilgilerde hızlı bir şekilde gezinme yeteneğidir. Artık neredeyse aynı şeye uzun süre konsantre olmamıza ve büyük miktarda bilgiyi ezberlememize gerek yok - hızlı geçiş yapmak daha önemlidir. Ek olarak, artık sadece konsantre olmakta zorlananlar için gittikçe daha fazla meslek var.

Öğrenmeyi etkileyen başka bir önemli faktör daha vardır - duygular. Aslında, milyonlarca yıllık evrim boyunca, hatta tüm bu devasa ön korteksi oluşturmadan önce sahip olduğumuz ana şey genellikle budur. Belirli bir beceride ustalaşmanın değerini, bizi memnun edip etmemesine göre değerlendiririz. Bu nedenle, temel biyolojik duygusal mekanizmalarımızın öğrenmeye dahil edilebilmesi harika. Örneğin, frontal korteksin azim ve odaklanma yoluyla bir şeyler öğrenmemiz gerektiğini düşünmediği, ancak akkumbens çekirdeğinin bu aktiviteyi çok sevdiğini söylediği bir motivasyon sistemi inşa etmek.

ailelerimiz için

* * *

"Gerçekten harika... Nöropsikiyatri ve sezgi alanında okuduğum en harika kitaplardan biri."

Mona Lisa Schultz, MD, PhD, Awakening the Intuition'ın yazarı

“Bu çalışma, bilim ve din arasındaki ilişkilerin daha da gelişmesi için son derece önemlidir. Dini deneyimin nörobiyolojik temellerini araştıran bilim adamları olarak, teolojik analizleri ve değerlendirmeleri göz önüne alındığında, bu kitabın yazarları türünün tek örneğidir. Kitap bize zihnin kaçınılmaz olarak maneviyata ve dini deneyimlere eğilimli olduğunu ikna edici bir şekilde gösteriyor.

Peder Ronald Murphy, Cizvit Tarikatı, Georgetown Üniversitesi'nde profesör

“Bu önemli kitap, ruhani deneyimlerin beyin, sağlık ve hastalık üzerindeki etkilerine ilişkin sinirbilim alanındaki yeni keşifleri meslekten olmayan okuyucu, araştırmacı ve klinisyenle tanıştırıyor. Mükemmel ders kitabı."

David Larson, MD, MPH, Başkan, Ulusal Sağlık Araştırmaları Enstitüsü

"Pennsylvania Üniversitesi Tıbbi Araştırma Departmanının gelişmekte olan yeni alan nöroteoloji".

National Pharmaceutical Regulatory Association (Kanada) Yayını NAPRA İncelemesi

“Bu kitap din hakkında ciddi bir şekilde düşünmenizi sağlayacak…çünkü o, ruhani yaşam hakkında düşünme ve tartışma için genel bir çerçeve sunuyor. Newberg, d'Aquili ve Rouse bu cesur kitabı yazmakla harika bir iş çıkardılar. Sadece dini çevrelerde değil, kitap tartışma gruplarında ve okullarda da okunmalı.”

Providence Dergisi

"Kolayca yazılmış ve okunması kolay... zihnimiz ve nihai gerçeklik arasındaki ilişki hakkında büyüleyici bir kitap."

Katolik Digest Dergisi

1. Tanrı'nın Fotoğrafı. İnanç Biyolojisine Giriş

Büyük bir üniversite hastanesindeki küçük, karanlık bir laboratuvarda, Robert adında genç bir adam mumları yakar, bir çubuk yasemin tütsüsü yakar ve sonra yere oturur ve kolayca lotus pozisyonu alır. Tibet meditasyonu uygulayan sadık bir Budist, yeniden içsel bir tefekkür yolculuğuna çıkmak üzere. Her zamanki gibi Robert, daha derin ve daha net bir iç gerçekliğe dalabilmek için zihnin aralıksız boş konuşmalarını susturmaya çalışıyor. Daha önce bin kez bu tür yolculuklar yaptı, ama şimdi özel bir şey oluyor: İçsel ruhsal gerçekliğe girerken, böylece etrafındaki maddi dünya soluk bir yanılsama haline gelirken, neredeyse kelimenin tam anlamıyla fiziksel olana burada ve şimdi bağlı kalıyor. pamuk sicim yardımı.

İpin bir ucu Robert'ın yanında, diğeri yan odadaki laboratuvarın kapalı kapısının arkasında parmağımda - arkadaşım ve uzun süredir araştırma meslektaşım olan Dr. Eugene d'Aquili ile oturuyorum.

Gene ve ben, Robert'ın meditatif durumunun aşkın zirvesine ulaştığını bize bir tel aracılığıyla bildirmesini bekliyoruz. Bizi özellikle ilgilendiren, ruhsal yükselme anıdır. 1
Meditasyonun ne zaman zirveye ulaştığı yargısı oldukça öznel olduğu için, onu tanımlamak ve ölçmek çok daha zordur. Bununla birlikte, böyle bir "zirve" durumu, en derin manevi anlamı taşıdığı ve bir kişiyi en güçlü şekilde etkilediği için son derece ilginçtir. Pik deneyim, farklı parametrelerdeki değişikliği aynı anda izlemenizi sağlayan birkaç farklı araç kullanılarak tespit edilebilir. Bu tür anları tanımlamanın en kolay yolu, beyindeki kan akışı, beynin elektriksel aktivitesi ve bazı somatik reaksiyonlar, özellikle kan basıncı ve kalp hızı gibi göstergeleri izlemektir. Araştırmamıza başlayarak, deneyimlerini değerlendiren bir kişinin öznel duygularına odaklanmaya çalıştık. Meditatif deneklerin yanlarında meditasyon sürecini bozmadan en derin duruma ulaştıklarında bize bir sinyal vermelerini sağlayan bir ip tutmalarının nedeni budur. En deneyimli meditasyon uygulayıcılarını incelediğimiz için, iple çok az sorun yaşadılar veya hiç sorun yaşamadılar. Bu koşulları daha ayrıntılı incelemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacaktır. Şimdilik, bu zirve deneyimlerin ne zaman ve nasıl meydana geldiğini anlamak bizim için zor olsa da, "daha az derin" durumları incelemeye dayalı olarak zirve durumları keşfedebileceğimizi veya bunlarla ilgili varsayımlarda bulunabileceğimizi söylemekle yetinelim. Araştırmamıza katkıda bulunan diğer iki önemli kişinin isimlerini anmakta fayda var: Bazen oldukça garip şeyler yapmama rağmen bana büyük destek veren Pennsylvania Üniversitesi Hastanesi'nde nükleer tıp başkanı Dr. Abass Alavi ve Dr. Michael Baym, aynı Pennsylvania Üniversitesi ile bağlantılı, Tibet Budizmini uygulayan bir dahiliye uzmanı.

Yöntem: Manevi Gerçeklik Nasıl Yakalanır?

Yıllar boyunca, Gene ve ben dini deneyim ile beyin işlevi arasındaki ilişkiyi inceledik ve Robert'ın meditasyonunun en yoğun ve mistik anları sırasındaki beyin etkinliğini inceleyerek, insan bilinci ile beyin işlevi arasındaki gizemli bağlantıları daha iyi anlayabileceğimizi umduk. kendisinden daha büyük bir şeyle ilişki kurmaya yönelik sürekli karşı konulamaz arzusu.

Robert daha önce bizimle yaptığı bir sohbette meditasyonunun nasıl ruhsal bir zirveye ulaştığını bize kelimelerle anlatmaya çalıştı. İlk olarak, dedi, zihin sakinleşir, bu da benliğin daha derin ve daha tanımlanmış bir parçasının ortaya çıkmasına izin verir.Robert, içsel benliğin kimliğinin en özgün parçası olduğuna ve bu parçanın asla değişmediğine inanıyor. Robert için bu içsel benlik bir mecaz ya da sadece bir tavır değil, gerçek bir anlamı var, sabit ve gerçek. Zihin endişelerini, korkularını, arzularını ve diğer faaliyetlerini bıraktığında geriye kalan budur. Bu içsel benliğin, varlığının özü olduğuna inanır. Konuşması için baskı yapılırsa, Robert kendi benliğine "ruhu" bile diyebilir. 2
Burada en çok "ruh" kelimesi kullanılmaktadır. geniş anlam, aksi halde din ve maneviyat hakkında Doğu ve Batı fikirleri arasında kafa karışıklığı yaratabilir. Budist inançları Batı düşüncesi açısından açıklamak çok zordur. Ancak burada bu temsilleri mümkün olan en basit şekilde sunmaya çalıştık.

“Sonsuzluk ve sonsuzluk hissi var ...

Şu an sanki herkesin ve her şeyin bir parçası oluyorum, var olana katılıyorum”

Robert, bu derin bilinç (doğası ne olursa olsun) meditasyon anlarında ortaya çıktığında, tamamen içsel olanın tefekkürüne daldığında, aniden içsel benliğinin izole bir şey olmadığını, ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olduğunu anlamaya başladığını söylüyor. tüm yaratılışla. Ancak, bunu son derece tarif etmeye çalıştığında kişisel deneyim kelimelerle, kaçınılmaz olarak, insanların yüzyıllardır açıklanamayan ruhsal deneyimlerden bahsetmeye çalışırken kullandıkları tanıdık klişelere atıfta bulunur. "Sonsuzluk ve sonsuzluk hissi var" diyebilir. “Şu anda herkesin ve her şeyin bir parçası oluyorum, var olana katılıyorum.” 3
Deneklerimiz deneyimlerini anlatırken genellikle dünyayla birlik duygusundan, Benliğin ortadan kaybolmasından ve genellikle derin bir barış durumuyla ilişkilendirilen güçlü duygulardan bahseder.

Geleneksel bilim adamı için bu tür sözlerin hiçbir değeri yoktur. Bilim, tartılabilen, sayılabilen ve ölçülebilen şeylerle ilgilenir ve nesnel gözlem temelinde doğrulanamayan hiçbir şey bilimsel olarak adlandırılamaz. Her ne kadar herhangi bir bilim adamı Robert'ın deneyimiyle ilgilenseydi, bir profesyonel olarak meditasyon pratiğinin sözlerinin çok kişisel ve çok spekülatif olduğunu, dolayısıyla maddi dünyadaki herhangi bir belirli fenomene işaret etmediğini beyan etmesi gerekirdi. 4
Tipik bir durumda bilimsel yöntem yalnızca ölçülebilen şeyleri "gerçek" olarak adlandırmanıza izin verir.

Ancak uzun yıllar sonra Araştırma çalışması Gene ve ben, Robert'ın anlattığı deneyimlerin çok gerçek olduğuna ve gerçek bilimle ölçülüp doğrulanabileceğine inanmaya başladık. 5
Buradaki "gerçek" kelimesi, böyle bir deneyimle ilişkili bazı dış gerçekliklerin varlığını ima etmez, bu deneyimin en azından bir iç gerçekliğe sahip olduğunu öne sürer.

Sıkışık muayene odasında Gene'nin arkasında, parmaklarımın arasında ince bir ip tutarak oturmamı sağlayan şey de bu: Robert'ın mistik uçuş anını bekliyorum çünkü bu deneyimi "fotoğraflamak" istiyorum. 6
Bunun sadece bir "fotoğraf" olmadığını anlıyoruz, işimizin özü de bu. Yoğun bir mistik deneyim anını doğru bir şekilde yakalamak kolay değildir ve deneklerimiz meditasyon egzersizlerini planlasalar da böyle bir durumun ne kadar süreceğini ve ne kadar güçlü olacağını tahmin etmek çok zordur. Bununla birlikte, meditasyon sürecinin temeli olan beyindeki süreçleri inceleyebileceğimize ve ruhsal deneyim anlarında beynin çalışmasının net ve şaşırtıcı bir resmini oluşturabileceğimize inanıyoruz.

Manevi deneyimler gerçektir ve gerçek bilimle ölçülebilir ve doğrulanabilir.

Robert meditasyon yapıyor ve yaklaşık bir saat bekliyoruz. Sonra yavaşça ipi çektiğini hissediyorum. Bu, benim için radyoaktif maddeyi bir IV'e enjekte etme zamanımın geldiği anlamına geliyor, böylece uzun bir tüp aracılığıyla Robert'ın sol kolundaki bir damara beslenebiliyor. Meditasyonunu tamamlaması için biraz daha zaman veriyoruz ve ardından onu hemen nükleer tıp bölümünde son teknoloji tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) cihazının bulunduğu odalardan birine götürüyoruz. Robert kendini anında metal bir masanın üzerinde bulur ve robotların net bir hareketinin yardımıyla üç gama kamerası başının etrafında dönmeye başlar.

