Факты о мозге: ученые Пермского Политеха рассказали о сером веществе

Факт 1. Человеческий мозг содержит до 95 миллиардов клеток

«По разным сведениям, в головном мозгу человека от 85 до 95 миллиардов нейронов. Узнать точное количество довольно сложно из-за их размеров. Один из способов подсчитать число нервных клеток — использовать метод «мозгового супа». Мозг растворяют до состояния каши. Далее путем специального окрашивания выделяют ядра клеток, что и позволяет их посчитатьЦ, — объясняет Юлия Неверова, старший преподаватель кафедры социологии и политологии ПНИПУ, когнитивно-поведенческий психолог.

Факт 2. Масса человеческого мозга не влияет на интеллект

«Ранее предполагали, что чем умнее человек, тем больших размеров должен быть мыслительный орган. Но это не так. Средний вес человеческого мозга — 1200-1400 граммов, при этом мозг Эйнштейна весил примерно 1230 граммов», — отмечает Екатерина Баньковская, кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ.

На самом деле важно количество связей между нейронами: чем их больше, тем выше интеллект и работоспособность мозга.  При этом ученые выявили корреляцию между массой определенных отделов мозга и различными показателями когнитивных способностей. Так, правое полушарие отвечает за восприятие, обработку и формирование неречевой информации, пространственную ориентацию, эмоции, предрасположенность к музыке. Левое полушарие отвечает за языковые способности, контролирует речь, способности к чтению и письму, запоминание, аналитическое мышление, математические способности.

Факт 3. Каждый блок мозга исполняет разную функцию

В истории отечественной нейрофизиологии есть известное исследование функциональных блоков головного мозга, проведенного психологом и врачом-неврологом Александром Лурия. В результате исследования были описаны три функциональных блока.

Первый — блок активности. Включает в себя наиболее древние структуры мозга: ретикулярную формацию ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга и так далее. Эти отделы отвечают за общий тонус коры больших полушарий, что влияет на функционирование памяти, мышление.

Второй блок — теменно-височно-затылочный. Он отвечает за прием, обработку и хранение поступающей извне информации и связан с работой зрительного, слухового и кожного анализаторов.

Третий — лобные доли коры больших полушарий. Этот отдел отвечает за программирование, регуляцию и контроль, влияет на работу опорно-двигательного аппарата.

Факт 4. Мозг — самый энергозатратный орган нашего организма

В обычных условиях мозг потребляет 10 процентов всей энергии организма, а при критических умственных нагрузках — до 25. На что же уходит столько калорий? Линейное визуальное мышление: способность человека проводить в уме операции сравнения различных изображений и их деталей, умение продолжить, дополнить, восстановить изображение по фрагментам. Структурное визуальное мышление: умение видеть закономерные связи в организации элементов изображений, оперировать этими закономерностями, мыслить по аналогии.

Понятийно-интуитивное мышление связано с личным опытом, характеризуется возможностью человека самостоятельно разбираться в материале. Понятийно-логическое мышление — умение видеть связи и зависимости между предметами и явлениями.

От количества потребляемой мозгом энергии зависит скорость переработки информации (сформированность произвольного внимания и работоспособности), внимательность — точность переработки информации, зрительно-моторная координация.

Факт 5. Психические расстройства влияют на состояние мозга и наоборот

Психические расстройства могут быть следствием сбоя в работе мозга или сопутствующим его симптомом. Сюда можно отнести нарушения функционирования кровеносной системы мозга и, как следствие, недостаточное питание его отделов.

Шизофрения, например, может быть связана с неверным функционированием дофамина и серотонина — нейромедиаторов, которые играют важную роль в передаче сигналов между нейронами. Это может привести к изменениям в поведении и мышлении человека. Биполярное расстройство зависит от работы гипоталамо-гипофизарной системы, которая регулирует гормональный баланс организма.

«С другой стороны, психические расстройства сами влияют на состояние мозга. Например, тревожные расстройства могут привести к изменению активности в префронтальной коре, которая отвечает за планирование и принятие решений. А депрессия приводит к изменению в работе миндалевидного тела, ответственного за эмоциональный контроль», — рассказывает Юлия Неверова.

Факт 6. Стресс способен усугубить онкопатологию

«Ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, приводит ли стресс к развитию рака мозга. Однако это фактор, который способствует прогрессированию уже имеющейся болезни. Известно, что раковые клетки распространяются по внутренним органам по кровеносным сосудам или посредством лимфатической системы. Адреналин, влияя на физические изменения в лимфатических сосудах, позволяет раковым клеткам с большой скоростью перемещаться в другие части организма», — рассказывает ученый-провизор Пермского Политеха.

