Kuidas inimese aju töötab? Vaid poolteist kilogrammi ainet, mis sisaldab meie võimet mõelda, armastada, plaane teha, minevikku kahetseda, ühesõnaga, kõik, mis moodustab meie teadvuse, jääb teadlaste jaoks endiselt saladuseks, mis seab proovile meie soovi jõuda maailma viimastele piiridele. teadmisi.
"Kolm ühes"
Aju "kaart" nagu maakera, on selgelt jagatud kaheks poolkeraks. Sellele jäid avastajate nimed - Rollandi lõhe, Lissaueri tsoon, Bekhterevi tuum. Kuid ajukolumbused tõid välja ainult uuritud "mandrite" kontuurid.
Igas minutis neelab aju umbes 0,7 liitrit verd. Mis iganes kehas ka ei juhtuks, nõuab see ennekõike toitumist – hapniku- või glükoosivarustuse katkemine vähemalt minuti pikkune viib teadvuse kaotuseni. Ja umbes kaheksa minuti pärast saabub surm.
Aju kuju meenutab seeni. Selle "jalg" on kõige vanem osa - ajutüvi ehk nn roomaja aju. Meie instinktid, mida valdasid roomajad, inimese väga kauged esivanemad, on sellega seotud. See aju struktuur kontrollib kõige olulisemaid neelamise reflekse, köhimist, hingamist ja südame löögisagedust. Siia on kogutud lihtsad, kuid kindlad elureeglid, mis on loodud meid ümbritseva maailma kõigutamatu ja kestva struktuuri jaoks.
Roomajate aju kohal on vaheaju, tuntud ka kui "vana imetaja aju". Selle omandasid varajased imetajad, kes elasid umbes 150 miljonit aastat tagasi. Siin on lõhna, maitse ja emotsioonide “keskused”. Hirm, mis sunnib põgenema, kui võiduvõimalus on väike, raev, mis soodsas olukorras võideldes jõudu kümnekordistab, oli instinktide järel järgmine samm loomade närvisüsteemi evolutsioonis.
Ja lõpuks, kolmas, noorim osa - "seenemüts" - ilmus umbes 20 miljonit aastat tagasi. See suur aju, meie kõne ja abstraktse mõtlemise võimete asukoht.
Kolm aju ühes! Instinktid, emotsioonid, mõtlemine ei ole alati üksteisega kooskõlas, ei sobi hästi kokku. Kas pole see põhjus, miks inimene muudab intelligentsuse, selle kõrgeima hüve, mõnikord enda kahjuks?
Aju neuronite kohta
Kõigepealt tuletagem meelde, mis on neuronid. Neuronid on närvirakud, mis moodustavad aju- või seljaaju koe. 400 - iga sekund, 24 tuhat - iga minut ja nii üheksa kuud. Närvirakkude ja neuronite moodustumine tulevase inimese peas toimub tohutu kiirusega. Nii koguneb see muljetavaldav arv 10 miljardit neuronit, mis määrab kõik meie aju võimed.
Närvikoe tihn on värvitud kahes värvitoonis: hall - neuronite klastrid ja valge - nende protsesside ühendused (aksonid ja dendriidid). Ajupoolkerasid kattev mitme millimeetri paksune hall-valgeainekiht on see “lava”, mille laval mängitakse igaühele meist välja näidend nimega “elu”.
Sageli räägitakse närvigalaktikatest, aju tähemaailmadest – neuronite arv on ju sama lugematu kui tähtede arv taevas. Aga mõelgem: 10 miljardit neuronit – palju või vähe? Miks on see kogus võimeline sisaldama kogu meid ümbritsevat maailma?
Siin on matemaatiku arvamus: tõeliste aritmeetikahiiglaste reas näivad triljon (1 000 000 000 000), kvadriljon (1 000 000 000 000 000), kvintiljon, sekstiljon... -pügmiljardid. Matemaatik märgib, et googol on tõesti suur arv.
Googol on kümne kuni saja astmeni, arusaamatu koloss. Ükskõik, kuidas te objektide sortimise protseduuri ette kujutate, tundub Googoli ületamine võimatu. Näiteks füüsikute sõnul ei ületa elementaarosakeste arv kogu meie universumis kümmet kuni kaheksakümne kaheksanda astmeni – palju vähem kui googoli!
Ja ometi on nähtusi, mis seavad väljakutse googoli jõule. Üks neist on neuronite võrgustikud. Iga neuronit ümbritsevad kümned naabrid ning nendega on ühendatud aksonid ja dendriidid. See loob hiiglasliku närvivõrgu, mis toimib nagu telefonikeskjaam. Vaimsed võimed määravad suuresti seoste arv, mida aju suudab luua, ja nende tekkimise kiirus ning selle keskmine väärtus on sekundituhandik. Raske on ette kujutada, millised kombinatsioonide arvulised kükloobid tekivad meie ajus kümne miljardi neuroni võrgustikus!
Inglise küberneetik W. Ashby pakkus kunagi välja sellise arvude liigituse. Ta nimetas numbreid 1 kuni 10 10 (neuronite arv peas) praktiliseks. 10 kuni 10100 (googol) - astronoomiline. Ashby klassifitseeris googoli kohal olevad numbrid kombinatoorseteks.
Toome vaid ühe näite kombinatoorsetest arvudest. 10140 on malemängu kõigi variatsioonide arv, mistõttu on võimatu leida malepartii üldist valemit.
Nii leidsime end luurevõimaluste üle arutledes kiiresti Googoli teiselt poolt. Olime veendunud, et võimalike ühenduste hulk ajus on muinasjutuliselt tohutu, andes igaühele meist hea võimaluse saada mõttetitaaniks.
Neuronid on kõik erinevad
Nii nagu inimese näod, ei ole looduses kaks täpselt ühesugust neuronit. Selle pisikese aju "aatomi" jaoks on kõige keerulisem keemiatehas. Neuronite keha sisaldab sadu tuhandeid kemikaalid ja tuhandeid ensüümkatalüsaatoreid, mis käivitavad väga erinevaid käimasolevaid biokeemilisi reaktsioone.