SPECT kamera, radyoaktif radyasyonu algılayan yüksek teknoloji ürünü bir görüntüleme cihazıdır. 7
Beyin aktivitesini incelemek için kullanılabilecek SPECT gibi başka görüntüleme teknolojileri de var. Bunlar pozitron emisyon tomografisi (PET) ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemedir (fMRI). Bu tekniklerin her birinin diğerlerine göre avantajları ve dezavantajları vardır. SPECT'i pratik nedenlerle seçtik: bu teknik, deneğin tarama cihazının dışında meditasyon yapmasına izin verdi, bu PET ile yapılması daha zor ve fMRI ile tamamen imkansız olurdu.

SPECT kameraları Robert'ın kafasını tarıyor, ipi çektiği anda enjekte ettiğimiz radyoaktif madde birikimini arıyor. Bu malzeme kan damarları yoluyla dağılır ve neredeyse anında birkaç saat kaldığı beyin hücrelerine ulaşır. Bu nedenle, SPECT yöntemi bize, maddenin enjeksiyonundan hemen sonra, yani tam olarak meditasyonun en yüksek anında, Robert'ın beynindeki kan akışının durumunun doğru bir donmuş çerçevesini verir.

Beynin bir kısmına kan akışının artması, bu bölgedeki aktivitenin arttığını gösterir. 8
Genel olarak, kan akışındaki bir artış, aktivitedeki bir artışla ilişkilidir, çünkü beyin, kan akışını kendi bölümlerinin ihtiyaçlarına göre düzenler. Bu mutlak bir kural olmasa da. İnme veya kafa travması durumunda bu ilişki gözlenmez. Ayrıca bazı sinir hücreleri beynin belirli bölgelerini harekete geçirirken, diğer hücreler aktivitelerini baskılamaktadır. Bu nedenle, kan akışındaki bir artış, bir bütün olarak beyin aktivitesinde bir azalmaya yol açan, aktivitenin baskılandığını gösterebilir.

Beynin bireysel bölgelerinin hangi işlevleri yerine getirdiğini artık oldukça iyi anladığımıza göre, SPECT'in bize Robert'ın meditasyonunun zirvesindeki beyninin çalışmasının bir resmini vereceğini varsayabiliriz.

Aldığımız veriler

Elde edilen veriler gerçekten ilginç. BT taramalarında, beynin arka kısmının üst kısmında küçük bir gri madde alanında olağandışı aktivite belirtileri görüyoruz (bkz. Şekil 1). Son derece uzmanlaşmış bir işleve sahip nöronlardan oluşan bu pleksusa posterior superior parietal lob denir, ancak bu kitap için bu alan için farklı bir ad bulduk: oryantasyonel ilişki alanı veya OAS. 9
Burada, bu kitapta sıklıkla bilimin bilmediği terimleri kullandığımıza dikkat edilmelidir; bazen okuyucunun beyin mekanizmasını anlamasına yardımcı olması gereken kendi kavramlarımızı kullanırız. Bununla birlikte, ilgilenenler için bilimsel terimler konusunda yol göstermeye çalıştık.

OAP'nin birincil görevi, bir kişinin fiziksel alanda yönlendirilmesidir. Neyin yukarıda neyin aşağıda olduğunu değerlendirir, açıları ve mesafeleri değerlendirmemize yardımcı olur ve tehlikeli fiziksel ortamlarda güvenli bir şekilde gezinmemizi sağlar. 10
Bu kitapta beynin farklı bölümlerinin işlevlerinden bahsedeceğiz. Fonksiyonlar bir dereceye kadar beynin belirli bölümlerine bağlı olsa da, beynin her zaman tek bir sistem olarak çalıştığını ve her bir parçanın çalışması için diğer bölümlerin koordineli çalışmasına ihtiyaç duyduğunu unutmamalıyız.

Böyle bir işlevi yerine getirmek için, bu bölgenin her şeyden önce bir kişinin fiziksel sınırlarının net ve istikrarlı bir görüntüsüne sahip olması gerekir. Basitçe söylemek gerekirse, sizi her şeyden, siz olmayandan, evrenin geri kalanını oluşturan her şeyden açıkça ayırmalıdır.

Pirinç. 1: En üst sıra, kişinin dinlenirken beyninin bir görüntüsünü gösterir; aktivite seviyesinin beyin boyunca eşit olarak dağıldığı görülebilir. (Görüntünün üst kısmı beynin ön kısmıdır, çağrışımsal dikkat bölgesidir (CBA) ve alt kısmı yönelim-çağrışımsal bölgeye (OAZ) karşılık gelir.) Alt sıra, öznenin beyninin resimleridir. meditasyon sırasında, sol oryantasyon bölgesinin (sağınızda) etkinliği, karşılık gelen sağ bölgeden belirgin şekilde daha küçükken. (Alan ne kadar karanlıksa o kadar aktif ve daha açıksa o kadar az aktif.) Burada siyah beyaz resimler sunuyoruz çünkü bu, bilgisayar ekranında resimleri görmemize rağmen yazdırıldığında resme doğru miktarda kontrast veriyor. renkli.

Beynin sizi dünyadaki her şeyden ayırmak için özel bir mekanizmaya ihtiyaç duyması garip gelebilir; normal bilinç için bu fark gülünç derecede bariz bir şey gibi görünüyor. Ancak bu, tam olarak OAZ'ın işini vicdanlı ve anlaşılmaz bir şekilde gerçekleştirmesinden kaynaklanmaktadır. Ve beynin bu bölgesinin yenilgisiyle, bir kişinin uzayda hareket etmesi son derece zordur. Örneğin böyle bir kişi yatağa yaklaştığında, beyin sürekli olarak açıları, derinlikleri ve mesafeleri değerlendirmek için o kadar çok enerji harcar ki, onun yardımı olmadan uzanmak, bir kişi için inanılmaz derecede zor bir görev haline gelir. Vücudun değişen pozisyonunu sürekli izleyen oryantasyon bölgesinin yardımı olmadan kişi ne zihinsel ne de fiziksel olarak uzaydaki yerini bulamaz, bu nedenle yatağa uzanmaya çalıştığında yere düşebilir veya , şilte üzerinde olmayı başarırsa, daha rahat uzanmak istediğinde rahatsız bir pozisyonda kendini duvara yaslayacaktır.

Ancak normal koşullar altında OAS, dünyanın fiziksel konumu hakkında net bir fikir yaratmaya yardımcı olur, böylece bunun hakkında hiç düşünmemize gerek kalmaz. İşini iyi yapmak için oryantasyon bölgesi, vücuttaki duyusal sensörlerden sürekli bir sinir uyarısı akışı gerektirir. OAS, hayatımızın her anında bu dürtüleri esrarengiz bir oranda sıralar ve işler. İnanılmaz çalışma ve hız kapasitesiyle en modern bilgisayarları geride bırakır.

Bu nedenle, Robert'ın beyninin normal bilinç durumunda (temel düzey) meditasyon yapmadan önce gerçekleştirilen SPECT görüntülerinin, oryantasyon bölgesi de dahil olmak üzere beynin birçok bölümünün yüksek aktivite durumunda olduğunu göstermesi şaşırtıcı değildir. Aynı zamanda, ekranda parlak kırmızı veya sarı renkli titreşimli flaşlar görüyoruz.

Robert'ın meditasyonu doruk noktasına ulaştığında, beyin görüntüleri bu alanı soğuk yeşiller ve maviler olarak göstererek aktivitesinde keskin bir düşüş olduğunu gösterir.

Bu keşif bizi şaşırttı. Oryantasyon bölgesinin asla dinlenmediğini biliyoruz: Beynin bu küçük bölgesinin aktivitesinde bu kadar alışılmadık bir düşüşü nasıl açıklayabiliriz?

Ve burada harika bir düşünce aklımıza geldi: eğer oryantasyon bölgesi normal yoğunlukta çalışmaya devam ediyorsa, ancak ona duyusal bilgi akışını bir şey engellemişse 11
Bilgi akışının bu tür bir şekilde engellenmesi, hem normal hem de patolojik bazı süreçlerde gözlenir. Birçok beyin yapısı, çeşitli engelleyici sistemlerin etkisi nedeniyle bilgi akışından yoksundur. Bu süreçleri daha sonra daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Bu hipotez, bu alandaki beyin aktivitesindeki azalmayı açıklayacaktır. Ve daha da ilginç olan bir şey daha var: Bu, OAP'nin bir süreliğine "kör kaldığı", normal çalışması için ihtiyaç duyduğu bilgilerden mahrum kaldığı anlamına gelebilir.

OAP çalışması için ihtiyaç duyduğu bilgileri kaybettiğinde kendimize ne olması gerektiğini sorduk. Bedenin sınırlarını takip etmeye devam edecek mi? Ancak OAP'ye gerekli bilgilerin akışı durursa, bu sınırları belirleyemez.

Beyin bu durumda nasıl hareket edecek? Belki de bedensel benliğin sınırlarını bulamayan yönelim bölgesi, bu tür sınırların olmadığını kabul edecektir? Belki de bu durumda beyin, Ben'e sonsuzluk bahşedebilecek ve onu herkesle ve zihin alanındaki her şeyle bir bağlantı sistemi olarak algılayabilecektir. Ve böyle bir resim, nihai ve inkar edilemez gerçeklik olarak algılanıyor.

Robert ve Doğulu mistiklerin önceki nesilleri, zirve mistik ve ruhsal deneyimlerini ve meditasyonun en yüksek anlarını böyle tanımladılar. Hinduların Upanişadları bunu şöyle ifade ediyor:

Doğudan batıya akan bir nehir gibi
Denize düşer ve onunla bir olur,
Tek tek nehirlerin varlığını tamamen unutarak,
Böylece tüm yaratılanlar ayrılıklarını kaybederler,
Sonunda birleştiklerinde.12
Cit. Alıntı: Easwaran, 1987.

Robert, Tibet meditasyonu yapan sekiz deneğimizden biriydi. Her durumda, aynı rutin prosedürdü ve neredeyse tüm deneklerde SPECT taraması, meditasyonları zirveye ulaştığı anda oryantasyon bölgesinin aktivitesinde bir azalma olduğunu ortaya çıkardı. 13
Tüm denekler oryantasyon bölgesindeki aktivitede belirli bir azalma göstermese de, frontal lobdaki (beynin dikkati odaklamakla ilgili bir bölgesi) artan aktivite ile oryantasyon bölgesindeki aktivite arasında güçlü bir negatif korelasyon bulunabilir. Bu verilerden şu sonuç çıktı: kişi meditasyon sırasında dikkatini ne kadar iyi sabitlerse, oryantasyon bölgesine bilgi akışı o kadar engellenir. Fakat neden tüm denekler oryantasyon bölgesinin aktivitesini azaltmadı? Burada iki olası açıklama var. Birincisi, OAS aktivitesi azalmayan denek diğerleri kadar başarılı meditasyon yapmamış olabilir ve her zaman meditasyon sürecini değerlendirmeye çalışsak da bu, ölçülmesi zor, derinden öznel bir durumdur. İkinci olarak, bu çalışma yalnızca belirli bir meditasyon anını incelememize izin verdi. Özne görsel görüntüye odaklandığında, erken evrelerinde oryantasyon bölgesinin aktivitesinde bir artış olması mümkündür. Belki de, kendisi daha derin bir aşamada olduğuna inanmasına rağmen, kişinin fiilen içinde bulunduğu meditasyon aşamasına bağlı olarak oryantasyon bölgesinin aktivitesinin arttığını, temel seviyede kaldığını veya azaldığını gözlemleyebiliriz. Bu bulguların sonuçlarını mistik deneyimle ilgili bölümde daha ayrıntılı olarak tartışacağız.

Daha sonra deneyin kapsamını genişlettik ve birkaç Fransisken rahibesini aynı şekilde dua ederken inceledik. 14
Bu deneyler hakkında daha fazla bilgi için bkz. Newberg ve ark. 1997, 2000.

