Cervello umano - il segreto principale, fino a quando non è stato svelato dagli scienziati

Trattamento

L'uomo vola nello spazio e si tuffa nelle profondità del mare, crea la televisione digitale e i computer di superpotenza. Tuttavia, lo stesso meccanismo del processo di pensiero e l'organo in cui si svolge l'attività mentale, così come le ragioni che inducono i neuroni ad interagire, rimangono ancora un mistero.

Il cervello è l'organo più importante del corpo umano, il substrato materiale dell'attività nervosa superiore. Dipende da lui ciò che una persona prova, pensa e pensa. Non sentiamo con le nostre orecchie e vediamo con i nostri occhi, ma con le corrispondenti aree della corteccia cerebrale. Produce anche gli ormoni del piacere, provoca un aumento di forza e allevia il dolore. La base dell'attività nervosa sono i riflessi, gli istinti, le emozioni e altri fenomeni mentali. La comprensione scientifica del lavoro del cervello è ancora in ritardo rispetto alla comprensione del funzionamento dell'intero organismo. Questo è certamente dovuto al fatto che il cervello è un organo molto più complesso di qualsiasi altro organo. Il cervello è l'oggetto più complesso dell'universo conosciuto.

informazioni

Nell'uomo, il rapporto tra la massa cerebrale e il peso corporeo è in media del 2%. E se la superficie di questo organo viene levigata, risulterà di circa 22 metri quadrati. metro organici. Il cervello contiene circa 100 miliardi di cellule nervose (neuroni). Quindi puoi immaginare questa cifra, ricordiamo: 100 miliardi di secondi sono circa 3 mila anni. Ogni neurone è in contatto con altri 10 mila. E ognuno di loro è capace di trasmettere ad alta velocità impulsi provenienti da una cellula all'altra con mezzi chimici. I neuroni possono interagire simultaneamente con molti altri neuroni, compresi quelli situati nelle regioni remote del cervello.

Solo fatti

  • Il cervello è il leader nel consumo di energia nel corpo. Impiega il 15% del cuore e consuma circa il 25% dell'ossigeno catturato dai polmoni. Per l'erogazione di ossigeno al cervello, ci sono tre grandi arterie che sono destinate alla sua alimentazione costante.
  • Circa il 95% del tessuto cerebrale si è infine formato all'età di 17 anni. Entro la fine della pubertà, il cervello umano costituisce un organo completo.
  • Il cervello non sente dolore Non ci sono recettori del dolore nel cervello: perché sono, se la distruzione del cervello porta alla morte dell'organismo? Il disagio può sentire il guscio, che racchiude il nostro cervello - così proviamo un mal di testa.
  • Negli uomini, il cervello è solitamente più grande che nelle donne. Il peso medio del cervello di un uomo adulto è di 1375 g, quello di una donna adulta è di 1275 g e differiscono anche per le dimensioni delle diverse aree. Tuttavia, gli scienziati hanno dimostrato che questo non è legato alle capacità intellettuali, e il cervello più grande e più pesante (2850 g), che i ricercatori hanno descritto, apparteneva a un paziente in un ospedale psichiatrico che soffre di idiozia.
  • Una persona usa quasi tutte le risorse del suo cervello. Il fatto che il cervello funzioni solo del 10% è un mito. Gli scienziati hanno dimostrato che una persona utilizza le riserve disponibili del cervello in situazioni critiche. Ad esempio, quando qualcuno fugge da un cane malvagio, può saltare sopra un alto recinto, che in condizioni normali non avrebbe mai superato. In caso di emergenza, alcune sostanze vengono versate nel cervello che stimolano le azioni di qualcuno in una situazione critica. In sostanza, questa è droga. Tuttavia, è sempre pericoloso farlo - una persona può morire perché ha esaurito tutte le sue capacità di riserva.
  • Il cervello può essere sviluppato, addestrato. Ad esempio, è utile memorizzare a memoria i testi, risolvere problemi logici e matematici, imparare lingue straniere, imparare cose nuove. Inoltre, gli psicologi consigliano periodicamente i destrimani di fare la mano sinistra con la mano "principale", e la mano sinistra con i mancini.
  • Il cervello ha la proprietà della plasticità. Se uno dei dipartimenti del nostro organo più importante è colpito, altri saranno in grado di compensare la sua funzione persa nel tempo. È la plasticità del cervello che svolge un ruolo estremamente importante nella padronanza di nuove competenze.
  • Le celle di un cervello sono restaurate. Le sinapsi che collegano i neuroni e le cellule nervose dell'organo più importante sono rigenerate, ma non così veloci come le cellule di altri organi. Un esempio di ciò è la riabilitazione delle persone dopo lesioni cerebrali traumatiche. Gli scienziati hanno scoperto che nella divisione del cervello responsabile dell'odorato, i neuroni maturi sono formati da cellule progenitrici. Al momento giusto, aiutano a "riparare" il cervello ferito. Decine di migliaia di nuovi neuroni possono formarsi nella sua corteccia ogni giorno, ma non più di diecimila possono in seguito mettere radici. Oggi ci sono due aree conosciute di crescita attiva dei neuroni: la zona di memoria e la zona responsabile del movimento.
  • Il cervello è attivo durante il sonno. È importante per una persona avere un ricordo. È a lungo termine ea breve termine. Il trasferimento di informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine, la memorizzazione, lo "svolgimento", la comprensione delle informazioni che una persona riceve durante il giorno, si verifica esattamente in un sogno. E così che il corpo non ripeta la realtà del movimento dal sonno, il cervello produce un ormone speciale.

Interessante!

Il cervello è in grado di accelerare in modo significativo il loro lavoro. Le persone che sono sopravvissute a situazioni di pericolo per la vita dicono che in un momento davanti ai loro occhi "l'intera vita è volata via". Gli scienziati credono che il cervello al momento del pericolo e la realizzazione della morte imminente acceleri il lavoro centinaia di volte: sta cercando circostanze simili nella memoria e un modo per aiutare una persona a trovare il tempo per salvarsi.

Studio completo

Il problema della ricerca del cervello umano è uno dei compiti più eccitanti della scienza. L'obiettivo è imparare qualcosa di uguale in complessità allo strumento della conoscenza stessa. Dopotutto, tutto ciò che è stato studiato finora: l'atomo, la galassia e il cervello di un animale - era più semplice del cervello umano. Da un punto di vista filosofico, non è noto se la soluzione di questo problema sia possibile in linea di principio. Dopo tutto, i principali mezzi di conoscenza non sono i dispositivi e non i metodi, rimane il nostro cervello umano.