Факт 7. Нехватка сна снижает активность мозга

Сон играет ключевую роль в функционировании мозга. В это время происходит восстановление его клеток. Недостаток сна может привести к ухудшению памяти. Когда мы спим, мыслительный орган обрабатывает информацию, приобретенную за день, и закрепляет ее. Если мы не получаем достаточного количества сна, этот процесс нарушается, и мы забываем то, что изучали или слышали накануне.

«Недосып влияет на зоны, отвечающие за контроль и принятие решений. В целом, отмечают снижение активности головного мозга в результате недостатка сна. Это приводит к рассеянности и трудностям в работе памяти. Нехватка сна влияет на нашу способность концентрироваться. Когда мы устали, нам сложнее сосредоточиться на одной задаче или следить за ходом мысли. Замедление реакций — еще одно последствие недостатка сна», — отмечает психолог ПНИПУ.

Факт 8. Медитация повышает внимание, но может усугубить психическое расстройство

Медитация представляет собой сосредоточение психической активности на каком-либо объекте — музыке, звуке, дыхании, движении и так далее. Это представляет собой тренировку такой когнитивной функции как внимание. Медитация также снижает тревожность, подверженность стрессу.

«При этом не стоит относиться к медитации как к панацее. Она способна снизить негативные явления когнитивных функций, но не изменит серьезные нарушения. Существуют и противопоказания к медитации: например, серьезные психические расстройства или пережитое травматическое событие: медитация может всколыхнуть сильные эмоции», — добавляет Юлия Неверова.

Факт 9. Что такое нейропластичность и как она связана с обучением и запоминанием?

Нейропластичность — это способность мозга изменяться под воздействием опыта, а также восстанавливать утраченные связи после повреждения или болезни. Этот термин впервые был использован в 1948 году канадским психологом Дональдом Хеббом. Он описал механизм, благодаря которому нейроны могут формировать новые связи друг с другом.

Эта способность позволяет мозгу адаптироваться к новым условиям и компенсировать утраченные функции. Например, у людей, потерявших зрение, обостряется слух и тактильные ощущения. У слепых от рождения эти чувства развиты сильнее, чем у зрячих.

«Под воздействием условий, например, поступления большого объема информации, образуются нейроны и новые связи между ними. Поэтому между нейропластичностью и обучением существует неразрывная связь. Мозг пластичен на протяжении всей жизни, но наиболее активно он меняется в раннем возрасте. Дети быстрее усваивают новую информацию, навыки и, в целом, обучаются», — рассказывает старший преподаватель Пермского Политеха.

Екатерина Баньковская добавляет: распространен миф, что современные дети умнее, чем были их сверстники 20-30 лет назад. Но исследование познавательного развития современных дошкольников не подтверждают этого. Умение «обращаться» с различными гаджетами, что и принимается за высокие умственные способности, не отражает реальный уровень развития интеллекта ребенка.

Факт 10. Для детского мозга сладкое полезно

Вернее, благоприятно сказывается на его развитии сбалансированное питание, которое должно включать и углеводы. Ученый-химик ПНИПУ отмечает, что организму необходимы сахара (к примеру, сахароза, глюкоза, фруктоза) и крахмал, которые расщепляются ферментами человека. Любые поступившие внутрь углеводы перерабатываются в глюкозу, которая является основным источником энергии, используемой мозгом.

Правильный план питания включает также белок в нескольких видах — соевый, рисовый, пшеничный, молочный и яичный, липиды — животные и растительные, пробиотики и пребиотики и растворимую клетчатку.

Факт 11. Жирные кислоты, витамины, железо и йод — наиболее необходимые компоненты для мозга

«Жирные кислоты составляют немногим более 50 процентов сухого веса мозга. Фосфолипиды мозга содержат большую долю арахидоновой кислоты (ARA). Мозг также необычайно богат жирными кислотами омега-3, в частности докозагексаеновой кислотой (DHA). Она накапливается в мозге в детском возрасте, так что рост мозга в основном завершается в возрасте 5-6 лет. Причем DHA особенно обильна в фоторецепторах палочек сетчатки и сером веществе. В мозге DHA и ARA могут синтезироваться из линолевой и α-линоленовой кислот», — рассказывает Екатерина Баньковская.

Такая разновидность липидов, как сфингомиелин, способствует эффективному и быстрому распространению электрических нервных сигналов. В пищевую композицию входит естественным образом как природный компонент молока, в частности коровьего. Помимо жирных кислот, мозгу необходимы сиаловые кислоты. Они играют незаменимую роль в межклеточном взаимодействии, коммуникации, передаче и хранении информации в мозге. Содержатся в молоке, к примеру, в коровьем и козьем.