Bir kez daha, SPECT taramaları, dini deneyimlerin doruk anlarında, kız kardeşlerin beyin aktivitelerinde benzer değişiklikleri gözlemleyebildiklerini gösterdi. Bununla birlikte, Budistlerin aksine, kız kardeşler deneyimlerini farklı bir şekilde tanımladılar: Tanrı'ya açık bir yakınlık ve O'nunla birleşme duygusundan söz ettiler. 15
O başka şekillerde düşünülebilse de, Tanrı'dan bahsederken alışkanlıkla eril cinsiyeti kullanacağız.

Tanımlamaları, on üçüncü yüzyılda Fransisken rahibe Foligno'lu Angela'nın sözleri de dahil olmak üzere geçmişin Hıristiyan mistiklerinin sözlerine benziyordu: "Bu birliği sağlayanın merhameti ne kadar büyük ... Tanrı'ya tam anlamıyla sahip oldum. Artık her zamanki halimde yaşamadığımı, Tanrı ile birleştiğim ve her şeyden zevk alabileceğim bir dünyaya götürüldüğümü.

Araştırmamız ve veri birikimimiz sayesinde, Gene ve ben deneklerimizin mistik deneyiminin -Benliğin daha büyük bir şeyle birleştiğini söyledikleri değişmiş bir bilinç durumu- yalnızca duygusal, merak ya da merak olmadığına dair sağlam kanıt olduğuna inandığımız şeyi bulduk. sadece bir hayal ürünü, ancak her zaman bir dizi gözlemlenebilir nörolojik fenomene karşılık geldi, oldukça sıra dışı, ancak beynin normal çalışma modunun ötesinde değil. Diğer bir deyişle, mistik deneyim biyolojik olarak gerçektir, gözlemlenebilir ve bilimsel araştırmaya konu olabilir.

Dini deneyimlerin doruk anlarında beyin aktivitesinde önemli değişiklikler gözlemlenebilir.

Bu sonuç bizim için beklenmedik değildi. Aslında, önceki araştırmalarımızın tümü bunu öngördü. Yıllar boyunca baktık bilimsel çalışmalar dini uygulamalar ve beyin arasındaki ilişkiye adanmış, inancın biyolojik temelinin ne olduğunu anlamaya çalışmaktadır. Biz çalıştık çok sayıda en farklı malzemeler. Bazı araştırmalar bizi ilgilendiren soruları basit fizyoloji düzeyinde ele aldılar - diyelim ki değişmekten bahsediyorlardı. tansiyon meditasyon sırasında. Diğerleri çok daha yüce meselelerle uğraştı - örneğin, duanın iyileştirici gücünü ölçme girişimi vardı. Klinik ölüm araştırmalarına baktık, epilepsi ve şizofreninin neden olduğu mistik duyguları inceledik, beyin bölgelerinin kimyasallar veya elektrikle uyarılmasıyla tetiklenen halüsinasyonlar hakkında veri topladık.

Bilimsel literatürü incelemenin yanı sıra, dünya dinleri ve mitlerindeki mistik deneyimlerin açıklamalarını aradık. Jin, özellikle eski kültürlerin ritüel uygulamalarını inceledi ve ritüellerin ortaya çıkışı ile insan beyninin evrimi arasında bir bağlantı bulmaya çalıştı. Dini ritüeller ile beyin arasındaki bu bağlantıya dair bir veri denizi var, ancak bunların çok azı tutarlı veya tutarlı bir tabloya dahil edildi. Ama Gene ve ben dini deneyim, ritüel ve beyin hakkında bilgi dağlarını keşfettikçe, yapbozun bazı parçaları derin anlam ifade eden resimlere dönüştü. Yavaş yavaş, manevi deneyimin - kökleri itibariyle - insanın biyolojik özüyle yakından bağlantılı olduğu hipotezini yarattık. Bir anlamda, biyoloji manevi özlemleri tanımlar.

Manevi deneyim, kökleri itibariyle, insanın biyolojik özüyle yakından bağlantılıdır.

SPECT taraması, spritüel uygulamalarla uğraşan insanların beyin aktivitelerini inceleyerek hipotezimizi test etmeye başlamamızı sağladı. Elde edilen sonuçların kesinlikle iddiamızı kanıtladığını söyleyemeyiz, ancak hipotezimizi destekliyorlar ve ruhsal deneyim anında beynin teorimizin öngördüğü gibi davrandığını gösteriyorlar. 16
Bu çalışmalar, ruhsal deneyimin nörofizyolojisine ilişkin ampirik bir çalışma için yalnızca ilk girişimimizdi. Yine de elde edilen sonuçlar ve diğer çalışmaların sonuçları (bakınız: Herzog ve diğerleri 1990-1991, Lou ve diğerleri 1999) hipotezimizin en önemli hükümlerini doğruladı.

Bu cesaret verici sonuçlar, çalışmaya olan şevkimizi derinleştirdi ve uzun yıllar süren araştırmalar boyunca bizi meşgul eden sorulara olan ilgimizi artırdı. Dikkatimizi yoğunlaştırdığımız sorular bunlardı. İnsanların mitler yaratma ihtiyacı biyolojik doğalarından mı kaynaklanıyor? Ritüelin gücünün nörolojik gizemi nedir? Büyük mistiklerin vizyonlarının ve vahiylerinin doğası nedir: Bu fenomenler zihinsel veya duygusal rahatsızlıklarla mı bağlantılıdır, yoksa bunların sonucu mudur? komple sistem nörolojik açıdan, sağlıklı ve istikrarlı bir ruhun normal çalışması sırasında duyusal verilerin işlenmesi? Cinsellik ve eş arayışı gibi evrimsel faktörler dinsel coşkunun biyolojik yönünü etkileyebilir mi?

Teorimizden çıkanları daha iyi anlamaya çalışırken, aynı soruyla tekrar tekrar karşılaştık, ki bu soru en önemlisi gibi görünüyor: Tüm dini deneyimler için ortak biyolojik kökler bulduk mu? Ve eğer bulunursa, bu teori bize manevi arayışın doğası hakkında ne söylüyor?

Bir şüpheci, insanların ilahi olanla temas kurma arzusu da dahil olmak üzere tüm manevi özlemler ve deneyimler biyolojik nitelikteyse, bunun sanrılı bir durumdan, sinir hücrelerinin birikimindeki biyokimyasal süreçlerin ihlalinden kaynaklandığını söyleyebilir.

Bununla birlikte, SPECT çalışmalarından elde edilen veriler başka bir olasılığa işaret etmektedir. Buradaki oryantasyon bölgesi alışılmadık bir şekilde çalıştı, ancak doğru çalışmadığı söylenemez ve bilgisayar ekranındaki tomogramın renkli görüntülerinin beynin ruhsal deneyimi nasıl gerçeğe dönüştürdüğünü bize gösterdiğine inanıyoruz. Yıllarca süren literatür ve araştırmalardan sonra Gene ve ben, biz insanların maddi varoluşu aşmasını ve bizim tarafımızdan mutlak ve mutlak olarak algılanan daha derin, ruhsal parçamızla bağlantı kurmamızı sağlamak için evrimleşmiş gerçek nörolojik süreçlerle uğraştığımızı düşünmeye devam ediyoruz. bizi var olan her şeye bağlayan evrensel gerçeklik.

Bu kitapta, bu şaşırtıcı hipotezler için bağlam sağlamayı amaçlıyoruz. Mitler yaratma güdüsünün biyolojik yönüne bakacağız ve bu mitlere şekil ve güç veren nörolojik mekanizmaları göstereceğiz. Mit ve ritüel ilişkisi hakkında konuşacağız ve ritüel davranışın beynin sinir hücrelerini nasıl etkilediğini açıklayarak, cemaat üyeleriyle hafif bir manevi topluluk duygusundan aşkınlık deneyimleriyle ilişkili durumlar yaratıyoruz. yoğun ve uzun süreli dini ayinlere katılımla kendini gösteren daha derin bir birlik duygusu. Herhangi bir dinin ve herhangi bir çağın azizlerinin ve mistiklerinin derin ruhsal deneyiminin, ritüele aşkın güç bahşeden beyin etkinliğiyle de ilişkilendirilebileceğini göstereceğiz. Beynin bu tür deneyimleri yorumlama arzusunun çeşitli özel dini inançların biyolojik temeli haline gelebileceğini de göstereceğiz.

Meslektaşım ve dostum Gene d'Aquili ne yazık ki bu kitap başlamadan kısa bir süre önce öldü ve burada çok özleniyor. Akıl ve ruh arasındaki ilişkiyi incelemem için bana ilham veren Gene'di, kafatasımızda bulunan eşsiz bir organın karmaşık yapısına farklı gözlerle bakmayı öğreten oydu. Ortak çalışmamız Bilimsel araştırma Bu kitabın temelini oluşturan, beni din ve özünde yaşam, gerçeklik ve hatta kendi benliğim hakkındaki temel fikirlerimi yeniden incelemeye zorladı. ve beynimizin bizi çağırdığını düşündüğüm gibi. Bu sayfalarda bundan sonrakiler en çok bir yolculuktur. derin sırlar beyin, benliğimizin ta özüne... En basit soruyla başlar: beyin neyin gerçek olduğunu nasıl belirler?

İlişkisel dikkat bölgesinin niyetler oluşturma ve bunların uygulanmasını sağlama yeteneği, hasar vakaları üzerine yapılan araştırmalarla da kanıtlanmaktadır. Bu bölge başarısız olursa, hasta konsantre olma, gelecekteki davranışları planlama ve odaklanmış veya sürekli dikkat gerektiren karmaşık algısal görevleri gerçekleştirme yeteneğini kaybeder. Örneğin, bu tür bir hasarın kurbanı, genellikle uzun bir cümleyi tamamlayamaz veya o gün için plan yapamaz. Çoğu zaman bu aynı zamanda duyguların düzleşmesine, irade kaybına ve çevredeki dünyanın olaylarına karşı derin bir kayıtsızlığa yol açar. Bu gerçeklerin yanı sıra beyin görüntüleme çalışmaları, frontal lobların duyguların işlenmesi ve kontrolünde yer aldığını ve çok sayıda ara bağlantıya sahip oldukları limbik sistemle etkileşime girdiğini göstermektedir.
Çağrışımsal dikkat bölgesinin çalışması, aşağıdaki deneyle iyi bir şekilde gösterilmektedir. Deneklerden yüksek sesle saymaları istendiğinde, bu, öncelikle dil, dudak ve ağız hareketlerini kontrol eden motor alanda beyin aktivitesini artırdı. Ancak denekler kendileri için sayıldıysa, bu, çağrışımsal dikkat bölgesinin aktivitesinde bir artışa yol açtı: bu bölge, özellikle motor aktivitenin yokluğunda beynin göreve odaklanmasına muhtemelen yardımcı oluyor.
Daha önce gösterildiği gibi, çağrışımsal dikkat alanı, çeşitli dini ve ruhsal deneyimlerin oluşumunda önemli bir rol oynar. Bizimki de dahil olmak üzere birçok beyin görüntüleme çalışması, belirli meditasyon türleri sırasında çağrışımsal dikkat alanının aktivitesinin arttığını göstermiştir. Elektroensefalografi (EEG) kullanan bir dizi başka çalışma, beynin ön lobunun elektriksel aktivitesinin sürekli konsantrasyon durumlarında değiştiğini ve bu değişikliklerin özellikle Zen uygulayıcılarında meditasyon sırasında belirgin olduğunu göstermiştir.
Yoğun konsantrasyon sırasındaki EEG değişiklikleriyle ilgili çok sayıda veri olmasına rağmen, ne yazık ki, deneğin zirveye yakın bir deneyim yaşadığı anda EEG ile ilgili yalnızca bir çalışma vardır. Zirve deneyimler nispeten nadir olduğundan, böyle bir deneyimin anını EEG'de sabitlemek oldukça zordur. Bu konuda meditasyon sırasında, özellikle çağrışımsal dikkat bölgesinde ve yönelim-çağrışım bölgesinde önemli EEG değişiklikleri meydana geldi.
Çağrışımsal dikkat bölgesinin, meditasyon gibi manevi uygulamalar sırasında harekete geçtiğine inanıyoruz, çünkü duygusal tepkilerin oluşumunda yer alıyor - ve dini deneyimlere genellikle güçlü duygular eşlik ediyor. Bu nedenle, çağrışımsal dikkat bölgesinin meditatif ve dini haller sırasında duygulardan sorumlu diğer beyin yapılarıyla aktif olarak etkileşime girdiğini varsayma hakkımız vardır.

Dünya kataloğunun oluşturulması: sözel-kavramsal çağrışımsal bölge

Temporal, parietal ve oksipital lobların kesişme noktasında bulunan sözel-kavramsal çağrışımsal bölge, öncelikle soyut kavramların oluşumundan ve bunların sözlü ifadesinden sorumludur. Konuşmanın kullanımı ve anlaşılması ile ilgili bilişsel işlemlerin çoğu - kavramların karşılaştırılması, karşıtların incelenmesi, nesnelerin ve kategorilerinin adlandırılmasının yanı sıra daha yüksek bir düzenin gramer ve mantıksal işlevleri - tam olarak gerçekleştirilir. sözel-kavramsal çağrışımsal bölge. Bu işlemler, bilincin gelişmesi ve bilinç içeriğinin kelimeler yardımıyla ifade edilmesi için gereklidir.

Temporal lob, dini deneyimlerin oluşumunda en önemli rolü oynar.

Sözel-kavramsal çağrışımsal bölge, ruhumuzun çalışması için son derece önemlidir ve bu nedenle, neredeyse tüm dini deneyimlerin bilişsel veya kavramsal bir bileşeni olduğundan, dini deneyimlerin oluşumunda çok önemli bir rol oynamasına şaşırmamak gerekir - yani, onların farkında olabileceğimiz kısmı. Los Angeles, California Üniversitesi'nden VS Ramachandran tarafından yürütülen bir araştırma, temporal lob epilepsisi olan hastaların dini dile, özellikle de dini terim ve imgelere daha duyarlı olduğunu gösterdi. Bu verilere dayanarak, temporal lobun dini deneyimlerin oluşumunda önemli bir rol oynadığı varsayılabilir. Aynı zamanda, mitleri yaratma yeteneğimizle ve mitlerin ritüeller yoluyla nasıl ifade edildiğiyle ilgili neden-sonuç düşüncesi gibi diğer önemli beyin işlevlerine de ev sahipliği yapar.

* * *

Tanımladığımız dört ilişki alanı, en karmaşık nörolojik beyin yapılarını temsil eder. Farklı kanallardan gelen mükemmel işleme veya bilgi sayesinde, her saniye sorunsuz ve anlaşılır bir şekilde değişen, canlı, bütünsel bir gerçeklik resmi yaratabiliriz. Bu algı ne kadar eksiksiz olursa hayatta kalma şansımız o kadar yüksek olur ve sonuç olarak beynin tüm nörobiyolojik aktivitesi hayatta kalma görevine tabi olur.

Beyin zihnini nasıl oluşturur?

İnsan beyninin evrimi sırasında inanılmaz bir şey oldu: Gerçekliği algılama konusunda büyük yeteneği olan beyin, kendi varlığını hissetmeye başladı, böylece bir kişi, sanki neler olup bittiğini düşünüyormuş gibi yansıtma yeteneği kazandı. dışarısı, kendi beyninin yarattığı gerçeklik resmi hakkında. Böylece, bir kişinin kafasında içsel bir kişisel öz-bilinç gibi bir şey ortaya çıktı - bağımsız bir ben, gözlemle meşgul.
Ben, tüm duyguları, duyumları ve düşünceleriyle, genellikle diyoruz akıl.
Nöroloji bunun nasıl olduğunu ikna edici bir şekilde açıklayamaz - biyolojik işlevler nasıl maddi olmayan bir zihne yol açar; Beynin "eti ve kanı" olan aygıtının nasıl birdenbire öz bilince dönüşebildiği. Aslında bilim ve felsefe bir asırdan fazla bir süredir bu soruyla mücadele ediyor, ancak henüz net bir cevap bulamadı, hatta yakın gelecekte elde edileceğine dair bir ipucu bile bulamadı.

Beyin zihni yaratır. Bilim, beynin nörolojik aktivitesi olmadan zihnin var olmadığını gösterebilir.

Şimdiye kadar "beyin" ve "akıl" terimlerini oldukça gevşek bir şekilde kullandık. Önemli zihinsel süreçlerin sürekli artan anlayışına dayanan birkaç basit ve net tanım şimdi bize yardımcı olacaktır. Bu tanımlar, özellikle, ham duyusal verileri kafatasının dışındaki dünyanın tutarlı bir resmine dönüştürmeyi amaçlayan beyin yapılarının uyumlu işbirliğine işaret eder. Bu yüzden, beyin duyusal, bilişsel ve duygusal bilgileri toplayan ve işleyen bir dizi maddi yapı vardır; akıl beyindeki algısal süreçler tarafından üretilen düşünme, hafıza ve duygular olgusudur.
Basitçe söylemek gerekirse, beyin zihni yaratır. Bilim, beynin nörolojik aktivitesi olmadan zihnin var olmadığını gösterebilir. Beyin mükemmel bir şekilde işlem yapma yeteneğine sahip olmasaydı Çeşitli tipler ona gelen veriler, zihni oluşturan düşünce ve duygular, zihin basitçe var olmayacaktı. Aynı zamanda, beynin olabildiğince canlı ve karmaşık bir algısal resim oluşturma konusundaki bitmeyen arzusu, kaçınılmaz olarak zihnin oluştuğu düşünce ve duyguların ortaya çıkmasına neden olur.
Yani nörobilim açısından beyin olmadan zihin var olamaz ve beyin kendi içinde zihni yaratma arzusunu durduramaz. Akıl ve beyin arasında o kadar yakın bir ilişki vardır ki, bu iki kavramı aynı gerçeğin iki farklı yüzü olarak değerlendirmek daha mantıklı olacaktır.
Örneğin, bir kişide tek bir düşüncenin ortaya çıkması için yüzbinlerce nöronun en karmaşık ortak çalışmasının gerekli olduğunu hatırlamakta fayda var. Zihni beyinden ayırmak isteseydik, her bir nöronu zihinsel olarak işlevinden ayırmamız gerekirdi - bu, okyanusun tuzlu suyunu dalgaları hareket ettiren ve onlara belirli bir şekil veren enerjiden ayırmaya çalışmakla eşdeğer olurdu. . Bir dalganın varlığı için her iki öğeye de ihtiyaç vardır: enerji olmadan suyun yüzeyi düz kalır; su olmadan bu enerji ifade bulamaz. Aynı şekilde nöronları da işlevlerinden ayırmak imkansızdır. Bunu yapabilseydik, düşünce nörobiyolojik temelinden kurtulabilir ve zihni beyinden ayrı bir şey olarak, havada yüzen ve "ruh" olarak adlandırılabilecek bir bilinç olarak görebilirdik.
Ancak tek bir düşünce durumunda bile birini diğerinden ayırmak kesinlikle imkansızdır. Beynin çok boyutlu ve bütüncül nörobiyolojik faaliyetini düşündüğünüzde, nöronları işlevlerinden ayıramazsınız. Zihin bize tekrar tekrar zihnin bir beyne ihtiyacı olduğunu, zihni beynin yarattığını ve iki varlığın özünde bir olduğunu söyler ama biz sadece bu bütüne iki açıdan baktığımız için iki terimi kullanıyoruz.

Bir insanda tek bir düşüncenin ortaya çıkması için yüzbinlerce nöronun en karmaşık ortak çalışması gerekir.

Biyolojik beyin ile bedensiz zihnin anlaşılmaz birliği, zihnin mistik potansiyeli dediğimiz şeyin ilk yönüdür. SPECT araştırmamızın dolaylı olarak işaret ettiği ikinci husus, zihnin ruhsal deneyimleri gerçekmiş gibi algılamasıdır. Zihnin değiştirilmiş bilinç durumlarına girme ve buna göre gerçeklik değerlendirmesini nörolojik düzeyde değiştirme yeteneği ile ilişkili bu özellik, biyoloji ve din arasındaki yakın ilişkiyi belirler. Ancak bu bağlantının doğasını düşünmeye başlamadan önce, beyni mistik zihnin temeli yapan duygusal ve nörobiyolojik bileşenlerden bahsedelim.

3. Beynin mimarisi. Beyin zihni nasıl oluşturur?

Ruhun güçleri yaratılan dünyayla her etkileşimde bulunduklarında, yaratılanlardan yaratılan görüntüleri ve benzerlikleri alırlar ve onları özümserler. Böylece ruhta yaratılış bilgisi ortaya çıkar. Yaratılan şeyler ruha söylendiğinden daha yakın olamaz ve ruh yaratıma ancak imgelerin amaçlı algılanması yoluyla yaklaşabilir. Ve ancak böyle bir suret aracılığıyla ruh yaratılan dünyaya yaklaşır, çünkü suret, ruhun kendi kuvvetleriyle yarattığı şeydir. Ruh, diyelim ki bir taşın, bir atın, bir insanın doğasını bilmek ister. Sonra bir görüntü oluşturur.

Meister Eckhart, Mystiche Schriften, op. Yazan: Evelyn Underhill, Tasavvuf

Ortaçağ Alman mistik Meister Eckhart, nörobilim biliminin ortaya çıkışından birkaç yüzyıl önce yaşadı. Ancak, bu disiplinin temel ilkelerinden birini sezgisel olarak kavramış görünüyor: Gerçek olarak algıladığımız şey, aslında gerçekliğin beynin yarattığı bir görüntüden başka bir şey değildir.
Beynin algısal gücüne ilişkin mevcut anlayışımız, onun görüşünü doğruluyor. Hiçbir şey bilince tamamlanmış bir bütün olarak girmez. Doğrudan ve nesnel bir gerçeklik deneyimi yoktur.
Beynin algıladığı her şey - tüm düşünceler, duygular, sezgiler, anılar, içgörüler, arzular ve vahiyler - bilgi işlem beyni tarafından nöron dürtüleri akışından, duyusal verilerden ve yapılarına dağılmış bireysel bilişsel öğelerden bir araya getirilmiştir. yollar. .

Hiçbir şey bilince tamamlanmış bir bütün olarak girmez. Doğrudan ve nesnel bir gerçeklik deneyimi yoktur. Beynin algıladığı her şey, bilgi işleyen beyin tarafından, nöron uyarıları akışından, duyusal verilerden ve bireysel bilişsel öğelerden bir araya getirilmiştir.

Gerçeklik deneyimimizin - ve bu nedenle, tüm deneyimlerimizin - nesnel olarak gerçek olabilecek (veya olamayacak) şeyin yalnızca "ikincil" bir görüntüsü olduğu fikri, insan varoluşunun temelleri hakkında derin sorular ortaya çıkarır. ruhsal deneyimin nörobiyolojik doğası. Örneğin, Tibetli meditasyon uygulayıcıları ve Fransisken rahibeleri içeren çalışmalarımız, onlara ruhani görünen deneyimlerin, beynin belirli bölgelerindeki faaliyetlerde gözlenen artışla doğrudan ilişkili olduğunu gösterdi. İndirgemeciler bundan şu sonucu çıkarabilirler: Dinsel deneyim sinir sisteminin hayal gücünün bir ürünüdür, öyle ki Tanrı fiziksel olarak "zihninizde" yaşar. Ancak beynin ve zihnin gerçekliği ve deneyimi nasıl bir araya getirdiğine dair derin bir anlayış, başka bir şeyi akla getirir.

Eğer Tanrı varsa ve size bir şekilde bedenlenmiş olarak görünmüşse, O'nun varlığını sinir sisteminiz tarafından yaratılan gerçeklik imgesinden başka bir şekilde deneyimleyemezsiniz.