Neuronite erinevus ei tulene mitte ainult nende rikkusest sisemine struktuur, aga ka seoste keerukuse tõttu teiste rakkudega. Neuronid, nagu sipelgad, "räägivad" erinevate keemiliste koodide abil. Need põhinevad ainetel, mida nimetatakse vahendajateks. Nüüd on teada umbes nelikümmend, kuid see arv võib oluliselt suureneda.
Neuron on võimeline teiste neuronitega "rääkima" mitte ainult keemia keeles. Aju on ka generaator, mis toodab elektrilisi impulsse. Sellised signaalid vilguvad ajus miljardeid kordi sagedamini kui suurimates elektrikilpides.
Kui oleks võimalik kontrollida neuronite keemilist ja elektrilist aktiivsust, oleks ilmselt võimalik korrigeerida erinevaid psüühikahäireid alates õpiraskustest kuni vaimuhaigusteni. Ja see on üks põhjusi, miks teadlased töötavad järjekindlalt välja uusi meetodeid ajutegevuse tunnuste määramiseks.
Suur tähtsus on näiteks Šveitsi teadlase W. Hessi poolt juba 1924. aastal välja pakutud meetodil elektroodide ajju pikaks ajaks implanteerimiseks. See võimaldab kuulda isegi üksiku neuroni "häält".
Nende "häälte" kuulamine, ostsilloskoopide ekraanidele ilmuvate valgustsüklite palisaadi mõistatus, elektrilahenduste kaja kahlamine, mis raputavad neuronite kehasid, kui neid puudutab terav mikroelektroodi nõelamine, lahti harutades keerukust. biovoolude puhul püüavad teadlased tabada närvivõrkude kogu originaalsust ja originaalsust.
Kuidas dešifreerida närvisignaalide keelt? Kuidas aju tervikuna töötab? Kuidas sünnib mõte? Selliseid küsimusi eile ei tõstatatud ja vastuseid neile lähiajal tõenäoliselt ei saa.
Šošina Vera Nikolaevna
Terapeut, haridus: Northern Medical University. Töökogemus 10 aastat.
Kirjutatud artiklid
Inimkeha kõige olulisema organi – aju – toimimise kohta liigub palju legende ja pseudoteaduslikke teooriaid. Levinuim väide on, et uuringute kohaselt ei raiska see rohkem kui kümme protsenti oma potentsiaalist. Kas see on tõsi? Kui suur protsent inimese ajust tegelikult töötab?
Kuidas inimese aju töötab?
Aju on kõigi elusolendite kõige keerulisem organ. Iga hetk peab ta töötlema tohutul hulgal teavet ja edastama signaale teistele kehasüsteemidele. Teadlased ei ole veel suutnud täielikult uurida selle struktuuri ja funktsionaalsed omadused. Inimesel vastutab organ selliste protsesside eest nagu: teadvus, kõnefunktsioonid, koordinatsioon, emotsioonid, refleksifunktsioonid.
Keskne närvisüsteem Normaalne inimene koosneb seljaajust ja ajust. Need elundid hõlmavad kahte tüüpi rakke: neuronid (infokandjad) ja gliotsüüdid (rakud, mis toimivad raamistikuna).
Kogu inimkeha on läbinud närvide võrgustik, mis on kesknärvisüsteemi jätk. Neuronite kaudu levib ajust saadav teave kogu kehas laiali ja jõuab tagasi töötlemiseks. Kõik närvirakud loovad sellega ühtse infovõrgu.
Müüt 10% aju kasutamisest
Puuduvad usaldusväärsed andmed selle kohta, kust "kümne protsendi" teooria pärineb, arvatavasti juhtus see nii:
- 19. ja 20. sajandi vahetusel uurisid kaks teadlast, Sidis ja James, laste võimeid, katsetades kiirenenud inimarengu teooriat ning jõudsid järeldusele, et inimese ajus on tohutu potentsiaal, mida ei kasutata täielikult ära. Hiljem meenutas teine kuulus teadlane Thomas Carnegie teosele eessõna kirjutades seda teooriat ja pakkus, et inimaju töötab tegelikult vaid kümne protsendi ulatuses oma potentsiaalist.
- Rühm teadlasi, kes viivad läbi neurobioloogiaalast uurimistööd, uurides selle poolkerade ajukooret, jõudsid järeldusele, et igal sekundil aktiveerub see kümme protsenti. Hiljem hakkasid raamatud ja telesaated andma kärbitud vastuse küsimusele, kui suur protsent inimese ajust töötab.
Nii sai levinud müüt reaalsuseks. Suure populaarsuse on kogunud legend, et keskmine inimene kasutab vaid kümnendikku oma potentsiaalist. Ta liialdab pidevalt ilukirjandus ja selle põhjal on loodud palju raamatuid ja filme.
Olemasolevast müüdist saavad kasu südametunnistuseta psühhoterapeudid ja mitmesugused selgeltnägijad, kes pakuvad koolitusprogramme, viivad läbi kalleid kursusi, kus inimene:
- nad lubavad treenida aju seni, kuni see saavutab sada protsenti oma potentsiaalist;
- garanteerida, et igast targast lapsest saab pakutud meetodeid kasutades geenius;
- pakkuda üles leida ja paljastada peidetud paranormaalsed võimed, mis väidetavalt peituvad igas inimeses.
Mida tegelikult
Kuid kui palju aju tegelikult töötab ja kuidas kontrollida, kas inimene kasutab oma potentsiaali täielikult ära?
Aju täieliku kasutamise põhjused:
- Te ei tohiks tugineda 19. sajandi lõpus tehtud teadlaste järeldustele. Sel ajal puudus lihtsalt tehniline võimalus arvutada töösse kaasatud neuronite protsenti.
- Paljude aastate katsed, katsed ja uuringud on näidanud, et lihtsa toimingu sooritamisel (suhtlemine, lugemine jne) aktiveeruvad kõik elundi osad. Seetõttu töötab see mitte 10, vaid 100 protsenti.
- Tõsine põhjustab sageli tõsiseid häireid keha töös, paljude funktsioonide kaotust. Kasutades kümnendikku ajutegevusest, ei märkaks elund vigastuse kompenseerimiseks ja ülejäänud potentsiaali ära kasutada.
- Loodus on säästlik, sest umbes paarkümmend protsenti energiast kulub inimkehas toimuvatele ajuprotsessidele. On ebatõenäoline, et osaliselt kasutusel olevale elundile kuluks nii palju energiat.
- Aju suurus näitab ka, et see kasutab palju suuremat protsenti ainest. Kõik inimkeha organid on otseselt proportsionaalsed nende funktsioonidega. Aju, mis kasutaks vaid kümnendikku oma potentsiaalist, kaaluks sama palju kui lammas.
- Mõtteprotsesside kiirenemine ajus toimub siis, kui kasutatakse õigeid treeningmeetodeid ja rasket tööd ning kui mittetöötavaid piirkondi ei aktiveerita kallite kursuste abil.
Müstilised võimed
Kriitilises olukorras inimene võib lihtsalt tunda, et tal on müstilisi võimeid probleemi lahendamiseks. On juhtumeid, kus inimesed tõstsid ohuhetkedel tohutuid raskusi, tegid vajalikke otsuseid sekundi murdosadega ja suurendasid teabe tajumise kiirust.
Mis sellistel juhtudel juhtub: kas keha mobiliseerimine ja adrenaliini vabanemine verre või ülejäänud elundi äratamine? Usaldusväärselt on teada, et ekstreemse olukorra üle elades tunneb inimene end äärmiselt väsinuna, kuna keha on kulutanud suur hulk energiat tegutsemiseks. Järelikult pole asja mõte mitte ajus uinunud müstilistes võimetes, vaid elundi mobiliseerimises olulise ülesande lahendamiseks.
Inimene lendab kosmosesse ja sukeldub meresügavustesse, lõi digitelevisiooni ja ülivõimsad arvutid. Mõtteprotsessi mehhanism ja organ, milles vaimne tegevus toimub, ning põhjused, mis ajendavad neuroneid suhtlema, jäävad aga endiselt saladuseks.
Aju on inimkeha tähtsaim organ, kõrgema närvitegevuse materiaalne substraat. Temast sõltub, mida inimene tunneb, teeb ja millest mõtleb. Me ei kuule mitte kõrvaga ja näeme mitte silmadega, vaid ajukoore vastavate piirkondadega. Samuti toodab see mõnuhormoone, põhjustab jõutõusu ja leevendab valu. Närvitegevuse aluseks on refleksid, instinktid, emotsioonid ja muud vaimsed nähtused. Teaduslik arusaam aju toimimisest jääb endiselt maha meie arusaamast keha kui terviku toimimisest. See on muidugi tingitud asjaolust, et aju on kõigi teistega võrreldes palju keerulisem organ. Aju on teadaoleva universumi kõige keerulisem objekt.
Viide
Inimestel on aju massi ja kehamassi suhe keskmiselt 2%. Ja kui selle oreli pind tasandada, on see ligikaudu 22 ruutmeetrit. meeter orgaanilist ainet. Ajus on umbes 100 miljardit närvirakku (neuronit). Et saaksite seda summat ette kujutada, tuletagem teile meelde: 100 miljardit sekundit on ligikaudu 3 tuhat aastat. Iga neuron võtab ühendust 10 tuhande teisega. Ja igaüks neist on võimeline keemiliselt ühest rakust teise tulevate impulsside kiireks edastamiseks. Neuronid võivad samaaegselt suhelda mitme teise neuroniga, sealhulgas nendega, mis asuvad aju kaugemates osades.
Lihtsalt faktid
- Aju on keha energiatarbimise liider. See toidab 15% südant ja tarbib umbes 25% kopsudesse omastatavast hapnikust. Hapniku ajju toimetamiseks töötavad kolm suurt arterit, mis on loodud seda pidevalt täiendama.
- Umbes 95% ajukoest on täielikult moodustunud 17. eluaastaks. Puberteediea lõpuks moodustab inimese aju täisväärtusliku organi.
- Aju ei tunne valu. Ajus pole valuretseptoreid: miks need eksisteerivad, kui aju hävitamine viib keha surmani? Ebamugavustunnet võib tunda membraan, millesse meie aju on suletud – nii tunneme peavalu.
- Meestel on üldiselt suurem aju kui naistel. Täiskasvanud mehe aju keskmine kaal on 1375 g ja täiskasvanud naisel 1275 g. Need erinevad ka erinevate piirkondade suuruse poolest. Teadlased on aga tõestanud, et sellel pole midagi pistmist intellektuaalsete võimetega ning suurim ja raskeim aju (2850 g), mida teadlased kirjeldasid, kuulus idiootsuse all kannatavale psühhiaatriahaigla patsiendile.
- Inimene kasutab peaaegu kõiki oma aju ressursse. See on müüt, et aju töötab ainult 10% võimsusega. Teadlased on tõestanud, et inimene kasutab kriitilistes olukordades olemasolevaid ajureserve. Näiteks kui keegi põgeneb vihase koera eest, võib ta hüpata üle kõrge aia, millest ta tavaliselt kunagi üle ei saaks. Hädaolukorras lastakse ajju teatud aineid, mis stimuleerivad kriitilisse olukorda sattunu tegevust. Sisuliselt on see doping. Pidevalt seda teha on aga ohtlik – inimene võib surra, sest ammendab kõik oma reservvõimed.
- Aju saab sihipäraselt arendada ja treenida. Näiteks on kasulik õppida pähe tekste, lahendada loogika- ja matemaatilisi ülesandeid, õppida võõrkeeli, õppida uusi asju. Psühholoogid soovitavad ka paremakäelistel kasutada perioodiliselt vasakut kätt "peamise" käena ja vasakukäelistel paremat kätt.
- Ajul on plastilisuse omadus. Kui meie kõige olulisema organi üks osakond on kahjustatud, suudavad mõne aja pärast selle kaotatud funktsiooni kompenseerida teised. Just aju plastilisus mängib uute oskuste omandamisel ülimalt olulist rolli.
- Ajurakud taastatakse. Neuroneid ja kõige olulisema organi närvirakke endid ühendavad sünapsid taastuvad, kuid mitte nii kiiresti kui teiste organite rakud. Selle näiteks on inimeste taastusravi pärast traumaatilisi ajukahjustusi. Teadlased on avastanud, et lõhna eest vastutavas ajuosas moodustuvad prekursorrakkudest küpsed neuronid. Õigel ajal aitavad need vigastatud aju "parandada". Iga päev võib selle ajukoores moodustuda kümneid tuhandeid uusi neuroneid, kuid hiljem ei suuda juurduda enam kui kümme tuhat. Tänapäeval on teada kaks aktiivse neuronaalse kasvu piirkonda: mälutsoon ja liikumise eest vastutav tsoon.
- Une ajal on aju aktiivne. On oluline, et inimesel oleks mälu. See võib olla pikaajaline ja lühiajaline. Teabe ülekandmine lühiajalisest mälust pikaajalisele, meeldejätmine, "riiulitesse sortimine" ja teabe mõistmine, mida inimene päeva jooksul saab, toimub täpselt unenäos. Ja et keha tegelikkuses unenäost pärit liigutusi ei kordaks, eritab aju spetsiaalset hormooni.
Aju võib oma tööd oluliselt kiirendada. Inimesed, kes on kogenud eluohtlikke olukordi, ütlevad, et hetkega "lendas nende silme eest kogu elu." Teadlased usuvad, et aju kiirendab ohu hetkel ja lähenevast surmast teadmisel oma tööd sadu kordi: otsib mälust sarnaseid asjaolusid ja võimalust aidata inimesel end päästa.
Põhjalik uuring
Inimese aju uurimise probleem on üks põnevamaid ülesandeid teaduses. Eesmärk on tunda midagi, mis on keerukuselt võrdne tunnetusinstrumendi endaga. Kõik, mida seni on uuritud: aatom, galaktika ja looma aju, oli ju lihtsam kui inimese aju. Filosoofilisest vaatenurgast pole teada, kas selle probleemi lahendus on põhimõtteliselt võimalik. Peamised tunnetusvahendid ei ole ju instrumendid ega meetodid, see jääb meie inimajuks.
Uurimismeetodeid on erinevaid. Esiteks viidi praktikasse kliiniline ja anatoomiline võrdlus - uuriti, milline funktsioon "kaotas", kui teatud ajupiirkond oli kahjustatud. Nii avastas prantsuse teadlane Paul Broca kõnekeskuse 150 aastat tagasi. Ta märkas, et kõigil patsientidel, kes ei saa rääkida, on teatud ajupiirkond mõjutatud. Elektroentsefalograafia uurib aju elektrilisi omadusi – teadlased uurivad, kuidas muutub aju erinevate osade elektriline aktiivsus vastavalt sellele, mida inimene teeb.
Elektrofüsioloogid registreerivad keha "mõtlemiskeskuse" elektrilise aktiivsuse, kasutades elektroode, mis võimaldavad registreerida üksikute neuronite tühjenemist, või kasutades elektroentsefalograafiat. Raskete ajuhaiguste korral võib elundi koesse implanteerida õhukesed elektroodid. See võimaldas saada olulist teavet aju mehhanismide kohta, mis toetavad kõrgemat tüüpi aktiivsust. Saadi andmeid ajukoore ja alamkorteksi vahelise seose ning kompenseerivate võimete kohta. Teine meetod ajufunktsioonide uurimiseks on teatud piirkondade elektriline stimulatsioon. Seega uuris "motoorset homunkulit" Kanada neurokirurg Wilder Penfield. On näidatud, et teatud punktide stimuleerimisega motoorses ajukoores saab esile kutsuda erinevate kehaosade liikumist ning on paika pandud erinevate lihaste ja organite esindus. 1970. aastatel, pärast arvutite leiutamist, tekkis võimalus närviraku sisemaailma veelgi põhjalikumalt uurida: magnetoentsefalograafia, funktsionaalne magnetresonantstomograafia ja positronemissioontomograafia. Viimastel aastakümnetel on aktiivselt arenenud neuroimaging meetod (aju üksikute osade reaktsiooni jälgimine pärast teatud ainete manustamist).
Vea detektor
1968. aastal tehti väga oluline avastus – teadlased avastasid veadetektori. See on mehhanism, mis annab meile võimaluse teha rutiinseid toiminguid ilma mõtlemata: näiteks pesta, riietuda ja samal ajal oma asjadele mõelda. Veadetektor jälgib sellistel asjaoludel pidevalt, kas käitute õigesti. Või näiteks hakkab inimesel ootamatult ebamugavustunne olema – ta naaseb koju ja avastab, et unustas gaasi kinni keerata. Veadetektor võimaldab meil isegi mitte mõelda kümnetele probleemidele ja need "automaatselt" lahendada, jättes kohe kõrvale vastuvõetamatud tegutsemisvõimalused. Viimaste aastakümnete jooksul on teadus õppinud, kui paljud inimkeha sisemised mehhanismid töötavad. Näiteks tee, mida mööda visuaalne signaal võrkkestast ajju liigub. Et rohkem lahendada keeruline ülesanne– mõtlemine, signaalituvastus – kaasatud on suur süsteem, mis on hajutatud üle aju. “Juhtimiskeskust” pole aga veel leitud ja pole isegi teada, kas see on olemas.
geniaalne aju
Alates 19. sajandi keskpaigast on teadlased püüdnud uurida silmapaistvate võimetega inimeste aju anatoomilisi tunnuseid. Paljud arstiteaduskonnad Euroopas hoidsid alles vastavaid ettevalmistusi, sealhulgas meditsiiniprofessorid, kes pärandasid oma aju oma eluajal teadusele. Vene teadlased ei jäänud neist maha. 1867. aastal korraldatud ülevenemaalisel etnograafianäitusel Keiserlik selts loodusloohuvilistele esitleti 500 pealuud ja nende sisu preparaate. 1887. aastal avaldas anatoom Dmitri Zernov legendaarse kindrali Mihhail Skobelevi ajuuuringu tulemused. 1908. aastal uurisid akadeemik Vladimir Bekhterev ja professor Richard Weinberg surnud Dmitri Mendelejevi sarnaseid ettevalmistusi. Samasuguseid Borodini, Rubinsteini ja matemaatik Pafnuti Tšebõševi organite preparaate säilitatakse Peterburis sõjaväemeditsiini akadeemia anatoomikumis. 1915. aastal kirjeldas neurokirurg Boriss Smirnov üksikasjalikult keemik Nikolai Zinini, patoloog Viktor Pašutini ja kirjaniku Mihhail Saltõkov-Štšedrini aju. Pariisis uuriti Ivan Turgenevi aju, kelle kaal saavutas 2012. aastal rekordi. Stockholmis töötasid vastavate preparaatidega kuulsad teadlased, sealhulgas Sofia Kovalevskaja. Moskva Ajuinstituudi spetsialistid uurisid hoolikalt proletariaadi juhtide: Lenini ja Stalini, Kirovi ja Kalinini “mõttekeskusi”, uurisid suure tenori Leonid Sobinovi, kirjanik Maksim Gorki, luuletaja Vladimir Majakovski, lavastaja Sergei Eisensteini keerdkäike. .. Tänapäeval on teadlased veendunud, et Esmapilgul ei paista andekate inimeste aju keskmisest kuidagi välja. Need elundid erinevad struktuuri, suuruse, kuju poolest, kuid sellest ei sõltu midagi. Me ei tea siiani, mis täpselt teeb inimese andekaks. Võime ainult eeldada, et selliste inimeste ajud on pisut "katki". Ta suudab teha asju, mida tavalised inimesed ei saa, mis tähendab, et ta pole nagu kõik teised.
Kirjastus Eksmo annab välja Šoti arsti ja reisija Gavin Francise enimmüüdud raamatu "Kirurgi teekond läbi inimkeha". Avaldame katkendi mitteilukirjanduslikust loost, mis räägib, kus ajus hing asub ja kuidas tehakse operatsioone epilepsia ravimiseks.
Hinge neurokirurgia
Nii imelik on inimene ja millised peened jooned lahutavad meid heaolust või surmast. (Mary Shelley "Frankenstein ehk kaasaegne Prometheus")
19-aastaselt võtsin esimest korda inimese aju kätte. See oli hall, kõva, laboratoorselt külm ja raskem, kui ma ootasin. Selle sile ja libe pind meenutas veest püütud kivi, mis on takerdunud jõevetikatesse (elusaju on tarretise konsistentsiga, kuid säilitusainetega kokkupuutel muutub see tihedaks – Toim.). Ma kartsin, et mu aju libiseb käest ja lööb vastu plaaditud põrandat.
See oli minu teise kursuse alguses meditsiinikoolis. Minu esimene aasta oli segu loengutest, raamatukogudest ja pidudest. Olime sunnitud pähe õppima terveid ladina ja kreeka terminite sõnastikke, pähe õppima inimkeha ehitust kuni väikseima luuni, mõistma keha biokeemiat, iga organi füsioloogia mehaanikat ja matemaatikat. Iga organ peale aju. Ajukursuse pidime läbima teisel aastal.
Neuroanatoomiline õppelabor asus Edinburghi kesklinnas Victorian School of Medicine hoone teisel korrusel. Labori ukseava kivisillale oli kirjutatud:
Kirurgia
Anatoomia
Meditsiini praktika
Rõhk sõnal “Anatoomia” andis mõista, et meie jaoks oli kõige olulisem inimkeha ehituse uurimine ja kõik muu (kirurgia ja meditsiinipraktika) oli teisejärguline.
Laborisse jõudmiseks pidime ronima mitmest trepist, kõndima sinivaala lõualuu all ja libisema kahe Aasia elevandi skeleti vahel. Nende esemete tolmuses suursugususes oli midagi inspireerivat, justkui oleks meid kutsutud viktoriaanlike kollektsionääride, kodifitseerijate ja klassifikaatorite vennaskonda. Siis oli vaja uuesti trepist üles ronida, mitmest kahepoolsest uksest läbi minna ja voilaa - meie silmadele paljastus nelikümmend purgis aju.
Meie õpetaja, islandlanna Fanny Kristmundsdótir oli samuti ülikooli sotsiaaltöötaja, nii et just tema juurde saadeti rasedad naised, kes eksamil mitu korda läbi kukkusid. Seistes labori ees, ta hoidis kätes ajupoolkera ja näitas meile selle sagaraid ja keerdkäike. Aju sisemus oli heledam kui väljast. Selle välispind jäi sile, kuid sees oli terve rida sektsioone ja kiulisi sõlmekesi. Mäletan, et ajuvatsakesed tundusid mulle eriti keerulised ja salapärased.
Aju purgist välja võttes katsin silmad säilitusvedeliku aurude eest. Aju oli ilus. Seda nagu last süles hoides kujutasin ette, et see sisaldas kunagi kellegi teadvust, et selle neuronites ja sünapsides tekkisid emotsioonid. Mu anatoomiapartner õppis filosoofiat enne, kui ta meditsiini juurde tuli.
Anna see mulle,” ütles ta ja võttis mu käest aju. - Ma tahan vaadata käbinääret.
Mis on käbinääre? (Käbinääre ehk käbinääre, käbinääre (corpus pineale, epiphysis cerebri) on väike organ, mis täidab endokriinset funktsiooni – toim.)
Kas te pole Descartesist kuulnud? Ta nimetas seda hinge asukohaks.
Ta asetas pöidlad kahe poolkera vahele, nagu üritaks ta raamatut avada. Seejärel osutas ta väikesele muhkele, hallile hernele, mis asub aju keskel kukla poole:
Siin see on," ütles ta, "hinge anum."
Kui normaalne ajutegevus nt mõtlemine, kõne, kujutlusvõime kulgevad muusika rütmis, siis võib epilepsiahoogu võrrelda kõrvulukustava vaikusega
Mõni aasta hiljem sai minust neurokirurg praktikant ja hakkasin igapäevaselt töötama elavate inimeste ajudega. Iga kord, kui operatsioonituppa astusin, tahtsin austusest kummikingad ära võtta. Tähtis roll mängis akustika: ruumis kajas ja vibreeris gurney müra ja korrapidajate sosin. Operatsioonisaal oli poolringikujuline ja meenutas tagurpidi kaussi, mis oli kaetud 1950. aastate paneelidega. Ta nägi välja selline, nagu ma oma aja radarikupleid alati ette kujutasin külm sõda või sfäärilised tuumareaktorid seestpoolt. Selle kujundus peegeldas tolleaegset usku ellu, mis meid lähitulevikus ees ootas – elu ilma puuduste ja haigusteta.
Kuid haigusi oli palju. Öösel ja päeval opereerisin kahjustatud ajusid ja peagi hakkasin aju kohtlema samamoodi nagu kõiki teisi organeid. Olen opereerinud insuldi ohvreid, kelle verehüüvete tõttu ei saanud nad rääkida ega liikuda; nägi kohutavaid invasiivseid kasvajaid, mis kasvasid kolju sees ja tõrjusid välja inimese isiksuse; aitas koomas, autoõnnetuses ja tulistamises kannatanuid; elimineeritud aneurüsmid ja ajuverejooksude tagajärjed. Mul ei olnud aega mõelda erinevatele aju ja hinge teooriatele, kuni ühel päeval palus professor, mu ülemus, mind aidata teda keerulises operatsioonis.
Kui ma kirurgimantli selga panin, oli professor juba tööl. "Tulge sisse, tulge sisse," ütles ta ja vaatas laual olevast rohelise kangahunnikust üles. - Sa oled õigel ajal. Näete kõike kõige huvitavamat."
Olin riides samamoodi nagu temagi – samast rohelisest riidest kirurgimantlis, mis laual lebas, ja maskiga, mis kattis mu suud ja nina. Professori prillides peegeldusid operatsioonisaali tuled. "Me teeme lihtsalt kolju sisse augu," lisas ta. Ta naasis tööle ja jätkas õega Ameerika sõjafilmist rääkimist. Professor alustas kolju saagimist: luust tuli suitsu ja õhku täitus grillimist meenutava lõhnaga. Õde pihustas kolju veega, et eemaldada liigne tolm ja jahutada luu. Ta hoidis käes ka imemisseadet, et eemaldada operatsiooni ajal nähtavust takistavast suitsust.
Anestesioloog istus külili, rohelise mantli asemel sinine pidžaama. Ta mõistis ristsõnu ja vaatas aeg-ajalt laual oleva kangahunniku alla. Veel kaks õde seisid seljaga laua poole ja sosistasid. "Seisa seal," ütles professor ja näitas peaga suunda, kuhu ma pidin liikuma. Seisin teisel pool lauda ja õde ulatas mulle imemisseadme. Olin patsienti (nimetagem teda Claire'iks) juba näinud ja teadsin, et tal on raske, ravile vastupidav epilepsia. Seekord töötasime mitte kasvaja või trauma, vaid kudede elektrilise tasakaalutuse ohvriga. Struktuurselt oli tema aju normaalne, kuid funktsionaalselt äärmiselt habras: krambihoog võib alata igal hetkel. Kui normaalne ajutegevus, nagu mõtlemine, kõne, kujutlusvõime ja mitmesugused aistingud, kulgeb muusika rütmis, siis võib krambihoogu võrrelda kõrvulukustava vaikusega. Claire oli nendest rünnakutest nii hirmul ja kannatas nende pärast nii palju, et otsustas riskida oma eluga ja lasta end opereerida, et neist lahti saada. "Ime see üles," ütles professor ja asetas aspiraatoritoru mulle nii, et see oleks otse saelehe kohal. Pärast seda hakkas ta kolju auku laiendama. "Neurokirurgid ütlesid, et tema krambihoogude põhjus peitub siin," ütles ta ja koputas traadilõikuriga tema koljut. Samal ajal oli kuulda häält, mis sarnaneb portselanile kukkunud mündiga. "Siit algavad tema krambid," kordas ta.
"Nii et me lõikame kahjustatud ala välja?" - küsisin. "Jah, aga see asub kõne eest vastutavatele ajupiirkondadele väga lähedal. Ta ei täna meid, kui ta tuimaks jääb," vastas professor.
Lõpetanud luu saagimise, võttis professor väikese tõstuki ja tõstis sellega luuklapi. Seejärel ulatas ta õele klapi sõnadega: "Ettevaatust, et see ära ei kaotaks!" Ligikaudu viie sentimeetrise läbimõõduga auk paljastas kõvakesta, läikiva ja sillerdava koljualuse kaitsekihi, mis meenutab sisepind molluskite kestad. Kui professor kesta tagasi tõmbas, nägin ma pehmet roosat ainet, mille pinnal lebasid lillad ja punased veresoonte niidid. Aju pulseeris kergelt, tõustes ja langedes iga patsiendi südamelöögiga.
Ja nüüd "kõik lõbus", nagu professor ütles. Narkoosi annust vähendati järk-järgult ja Claire hakkas oigama. Ta silmalaud hakkasid värisema ja siis avas ta silmad.
Logopeed asetas tooli patsiendi kõrvale, et ta saaks otse näo poole kummarduda. Logopeed ütles Claire'ile, et ta on operatsioonisaalis ega saanud oma pead liigutada; selgitas, et talle näidatakse rida kaarte ja Claire peab ütlema, millist objekti igal neist kujutati ja kuidas seda kasutati. Suutmata noogutada, pomises Claire "jah" ja nad alustasid. Patsiendi hääl kõlas anesteesia mõju tõttu monotoonselt ja kaugena. Kaubakaardid nägid välja nagu oleks võetud lasteraamatutest. "Kell," ütles Claire. - Nad kasutavad neid aja määramiseks. Võtmed. Nad avavad uksed." Lihtsate esemetega kaardid asendasid üksteist, naases Claire'i varasemate keelemälestuste juurde. Ta oli äärmiselt kontsentreeritud: ta kulmud olid kortsus, otsmik läikis higist.
Vahepeal pani professor oma sae ja skalpelli maha ning võttis närvistimulaatori. Ta puudutas kergelt aju pinda, hoides alguses hinge kinni. Nüüd polnud enam teeseldud julgust, nalja ega vestlusi: kogu tema tähelepanu oli suunatud kahele terasnõelale, mida lahutas vaid paar millimeetrit. Elektrilöök oli minimaalne: vaevalt oleks inimene seda nahal tundnud, kuid aju tundlikul pinnal oli selle jõud muljetavaldav. Stimulaatori elektrilahendused blokeerivad teatud ajupiirkondade normaalset toimimist. Aju pindala, mida stimulaator mõjutab, on väga väike, kuid see sisaldab ka miljoneid närvirakke ja nendevahelisi ühendusi.
Tema suu kaardus rahulolevaks naeratuseks: "Ma näen välja nagu Frankenstein."
"Ta rääkis pidevalt, nii et see piirkond ei vastuta kõne eest," ütles professor. "Me saame selle välja lõigata." Ta asetas pisikese numbriga sildi piirkonnale, mida oli just stimulaatoriga puudutanud. Üks õdedest kopeeris hoolikalt numbri, samal ajal kui professor kolis teise piirkonda. Professor võrdles seda protsessi kaardi loomisega: inimaju esindab riiki, mida kaartidel ei ole ja mis on avatud kirurgide tööle. Ta liikus ettevaatlikult mööda ajupinda, korraldades numbreid ja salvestades neid. See oli metoodiline töö, mis nõudis palju kannatlikkust. Kuulsin, et mõnikord veetis professor kuusteist tundi korraga operatsioonilaua taga, peatumata isegi tualetis käimiseks või näksimiseks.
"Buss. Selle peal saab sõita... sõita..." pomises patsient.
"Kõnepuue," ütles logopeed meile otsa vaadates. - Kas proovime uuesti? Ta näitas Claire'ile teist kaarti.
"Nuga. Ma... wa-ah... ah-ah..."
"Siin see on," ütles professor, osutades alale, mida ta just stimulaatoriga puudutas. "Kõne eest vastutav piirkond." Ta asetas sildi sinna ja liikus edasi.
Vaatasin seda piirkonda hoolega, justkui tunduks mulle, et see peab olema kuidagi erinev ülejäänud ajupinnast. Häälepaelad ja Claire'i kõri tekitas helisid, kuid tema hääl pärineb siit. Selle piirkonna närvivõrgud ja närviimpulsid tegid patsiendi kõne võimalikuks. Kuid ajukoore piirkond ei paistnud üldse silma: puudusid märgid, mis viitaksid sellele, et see oli täpselt kanal, mille kaudu Claire välismaailmaga suhtles.
Kui ma meditsiinikoolis käisin, tuli meie klassi neurokirurg ja näitas pilte ajukasvaja operatsioonist. Keegi esireas tõstis käe ja ütles, et väljast vaadates ei tundu see peen töö.
"Inimesed on harjunud arvama, et neurokirurgid on väga osavad," vastas neurokirurg, "kuid tegelikult teevad plastika- ja veresoontekirurgid kogu õrna töö." Ta osutas slaidile, millel oli kujutatud patsiendi aju koos terasvarraste, klambrite ja traatidega. "Kõik teised teevad musta tööd," lisas ta.
Kui Claire uuesti magama jäi, eemaldas professor tema epilepsia eest vastutava ajuosa ja viskas selle ämbrisse.
Aga mis funktsiooni see ala täitis? - küsisin.
"Mul pole aimugi," ütles ta. - Peaasi, et ta ei vastutanud kõne eest.
Kas patsient märkab mingeid muutusi?
Ilmselt mitte. Aju kohaneb aja jooksul.
Operatsiooni lõppedes oli patsiendi ajju tekkinud kuukraatrit meenutav arm. Pärast patsiendi uuesti magama panemist kauteriseerisime mitu veresoont, täitsime kraatri vedelikuga (et vältida õhumullide tekkimist pähe) ja õmblesime kõvakesta korralike õmblustega. Seejärel panime luuklapi oma kohale tagasi, kinnitades selle väikeste kruvidega. "Ära neid maha pilla," ütles professor mulle kruvisid ulatades. "Igaüks maksab umbes 50 naela."
Pärast seda sirgendasime eelnevalt klambritega kinnitatud nahaklapi. Kohtusin paar päeva hiljem Claire'iga ja küsisin, kuidas ta end tunneb. "Ei ole veel krampe," ütles ta. "Aga mu pea oleks võinud hoolikamalt õmmelda." Tema suu kaardus rahulolevaks naeratuseks: "Ma näen välja nagu Frankenstein." Väljavõtte avaldamiseks andis Eksmo kirjastus.
Rohkem kui 100 aastat on teadlased maadelnud küsimusega: kuidas inimese aju töötab? On tehtud palju avastusi, kuid see pole saladusi ja saladusi vähemaks muutnud. Koljus puhkav hallaine on ainulaadne moodustis. Kuna see on inimkehaga võrreldes väike, tarbib see 20% kogu kopsudesse sisenevast hapnikust.
Medulla moodustub täielikult 7-aastaselt. Samas vajab ta palju rohkem energiat kui küpses eas. See on valu suhtes absoluutselt tundetu, kuna tal puuduvad vastavad retseptorid. Tänu hallile ainele inimesed puudutavad, tunnetavad, näevad, räägivad, kuulevad. Aga mis kõige tähtsam, inimene suudab mõelda, väljendada emotsioone ja teha otsuseid.
Mitu neuronit on inimese ajus?
Neuron on spetsiifiline närvirakk, millel on protsessid. Need protsessid on kontaktis teiste neuronite protsessidega. Tulemuseks on tohutu võrk, mille kaudu edastatakse erinevaid signaale. Kuid kanaleid või närviteid, mida mööda signaalid liiguvad, nimetatakse sünapsideks. Kogu see keeruline süsteem koos moodustab inimese aju. Mitu neuronit see sisaldab?
Arv 100 miljardit on olnud juba pikka aega. Väidetavalt tähistab see neuronite koguarvu. Kuid kõik saavad aru, et see väärtus on ligikaudne. Ja tõesti, kuidas saate kõiki mikroskoopilisi rakke üles lugeda, ilma et neist ükski puudu jääks? Ülesanne on lihtsalt võimatu.
Taani neuroteadlased said sellega aga hakkama. Nad võtsid surnud inimestelt 4 aju ja viisid neile läbi isotroopse fraktaliseerimise. Lihtsamalt öeldes vedeldasid nad ajud ja muutsid need homogeenseks emulsiooniks või "ajusuppiks". Pärast seda uuriti "supi" proove ja loendati neis olevate neuronite arv. Järgmisena arvutasime matemaatiliselt närvirakkude koguarvu kõigis 4 uuritud ajuproovis.
Selle tulemusena selgus, et hallaine sisaldab ligikaudu 86 miljardit neuronit. Ükski neljast proovist ei jõudnud 100 miljardi rakuni. Muidugi võib kogenematule inimesele tunduda, et 14 miljardi suurune vahe on täiesti põhimõttetu. Kuid just see arv neuroneid moodustab paaviani halli aine. Ja gorillal on 28 miljardit neuronit. Nii et numbrid 100 ja 86 kujutavad endast üsna olulist erinevust.
Aju suurus ja vaimne võime
Mõnikord on kirjanduses ettekujutus, et mida suurem on inimesel halli aine maht, seda rohkem on ka intelligentsust. See väide on üsna kahtlane, kuid kõike saab võrrelda. Kui võtta näiteks delfiini ja sipelgaõgija ajuaine, siis on kohe selge, et delfiinil on suurem maht ja veel rohkem intelligentsust. Kuid ärge kiirustage järeldustega.
Vaatame lehma ja ahvi. Kes on targem? Muidugi ahv. Kuid lehma aju on oluliselt suurem kui primaatide aju. Saab võrrelda meest ja vaala. Inimese hallolluse keskmine kaal on 1,2 kg ja hiiglaslikul imetajal on see näitaja 6,8 kg. Inimeste intellektuaalsed võimed on aga mitu suurusjärku kõrgemad. Sellest võime järeldada, et aju suurusel pole vaimsete võimetega mingit pistmist.
Kas neuronite arv sõltub aju mahust?
See küsimus pole sugugi lihtne, nagu esmapilgul võib tunduda. Mõtlemisorgani suurus on erinevatel loomadel väga erinev. Veelgi enam, kuni viimase ajani valitses arvamus, et närvirakkude tihedus (arvu ja massi suhe) on püsiv väärtus, olenemata elusolendite liigist ja klassist.
Nüüd on aga tõestatud, et see pole sugugi nii. Tänapäeval on usaldusväärselt teada, et erinevatel imetajatel on neuronite arvutamisel täiesti erinevad reeglid. See tähendab, et 1 grammis ajukoes võib olla täiesti erinev arv rakke.
Samade primaatide ajus suureneb neuronite arv võrdeliselt halli aine mahuga. Kuid närilistel puudub proportsionaalsus. Nendel loomadel väheneb ajukoe mahu suurenedes närvirakkude arv. Mis puutub putuktoidulistesse, siis on kombinatsioon - närilised + primaadid. Hallollus kasvab neuronite arvuga võrreldes kiiremini. Kuid väikeaju iseloomustab lineaarne kasvukiirus, nagu primaatidel.
Järeldus on järgmine: kõige tõhusamalt on üles ehitatud primaatide ajud, kuna nad kasutavad maksimaalselt ära kogu olemasolevat mahtu. Kui primaatide neuronite arvu suurendatakse 10 korda, suureneb aju aine maht 11 korda. Ja närilistel suureneb maht 35 korda. Kui kujutame ette närilist, kellel on 86 miljardit neuronit, siis on tema halli aine kaal 35 kg.
Mõtted ja inimese aju
Inimese aju toimimine on otseselt seotud vaimse tegevusega. Ja siin juhtub kõige huvitavam. Halli massi moodustav bioloogiline mass ei suuda tekitada mõtteid. Jah, selles täheldatakse tohutul hulgal keemilisi ja elektrilisi protsesse. Kuid need ei ole kuidagi seotud vaimse tegevusega, veel vähem tunnete ja kogemustega. See, mis teeb inimesest “looduse krooni”, ei peitu kolju all. Kuhu siis?
On arvamus, et ajukoor on lihtsalt edastav seade. Signaalid tulevad talle kuskilt väljast. Neid tajuvad neuronid ja nii sünnivad mõtted. Või võib-olla kontrollib kõike DNA molekul. Tema on see, kes genereerib teatud vaimseid kujundeid ja inimesele tundub, et just tema mõtleb ja mõtleb oma peaga.
Igal juhul võib ainult oletada ja fantaseerida. Mõtte kujunemise protsess ise on saladus seitsme pitseri taga. Keegi ei saa teda tunda. Jääb üle vaid seda teavet enesestmõistetavana võtta. Samal ajal viitab loogiline järeldus: kui mõtted ei sünni meie peas, siis järelikult pole need meie omad ja siis ei tasu neid kuulata? Nad on võõrad ja provotseerivad inimesi sageli valesid asju tegema.
Seega on küsimus – kuidas inimese aju töötab? - jääb vastuseta. Teame ainult seda, et sünapside kaudu on ühendatud tohutu hulk neuroneid. Neuronid on rühmitatud rühmadesse, millest igaüks täidab teatud funktsioone. Need on puudutus, haistmine, kuulmine, nägemine, koordinatsioon ja palju muud. Mis aga tekitab mõtteid ja tundeid – vastust pole. Kuid see on inimeste elus kõige olulisem. Kõik muu on tavalised keemilised protsessid, mida igaüks saab vajaliku hoolsuse ja raske tööga õppida.
Dmitri Šestakov
