Мозг - [6]
Применение всех существующих методик для выявления в первом приближении, без деталей, связей в одной только структуре - скажем, в части коры больших полушарий или в мозжечке - может занять у одного-двух анатомов пять или десять лет. Законченных нейроанатомов, людей особой породы, часто одержимых, а порой даже полупараноиков, во всем мире насчитывается всего несколько десятков. А поскольку мозг состоит из сотен разных структур, становится ясно, что одного только понимания связей в головном мозгу придется ждать еще много лет.
Кроме того, изучить связи данной структуры в мозгу - это еще не значит понять ее физиологию. Для этого надо прежде всего узнать, как работают отдельные нейроны. За последние три-четыре десятилетия стало более или менее понятно, как один нейрон генерирует электрические сигналы и передает информацию другим клеткам. Над выяснением этого механизма трудились многие ученые, в их числе: Г. Дэйл (Н. Dale), О. Леви (О. Loewi), А. Ходжкин (A. Hodgkin), А. Хаксли (A. Huxley), Б. Катц (В. Katz), Дж. Экклс (J. Eccles) и С. Куффлер (St. Kuffler). Одно из удивительных открытий состояло в том, что все нейроны, несмотря на различия по величине и форме, используют два одинаковых вида электрических сигналов: градуальные потенциалы и потенциалы действия.
Весь нейрон - его тело, длинный аксон и ветвящиеся дендриты поляризован таким образом, что внутри он заряжен отрицательно приблизительно на 70 мВ по отношению к наружной поверхности. Этот "потенциал покоя" создается двумя свойствами клеточной мембраны. Во-первых, мембрана активно переносит ионы, выводя из клетки положительно заряженные ионы натрия и пропуская внутрь положительно заряженные ионы калия, вследствие чего концентрации этих двух видов ионов внутри клетки и снаружи совершенно различны. Во-вторых, способность проникать через мембрану у натрия и калия также различна.
Изменения разности потенциалов, которая создается таким образом между наружной и внутренней сторонами клетки в состоянии покоя, -это электрические сигналы нервов. Изменение трансмембранного напряжения на любом участке клетки или ее отростков быстро распространяется по мембране во всех направлениях, постепенно затухая; уже на расстоянии нескольких миллиметров сигнал вряд ли удается обнаружить. Это электрический сигнал первого рода, т.е. градуальный потенциал. Его основная функция состоит в передаче сигналов на очень короткие расстояния.
Сигнал второго типа, потенциал действия, передает информацию на большие расстояния. Если мембрана деполяризована (ее потенциал снижен) до критического уровня - от уровня покоя, равного 70 мВ, до приблизительно 50 мВ, - то наступает внезапное, резкое изменение: на время снимаются существующие препятствия току ионов калия и натрия и возникает локальный поток ионов, достаточный для того, чтобы изменить знак мембранного потенциала, который становится положительным внутри и достигает 50 мВ, а затем полярность снова меняется и восстанавливается нормальный потенциал покоя. Все это занимает около тысячной доли секунды. За это время первое изменение знака (на положительный внутри) создает мощный градуальный потенциал, который распространяется и доводит соседний участок мембраны до критического уровня; это вызывает изменение полярности в следующем участке мембраны, что в свою очередь создает изменение знака в соседнем участке. В результате временное изменение полярности быстро распространяется по нервному волокну.
Этот распространяющийся потенциал действия, "бегущий" по всей длине волокна, не ослабевая, и является нервным импульсом. Любая сигнализация в нервной системе на расстоянии миллиметра и более происходит в форме импульсов. Независимо от типа волокна и от того, связано ли оно с движением, зрением или мышлением, сигналы везде практически одинаковы. Меняется же в данном нервном волокне при определенных условиях просто число импульсов в секунду.
Приход импульса к окончанию аксона сказывается на следующем нейроне в цепи: изменяется его склонность генерировать импульсы. На пресинаптической мембране окончания выделяется медиатор - вещество, которое диффундирует через щель между двумя клетками и оказывает на постсинаптическую мембрану по ту сторону щели одно из двух воздействий. В возбудительном синапсе медиатор вызывает понижение постсинаптического мембранного потенциала, и в результате постсинаптическая клетка генерирует импульсы с большей частотой. В тормозном синапсе эффект медиатора состоит в стабилизации постсинаптического мембранного потенциала, из-за чего возбудительным синапсам труднее деполяризовать постсинаптическую клетку, и вследствие этого генерация импульсов либо прекращается, либо идет с меньшей частотой.
Является ли данный синапс возбудительным или тормозным, зависит от того, какой медиатор выделяет пресинаптическая клетка, и от химизма мембраны постсинаптической клетки. Почти к каждому нейрону приходят входы от множества окончаний, обычно от многих сотен, а иногда и тысяч, причем одни из них возбудительные, а другие тормозные. В каждый данный момент одни входы активны, а другие бездействуют, и от суммы возбудительных и тормозных эффектов зависит, будет ли клетка генерировать импульсы, и если будет, то с какой частотой. Иными словами, нейрон - это нечто гораздо большее, чем простой прибор для пересылки импульсов с одного места на другое. Каждый нейрон непрерывно оценивает все сигналы, приходящие к нему от других клеток, и выражает результаты этой оценки частотой своих собственных сигналов.
![Глаз, мозг, зрение](/storage/book-covers/b3/b3e36bbde8eb8f5a23b10690d252c9959af02e7f.jpg)
В книге известного американского нейрофизиолога, лауреата Нобелевской премии, обобщены современные представления о том, как устроены нейронные структуры зрительной системы, включая кору головного мозга, и как они перерабатывают зрительную информацию. При высоком научном уровне изложения книга написана простым, ясным языком, прекрасно иллюстрирована. Она может служить учебным пособием по физиологии зрения и зрительного восприятия.Для студентов биологических и медицинских вузов, нейрофизиологов, офтальмологов, психологов, специалистов по вычислительной технике и искусственному интеллекту.
![Вирусы: Скорее друзья, чем враги](/storage/book-covers/a8/a8f938282fa4d3f1a2e8e2aff69b1065527a2d98.jpg)
Грипп, ВИЧ, Эбола – мы привыкли думать, что вирусы несут нам только угрозу. Но на самом деле большинство вирусов безвредны; более того, они наши незаменимые помощники. Вирусы есть повсюду: в воздухе, растениях и животных, внутри нас самих и даже на нашей коже. Они борются с бактериями, влияют на погоду, наше самочувствие и настроение, могут способствовать ожирению или лечить от него. Вирусы – часть нашего генома! Они помогли нам стать теми, кто мы есть. Известная вирусолог Карин Мёллинг описывает невероятный и мало знакомый нам мир вирусов.
![Теломераза. Как сохранить молодость, укрепить здоровье и увеличить продолжительность жизни](/storage/book-covers/1e/1e1dc4397dbd8a6a3766820310eda7cdcf978944.jpg)
Как сохранить молодость, остановить старение, укрепить здоровье и увеличить продолжительность жизни? Наука стоит на пороге революции: исследования теломер (концевые участки хромосом) и теломеразы (Нобелевская премия по физиологии и медицине 2009 года) дали свои плоды. Доктор М. Фоссел, ведущий специалист по клиническому применению теломеразы, в своей книге рассказывает, что такое старение, почему изнашиваются органы тела, стареет сама клетка, и объясняет, как и чем всем нам может помочь открытие этого фермента и что еще нужно (диета, упражнения…), чтобы повернуть процесс старения вспять и полностью избавиться от всех возрастных болезней.
![Сердечный доктор](/storage/book-covers/a6/a67041709b206cd693e336604aef2a71149fcf44.jpg)
Это – книга о долголетии. Но не только. В первую очередь это книга о любви к своим близким, о горе личных потерь, о способе преодоления трудностей, о счастье, о добром отношении к людям. Леонид Бененсон – первый человек в России, который создал для неизлечимых больных уникальную систему поддержки, позволяющую жить достойно и без боли до самой старости. Этот человек знает о долголетии все, ведь он кардиолог и по совместительству главный врач. Его советы – кладезь знаний, бесценный опыт, уже сохранивший жизни тысячам больных.
![Чему не учат докторов: врачебные хитрости](/storage/book-covers/1b/1bc4a8331657e5dab4e6db5ff54ddf9cb0174909.jpg)
Эта книга — о клиническом мышлении, о взаимоотношениях врача и инструкции, о сотрудничестве с пациентом. Как нужно думать у постели больного, анализировать источники, авторитетные мнения, видеть за диагнозом и пациента, и патогенез его заболевания, как стать по-настоящему хорошим врачом? На эти и многие другие вопросы ответит Андрей Соколов — создатель нескольких московских клиник, врач, автор нескольких научных и научно-популярных книг. Также в этой книге вы найдете упражнения для развития клинического мышления.Этот захватывающий детектив о врачебных хитростях написан на основе реальных примеров из практики автора и его коллег.
![Вся правда о женском здоровье. Как избежать опасных проблем](/storage/book-covers/4c/4c11a16d33ef17c9164f2044ef31dc7cf479b492.jpg)
Новая книга известного врача, выдающегося специалиста в области безмедикаментозного лечения и оздоровления организма Сергея Михайловича Бубновского адресована девочкам, девушкам, женщинам, бабушкам…Как правильно подготовить свой организм к будущему материнству, избежать бесплодия и сохранить стройность после родов? Что надо делать, чтобы хождение в изящной обуви на высоком каблуке не привело вас на хирургический стол, и какие физические упражнения оградят вас от болей в спине? Вы узнаете, как на протяжении всей жизни, не прибегая к таблеткам, сохранить женское здоровье и привлекательность.Методично следуя рекомендациям, изложенным в книге, вы сможете обезопасить себя от таких распространенных заболеваний, как эндометриоз, миома матки, мастопатия.
![У ребенка лишний вес? Книга для сознательных родителей и их детей](/storage/book-covers/d5/d504975f081629e83178852c4874b0ac762ecced.jpg)
Лишний вес у детей – одно из самых распространённых и нездоровых явлений нашего времени. Причины детского ожирения могут быть самыми разными: от обычного переедания до комплексных проблем со здоровьем. Располневший ребенок вместе с лишним весом получает целый букет проблем: ухудшение самочувствия и настроения, сильное снижение самооценки, конфликты со сверстниками (вплоть до злых насмешек и травли), массу комплексов, избавиться от которых очень непросто. Любящие родители часто не понимают, как и чем можно помочь в сложившейся ситуации.Известный российский диетолог-эндокринолог Наталья Фадеева, автор методики эффективного снижения веса у детей, предлагает простые решения, позволяющие не только привести в норму вес ребенка, но и сформировать и закрепить у него правильные пищевые привычки, скорректировать образ жизни и повысить ее качество.