Холин — это витаминоподобное соединение, которое используется для выработки ацетилхолина. Он является одним из ключевых химических соединений мозга, задействованных в памяти. Наиболее высокое содержание холина в печени, почках, сердце, легких у потребляемых в пищу животных и яичном желтке.

Витамин В1 функционирует как часть кофермента в системах, вырабатывающих энергию, особенно тех, что участвуют в метаболизме углеводов и в расщеплении глюкозы с выделением энергии. Он играет роль в проведении нервных импульсов. Дефицит тиамина может вызывать ухудшение кратковременной памяти, помрачение сознания и раздражительность. Лучшие источники витамина: семена, орехи, ростки пшеницы, дрожжи, свинина, овсяные хлопья, ржаной хлеб, облепиха, печень, куриное филе, цельнозерновой рис, лосось, бобовые, яйца.

Фолиевая кислота (витамин В9) необходима для деления и поддержания клеток, образования ДНК и РНК, синтеза и расщепления аминокислот. Содержится в листовых овощах, бобовых, грибах, яйцах, мясных субпродуктах (в печени, почках), дрожжах.

Витамин D особенно важен для развития и функционирования мозга. Наибольшее его количество встречается в жирных сортах рыбы, молочных продуктах, яичном желтке. Если человек получает необходимую дозу солнечного ультрафиолета, необходимость в витамине полностью компенсируется.

Незаменимый компонент — железо. Оно участвует в продукции миелина, синтезе нейромедиаторов (например, дофамина) и их расщеплении. Наблюдалась связь между железодефицитной анемией и когнитивными или поведенческими нарушениями у детей. Железо содержится в сухофруктах, бобовых, крупах, яблоках, сливе, гранате, мясе и его субпродуктах.

Йод необходим для нормального роста и развития мозга. Дефицит йода может вызывать психические нарушения, которые проявляются плохими оценками в школе, снижением умственных способностей и ухудшением работоспособности. Главные источники — морская рыба (треска, минтай, сайра, скумбрия, лососевые), морепродукты (креветки, омары, мидии), водоросли.

Факт 12. Спорт снижает риск развития заболеваний нервной системы

«Физическая активность способствует улучшению работы мозга, так повышается питание и насыщение его кислородом. Необходимость координировать движения приводит к формированию новых связей между нейронами. Занятия спортом оптимизируют работу памяти и мышления, сказываются на способности к обучению. Физическая активность является профилактикой старческих изменений в мозге. При этом чрезмерные физические нагрузки приводят к переутомлению мозга, что снижает когнитивные функции», — объясняет Юлия Неверова.

Факт 13. Нейроны головного мозга практически не восстанавливаются

А вот клетки периферической нервной системы способны к регенерации. При повреждении нервных волокон и отсутствии очагов воспаления и соединительнотканных рубцов возможно восстановить соединения. Регенерация нервных отростков идет со скоростью 2-4 мм в сутки.

Факт 14. Выделяют 20 видов головной боли

«Головная боль может быть не только симптомом патологических процессов, локализующихся в области головы, но и проявлением многих соматических и психогенных заболеваний», — отмечает Екатерина Баньковская.

Всего выделяют 20 видов такой боли, вот самые распространенные из них: мигрень, головная боль напряжения, пучковая головная боль, боли, связанные с травмой или повреждением головы и/или шеи, поражениями сосудов головного мозга и шеи, внутричерепными поражениями, приемом различных веществ или их отменой, инфекциями, нарушением гомеостаза, психическими нарушениями, патологией черепа, шеи, глаз, ушей, носовой полости, пазух, зубов, ротовой полости или других структур черепа и лица.

Факт 15. Плохая экология — один из факторов развития патологий мозга

«Сегодня существует теория, что в основе многих хронических заболеваний лежит накопление тяжелых металлов в окружающей среде. Например, свинец способствует развитию аллергий, появлению раздражительности, дефициту внимания, дисфункции щитовидной железы, депривации сна, дислексии. Кадмий вызывает нарушение памяти, гиперактивность, необоснованную агрессию. При накоплении алюминия возникают усталость, ухудшение памяти и аппетита, онемение конечностей», — рассказывает эксперт-провизор Пермского Политеха.

Наиболее опасным и разрушительным считается накопление ртути — сильнейшего нейротоксина. Исследования показали, что более 250 различных заболеваний связаны с высокими концентрациями ртути в организме человека. В длинном списке числятся болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Вредные вещества попадают в организм вместе с некачественной питьевой водой, продуктами питания, загрязненным воздухом. Свинец, например, может попасть внутрь с немытых рук. У курильщиков через легкие абсорбируется порядка половины попавшего в организм кадмия.

ПНИПУ

850 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше