43 поразительных факта о головном мозге
Цель этой партнерской статьи, созданной в рамках BrainMic, совместного проекта с General Electric, поделиться последними достижениями в области исследований и технологий, связанных с головным мозгом.
Если выход iPhone этого года и научил нас чему-то, так это тому, что мы представляем собой общество, жаждущее новых технологий и хватающееся за любой шанс заменить устройства, ставшие техническим прорывом в прошлом на году, на те, что на миллиметр тоньше. Однако мы часто забываем, что…
Уже обладаем самым динамичным и эффективным механизмом из когда-либо созданных: головным мозгом.
Супер компьютер в нашей черепной коробке, вес которого примерно 1400 гр., одновременно обрабатывает факты и образы, архивирует воспоминания, устраняет токсины, контролирует движения и речь и принимает решения. И за последние несколько лет, отчасти благодаря достижениям в области технологий нейровизуализации, ученые, совершая новые открытия, все больше убеждаются в том, насколько поразительным на самом деле является наш мозг.
Итак, что же нам известно о головном мозге на сегодняшний день? Ниже перечислены 43 факта об удивительном, таинственном и невероятно могущественном головном мозге человека:
1. В человеческом головном мозге от 80 до 100 миллиардов нейронов (нервных клеток). Выглядят они приблизительно так:
Графический материал: YouTube
2. В левом полушарии почти на 200 миллионов нейронов больше, чем в правом.
3. Размер нейронов может колебаться от 4 до 100 микрон в ширину. Небольшая справка для того, чтобы получить представление о том, насколько нейроны крошечные: размер точки в конце этого предложения составляет в окружности 500 микрон, а это значит, что внутри нее может поместиться более 100 самых маленьких нейронов.
4. Несмотря на крошечный размер нервных клеток, ученым удается измерять степень активности отдельно взятых нейронов, вводя микроэлектроды в головной мозг. Этот процесс называется «регистрацией отдельных единиц (нейронов)», и часто используется для уточнения диагноза «эпилепсия».
5. Половые различия между головным мозгом мужчин и женщин пока еще являются предметом споров, однако согласно результатам исследования, проведенного в 2014 году и опубликованного в The Journal of Neuroscience, у женщин серое вещество составляет больший процент от общей массы головного мозга.
Графический материал: OpenStax College посредством Wikimedia Commons
6. Больший процент серого вещества может объяснять лучшие показатели при выполнении задач, связанных с языком и речью.
7. Хотите больше серого вещества – отправляйтесь на пробежку. Исследования говорят о том, что регулярные физические упражнения могут приводить к увеличению количества серого вещества в гиппокампе.
8. Серое вещество, составляющее 40% от общей массы головного мозга, становится серым только после смерти человека.
9. Головной мозг живого человека имеет скорее розоватый оттенок, а на ощупь, по словам ученых, напоминает тофу.
10. Возможно, у мужчин не так много серого вещества, как у женщин, однако у них больше белого вещества и спинномозговой жидкости.
Графический материал: Rick Madonick посредством Getty Images. Волокна белого вещества (слева)
и полученные при помощи фМРТ снимки головного мозга корреспондента Jennifer Wells от 25 апреля 2014 года.
11. Белое вещество (составляющее оставшиеся 60% от общей массы головного мозга) имеет такой цвет благодаря миелину, который служит изолирующим материалом для аксонов и увеличивает скорость передачи электрических импульсов.
12. Жир может вредить сердцу, но для головного мозга он полезен. Более половины головного мозга, включая миелин, состоит из жира.
13. Если говорить о потреблении топлива, головной мозг можно сравнить с Хаммером в корпусе изящной машины. Веся примерно 1400 гр., головной мозг составляет всего 2-3% от общей массы тела, однако потребляет 20% поступающего в организм кислорода и по разным подсчетам от 15% до 20% имеющихся запасов глюкозы.
14. Также головной мозг вырабатывает огромное количество энергии. Мозг спящего человека может служить источником энергии для 25-ваттной лампочки.
15. Наш нейронный жесткий диск может вмещать от 1000 гигабайтов (это примерно 50 копий альбома «1989» Тэйлор Свифт, для тех, кому интересно) до 2,5 миллиона гигабайт (это 125 миллионов копий). Все зависит от того, кого спрашивать – когда дело касается объема памяти головного мозга, ученые расходятся во мнениях.
16. Число глиальных клеток в нашем головном мозге заткнет за пояс наши 80+ миллиардов нейронов. Глии («глия» означает «клей» в переводе с греческого) как минимум в десять раз больше. Двадцать лет назад ученые полагали, что глия всего лишь удерживает нервные клетки вместе, однако сегодня исследователи считают, что определенные разновидности глиальных клеток, такие как астроциты, играют роль в сложном мышлении.
17. В головном мозге Альберта Эйнштейна насчитывалось необычно высокое количество астроцитов. Обнаружили это исследователи из Национальных Институтов Здравоохранения, изучавшие кусочки мозговой ткани ученого через 40 лет после его смерти. У Эйнштейна также было очень толстое мозолистое тело, судя по посмертным фотографиям его головного мозга, которые считались пропавшими в течение более чем 50 лет.
Графический материал: Miguel Medina/AFP посредством Getty Images. Модель головного мозга Альберта Эйнштейна,
экспонируемая во время предварительного просмотра крупной выставки «Brains: Mind of Matter»
в музее «Wellcome Collection», Лондон, 27 марта 2012 года.
18. Тем не менее, головной мозг известного физика-теоретика свидетельствует о том, что размер не имеет значения. Головной мозг Эйнштейна весил немного меньше, чем в среднем, а именно 1200 гр.
19. В действительности головной мозг человека как биологического вида со временем уменьшился, однако стал более эффективным. Конечно, некоторые ученые убеждены, что мы становимся все глупее, так как благодаря общественным достижениям, можем быть достаточно бестолковыми и все равно выживать.
20. Если все аксоны в головном мозге выстроить в одну линию, протяженность этой линии составит 100 000 миль. Это четыре раза вокруг земли.
21. В головном мозге нет болевых рецепторов, вот почему нейрохирурги могут оперировать на коре головного мозга пациентов, находящихся в полном сознании.
Графический материал: AIIMS/Barcroft India/Getty Images. Хирурги извлекают деревянную щепку
длиной 8 см из глаза 11-летнего мальчика Рахула Дэва в процессе шестичасовой операции,
Дели, Индия, 28 апреля 2010 года.
22. Префронтальная кора головного мозга поразительно устойчива, отчасти потому, что в областях фронтальных долей много избыточности. Когда один участок повергается травме, другой может его компенсировать.
Графический материал: BodyParts3D посредством Wikimedia Commons.
Левая лобная доля (закрашена красным) головного мозга.
23. Однако если лобные доли могут справляться с множеством неприятностей, то ствол головного мозга нет. Даже повреждение умеренной степени тяжести может оказаться смертельным.
24. Это потому, что головной мозг развивался постепенно. Более древние области мозга, которые контролируют процессы, поддерживающие жизнедеятельность организма, такие как дыхание, менее выносливые по сравнению с новыми областями.
25. В действительности человек может жить всего с половиной головного мозга.
Графический материал: YouTube. Видео-фрагмент Today Show, в котором рассказывается о девочке, живущей с половиной головного мозга.
26. Однако удаление определенных частей головного мозга может иметь такие последствия, которых не ожидают даже нейрохирурги. У одной женщины после перенесения операции по удалению амигдалы в целях лечения тяжелой эпилепсии развилась повышенная эмпатия, что было неожиданным, учитывая роль амигдалы в распознавании эмоций. Удаление этой миндалевидной структуры предположительно должно было лишить женщину чувства сострадания, однако, даже 13 годами позже, она продолжает остро ощущать каждую эмоцию вокруг нее, удивляя ученых по всему миру.
27. Не верьте в глупый миф о 10 процентах – мы используем наш головной мозг почти на 100%. Не обессудьте, создатели «Области тьмы», «Люси» и других фильмов, кассовым сборам которых способствовала идея о перспективах «раскрытия всех возможностей головного мозга».
Графический материал: YouTube. Брэдли Купер постигает глубину своего ума в фильме «Области тьмы».
28. Текстура имеет значение, причем немалое, согласно мнению специалистов. «Морщины» нашего мозга, называемые извилинами, увеличивают площадь его поверхности, позволяя нам иметь большее количество сохраняющих воспоминания и рождающих мысли нейронов. (Складки между извилинами называются бороздами). Здесь можно найти фото абсолютно гладкого головного мозга, недавно обнаруженного одним фотографом в шкафу со старыми мозгами (в буквальном смысле слова) в Техасском университете, Остин.
29. Хотите больше извилин? Попробуйте медитировать. Годы работы над внутренней умиротворенностью связывают с более активным образованием извилин в области мозга, которая связана с концентрацией, самоанализом и эмоциональным контролем.
Графический материал: Bloomberg посредством Getty. Удаление кровеносных сосудов
и мембран из головного мозга человека в лаборатории лучевых исследований
центра по изучению головного мозга при Калифорнийском Университете, Сан-Диего, 19 апреля 2011 год.
30. Пробиотические, или «хорошие» кишечные бактерии, возможно, имеют потенциал в изменении биохимии нервной системы и могут способствовать снижению уровней гормона стресса кортикостерона.
31. Устали читать этот список? Зевните. Зевание охлаждает головной мозг, как предполагают исследователи, тогда как нехватка сна повышает температуру головного мозга.
32. Тем не менее, даже уставший головной мозг работает достаточно продуктивно. Некоторые специалисты заявляют, что у нас возникает 70000 мыслей в день, тогда как другие настаивают на том, что эта цифра гораздо больше. Все зависит от того, как определять мысль. Здесь можно найти одну формулу.
33. Информация проходит по нейронам различных типов на различной скорости, колеблющейся от 1 мили в час (женщины на каблуках ходят быстрее) до примерно 270 миль в час (это сопоставимо со скоростью самой быстрой машины в мире).
34. Наш мозг может сканировать и обрабатывать сложные образы (например, образ платформы станции метро в час пик) всего за 13 миллисекунд, согласно недавно опубликованному исследованию, проведенному Массачусетским технологическим институтом. Это довольно быстро, учитывая, что глазу требуется несколько сотен миллисекунд, чтобы моргнуть один раз.
35. Гематоэнцефалитический барьер (между кровью и цереброспинальной жидкостью) не позволяет различным частицам попадать в головной мозг, и защищает его от травм и заболеваний, однако он также значительно затрудняет лечение неврологических нарушений.
36. Тем не менее, ученые в области наномедицины работают над созданием устройств размером менее одной миллиардной метра, позволяющих лекарственным препаратам миновать защитные структуры головного мозга.
37. Область головного мозга, контролирующая срыгивание (называется она пострема) – это единственная область, обладающая невосприимчивостью к гематоэнцефалитическому барьеру. Эта полезная особенность позволяет нашему мозгу обнаруживать в крови (и инициировать удаление из организма посредством срыгивания) вредных веществ.
38. Игра на музыкальном инструменте, которая эквивалентна для головного мозга тренировке на все тело, заставляет согласованно работать зрительную, слуховую и двигательную кору. Играете ли вы на фортепиано как Моцарт, или на басу как Фли, это развивает лингвистические и математические навыки в левом полушарии, творческие навыки в правом полушарии и навыки мелкой моторики в обоих полушариях.
39. Головному мозгу не очень хорошо удается сохранять беспристрастный вид. Некоторые нейроюристы выступают за идею использования в зале суда снимков, полученных при помощи фМРТ, хотя эта идея очень провокационная. Возможно, снимки головного мозга могут помочь необъективным по природе людям лучше определять виновность или невиновность, однако присяжные продолжают ошибаться.
40. Независимо от того, что вы пишите в своем резюме, головной мозг большинства людей не способен к многозадачности. В действительности исследователи связывают одновременное восприятие медиа-источников с понижением плотности серого вещества в передней части поясной извилины коры головного мозга, области, вовлеченной в когнитивные и эмоциональные процессы.
41. Однако наш головной мозг – это отличный навигатор. В октябре ученые, открывшие сложную сеть клеток, которую уже окрестили «внутренним GPS навигатором» головного мозга, получили нобелевскую премию.
42. Да, подростки хуже всех, однако это не обязательно их вина – их головной мозг все еще меняется. Лет 15 назад ученые считали, что большая часть процесса развития головного мозга происходит в течение первых нескольких лет жизни человека. Однако при помощи исследований с использованием структурной и функциональной МРТ было обнаружено, что в подростковый период в головном мозге, в особенности в префронтальной коре и лимбической системе, которые вовлечены в процесс принятия социальных решений, контроль побуждений и обработку эмоциональной информации, происходят критические изменения. Узнать больше можно из этого выступления на TED talks:
43. Когда дело касается нашего головного мозга, задержка в развитии – это абсолютно нормально. Конечно, подростковый период по закону заканчивается в 18. Однако основываясь на визуализирующих исследованиях тысяч молодых людей, неврологи заявляют, что головной мозг продолжает оставаться незрелым до 25 лет. Если перенестись на несколько десятилетий вперед, там может таиться еще один период развития, однако результаты исследований в этой области еще неоднозначные. Следите за новостями.
Ссылки по теме:
Симптомы отравления ртутью
Как магнитные бури влияют на человека
Источник: mic.com
Фото: dads.co