Örneğin, beyninizin görüntüleme yoluyla incelendiğini hayal edin. Çalışma sırasında büyük bir parça ev yapımı elmalı turta yemeye davetlisiniz. Siz tadın tadını çıkarırken, araştırmacılar, farklı bilgi işleme merkezlerinde, duyulardan gelen girdilerin, lezzetli bir turta yeme deneyimiyle ilişkili belirli nörobiyolojik kalıplara dönüştürüldüğü nörolojik aktivitenin bir resmini alıyorlar: koku alma bölgeleri, hoş kokuyu kaydeder. elma ve tarçın, görsel bölgeler harika bir altın kahverengi görüntüsü yaratır, dokunmatik merkezler aynı anda hem gevrek hem de yumuşak bir şey resmi verir ve aynı zamanda tat bölgesi size tatlı bir şeyler yediğinizi söyler. zengin tat duyumları. SPECT, meditasyon yapan Budistler ve dua eden rahibeler üzerinde yaptığımız çalışmada gözlemlediğimiz tablonun hemen hemen aynısını gösterecek ve bilgisayar ekranında parlak noktalar göreceğiz. Lezzetli bir turta yeme deneyimi kelimenin tam anlamıyla beyninizdedir, ancak bu, turtanın yanıltıcı veya gerçekçi olmadığı anlamına gelmez.
Benzer şekilde, ruhsal bir deneyimin arkasında hangi nörobiyolojik süreçlerin olduğunu öğrenmemiz, bu deneyimi gerçek dışı ilan ettiğimiz anlamına gelmez. Diyelim ki Tanrı varsa ve O size bir şekilde enkarne olmuş olarak göründüyse, O'nun varlığını sinir sistemi tarafından yaratılan gerçeklik imgesinden başka bir şekilde deneyimleyemezsiniz. O'nun sesini duymak için bir işitsel analiz cihazına, O'nun yüzünü görmek için görsel bir sisteme ve bu fenomenle size ne anlatmak istediğini anlamak için bilişsel işlemeye ihtiyacınız olacaktır. Ve O sizinle mistik bir şekilde konuşsa bile, kelimelere ek olarak, söylenenlerin anlamını kavramak için bilişsel işlevlere ve derin bir hayranlık ve huşu yaşayabilmeniz için beynin duygu merkezlerinden bir bilgi akışına ihtiyacınız olacaktır. Burada, nörobilim ile her şey açıktır: Tanrı, beynin sinir yollarından başka bir şekilde kafanıza giremez.

Tanrı, beyninizin dışında herhangi bir yerde bir kavram veya gerçeklik olarak var olamaz.

Buna göre Tanrı, beyninizin dışında hiçbir yerde bir kavram veya gerçeklik olarak var olamaz. Bu anlamda, hem ruhsal deneyim hem de maddi doğanın sıradan deneyimleri, beyin için aynı şekilde - beyindeki bilgilerin işlenmesi ve zihnin bilişsel yeteneklerinin çalışması yoluyla - bir gerçeklik haline gelir. Manevi deneyimlerin nihai doğası ne olursa olsun - ister otantik bir manevi gerçekliğin yansımaları, ister sadece doğası gereği tamamen nörobiyolojik olan görüntüler olsun - insan maneviyatı ile ilgili tüm önemli olaylar zihinde gerçekleşir. Başka bir deyişle, zihin tanımı gereği mistik bir doğaya sahiptir. Onda bu tür yeteneklerin nasıl ortaya çıktığını kesin olarak söyleyemeyiz, ancak bunların nörobiyolojik temellerini bulabiliriz: en önemli yapı ve işlevlerden bazıları, başta otonom sinir sistemi, limbik sistem ve beynin karmaşık analitik işlevleri.

Tahrik ve yatıştırma sistemleri

Uyarılma ve sakinlik sistemleri, vücudun sinir sisteminin en önemli parçasıdır ve lifleri, beyin ile vücudun diğer bölümleri arasında önemli bir nörolojik köprü görevi görür. Beynin çeşitli yapılarından bilgi alan otonom sinir sistemi, kalp atış hızı, kan basıncı, vücut ısısı ve sindirim gibi önemli işlevlerin düzenlenmesinde rol oynar. Aynı zamanda, daha yüksek yapılarla ilişkili olduğu için, duyguların ve ruh hallerinin oluşumu da dahil olmak üzere beyin aktivitesinin diğer birçok yönü üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir.
Otonom sinir sisteminin iki bölümü vardır: sempatik ve parasempatik sistemler. Sempatik sinir sistemi, kendimizi tehlikeden korumamız veya kaçmamız gereken anda adrenalini yükselten bedensel "savaş ya da kaç" tepkisinin temelidir. Bu uyarılma sistemi, olumlu deneyimlerle de harekete geçirilir - bu nedenle, örneğin, avına yaklaştığında avcının kalbi hızla atmaya başlar. Bu, bir kişi cinsel partnerine yaklaştığında da olur. Aslında hayatta kalmayla ilgili herhangi bir durum sempatik sistemi harekete geçirir. İster yeni bir potansiyel fırsat, ister bir tehdit olsun, tepki aynıdır - bedeni hazır olma durumuna, heyecana sokar. Fizyolojik düzeyde bu, kalp atış hızındaki artış, kan basıncındaki artış, solunumdaki artış ve kas tonusunda artışla ifade edilir. Heyecanlı bir durumda vücut, kararlı adımlar atabilmek için cömertçe enerji harcar.
Sempatik sistem bedeni harekete hazırladığından, beyin ve adrenal bezlerle olan bağlantıları da dahil olmak üzere buna uyarıcı sistem diyeceğiz.
Uyarıcı sistemin kendi dengesi vardır - parasempatik sinir sistemi. Enerjinin korunmasından ve vücudun temel fonksiyonlarının çalışmasında uyumlu dengeden sorumludur. Uykuyu düzenler, gevşemeye neden olur, sindirimi destekler ve hücre büyümesini kontrol eder. Vücut üzerinde sakinleştirici ve dengeleyici bir etkiye sahip olduğu için parasempatik sinir sistemini ve beynin alt ve üst kısımlarında onunla ilişkili bazı yapıları yatıştırma sistemi olarak adlandıracağız.
Genel olarak, uyarma ve yatıştırma sistemleri antagonizma ilkesine göre çalışır: birinin etkinliği arttığında diğerinin etkinliği azalır. Bu, vücudun ve beynin sorunsuz çalışmasına ve herhangi bir yeni duruma uygun şekilde yanıt vermesine olanak tanır. Farz edin ki, tehlike ortaya çıktığında, yatıştırma sistemi yerini uyarma sistemine bırakır ve onun bedeni fizyolojik olarak harekete hazırlayan enerjiyi harcamasına izin verir. Benzer şekilde, tehdit geçtiğinde uyarma sistemi geri plana atılır ve ardından yatıştırma sisteminin etkisi altında kan basıncı düşer, nefes alma yavaşlar ve vücut gerekli yakıt ve enerji rezervlerini biriktirmeye başlar.
Bu iki sistem, kural olarak, günlük işlerin yürütülmesi sırasında gücü bir kereden fazla birbirlerine devreder. Bununla birlikte, bazı durumlarda, bir şey onları maksimum düzeyde aktive olmaya zorladığında her iki sistem de aynı anda çalışır ve bu, alternatif bilinç durumları ortaya çıktığında gözlemlenir. Bu alışılmadık değişmiş bilinç durumları, dans etmek, koşmak veya sürekli odaklanmak gibi bazı güçlü fiziksel veya zihinsel tetikleyiciler tarafından tetiklenir. Bu durumlar, doğrudan din - ritüeller veya meditasyon ile ilgili özel eylemlerin yardımıyla bilinçli olarak tetiklenebilir. Bu türden hem kasıtlı olarak uyarılmış hem de istemsiz durumların çok benzer olması, otonom sinir sisteminin beynin ruhsal deneyimler yaşama potansiyel yeteneği ile doğrudan ilişkili olduğunu gösterir.
Aslında, otonom sinir sisteminin ruhsal deneyimlerin ortaya çıkmasında temel olduğuna inanıyoruz. Geçmişte yapılan birçok çalışma, tantrik yoga veya transandantal meditasyon gibi uygulamaların, tümü otonom sinir sistemi tarafından kontrol edilen, kalp atış hızı ve solunumun yanı sıra kan basıncı seviyelerinde önemli değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermiştir.

Nörobilim neleri inceler sorusunun yanıtı oldukça kısadır. Nörobiyoloji, beynin yapısını, işlevini ve fizyolojisini inceleyen bir biyoloji ve bilim dalıdır. Bu bilimin adı, çalışmanın ana nesnelerinin sinir hücreleri - tüm sinir sistemini oluşturan nöronlar olduğunu söylüyor.

• Beyin nöronların yanı sıra nelerden yapılmıştır?
• Nörobilimin gelişim tarihi
• Nörobiyolojik araştırma yöntemleri

Beyin nöronların yanı sıra nelerden yapılmıştır?

Sinir sisteminin yapısında, nöronların kendilerine ek olarak, beynin ve sinir sisteminin diğer bölümlerinin hacminin çoğunu oluşturan çeşitli hücresel glialar da yer alır. Glia, nöronlara hizmet etmek ve onlarla yakın etkileşimde bulunmak, normal işleyişini ve hayati aktivitelerini sağlamak için tasarlanmıştır. Bu nedenle, beynin modern nörobiyolojisi aynı zamanda nörogliayı ve bunların nöron sağlamak için çeşitli işlevlerini de inceler.

Nörobilimin gelişim tarihi

Bir bilim olarak nörobiyolojinin gelişiminin modern tarihi, 19. ve 20. yüzyılın başında bir dizi keşifle başladı:

1. J.-P.'nin temsilcileri ve destekçileri. Alman fizyoloji okulundan Muller (G. von Helmholtz, K. Ludwig, L. Hermann, E. Dubois-Reymond, J. Bernstein, K. Bernard, vb.), tarafından iletilen sinyallerin elektriksel doğasını kanıtlamayı başardı. sinir lifleri.
2. 1902'de Yu.Bernshtein, sinir dokusunun uyarılmasını tanımlayan ve belirleyici rolün potasyum iyonlarına verildiği bir zar teorisi önerdi.
3. Aynı yıl çağdaşı E. Overton, sinirde uyarılmanın oluşması için sodyumun gerekli olduğunu keşfetti. Ancak çağdaşlar, Overton'un eserlerini takdir etmediler.
4. K. Bernard ve E. Dubois-Reymond, beyin sinyallerinin kimyasallar yoluyla iletildiğini öne sürdüler.
5. Rus bilim adamı V.Yu. Ayrıca elektrik akımının tahriş edici bir fiziksel ve kimyasal etkiye sahip olduğunu deneysel olarak doğruladı.
6. Elektroensefalografinin kökeninde V.V. Pravdich-Neminsky, 1913'te ilk kez bir köpeğin kafatasının yüzeyinden beyninin elektriksel aktivitesini kaydetmeyi başardı. Ve bir insan elektroensefalogramının ilk kaydı 1928'de Avusturyalı psikiyatrist G. Berger tarafından yapıldı.
7. E. Huxley, A. Hodgkin ve K. Cole'un çalışmalarında, nöronların hücresel ve moleküler düzeyde uyarılabilirlik mekanizmaları ortaya çıkarıldı. 1939'daki ilki, dev kalamar aksonlarının zarının uyarılmasının iyonik iletkenliğini nasıl değiştirdiğini ölçebildi.
8. 60'larda Ukrayna SSR Bilimler Akademisi Fizyoloji Enstitüsünde ac liderliğinde. P. Kostyuk, omurgalıların ve omurgasızların nöronlarının zarlarının uyarılma anında iyon akımlarını kaydeden ilk kişilerdi.

Daha sonra nörobiyolojinin gelişim tarihi, hücre içi sinyalleşme sürecinde yer alan birçok bileşenin keşfiyle yenilendi:

• fosfatazlar;
• kinazlar;
• ikinci habercilerin sentezinde yer alan enzimler;
• çok sayıda G-proteini ve diğerleri.

E. Neer ve B. Sakman'ın çalışmasında, asetilkolin tarafından aktive edilen kurbağa kas liflerindeki tek iyon kanallarının çalışmaları anlatılmıştır. Araştırma yöntemlerinin daha da geliştirilmesi, hücre zarlarında bulunan çeşitli tek iyon kanallarının aktivitesini incelemeyi mümkün kıldı. Son 20 yılda, moleküler biyoloji yöntemleri nörobiyolojinin temellerine geniş ölçüde girmiş ve bu da nörobiyolojinin anlaşılmasını mümkün kılmıştır. kimyasal yapı hücre içi ve hücreler arası sinyalleşme süreçlerinde yer alan çeşitli proteinler. Elektronik ve gelişmiş optik mikroskopi ile lazer teknolojilerinin yardımıyla, sinir hücrelerinin ve organellerin fizyolojisinin temellerini makro ve mikro düzeyde incelemek mümkün hale geldi.

Nörobilim - beyin bilimi hakkında video:

Nörobiyolojik araştırma yöntemleri

İnsan beyninin nörobiyolojisindeki teorik araştırma yöntemleri, büyük ölçüde hayvanların CNS'sinin çalışmasına dayanmaktadır. İnsan beyni, Archean döneminde başlayan ve bugüne kadar devam eden, gezegendeki yaşamın uzun genel evriminin ürünüdür. Doğa, merkezi sinir sisteminin ve onu oluşturan unsurların sayısız varyantından geçti. Böylece insanlarda süreçlere sahip nöronların ve içlerinde meydana gelen süreçlerin çok daha ilkel hayvanlarda (balık, eklembacaklılar, sürüngenler, amfibiler vb.) İle tamamen aynı kaldığı fark edildi.

Nörobiyolojinin son yıllardaki gelişiminde, kobay ve yeni doğan farelerin beyinlerinin intravital kesitleri giderek daha fazla kullanılmaktadır. Yapay olarak kültürlenmiş sinir dokusu sıklıkla kullanılır.

Modern nörobilim yöntemleri neyi gösterebilir? Her şeyden önce, bunlar bireysel nöronların çalışma mekanizmaları ve süreçleridir. İşlemlerin veya nöronların kendilerinin biyoelektrik aktivitesini kaydetmek için, mikroelektrot teknolojisinin özel teknikleri kullanılır. Görevlere ve araştırma konularına bağlı olarak farklı görünebilir.

En yaygın olarak iki tip mikroelektrot kullanılır: cam ve metal. İkincisi için, genellikle 0,3 ila 1 mm kalınlığında tungsten tel alınır. Tek bir nöronun aktivitesini kaydetmek için, onu hayvanın beyninde çok hassas bir şekilde hareket ettirebilen bir manipülatöre bir mikroelektrot yerleştirilir. Manipülatör, çözülmekte olan görevlere bağlı olarak ayrı çalışabilir veya nesnenin kafatasına takılabilir. İkinci durumda, cihaz minyatür olmalıdır, bu nedenle mikromanipülatör olarak adlandırılır.

Kaydedilen biyoelektrik aktivite, mikroelektrot ucunun yarıçapına bağlıdır. Bu çap 5 mikronu geçmiyorsa, bu durumda elektrot ucu çalışılan sinir hücresine yaklaşık 100 mikron yaklaşırsa tek bir nöronun potansiyelini kaydetmek mümkün hale gelir. Mikroelektrodun ucu iki kat çapa sahipse, onlarca hatta yüzlerce nöronun eşzamanlı aktivitesi kaydedilir. Çapları 1 ila 3 mm arasında değişen cam kılcal damarlardan yapılan mikroelektrotlar da yaygındır.

Nörobilim hakkında ne gibi ilginç şeyler biliyorsunuz? Bu bilim hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarda bize bundan bahsedin.

Beyin bilimi birdir. Sadece fizyolojiyi değil, pratik olarak tüm biyolojik ve bir dizi tıbbi disiplini, teknik başarılarıyla fiziği, yeni ilaçların sentezi için olanaklarıyla kimyayı, matematiği ve bilgisayar bilimini içerir, çünkü devasa diziyi sistematik hale getirmenin zamanı geldi. Birikmiş verilerden yararlanın ve en azından ilk yaklaşımda beynin bilgi teorisini oluşturun. Ve elbette bu bilim psikoloji ve felsefeyi de içerir.

Fizyolojiden psikolojiye bir köprü kurmaya ilk başlayanlardan biri, Rus fizyolojik okulunun gelişimine güçlü bir ivme kazandıran büyük bilim adamlarımız Ivan Sechenov ve Ivan Pavlov'du. Neyse ki hayatta kaldı. Başarılar modern bilim beyin hakkında inanılmaz. Şimdi insan sağlığına ve yeni sağlık kurumlarının yaratılmasına yönelik görkemli ulusal projeleri hayata geçiriyorlar. Bilişim Teknolojileri(ABD ve Çin bunları şimdiden uygulamaya başlıyor). Zamanın bu meydan okuması Rusya tarafından kabul edilmelidir. Bunun için bilimsel potansiyelimiz var. Tek ihtiyacınız olan güçlü bir destek. Nörobilim araştırmalarının hangi alanları bizim için en önemli? Bana öyle geliyor ki beyin çalışmasında en az altı güncel yön var.

Bir iyon kanalı, biyolojik bir zara "yerleştirilen" bir zar proteinidir - canlı bir hücrenin temel moleküler "çipi".

EVRİM VE BİREYSEL GELİŞİM

Evrim sürecinin doğasını anlamadan, yüksek zihinsel yeteneklere sahip insan beyninin doğasını anlamak imkansızdır. Bu arada, "evrimsel fizyoloji" terimi 1914'te zoolog Alexei Severtsov (1920'den beri akademisyen) tarafından önerildi. Ve bu temel bilimsel yönün oluşumu, fizyolog Akademisyen Leon Orbeli ve SSCB Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Khachatur Koshtoyants'ın isimleriyle yerli bilimle bağlantılıdır. 1956'da Orbeli, ona Ivan Sechenov adının atanmasını başararak Leningrad'da Evrimsel Fizyoloji ve Biyokimya Enstitüsü'nü kurdu. Yarım yüzyıldan fazla bir süredir burada evrimsel fizyoloji alanında aktif araştırmalar yürütülmektedir. Aynı zamanda, dikkate alınır çeşitli seviyeler canlı sistemlerin karmaşıklığı. Böylece, Akademisyen Yuri Natochin ve Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Nikolai Veselkin'in geliştirdiği fikre göre, ilkel tek hücreli organizmalarda evrim sürecinin en erken aşamalarında ortaya çıkan kimyasal düzenleme ve sinyalizasyon sistemi ortaya çıktı. primatlar ve insanlara kadar çok hücreli organizmalar ortaya çıktığında talep gördü. Aynı zamanda, hormonal ve özelleşmiş bir nöroendokrin sisteme evrildi. İkincisi homeostazı korur, düzenler temel fonksiyonlar beyin ve iç organlarla ilgili (ilgili iç organlar) sistemler.

Ontogenez mekanizmasının incelenmesi, modern beyin bilimindeki en güncel yöndür. Akademisyen Mihail Ugryumov, Gelişim Biyolojisi Enstitüsü'nde bu sorunla başarılı bir şekilde ilgileniyor. Rus Bilimler Akademisi'nden (Moskova) N. K. Koltsova, Fransız nörobiyologlarla aktif olarak işbirliği yapıyor.

Bilincin evrimi, modern nörobilimin bir başka ilgili ve heyecan verici alanıdır. Hayvanların "birincil bilinci" varsa, o zaman insanlar - büyük ölçüde dilin varlığından dolayı - en yüksek biçimidir. Bu nedenle insan bilincinin doğası, dilin genetik temelleri ve evrimsel gelişimi bilinmeden anlaşılamaz. Dilin nasıl ve ne zaman ortaya çıktığı sorusu hala açık. İki olasılık tartışılmaktadır: ya genetik bir "patlamanın" ürünüdür, ya da küçük mutasyonların kademeli, doğal seçiliminin sonucudur. Cevap ne olursa olsun, uzmanlar evrim ağacına primatlar, hominid aileleri, cins Homo sapiens tarihlemesi şu şekildedir: dilin nöroanatomik temeli yaklaşık 2 milyon yıl önce Homo erectus'ta ortaya çıkmıştır; proto-dil yaklaşık 1 milyon yıl önce Homo habilis'te ortaya çıktı; son olarak, Homo sapiens'te tam olarak oluşturulmuş bir dil yaklaşık 75 bin yıl öncesine dayanmaktadır. Fizyoloji ve dilbilimin kesişim noktasındaki en ilginç nörolinguistik araştırma, St. Petersburg Üniversitesi'nde Biyoloji Doktoru ve Filoloji Doktoru Tatyana Chernigovskaya tarafından aktif olarak yürütülmektedir.

MOLEKÜLER FİZYOLOJİ

Yetişkin beyni, yaklaşık 100 milyar sinir hücresi ve aralarında sinaps adı verilen yaklaşık 100 trilyon bağlantı içerir. Beyindeki bilgilerin işlenmesinden, "sinir ağları" hakkında konuşurken, "ağların" tamamen bilgilendirici bir kavram olduğu akılda tutulmalıdır. Aslında sinir sistemi hiç de sanıldığı gibi bir ağ değil, birbiriyle temas halinde olan 100 milyar ayrı hücredir.

Aralarındaki bilgi aktarımı, elektriksel ve kimyasal sinyaller kullanılarak gerçekleştirilir. Moleküler fizyolojinin temel görevlerinden biri, bir elektrik sinyalinin tam olarak nasıl olduğunu anlamaktır (elbette bir elektrik akımından değil, iyonik akımlardan bahsediyoruz - örneğin pozitif yüklü potasyum, sodyum, kalsiyum iyonları ve negatif yüklü iyonlar) , klor) sinir hücresinin uzun (akson)) ve kısa (dendrit) süreçleri boyunca yayılır ve temas noktasında (sinapsta) kimyasal olarak nasıl iletilir.

Kimyasal iletimin taşıyıcıları (nörotransmiterler veya nörotransmitterler) düşük moleküler bileşiklerdir - asetilkolin, glutamat, dopamin ve diğerleri.

Bir sinir hücresinin "elemental tabanı", sanki biyolojik zara "yerleştirilmiş" gibi sözde "zar proteinleri" içerir. Zarın içine yerleştirilmiş bu proteinlerden iyon kanalları (bunlardan pozitif veya negatif yüklü iyonların - katyonların veya anyonların seçici olarak aktarıldığı) ve reseptörler - üzerine nörotransmiter moleküllerinin "oturduğu" ve onlarla etkileşime girdiği zar proteinleri üzerinde duralım. Protein reseptörlerinin bileşimi, aslında hem nörotransmiter molekülünü "tanıyan" reseptör kısmını hem de kanal kısmı - iyonların bunun içinden aktarıldığını içerir. "Klasik" iyon kanalları kapılıdır, örn. membran boyunca elektrik voltajını değiştirerek açın ve kapatın. Sinir hücrelerinin süreçleri boyunca bir elektrik sinyalinin (sinir impulsu) yayılmasını sağlayan iyon kanallarıdır. Nöronlardan nöronlara iletilen bilgi, bu tür impulsların bir dizisi tarafından kodlanır. Esasen, impulsların sırası beynin bilgi "dili" dir.

Büyük bir protein reseptörü ailesinin bileşimi, sözde G proteinlerini veya sinyal proteinlerini içerir, çünkü bunlar ışık, kimyasal (tat, koku), sinir, hormonal sinyallerin sorumlu diğer proteinlere hücre içi iletiminde evrensel aracılar olarak hizmet ederler. canlı bir hücrenin belirli bir işlevi için. . G-protein bağlayıcı reseptörlerin "süper ailesinden" ışığa duyarlı görsel protein rhodopsin en çok çalışılanıdır. Birincil yapısı (amino asit dizisi), 1980'lerin başında Akademisyen Yuri Ovchinnikov ve işbirlikçileri tarafından, şimdi M. M. Shemyakin ve Yu. A. Ovchinnikov'un adını taşıyan Rusya Bilimler Akademisi, Moskova Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nde kuruldu.

Bugün moleküler fizyolojinin acil bir görevi, diğer proteinlerle etkileşimlerinin inceliklerini anlayarak kanalların ve reseptörlerin üç boyutlu yapısının ayrıntılı bir açıklamasıdır. Açıktır ki, yalnızca hücrenin "temel temeline" ilişkin temel bir bilgi, hücredeki bozulmaların doğasını anlamayı mümkün kılacaktır. Hastalıkların altında yatan nedenleri bulmanın ve onları başarılı bir şekilde tedavi etmenin yanı sıra nöro ve psikotrop ilaçlar da dahil olmak üzere yeni ilaçlar yaratmanın başka yolu yoktur.

İyon kanallarının ve reseptör proteinlerinin yapısı ve işlevi ile ilgili son on yıllardaki çalışmadaki olağanüstü ilerlemeler için, birden fazla Nobel Ödülü. Oldukça az sayıda bilimsel okul, laboratuvar ve grup bu alanda başarılı bir şekilde çalışmaktadır. Böylece Akademisyen Platon Kostyuk, iyon kanallarının incelenmesine büyük katkı sağladı. Müritleri artık Rusya'da, Ukrayna'da ve diğer birçok ülkede bulunabilir. Bu okulun en parlak temsilcilerinden biri Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi ve Ukrayna Ulusal Bilimler Akademisi Akademisyeni Oleg Kryshtal'dır. Keşfettiği protona duyarlı iyon kanalları da dahil olmak üzere çalışmaları en prestijli bilimsel dergilerde yayınlandı. İyon kanalları ve sinir hücrelerinin uyarılabilirliği üzerine çalışmaları bir klasik haline gelen Tıp Bilimleri Doktoru Boris Khodorov'un (Rusya Tıp Bilimleri Akademisi Genel Patoloji ve Patofizyoloji Enstitüsü) bilim okulu yaygın olarak biliniyor. Moleküler fizyolojinin bu alanındaki en yüksek sınıfın araştırması, Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Galina Mozhaeva ve Rusya Bilimler Akademisi Sitoloji Enstitüsü'ndeki (St. Petersburg) meslektaşları tarafından yürütülmektedir.

Son derece önemli bir yön, model sistemlerin incelenmesidir, yani. yapay zarlar ve bunlara "yerleştirilen" iyon kanalları. Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Yury Chizmadzhev ve öğrencileri I.I. A. N. Frumkin RAS (Moskova).

Şimdi nörotransmiter moleküllerini "tanıyan" ve bunlarla etkileşime giren sinaptik reseptörler hakkında biraz daha bilgi. Beyinde yaklaşık 100 trilyon sinaptik bağlantı vardır. Ancak sinaps sadece bir temas değil, en karmaşık moleküler "makine" dir. Ana beyin aktivitesi türlerine yol açan tüm süreçleri içerir: algı, hareket, öğrenme, davranış ve hafıza. Sinaps o kadar önemli bir yapıdır ki, çalışması Rus bilim adamlarının değerli bir yer işgal ettiği ayrı bir sinirbilim - sinaptoloji alanı ile sonuçlanmıştır.

1946'da, adı geçen Khachatur Koshtoyants ve Tigran Turpaev (1992'den beri akademisyen) Nature dergisinde nörotransmitter asetilkolinin sinaptik reseptörünün protein doğasını gösteren sonuçları ilk kez sundukları öncü bir makale yayınladılar. 60'larda - XX yüzyılın 80'lerinin başında. Omurilik sinapsları ve sinaptik aktarımın evrimi üzerine birinci sınıf çalışma, SSCB Bilimler Akademisi'nin Evrimsel Fizyoloji ve Biyokimya Enstitüsü'nden Sorumlu Üyesi Alexander Shapovalov tarafından gerçekleştirildi. I. M. Sechenov.

Ve son zamanlarda, aynı Enstitünün çalışanları - Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Lev Magazanik ve öğrencisi Biyolojik Bilimler Doktoru Denis Tikhonov - merkezi protein reseptörlerinin en önemli sınıfı olan glutamat reseptörlerinin evrimi hakkında bir makale yayınladılar. sinir sistemi ve beyin.

Glutamat, önemli bir uyarıcı nörotransmiterdir ve ortaya çıktığı gibi, reseptörü en eskilerden biridir: öncülleri bitkilerde ve prokaryotlarda (nükleer olmayan ilkel tek hücreli organizmalar) bile bulunur. Bu reseptörlerin uzamsal organizasyonu ve moleküler fizyolojisi bilgisi, Magazanik'in laboratuvarının yeni nöro- ve psikotropik ilaçlar için anlamlı, hedefli bir araştırma yürütmesine imkan veriyor. Bazıları zaten hayvanlar üzerinde test ediliyor.

Protein reseptörünün evrimini, yapısını ve işlevini anlamadaki ilerlemenin bir başka örneği, asetilkolin reseptörünün incelenmesidir. Glutamat gibi, asetilkolin de önemli bir nörotransmitterdir. Sinaptolojinin bu "sıcak" alanındaki öncelikli araştırmalar, Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nde Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyeleri Viktor Tsetlin ve Evgeny Grishin tarafından yürütülmektedir. M. M. Shemyakin ve Yu A. Ovchinnikov.

Orijinal ve aynı zamanda geleneksel yön sinaptoloji - sinir ve kas hücreleri arasındaki sinapsın incelenmesi. RAS Sorumlu Üyesi Evgeny Nikolsky ve RAMS Sorumlu Üyesi Andrey Zefirov (Kazan Biyokimya ve Biyofizik RAS Enstitüsü ve Kazan Devlet Tıp Üniversitesi) tarafından başarıyla geliştirilmiştir.

Tekrar ediyorum: sinaps en karmaşık moleküler "makine"dir. İhlallerinde gergin ve zihinsel bozukluklar; bugünün ve geleceğin nöro- ve psikofarmakolojisi sinaps ile bağlantılıdır.

DUYU SİSTEMLERİNİN FİZYOLOJİSİ

Ülkemizde bu geleneksel olarak güçlü alanlardan biridir. Kökenlerinde akademisyenler fizyolog Leon Orbeli ve fizikçi Sergei Vavilov vardı. 1930'larda, önce kendilerinin uğraştığı görme fizyolojisi alanında, ardından işitme ve diğer duyusal modalitelerde araştırmaya güçlü bir ivme kazandıranlar onlardı. Herhangi bir duyu sisteminin işleyişinde üç ana aşama vardır. Birincisi resepsiyon, yani. dış etki enerjisinin algılanması ve dönüştürülmesi - ışık (görme), mekanik (dokunma, duyma) veya kimyasal (tat, koku) fizyolojik bir sinyale. İkincisi, duyusal sistemin tüm seviyelerinde sinyal iletimi ve bilgi işlemedir: reseptörden beynin özelleşmiş subkortikal ve kortikal bölümlerine. Üçüncüsü, nesnel dış dünyanın öznel bir görüntüsünün serebral kortekste oluşumudur. Her aşama, çeşitli bilgi alanlarındaki uzmanlar tarafından araştırma konusudur.

Duyusal fotoresepsiyon, Evrimsel Fizyoloji ve Biyokimya Enstitüsü'ndeki Biyolojik Bilimler Doktorları Viktor Govardovsky de dahil olmak üzere birçok laboratuvarda başarıyla incelenmiştir. Rusya Bilimler Akademisi'nden I. M. Sechenov, Moskova Devlet Üniversitesi'nden Oleg Sineshchekov ve Pavel Filippov. Biyokimyasal Fizik Enstitüsü'ndeki bu makalenin yazarı M. V. Lomonosov. N. M. Emanuel RAS. Tat alma üzerine çalışmalar, Pushchino'daki Rusya Bilimler Akademisi Hücre Biyofiziği Enstitüsü'nde Stanislav Kolesnikov'un laboratuvarında başarıyla yürütülüyor. Örneğin, ışığa duyarlı görsel protein rhodopsin molekülündeki birincil fotokimyasal reaksiyonları incelemenin sonuçları, bilgi işleme için yüksek hızlı cihazların oluşturulması için umut verici olabilir. Gerçek şu ki, bu fotokimyasal reaksiyon, rodopsinde çok kısa bir sürede - 100 - 200 fs (1 femtosaniye - 10 - 15 s) gerçekleşir. Son zamanlarda, Kimyasal Fizik Enstitüsünde Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru Oleg Sarkisov'un laboratuvarlarının ortak çalışmasında. N. N. Semenov RAS, Biyoorganik Kimya Enstitüsü'nden Akademisyen Mikhail Kirpichnikov. Rusya Bilimler Akademisi'nden M. M. Shemyakin ve Yu A. Ovchinnikov ve bu makalenin yazarı, bu reaksiyonun sadece ultra hızlı değil, aynı zamanda ışıkla geri dönüşümlü olduğunu da gösterdi. Bu, rodopsinin görüntüsünde ve benzerliğinde, femto ve pikosaniye zaman ölçeklerinde çalışan bir moleküler "fotoanahtar" veya "fotoçip" oluşturulabileceği anlamına gelir.

Duyusal bilginin iletilmesi ve işlenmesi, dış dünyanın öznel bir görüntüsünün tanınması ve oluşturulması, biyolojik ve anlamsal öneminin değerlendirilmesi, duyusal fizyolojinin hızla gelişen bir alanıdır. Bu alanda, 2010 yılının başına kadar Akademisyen Igor Shevelev başkanlığındaki Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Sinirsel Aktivite ve Nörofizyoloji Enstitüsü'nde ve Tıp Bilimleri Doktoru Yuri Shelepin'in laboratuvarlarında verimli bir laboratuvarımız var. , Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Yakov Altman Fizyoloji Enstitüsü'nde. IP Pavlov RAS (St. Petersburg), Ekoloji ve Evrim Enstitüsü'nde Biyolojik Bilimler Doktoru Alexander Supin. A. N. Severtsov RAS (Moskova).

HAREKET FİZYOLOJİSİ

Sechenov'un "beyin aktivitesinin tüm dış belirtileri kas hareketine indirgenebilir" sözleri bugün bile doğrudur. Modern hareket fizyolojisi, kontrol teorisi alanındaki fizyologlar, matematikçiler ve uzmanlar için bir ilgi alanıdır.

Motor davranışın organizasyonunda kilit bir rol, performansın ilerlemesini ve hareketin sonucunu değerlendirmeyi ve gerekirse düzeltmeyi mümkün kılan geri bildirim tarafından oynanır. SSCB Tıp Bilimleri Akademisi Sorumlu Üyesi, seçkin fizyologlarımız Nikolai Bernshtein ve Akademisyen Pyotr Anokhin, bunu ilk kez 1930'lar-1940'larda fark ettiler. 1960'larda akademik fizyolog Viktor Gurfinkel ve matematikçi Israel Gelfand'ın öğrencileriyle birlikte gerçekleştirdiği müteakip çalışmalar birer klasik haline geldi. Daha sonra elde edilen sonuçlar, omurilik yaralanması olan hastaların rehabilitasyonu için yeni yöntemler olan yürüyen bir robotun yaratılmasının temelini oluşturdu. SSCB Bilimler Akademisi Bilgi İletim Sorunları Enstitüsü çalışanları Grigory Orlovsky, Fedor Severin ve Mark Shik'in 1967'de yayınlanan ve adım hareketlerinin omurga üretecinin ilk kez tanımlandığı çalışması da bir klasik haline geldi.

Son olarak, Fizyoloji Enstitüsü Hareket Fizyolojisi Laboratuvarı'ndan Biyolojik Bilimler Doktoru Yuri Gerasimenko'nun adını almıştır. Rus Bilimler Akademisi Pavlov Enstitüsü, Amerikalı fizyologlarla birlikte, omuriliğin elektriksel stimülasyonunun farmakolojik etki ile birlikte sıçanlarda iyi koordine edilmiş adım hareketlerine neden olduğunu gösterdi, yani. tam vücut ağırlığı desteğiyle yürüme (bu sonuçlar Neurobiological bilimsel dergi 2009'da "Doğa Sinirbilimi")

Hayvan deneylerinin başarısı, binlerce felçli omurga hastasına en azından kısmi rehabilitasyon için umut veriyor.

Hareket fizyolojisi aktif çalışma konumuz olmaya devam ediyor.

Motor sisteminin fizyolojisi, bilim adamlarımızın olağanüstü büyük katkılarda bulunduğu yerçekimi fizyolojisinin en önemli bileşenidir. Ağırlıksız koşullar altında yapılan çalışmalar, normal motor davranışı sağlamada başta duyusal olmak üzere beyin sistemlerinin rolünü belirlemeyi mümkün kıldı. Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'ndeki Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Inesa Kozlovskaya'nın laboratuvarı bu yönde aktif olarak çalışıyor.

Hareketin fizyolojik mekanizmalarını anlamak nörolojinin temelidir ve bu önemli tıbbi ve fizyolojik alanda, Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Sinirsel Aktivite ve Nörofizyoloji Enstitüsü'ndeki Dr. Marat Ioffe'nin laboratuvarı uzun süredir başarıyla çalışmaktadır. zaman.

ZİHİNSEL İŞLEVLERİN FİZYOLOJİK TEMELLERİ

Bu yön, en heyecan verici, hızla gelişen ve devrimci diyebileceğimiz yönlerden biridir. Son yıllarda bu alanda dikkate değer bir ilerleme kaydedildi ve belki de daha da önemlisi, yanıtlanmayı bekleyen yeni sorular ortaya atıldı. Ivan Sechenov ve Ivan Pavlov tarafından fizyolojiden psikolojiye atılan köprü, modern nörobilimin genel yoluna dönüşüyor. Fizyolojik mekanizmalar açısından buradaki ana şey nedir? Hem sinapsların hem de genlerin bunlara dahil olması, hem hücreler arası etkileşimler hem de hücre içi "makineler". Bu bakımdan büyük İspanyol histolog Ramón y Cajal'ı hatırlamamak mümkün değil. 1894'te, öğrenmenin sinapsın etkinliğindeki artışa dayandığı fikrini dile getirdi (şimdi bu, ince modern yöntemler). Ayrıca, tekrarlanan aktivasyon daha da fazla verimliliğe yol açar.

İstisnai öneme sahip olan, öğrenme ve hafıza mekanizmalarının elektrofizyolojik çalışmasıdır. Ülkemizde, örneğin Rusya Bilimler Akademisi ve Rusya Tıp Bilimleri Akademisi'nin (Rusya Tıp Bilimleri Akademisi Nöroloji Bilimsel Merkezi) Sorumlu Üyesi Vladimir Skrebitsky'nin laboratuvarında başarılı bir şekilde gelişmektedir: ilaçlar geliştirilmektedir. burada geliştirilen hafızayı geliştiren, beyin hastalıklarında bozulan veya yaşlanmaya bağlı olarak zayıflayan.

1970'lerden bu yana, hafızanın hücresel ve moleküler mekanizmalarının incelenmesindeki ilerleme, büyük ölçüde omurgasızların basit sinir sistemlerinin incelenmesiyle ilişkilendirilmiştir. Birincisi, çeşitli deney türleri için uygun bir nesnedirler ve ikincisi, evrim ve karşılaştırmalı fizyoloji açısından son derece ilginçtirler. 1960'larda - 1970'lerde yumuşakçalardaki sinaptik iletimi ve nörotransmiterlerin çeşitliliğini ayrıntılı olarak inceleyen ilk kişilerden biri, adını taşıyan Gelişim Biyolojisi Enstitüsü'nde Biyolojik Bilimler Doktoru Dmitry Sakharov'du. N. K. Koltsova RAS. Omurgasızlarda öğrenme, hafıza ve davranış mekanizmalarını inceleyen önde gelen bilimsel ekipler arasında, Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Sinirsel Aktivite ve Nörofizyoloji Enstitüsü'ndeki Biyoloji Doktoru Pavel Balaban'ın laboratuvarı bulunmaktadır. Koklear nöronların aktivitesini kaydetmek için modern elektrofizyolojik ve optik yöntemleri kullanarak, o ve meslektaşları sinir ağlarının organizasyonunu basit terimlerle tanımlamayı başardılar. sinir sistemleri. Beynin gelecekteki bir bilgi teorisinin inşası için, bu türden deneysel verilerin birikimi istisnai bir değere sahiptir.

Hem sinapslar hem de hücre içi "makine", öğrenme ve hafıza mekanizmalarında yer alır. Kısa süreli bellek (dakikalar - onlarca dakika) sinaptik yapıların protein moleküllerindeki konformasyonel değişikliklere bağlıyken, uzun süreli bellek (günler ve yıllar) gen ifadesi, yeni proteinlerin sentezi, RNA molekülleri ve yeni sinapsların ortaya çıkışı. Soru şu ki, öğrenme sırasında hangi genler aktive oluyor ve sinir hücrelerinde tam olarak ne yapıyorlar? Bu doğrultuda Rusya Bilimler Akademisi ve Rusya Tıp Bilimleri Akademisi'nin ilgili üyesi Konstantin Anokhin'in laboratuvarı, Normal Fizyoloji Enstitüsü'nde bu yönde başarılı bir şekilde çalışmaktadır. P. K. Anokhin RAMS (Moskova).

Yerelleştirmeyi anlamada çarpıcı ilerlemeler kaydedildi Çeşitli türler yeni beyin görüntüleme teknikleriyle hafıza. Her şeyden önce fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeden bahsediyoruz, ancak ülkemizde hala ağırlıklı olarak klinikte kullanılıyor. Pozitron emisyon tomografisi ise Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Svyatoslav Medvedev ve İnsan Beyni Enstitüsü'ndeki ekibi tarafından temel araştırmalar için başarıyla kullanılmaktadır. N. P. Bekhtereva RAS (St. Petersburg).

Bu yöntemler kullanılarak, hafızanın daha önce sanıldığı gibi beyinde dağınık bir şekilde dağılmadığı, beynin belirli bölgelerinde lokalize olduğu gösterildi. Bu, fizyoloji (nöro- ve psikofizyoloji) ve tıp (nöroloji, beyin cerrahisi, psikiyatri) için temel olarak önemli bir sonuçtur.

Şimdi bilinç hakkında - en az üç bilimin - fizyoloji, psikoloji ve felsefe - kavşağında bir sorun. Buradaki ana şey nedir? BİLİNÇ'in beyinde pasif olarak yatan "bir şey" değil, bir süreç, bir eylem olduğu en önemli pozisyonun farkındalığı. Artık hiç kimse bilincin özlü ve net bir tanımını veremez. Mekanizmaları hakkında epeyce hipotez öne sürülmüştür. Bunlardan biri 1980'lerde - 1990'larda Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi Alexei Ivanitsky tarafından önerildi (Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Sinir Aktivitesi ve Nörofizyoloji Enstitüsü). Onun özü şudur temel unsuru dış dünyanın öznel bir görüntüsü olan bilinç, beynin projeksiyon korteksinde, dışarıdan gelen duyusal bilgilerin bellekte yer alan bilgilerle sentezi sonucunda ortaya çıkar. Yeni, gelen ve depolanan bilgi akışının karşılaştırılması, "bilinç akışında" önemli bir andır. Sentez, sinir uyarılarının dairesel hareketinin bir sonucu olarak gerçekleşir. Benzer fikirler, bir süre sonra, 1972'de Nobel ödüllü Gerald Edelman (ABD) dahil olmak üzere diğer bilim adamları tarafından geliştirildi.

Bu bölümü sonlandırırken, "bilinç ve beyin" sorununun doğa bilimleri ile insani bilginin birleşimini gerektirdiği vurgulanmalıdır.

NÖROİNFORMATİK

XXI yüzyılın ilk yarısında gelişmiş ülkelerin bilim politikasının ne olduğu aşikar hale gelir. beynin çalışmasına ve daha yüksek işlevlerine odaklanacaktır. Bu sorunların çözümünde en önemli rol nöroinformatiğe aittir. Nöroinformatikte matematik ve hesaplama, nörobilimden ayrı düşünülemez.

Beyindeki bilgilerin iletilmesi, işlenmesi ve analizi için maddi substrat, nörondan nörona sinapslardaki elektriksel sinir uyarılarıdır. Bu nedenle, "sinir ağlarında" bilgi işlemeden söz edildiğinde, dürtülerin kodlarını anlamaktan söz edilir, bilgi taşımak ve bu "ağların" yapısı hakkında, yani. Nöronlar arasındaki iletişim sistemleri. Ek olarak, bireysel nöronların "moleküler mekanizmasını" anlamak gereklidir. Bu gereklidir, çünkü hücre içinde meydana gelen birçok fizikokimyasal süreç sadece hayati aktivitesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda görünüşe göre aynı anda hesaplama işlemlerinin rolünü de yerine getirir.

Nöroinformatik alanındaki muazzam çalışma kapsamına rağmen, biçimlendirilemez canlı sistemleri - canlı bir hücre veya "sinir ağları" - tanımlamak için tatmin edici bir matematik dilinin henüz yaratılmadığı kabul edilmelidir. Bu, modern beyin biliminin en "sıcak noktalarından" biridir. Hesaplamalı nörobilimler dünya çapında çok aktif. Moskova'da, Rostov-on-Don'da, St. Petersburg'da bu yönde başarıyla çalışan gruplarımız ve laboratuvarlarımız var. Nijniy Novgorod. Ancak ABD'nin aksine, Avrupa ve Asya'daki birçok ülke maalesef son derece azdır.

Pratik uygulamalara gelince, özellikle tıbbi olanlara, bunlar mevcuttur ve oldukça etkileyicidir. Bunlardan biri, beynin harici bir teknik cihazla doğrudan bağlantı teknolojisidir. Artık bilgileri beyinden bilgisayara tek yönde iletebilen sistemler oluşturuldu. Örneğin konuşamayan ve hareket edemeyen bir hasta, serebral korteksin belirli bölgelerinden gelen uyarılmış potansiyelleri kaydedip harici bir cihaza ileterek, gerekli bilgileri uzaktan tıbbi personele iletebilir. Öngörülebilir bir gelecekte, standart operasyon prosedürü, kontrol etmek için beyne bir elektronik sistem yerleştirmek olacaktır. tekerlekli sandalye, protez kol veya bacak.

Tüm bu durumlarda, beynin belirli bölgeleri tarafından üretilen güvenilir bir şekilde saptanabilen elektrik sinyallerinin (potansiyeller) kaydedilmesi ve iletilmesinden bahsediyoruz. Uygulanan bu alandaki çalışmalar birkaç ekip tarafından yürütülür. Örneğin, Rusya Bilimler Akademisi Yüksek Sinir Aktivitesi ve Nörofizyoloji Enstitüsü'ndeki Biyoloji Doktoru Alexander Frolov'un laboratuvarında, hareket hastalıklarının erken teşhisi için orijinal yöntemler önerilmiştir.

Diğer bir tıbbi uygulama ise nöroprotezlerdir. Milyonlarca hasta, sesi algılayan ve bilgileri doğrudan beynin karşılık gelen merkezlerinin nöronlarına ileten işitme çipleri kurdu. Sonuç olarak, sağır insanlar konuşmayı duyabilir ve anlayabilir. Gelecekte görsel ve koku elektronik protezlerin ortaya çıkması mümkündür. Duyu organlarına ek olarak dışarıdan gelen bilgilerin doğrudan beyne iletilmesi için girişimlerde bulunulmaktadır.

Nöroinformatiğin pratik uygulamasının hızla gelişen bir başka alanı da robotiktir. 1970'lerde - 1990'larda, ulusal ay programı çerçevesinde bu alanda öncü çalışmalar yapıldı. Engebeli arazide hareket edebilen bir robot yaratmaktan bahsediyoruz. İlk başta, görev neredeyse imkansız görünüyordu. Hayvanların motor aktivitesinin organizasyon mekanizmalarını anlayarak çözmek mümkün oldu. Akademisyen Viktor Gurfinkel (SSCB Bilimler Akademisi Bilgi İletim Sorunları Enstitüsü) liderliğindeki bir fizyolog ekibi ve Akademisyen Dmitry Okhotsimsky ve Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru Evgeny Devyanin (SSCB Bilimler Akademisi Uygulamalı Matematik Enstitüsü) başkanlığındaki mekanik ve M. V. Lomonosov'un adını taşıyan Moskova Devlet Üniversitesi Mekanik Enstitüsü), mekanik bir "böcek" olan ünlü "Altı bacaklı" yı yarattı. Örneğin masa tenisi (Japonya) oynayabilen birçok modern, sofistike antropomorfik robotun prototipi oldu. Bu yöndeki çalışmalar (hareket kontrolü), Bilgi İletim Sorunları Enstitüsü'ndeki Biyoloji Doktoru Yuri Levik'in laboratuvarında devam ediyor. A. A. Kharkevich RAS.

yaradılışa gelince yapay zeka ve yeni nesil bilgisayarlar, ardından hızla gelişen bu alanda çeşitli profillerde uzmanlar istihdam edilmektedir. Elbette günümüzün süper bilgisayarları birçok yönden insan beyninin yeteneklerinden üstündür. Ancak Homo sapiens'in aksine, en mükemmelleri bile zekaya sahip değildir. Ancak bilişim alanındaki bazı araştırmacılara göre bu sorun tekniktir ve nispeten yakın gelecekte çözülecektir.

İnsanlığı harika ya da korkunç bir gelecek mi bekliyor? Nörobilim alanındaki hızlı ilerlemeler, bu önemli etik soruna yol açmaktadır. İnsan kişiliğini ve toplumun sosyal yaşamını etkilemek için açılan inanılmaz olanaklar, antropomorfik "bilişsel bilgisayarlar" yaratma olasılığı ve çok daha fazlası kaçınılmaz olarak bu "lanet olası" soruyu gündeme getiriyor. Bunun cevabı, tarihte defalarca olduğu gibi, yalnızca bilim adamlarına değil, toplumun kendisine de bağlıdır.

Akademisyen Mikhail OSTROVSKII, Fizyoloji Derneği Başkanı. Biyokimyasal Fizik Enstitüsü laboratuvar başkanı I. P. Pavlova. N. M. Emanuel RAS