Esistono vari metodi di ricerca. Prima di tutto, il confronto clinico-anatomico è stato introdotto in pratica: hanno osservato quale funzione "cade" quando una certa area del cervello è danneggiata. Così, lo scienziato francese Paul Broca 150 anni fa scoprì il centro della parola. Ha notato che in tutti i pazienti che non possono parlare, una zona specifica del cervello è interessata. L'elettroencefalografia esamina le proprietà elettriche del cervello - i ricercatori osservano come l'attività elettrica delle diverse parti del cervello cambia in base a ciò che una persona fa.

Gli elettrofisiologi registrano l'attività elettrica del "centro mentale" dell'organismo con l'aiuto di elettrodi, che consentono di registrare le scariche di singoli neuroni o l'elettroencefalografia. Con le più gravi malattie del cervello, gli elettrodi sottili possono essere impiantati in un tessuto d'organo. Ciò ha permesso di ottenere informazioni importanti sui meccanismi del cervello per fornire tipi più elevati di attività, i dati sono stati ottenuti sulla correlazione della corteccia e della subcortex, sulle capacità compensatorie. Un altro metodo per studiare le funzioni cerebrali è la stimolazione elettrica di aree specifiche. Così, il neurochirurgo canadese Wilder Penfield ha studiato il "homunculus motor". È stato dimostrato che, stimolando alcuni punti della corteccia motoria, è possibile attivare il movimento di diverse parti del corpo e la rappresentazione di vari muscoli e organi è stata stabilita. Negli anni '70, dopo l'invenzione dei computer, ci fu l'opportunità di esplorare più a fondo il mondo interiore della cellula nervosa, apparvero nuovi metodi di introscopia: encefalografia magnetica, tomografia a risonanza magnetica funzionale e tomografia a emissione di positroni. Negli ultimi decenni, il metodo di neuroimaging è stato attivamente sviluppato (osservazione della reazione di alcune parti del cervello dopo l'introduzione di alcune sostanze).

Rilevatore di errori

Una scoperta molto importante è stata fatta nel 1968 - gli scienziati hanno scoperto un rilevatore di errori. Questo è un meccanismo che ci dà l'opportunità di eseguire azioni di routine senza pensare: ad esempio, lavare, vestire e pensare ai nostri affari allo stesso tempo. Il rilevatore di errori in circostanze analoghe osserva sempre, indipendentemente dal fatto che funzioni correttamente. Oppure, ad esempio, una persona inizia improvvisamente a sentirsi a disagio - torna a casa e scopre che si è dimenticato di spegnere il gas. Il rilevatore di errori ci consente di non pensare nemmeno a decine di compiti e risolverli "sulla macchina", notando subito le opzioni inaccettabili per l'azione. Negli ultimi decenni, la scienza ha appreso quanti meccanismi interni del corpo umano sono disposti. Ad esempio, il modo in cui il segnale visivo proviene dalla retina al cervello. Per risolvere un compito più complesso - pensando, identificando un segnale - è coinvolto un grande sistema, che è distribuito in tutto il cervello. Tuttavia, il "centro di controllo" non è stato ancora trovato, ed è persino sconosciuto se è lì.

Cervello brillante

Dalla metà del XIX secolo, gli scienziati hanno tentato di studiare le caratteristiche anatomiche del cervello di persone con capacità eccezionali. Molte facoltà di medicina in Europa hanno tenuto i preparativi appropriati, compresi i professori di medicina, che durante la loro vita hanno tramandato il loro cervello alla scienza. Gli scienziati russi non sono rimasti indietro. Nel 1867, l'Esposizione etnografica tutta russa, organizzata dall'Imperial Society of Naturalists, presentò 500 teschi e preparativi per i loro contenuti. Nel 1887, l'anatomista Dmitrij Zernov pubblicò i risultati di uno studio del cervello del leggendario generale Mikhail Skobelev. Nel 1908, l'accademico Vladimir Bekhterev e il professor Richard Weinberg indagarono su simili preparativi del defunto Dmitry Mendeleev. Preparazioni simili degli organi di Borodin, Rubinstein, matematico Pafnutia Chebyshev sono conservate nel museo anatomico dell'Accademia medica militare di San Pietroburgo. Nel 1915, il neurochirurgo Boris Smirnov descrisse in dettaglio il cervello del chimico Nikolai Zinin, il patologo Viktor Pashutin e lo scrittore Mikhail Saltykov-Shchedrin. A Parigi, è stato indagato il cervello di Ivan Turgenev, il cui peso ha raggiunto il record 2012. A Stoccolma, ha lavorato con i corrispondenti preparativi di scienziati famosi, tra cui Sofia Kovalevskaya. Gli esperti dell'Istituto di Cervello di Mosca hanno studiato attentamente i "centri di pensiero" dei dirigenti del proletariato: Lenin e Stalin, Kirov e Kalinin, hanno studiato le circonvoluzioni del grande tenore Leonid Sobinov, lo scrittore Maxim Gorky, il poeta Vladimir Majakovskij, il regista Sergei Eisenstein. Oggi gli scienziati sono convinti che, a prima vista, il cervello di persone di talento non si distingua in alcun modo dalla media. Questi corpi differiscono per struttura, dimensioni, forma, ma nulla dipende da questo. Ancora non sappiamo cosa rende esattamente una persona di talento. Possiamo solo supporre che il cervello di queste persone sia un po '"rotto". Può fare quello che le normali non possono, il che significa che non è come tutti gli altri.

Neurofisiologia del cervello umano

Il cervello umano è l'organo più complesso nella sua struttura. Anche nell'era dei modi innovativi di diagnosi, ricerca costante di questo corpo, gli scienziati non sono ancora in grado di descrivere completamente i meccanismi fisiologici delle sue varie funzioni mentali. Gli scienziati di ricerca costanti influenzano non solo le sue caratteristiche fisiologiche, ma anche i processi mentali, come il pensiero, la memoria, il sonno, l'attenzione e una serie di altri processi.

Oggi è noto che un certo numero di sistemi funzionano nel cervello, ognuno dei quali può essere distinto come un cervello separato, che funziona in cooperazione con altri dipartimenti. Tra i sistemi noti e più importanti, ci sono:

  • attivazione
  • motivazionale
  • conoscitivo

Va notato che ogni sistema è responsabile non solo della sua funzione principale, ma svolge anche una serie di compiti minori. Ad esempio, la parte attivante determina la nostra coscienza, il ciclo sonno-veglia e svolge anche funzioni cognitive. Se una persona ha problemi con il sonno, allora il processo di apprendimento o altre attività non possono funzionare in pieno vigore.

Una cosa è certa, il cervello umano è un singolo organo che fornisce tutti i nostri processi vitali, funzioni mentali, ma per una descrizione più conveniente è diviso in diversi dei sistemi sopra menzionati (cervello).

Scoperte della ricerca

La relazione tra cervello e psiche solleva oggi molte domande. Pertanto, la scienza presta molta attenzione a questo problema. Questa domanda è stata posta fin dai tempi antichi, grandi menti come Ippocrate e Aristotele. Nel diciannovesimo secolo, per la prima volta, sono state identificate aree del cervello che coordinano il linguaggio umano: queste sono le regioni di Broca e Wernicke.

Le scoperte di quei tempi non erano ancora sufficienti per capire come funziona la nostra coscienza. A poco a poco, furono introdotti diversi nuovi metodi di studio del cervello umano: test psicologici e clinici, elettroencefalogramma (EEG), ma questo non era ancora abbastanza. Gradualmente, lo studio del cervello si è spostato su un nuovo stadio, la sua struttura e le sue funzioni sono state studiate abbastanza bene, ma per comprendere appieno come funziona questo strumento miracoloso, ci vorranno anche una dozzina di anni.

L'attuale scoperta nella comprensione delle caratteristiche del cervello è stata perfetta utilizzando elettrodi impiantati allo scopo di diagnosticare e curare i pazienti. In questo preciso momento, gli specialisti cominciano a capire come funziona ogni singola cellula nervosa, come le informazioni vengono trasmesse da una cellula all'altra, il suo movimento lungo il nervo, ecc.

Di conseguenza, questo ci ha permesso di selezionare diverse zone e sezioni del cervello, vale a dire la corteccia, la subcorteccia e altre. Il cervello umano è composto da oltre 85 miliardi di cellule nervose, ma gli elettrodi consentono solo di esplorarne alcune dozzine, mentre si trovano direttamente accanto ai sensori collegati.

Fu nel 21 ° secolo che iniziò la rivoluzione tecnica, quando le capacità computazionali permisero di esplorare quasi ogni parte del cervello, le sue funzioni più elevate. Metodi come l'EEG, la risonanza magnetica funzionale, hanno permesso di guardare letteralmente all'interno del cervello.

Struttura e funzione del cervello

La scienza del cervello umano identifica la regola di base che può essere descritta come il principio dell'unità delle strutture e delle funzioni. Il cervello consiste di:

  • I grandi emisferi, che sono la parte più grande del cervello e sono responsabili dei processi mentali più elevati
  • Il diencefalo consiste di due parti uguali:
  • Il talamo agisce come distributore di segnale, dirigendosi verso le aree della corteccia.
  • L'ipotalamo è la "testa" delle funzioni vegetative. Grazie a lui, una persona ha l'opportunità di crescere e sviluppare, oltre a mantenere la temperatura corporea, controllare la rimozione delle tossine dal corpo, l'assunzione di cibo, acqua e una serie di altri processi vitali.
  • Stem del cervello, che consiste in:
  • mesencefalo
  • Il ponte
  • Medulla oblongata

Grazie a queste tre componenti è la formazione di complesse funzioni corporee.

  • Cervelletto. Così come il cervello è costituito da due emisferi, che sono collegati da un "verme". Le funzioni del cervelletto sono multiformi, ma in particolare è responsabile della coordinazione motoria, della regolazione dell'equilibrio e del tono muscolare.
  • Midollo spinale Consiste di 30 segmenti ed è racchiuso nella colonna vertebrale. Ogni segmento corrisponde a una vertebra. Questo dipartimento svolge la funzione di "trasmettitore", che invia impulsi a specifiche aree del corpo dalle unità del sistema nervoso centrale. Inoltre, la sua attività consiste nell'esercizio dei riflessi vegetativi.

I metodi di ricerca delle strutture, le sue funzioni, così come la posizione del cervello, sono in costante miglioramento. Quindi, i moderni metodi di diagnosi, permettono di formare una chiara opinione sulla struttura del cervello, senza danneggiarlo. Uno di questi metodi è la risonanza magnetica. Questo metodo viene utilizzato per riconoscere, ad esempio, le formazioni tumorali. In questo caso, il metodo ha un'elevata precisione e l'assenza di manifestazioni negative dopo l'uso.

Cellula nervosa - un elemento chiave del tessuto nervoso

Il cervello è costituito da molte cellule nervose. Ad esempio, gli animali semplicemente formati possono avere un minimo di 1 gabbia. Tuttavia, il cervello umano ha circa 85 miliardi a causa della complessità dell'organizzazione del cervello.

Il posto chiave nella cellula è occupato dal nucleo, dove si trova l'apparato, che genera il codice genetico della struttura del corpo umano. Tra l'altro, le particelle più importanti del cervello, c'è un reticolo endoplasmatico, che consiste di molte membrane. La seconda particella più importante sono i mitocondri. Grazie al loro lavoro, la quantità necessaria di ATP, il cosiddetto "combustibile" della cellula, viene mantenuta nella cellula nervosa.

Assegna due proprietà chiave dei neuroni preferiti:

  • Generazione di impulsi elettrici (eccitazione)
  • Conduzione eccitazione (trasmissione)

L'ottenimento di determinati segnali da parte della cellula è accompagnato dalla trasformazione o soppressione della sintesi di alcuni geni, principalmente neuropeptidi. Questi peptidi si formano nel sistema nervoso centrale o periferico. La funzione principale dei peptidi è la regolazione delle funzioni fisiologiche del corpo umano. Includono circa 30-50 residui di amminoacidi.

Ad oggi, è stato stabilito che la sintesi consiste nella formazione di peptidi precursori. Dopo la conclusione della trasmissione, i neuropeptidi del cervello vengono scissi dalle proteasi. La base dei peptidi precursori, di regola, è composta da diversi seguaci del tipo neurale, così come una sequenza di segnali che facilitano il movimento del peptide nel citoplasma, dopo che il processo di sintesi è stato completato sulle membrane dell'organoide intracellulare.

Uno dei neuropeptidi di modellazione è la morfina e la codeina, che costituiscono i due componenti attivi della morfina. Gli effetti della morfina sul cervello sono stati ampiamente studiati, grazie alla sintesi del naloxone antagonista della morfina.

Esame delle strutture cerebrali: stereotassi

Uno dei modi moderni con cui esplorare le strutture profonde del cervello è la stereotassi. Questo metodo neurochirurgico di studiare la neurofisiologia del cervello umano è il meno traumatico, che gli consente di mettere al primo posto e spostare quasi tutti i metodi neurochirurgici "aperti".

La stereotassi può colpire efficacemente i pazienti con malattie dell'apparato muscolo-scheletrico (morbo di Parkinson), epilessia, dolore acuto, disturbi mentali. Inoltre, questo metodo si è dimostrato valido nella diagnosi e nel trattamento delle formazioni tumorali e cistiche, degli ematomi e degli ascessi.

Tuttavia, questo metodo viene utilizzato solo se assolutamente necessario, vale a dire se la terapia farmacologica non produce alcun effetto o la salute e la vita del paziente sono in pericolo.

Esistono 2 tipi di stereotassi:

  • Non funzionali. Viene eseguito quando una formazione patologica, ad esempio un tumore, si trova nella profondità del cervello. Se si utilizza il metodo standard di rimozione chirurgica del tumore, le strutture cerebrali sono interessate, il che può causare danni irreparabili alla salute del paziente. Quando si utilizza un tipo non funzionale di stereotassi, è possibile iniettare sostanze radioattive, che successivamente bruciano il tumore e le sostanze stesse si rompono. Tuttavia, il metodo è applicabile, se la diagnostica con risonanza magnetica mostra la localizzazione esatta del tumore, cioè il medico deve identificare con precisione l'area interessata, quindi aumenta significativamente la possibilità di liberarsi della neoplasia.
  • Funzionale. Questo metodo viene spesso eseguito per trattare i disturbi mentali. Di norma, in questo caso, la malattia è caratterizzata dalla sconfitta di un piccolo gruppo di cellule nervose o quando il lavoro di alcuni gruppi di cellule nervose è compromesso. Cioè, un gruppo di cellule potrebbe non sintetizzare le sostanze necessarie o, al contrario, superare la quantità appropriata prodotta. Quando le cellule sono eccitate in modo anormale, possono stimolare l'attività anormale degli altri. Con l'aiuto della stimolazione elettrica, esiste una possibilità di trasformazione delle cellule nervose, tuttavia, l'area interessata non sarà visibile, gli esperti calcolano la posizione dell'area interessata sulla base della conclusione diagnostica e dei test necessari.

Ad oggi, sono state eseguite diverse centinaia di operazioni psico-chirurgiche stereotattiche per il trattamento di malattie del sistema nervoso, che sono state eseguite a causa dell'inefficacia di altri metodi di esposizione non chirurgica. Inoltre, questo metodo può essere applicato a persone con tossicodipendenza a cui non è stato dato l'effetto desiderato dal trattamento farmacologico.

Meccanismi del sonno fisiologico

La fisiologia del cervello umano in uno stato di sonno è costantemente monitorata da scienziati provenienti da diverse aree. Il famoso guaritore greco Ippocrate sosteneva che il verificarsi del sonno si verifica a causa del deflusso di sangue verso le parti interne del corpo.

Ad oggi, è stato stabilito che il sonno stimola favorevolmente il nostro umore, la memoria e il livello delle prestazioni. Gli esperti sottolineano che i disturbi del sonno sono un fattore primario nella patologia mentale. Lo stato di questo problema è stato pubblicizzato a causa dell'introduzione di nuovi metodi di ricerca, vale a dire il metodo della diagnostica poligrafica ("rivelatore di bugie"). Anche metodi ampiamente utilizzati di esami di laboratorio e un numero di psicologico.

Oggi ci sono due stati di sonno:

  1. "Slow". Questa condizione si presenta come una specie di gruppo di nuclei contenenti cellule nervose di serotonina, che raggiungono la linea mediana attraverso il tronco cerebrale.

La sospensione della produzione di serotonina porta a uno stato di insonnia, che può essere interrotto solo dal precursore della serotonina idrossitriptofano. Se i nuclei sono in una condizione patologica acuta, allora questo porta all'insonnia cronica.

  1. "Veloce è una fase del sonno che è causata dall'aumentata attività cerebrale. Uno dei segni è il rapido movimento degli occhi. La ricerca condotta su questa condizione indica un bisogno significativo di questa condizione. Quando una persona rifiuta il sonno "veloce", può portare a gravi disturbi mentali, vale a dire, maggiore irritabilità, uno stato patologico del background emotivo, allucinazioni e possibili idee paranoiche.

Ad oggi, molta attenzione è stata dedicata allo studio del sonno. Pertanto, gli esperti identificano diverse fasi passabili dallo stato di veglia al sonno. Queste fasi possono essere viste chiaramente con l'aiuto della diagnostica EEG, così come lo stato psicologico attuale del paziente.

Il sonno notturno, di norma, è diviso in 4 cicli, ognuno dei quali ha origine dalla fase del sonno "lento" e termina con un sonno "veloce". Il tempo di ciclo è di circa 70 minuti. Riducendo il ritmo delta durante il periodo di riposo, la durata di 3 e 4 fasi aumenta. Se una persona si rifiuta di dormire, allora la durata del ritmo delta aumenterà soprattutto, più velocemente, e solo la seconda notte c'è un meccanismo di protezione - un aumento della durata del sonno "veloce".

Percezione grammaticale

La ricerca condotta ha permesso di rilevare anche meccanismi di regolazione come il rilevatore grammaticale. Ad esempio "pantera nera" e "pantera nera". Cioè, c'è un certo gruppo di cellule che informa impulsivamente il cervello della violazione della grammatica. Questo viene realizzato con l'obiettivo che la percezione del linguaggio significativo, spesso viene a scapito dell'analisi grammaticale, se c'è qualche violazione, allora viene ricevuto un segnale della necessità di ulteriori analisi.

Un certo numero di studi recenti ha identificato diverse aree insignificanti che sono responsabili di diverse funzioni cognitive. Esiste una reazione definita alle differenze nell'attività dei neuroni nella percezione di una parola nella loro lingua nativa e una reazione leggermente diversa a una parola straniera.

Le strutture profonde sono caratterizzate da una capacità elettrica ad alta frequenza e le cellule nervose risolvono il problema con un gruppo. La corteccia cerebrale è caratterizzata da una risposta di una persona, cioè la frequenza degli impulsi diminuisce per tutte le cellule nervose e aumenta per quelli scelti.

Grazie alla ricerca PET, è possibile studiare tutte le aree del cervello che regolano funzioni superiori. L'essenza di questo metodo sta nell'introduzione di un isotopo in uno strumento che partecipa alle reazioni chimiche all'interno delle cellule cerebrali, dopo di che si osserva come la distribuzione di questa sostanza nella regione cerebrale studiata cambia.

Ad esempio, se una regione è caratterizzata da un crescente afflusso di glucosio, ciò indica un aumento del metabolismo, che indica un aumento del lavoro delle cellule nervose in una determinata area del cervello.

Meccanismi di attenzione

Una domanda abbastanza comune è come funziona l'attenzione di una persona. Vale a dire, il meccanismo della cosiddetta attenzione involontaria ha iniziato la sua formazione alcuni milioni di anni fa, come una capacità di guardia che continua a funzionare al momento: ad esempio, guidare una macchina, ascoltare la radio, la musica. L'attenzione è una specie di interruttore, ascoltiamo i suoni, ma possiamo improvvisamente passare a un flusso di suono diverso.

Se i meccanismi di attenzione involontaria sono in una condizione patologica, allora questo indica una malattia in corso. Ad esempio, nella malattia infantile - deficit di attenzione e iperattività. La malattia è caratterizzata dal fatto che il bambino non è in grado di concentrarsi su nulla, per questo motivo il bambino viene spesso criticato, tuttavia, in questo caso è necessario trattare la patologia, e non gettarla sulla mancanza di buone maniere, poiché nella maggior parte dei casi il bambino ha determinati meccanismi cerebrali attività.

Fino al XXI secolo, questo fenomeno non era considerato una malattia e venivano spesso utilizzati metodi di influenza forzata. Oggi ci sono molti modi per trattare il deficit dell'attenzione.

Inoltre, oltre a quanto sopra (involontario) l'attenzione, emettere selettivo. Questo tipo ti permette di concentrarti su un particolare interlocutore, cioè se più persone sono coinvolte nella conversazione, la tua attenzione sarà focalizzata solo sulla persona specifica che è attualmente interessata.

Per questo, viene eseguito un esperimento particolare, ad esempio, a una persona viene detto un verso in un orecchio e un'altra persona è versata allo stesso tempo - nell'altro orecchio. Durante l'esperimento, viene confrontata la reazione di alcune aree del cervello, a seconda di quale informazione dell'orecchio arriva.

La maggior parte delle persone, quando prendono il telefono, mettono un tubo all'orecchio con la mano destra, il che significa che l'attività delle cellule nervose nella storia nell'orecchio destro è molto più bassa. Questo perché il cervello è inconsciamente più rilassato a causa di riflessi consolidati e spesso sceglierà il lato giusto.

Fatti del cervello

Sebbene le proprietà del cervello umano siano la parte meno studiata del corpo, la costante ricerca di questo organo ci consente di identificare un numero delle sue caratteristiche. Numerosi specialisti sono impegnati nella ricerca sul cervello. Pertanto, le scoperte derivano da vari campi medici, che, di fatto, allocano il maggior tempo al cervello umano.

Ad oggi, ci sono molti fattori sorprendenti riguardo alle attività del principale organismo funzionante, che si occupa della scienza del cervello umano.

  1. Capacità di memoria a breve termine

Nell'uomo esistono 3 tipi di memoria: sensoriale, a lungo termine e a breve termine. La memoria a lungo termine funziona sul principio di un disco rigido, cioè si accumula e contiene nel cervello per un lungo periodo di tempo. La memoria a breve termine funziona secondo il principio di un'unità elettronica di piccole dimensioni. Questo tipo di memoria è in grado di ricordare solo 5-8 oggetti. Questo è il motivo per cui i numeri di telefono sono per lo più a 7 cifre.

Tuttavia, l'allenamento costante della memoria a breve termine può migliorare le prestazioni della memorizzazione.

  1. Mente subcosciente più intelligente del cervello

Un recente studio del cervello, condotto su un numero di soggetti, ha dimostrato che il nostro subconscio è più intelligente di noi. In un esperimento, viene mostrata un'immagine complessa. Il compito dei soggetti era, senza pensare, di mettere in evidenza ciò che gli esperti avevano in mente. La parte principale ha completato l'operazione in pochi secondi. A un altro gruppo è stato chiesto di prendere in considerazione la loro risposta, che alla fine si è rivelata un fallimento nel completare l'attività, mentre vale la pena notare che sono state assegnate diverse ore per pensare alla risposta.

  1. Lo stress intellettuale non influisce sull'affaticamento del cervello

È stato dimostrato che la composizione del sangue non cambia durante il lavoro attivo. Il sangue da una vena è stato raccolto da pazienti impegnati nel lavoro mentale durante il giorno. Di conseguenza, gli esperti hanno stabilito che la sensazione di affaticamento dipende dal nostro stato mentale ed emotivo.

  1. Stimolazione del cervello come funzione protettiva contro le malattie

Gli scienziati hanno scoperto che un'attività cerebrale regolare può ridurre significativamente il rischio di malattia di Alzheimer. L'attività mentale consente di sintetizzare la produzione di tessuto aggiuntivo, compensando in tal modo l'attività patologica. Vale la pena notare che fare qualcosa di nuovo, colpisce più efficacemente il cervello. Inoltre, gli esperti raccomandano di comunicare con individui più intelligenti di te stesso.

  1. Reazione alla parola a seconda del genere

La riproduzione vocale è formata in diverse aree del nostro cervello. La voce femminile è più musicale, il loro suono si verifica a frequenze più alte e la gamma è anche molto più ampia di quella degli uomini. Al fine di decifrare il significato di ciò che dice la donna, il cervello ha bisogno di spendere risorse aggiuntive. Ad esempio, le persone con allucinazioni sistematiche spesso ascoltano discorsi maschili piuttosto che femminili.

L'autore dell'articolo: neurologo medico della più alta categoria Shenyuk Tatyana Mikhailovna.

Studio del cervello umano

Alcune delle scienze moderne hanno un aspetto completamente finito, altre si stanno sviluppando intensamente o stanno semplicemente diventando. Questo è comprensibile, come la scienza si evolve, così come la natura, che studia. Una delle aree promettenti delle scienze naturali è lo studio del cervello umano e la connessione di processi mentali e fisiologici.

Lo studio dell'attività nervosa superiore è possibile con metodi fisici, chimici, ipnosi, ecc. Tra gli argomenti interessanti dal punto di vista delle scienze naturali, è possibile distinguere: 1) un effetto diretto sui centri cerebrali; 2) esperimenti farmacologici (LSD, in particolare); 3) comportamento di codifica a distanza.

Lo scopo di studiare il cervello è capire i meccanismi di comportamento e imparare come gestirli. La conoscenza dei processi che avvengono nel cervello è necessaria per il miglior uso delle capacità mentali e il raggiungimento del comfort psicologico.

Cosa sa la scienza naturale dell'attività cerebrale? Anche nel secolo scorso, l'eccezionale fisiologo russo Sechenov ha scritto che la fisiologia ha dati sulla relazione dei fenomeni mentali con i processi nervosi nel corpo. Grazie a Pavlov, lo studio fisiologico del cervello ha reso tutto accessibile, inclusa la coscienza e la memoria.

Il cervello è considerato come un centro di controllo costituito da neuroni, percorsi e sinapsi (ci sono 10 neuroni interconnessi nel cervello umano).

Ora ci sono possibilità tecniche per uno studio sperimentale del cervello. Questo è rivolto al metodo di stimolazione elettrica, mediante il quale vengono studiate le parti del cervello responsabili della memoria, del problem solving, del pattern recognition, ecc. E l'effetto può essere distante. Puoi evocare artificialmente pensieri ed emozioni: inimicizia, paura, ansia, piacere, l'illusione del riconoscimento, allucinazioni, idee ossessive. La tecnologia moderna può letteralmente rendere felice una persona agendo direttamente sui centri di piacere nel cervello.

Gli studi hanno dimostrato che:

1) nessun atto comportamentale è possibile senza il verificarsi di potenziali negativi a livello cellulare, che sono accompagnati da cambiamenti elettrici e chimici e depolarizzazione della membrana;

2) i processi nel cervello possono essere di due tipi: stimolanti e inibenti;

3) la memoria è come i collegamenti a catena e puoi tirare molto per estrarlo uno alla volta;

4) la cosiddetta energia psichica è la somma dell'attività fisiologica del cervello e delle informazioni ricevute dall'esterno;

5) il ruolo della volontà è quello di attivare i meccanismi che sono già stati stabiliti.

I risultati della neurofisiologia comprendono la rilevazione dell'asimmetria nel funzionamento del cervello. Professore al California Institute of Technology R. Sperry nei primi anni '50 dimostrò la differenza funzionale degli emisferi cerebrali con un'identità quasi completa dell'anatomia.

L'emisfero sinistro è un sistema motorio analitico, razionale, che agisce in modo coerente, più aggressivo, attivo, leader. Giusto: sintetico, olistico, intuitivo; non può esprimersi nel linguaggio, ma controlla la vista e il riconoscimento della forma. Pavlov ha detto che tutte le persone possono essere divise in artisti e pensatori. Il primo, quindi, domina il giusto, il secondo - l'emisfero sinistro.

Una comprensione più chiara dei meccanismi del sistema nervoso centrale ci consente di risolvere il problema dello stress. Lo stress è un concetto che caratterizza, secondo G. Selye, il tasso di usura del corpo umano ed è associato all'attività di un meccanismo di protezione non specifico che aumenta la resistenza a fattori esterni. La sindrome da stress attraversa tre fasi: 1) reazione ansiosa, durante la quale vengono mobilitate le difese; 2) "fase di sostenibilità", che riflette il pieno adattamento al fattore di stress; 3) "fase di esaurimento", che si verifica inesorabilmente quando il fattore di stress è abbastanza forte e agisce per un lungo periodo, perché "l'energia di adattamento" o l'adattabilità di un essere vivente è sempre finita "(G. Selye. - S. 71-72).

Gran parte dell'attività cerebrale rimane poco chiara. La stimolazione elettrica della corteccia motoria del cervello non è in grado di provocare movimenti precisi e destrutturati nell'uomo, e quindi ci sono meccanismi più sottili e complessi responsabili del movimento. Non esiste un modello fisico-chimico convincente della coscienza, e quindi non è noto quale sia la coscienza come entità funzionale e quale pensiero sia un prodotto della coscienza. Si può solo concludere che la coscienza è il risultato di un'organizzazione speciale, la cui complessità crea nuove, cosiddette proprietà emergenti che le parti costitutive non hanno.

La questione dell'inizio della coscienza è discutibile. Secondo uno dei punti di vista, prima della nascita c'è un piano di coscienza, e non una coscienza già pronta. "Lo sviluppo del cervello", considera X. Delgado, "determina l'atteggiamento dell'individuo verso l'ambiente circostante ancor prima che l'individuo sia in grado di percepire le informazioni sensoriali sull'ambiente circostante, di conseguenza l'iniziativa rimane con l'organismo" (X. Delgado. 1971.- Pag. 45-46). Esiste una cosiddetta "maturazione morfologica avanzata": prima della nascita al buio, le palpebre si alzano e si abbassano. Ma i neonati sono inconsci e solo l'esperienza acquisita porta al riconoscimento degli oggetti.

Le reazioni dei neonati sono così primitive che difficilmente possono essere considerate come segni di coscienza. E non c'è ancora un cervello alla nascita. Pertanto, rispetto ad altri animali, l'uomo nasce meno sviluppato e richiede un certo periodo di crescita postnatale. L'attività istintiva può esistere anche in assenza di esperienza, mentale - mai.

La mancanza di flusso sensoriale influisce negativamente sullo sviluppo fisiologico del bambino. La capacità di comprendere il visibile non è una proprietà congenita del cervello. Il pensiero non si sviluppa da solo. La formazione della personalità, secondo Piaget, termina in tre anni, ma l'attività del cervello dipende dall'informazione sensoriale per tutta la vita. "Gli animali e le persone hanno bisogno di novità e di un flusso continuo di varie sostanze irritanti dall'ambiente esterno" (ibid., 66-67). Una diminuzione di input sensoriali, come dimostrato da esperimenti, porta alla comparsa di allucinazioni e delusioni in poche ore.

La questione di come il flusso sensoriale continuo determini la mente umana è tanto complessa quanto la questione della relazione tra intelligenza e sentimenti. Persino Spinoza credeva che "la libertà umana, il possesso di cui tutti si vantano", non è diversa dalle capacità della pietra, che "riceve una certa quantità di movimento da qualche causa esterna" (B. Spinoza, produzione preferita) in 2 voll. T. 2.- p. 592). Questo punto di vista è tentato dai moderni comportamentisti. Il fatto che la coscienza possa cambiare radicalmente sotto l'influenza di cause esterne (e nella direzione di migliorare la lungimiranza e la formazione di nuove proprietà e abilità), dimostra il comportamento delle persone che hanno subito gravi lesioni del cranio. Indiretti (ad esempio, i mezzi pubblicitari) e l'impatto diretto (operativo) sulla coscienza portano alla codifica.

Tre aree di neurofisiologia attraggono il più grande interesse: 1) l'effetto sulla coscienza attraverso la stimolazione di determinati centri del cervello con l'aiuto di mezzi psicotropici e di altro tipo; 2) codice operativo e farmaco; 3) lo studio delle proprietà insolite della coscienza e della loro influenza sulla società. Queste importanti, ma pericolose, aree di ricerca sono spesso classificate.

Studio del cervello umano

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CHE COSA E 'LA SCIENZA?

Membro corrispondente di RAS S. MEDVEDEV (San Pietroburgo).

Nonostante tutte le conquiste della scienza moderna, il cervello umano rimane l'oggetto più misterioso. Con l'aiuto delle più sofisticate apparecchiature, gli scienziati dell'Istituto di cervello umano dell'Accademia delle scienze russa sono stati in grado di "penetrare" nelle profondità del cervello senza interrompere il lavoro e scoprire come vengono archiviate le informazioni, l'elaborazione del linguaggio e come si formano le emozioni. Questi studi aiutano non solo a capire come il cervello svolge le sue funzioni mentali più importanti, ma anche a sviluppare metodi per trattare le persone in cui sono disturbati. A proposito di queste e di altre opere dell'Istituto del cervello umano racconta il suo direttore S. V. Medvedev.

Cervello contro il cervello: chi vince?

Il problema di studiare il cervello umano, la relazione tra il cervello e la psiche - uno dei compiti più eccitanti che siano mai sorti nella scienza. Per la prima volta, l'obiettivo è stato impostato per imparare qualcosa di uguale in complessità allo strumento della conoscenza stessa. Dopotutto, tutto ciò che è stato studiato finora - l'atomo, la galassia e il cervello dell'animale - era più semplice del cervello dell'uomo. Da un punto di vista filosofico, non è noto se la soluzione di questo problema sia possibile in linea di principio. Dopotutto, oltre agli strumenti e ai metodi, il principale mezzo di conoscenza del cervello rimane, ancora una volta, il nostro cervello umano. Di solito un dispositivo che studia un fenomeno o un oggetto è più complesso di questo oggetto, nello stesso caso stiamo cercando di agire su un piano di parità - il cervello contro il cervello.

L'immensità del compito attirò molte grandi menti: Ippocrate, Aristotele, Cartesio e molti altri parlarono dei principi del cervello.

Nel secolo scorso sono state scoperte le aree del cervello responsabili della parola - dopo lo scopritore vengono chiamate le regioni di Broca e Wernicke. Tuttavia, il vero studio scientifico del cervello è iniziato con il lavoro del nostro brillante compatriota I. M. Sechenov. Inoltre - V.M. Bekhterev, I.P. Pavlov. Qui mi fermerò all'enumerazione dei nomi, dal momento che nel ventesimo secolo ci sono molti eminenti ricercatori del cervello e il pericolo di perdere qualcuno è troppo grande (specialmente da quelli che sono vivi oggi, ci mancherebbe). Sono state fatte grandi scoperte, ma le possibilità delle tecniche di quel tempo di studiare le funzioni umane sono molto limitate: test psicologici, osservazioni cliniche e, a partire dagli anni Trenta, un elettroencefalogramma. È come cercare di scoprire come funziona la TV, con il ronzio di lampade e trasformatori o con la temperatura del case, o cercare di capire il ruolo delle sue unità costitutive, basandosi su ciò che accade alla TV se questa unità è rotta.

Tuttavia, la struttura del cervello, la sua morfologia è già stata studiata abbastanza bene. Ma le idee sul funzionamento delle singole cellule nervose erano molto frammentarie. Quindi, c'era una mancanza di conoscenza sugli elementi costitutivi del cervello e gli strumenti necessari per la loro ricerca.

Due innovazioni nella ricerca sul cervello umano

Infatti, il primo passo avanti nella conoscenza del cervello umano è stato associato all'uso del metodo degli elettrodi impiantati a lungo termine ea breve termine per la diagnosi e il trattamento dei pazienti. Allo stesso tempo, gli scienziati hanno iniziato a capire come funziona un singolo neurone, come le informazioni vengono trasferite dal neurone al neurone e lungo il nervo. Nel nostro paese, l'accademico N.P Bekhtereva e il suo staff sono stati i primi a lavorare nelle condizioni di contatto diretto con il cervello umano.

Quindi, i dati sono stati ottenuti sulla vita delle singole aree del cervello, sulla proporzione delle sue sezioni più importanti - la corteccia e la subcortex, e molte altre. Tuttavia, il cervello consiste di decine di miliardi di neuroni e con l'aiuto degli elettrodi è possibile monitorare solo dozzine, e quindi non solo quelle cellule che sono necessarie per lo studio, ma quelle che si trovano accanto all'elettrodo medico, spesso entrano nel campo di vista dei ricercatori.

Nel frattempo, una rivoluzione tecnica stava avvenendo nel mondo. Nuove capacità computazionali hanno permesso di portare a un nuovo livello nuove ricerche sulle funzioni cerebrali superiori utilizzando l'elettroencefalogramma e i potenziali evocati. Sono comparsi nuovi metodi che consentono di "guardare dentro" il cervello: l'encefalografia magnetica, la tomografia a risonanza magnetica funzionale e la tomografia ad emissione di positroni. Tutto ciò ha creato le basi per una nuova svolta. È successo davvero a metà degli anni ottanta.

A quel tempo, l'interesse scientifico e la possibilità della sua soddisfazione coincidevano. Apparentemente, quindi, il Congresso degli Stati Uniti dichiarò gli anni Novanta il decennio di studio del cervello umano. Questa iniziativa divenne rapidamente internazionale. Oggigiorno, centinaia dei migliori laboratori di tutto il mondo stanno lavorando allo studio del cervello umano.

Devo dire che all'epoca avevamo un sacco di persone intelligenti nelle alte sfere del potere e persone che soffrivano per il potere. Pertanto, nel nostro paese, abbiamo compreso la necessità di studiare il cervello umano e mi ha offerto di organizzare un centro scientifico per la ricerca sul cervello - l'Istituto del cervello umano dell'Accademia delle scienze russa sulla base del team creato e guidato dall'accademico Bekhtereva.

L'attività principale dell'istituto: ricerca fondamentale sull'organizzazione del cervello umano e le sue complesse funzioni mentali: discorso, emozioni, attenzione, memoria. Ma non solo. Allo stesso tempo, gli scienziati dovrebbero cercare metodi per trattare quei pazienti in cui queste importanti funzioni sono compromesse. La combinazione della ricerca di base e del lavoro pratico con i pazienti è stato uno dei principi principali delle attività dell'Istituto, sviluppato dal supervisore Natalia Petrovna Bekhtereva.

È inaccettabile mettere esperimenti su una persona. Pertanto, la maggior parte della ricerca sul cervello viene condotta sugli animali. Tuttavia, ci sono fenomeni che possono essere studiati solo negli esseri umani. Ad esempio, ora un giovane dipendente del mio laboratorio difende una tesi sull'elaborazione del parlato, l'ortografia e la sintassi in varie strutture cerebrali. D'accordo che è difficile da esplorare sul ratto. L'istituto è specificamente focalizzato sullo studio di ciò che non può essere studiato negli animali. Conduciamo studi psicofisiologici su volontari utilizzando la cosiddetta tecnica non invasiva, non "arrampicandosi" all'interno del cervello e non causando a qualcuno un inconveniente speciale. Questo viene fatto, ad esempio, da esami tomografici o mappatura del cervello mediante elettroencefalografia.

Ma succede che una malattia o un incidente "creano un esperimento" sul cervello umano - per esempio, il discorso o la memoria di un paziente sono disturbati. In questa situazione, è possibile e necessario indagare su quelle aree del cervello il cui lavoro è compromesso. Oppure, al contrario, un paziente ha un pezzo di cervello perso o danneggiato e gli scienziati hanno l'opportunità di studiare quali sono i loro "doveri" che il cervello non può eseguire con un tale disturbo.

Ma semplicemente osservare tali pazienti è, per usare un eufemismo, non etico, e nel nostro istituto non solo esaminano i pazienti con varie lesioni cerebrali, ma li aiutano anche con l'aiuto dei più nuovi metodi di trattamento sviluppati dai nostri dipendenti. Per questo scopo, presso l'istituto c'è una clinica con 160 posti letto. Due compiti - ricerca e trattamento - sono inestricabilmente legati al lavoro dei nostri dipendenti.

Abbiamo medici e infermieri eccellenti e altamente qualificati. Senza questo, è impossibile, dopotutto siamo all'avanguardia della scienza e abbiamo bisogno della più alta qualifica per implementare nuove tecniche. Praticamente ogni laboratorio dell'istituto è chiuso ai dipartimenti della clinica, e questa è una garanzia del continuo emergere di nuovi approcci. Oltre ai metodi di trattamento standard, eseguiamo anche il trattamento chirurgico di epilessia e parkinsonismo, operazioni psico-chirurgiche, trattamento del tessuto cerebrale con stimolazione magnetica, trattamento dell'afasia con l'aiuto della stimolazione elettrica e molto altro ancora. Nella clinica ci sono pazienti pesanti e talvolta è possibile aiutarli in casi considerati senza speranza. Certo, questo non è sempre possibile. In generale, quando senti delle garanzie illimitate nel trattare le persone, questo solleva seri dubbi.

Laboratori nei giorni feriali e orologi

Ogni laboratorio ha i suoi risultati. Ad esempio, il laboratorio, che è diretto dal professor V. A. Ilyukhin, si sta sviluppando nel campo della neurofisiologia degli stati funzionali del cervello.

Cos'è? Proverò a spiegare con un semplice esempio. Tutti sanno che la stessa frase a volte viene percepita da una persona diametralmente opposta a seconda dello stato in cui si trova: malato o sano, agitato o calmo. Questo è simile al modo in cui la stessa nota, estratta ad esempio da un organo, ha un timbro diverso a seconda del registro. Il nostro cervello e l'organismo sono il sistema multi-registro più complicato, in cui lo stato di una persona svolge il ruolo di un registro. Si può dire che l'intero spettro della relazione di una persona con l'ambiente è determinato dal suo stato funzionale. Determina sia la possibilità che l'operatore "si rompa" dietro il pannello di controllo della macchina più complessa sia la risposta del paziente al farmaco assunto.

Nel laboratorio del professor Ilyukhina, vengono esaminati gli stati funzionali, e con quali parametri sono determinati, come questi parametri e gli stati stessi dipendono dai sistemi regolatori del corpo, come le influenze esterne e interne cambiano stati, a volte causando malattie e come il cervello e il corpo influenzare il decorso della malattia e l'effetto dei farmaci. Con l'aiuto dei risultati ottenuti, puoi fare la scelta giusta tra modi alternativi di trattamento. Viene anche effettuata la determinazione delle capacità adattive di una persona: quanto sarà stabile con qualsiasi effetto terapeutico, stress?

Un compito molto importante è il laboratorio di neuroimmunologia. I disturbi dell'immunoregolazione spesso portano al verificarsi di gravi malattie cerebrali. Questa condizione deve essere diagnosticata e il trattamento scelto - immunocorrection. Un tipico esempio di malattia neuroimmune è la sclerosi multipla, che viene studiata presso l'istituto da un laboratorio sotto la supervisione del Professor I. D. Stolyarov. Di recente è entrato a far parte del Consiglio del Comitato europeo per la ricerca e il trattamento della sclerosi multipla.

Nel ventesimo secolo, l'uomo iniziò a cambiare attivamente il mondo che lo circondava, celebrando la vittoria sulla natura, ma risultò che era troppo presto per festeggiare: questo esacerbò i problemi creati dall'uomo stesso, il cosiddetto creato dall'uomo. Viviamo sotto l'influenza di campi magnetici, sotto la luce delle lampade a gas lampeggianti, guardiamo il display del computer per ore, parliamo su un telefono cellulare. Tutto ciò non è affatto indifferente al corpo umano: ad esempio, è risaputo che la luce lampeggiante può causare un attacco epilettico. È possibile eliminare il danno causato da questo cervello, misure molto semplici: chiudere un occhio. Per ridurre drasticamente l '"effetto dannoso" del radiotelefono (a proposito, non è ancora stato dimostrato), puoi semplicemente cambiare il suo design in modo che l'antenna sia rivolta verso il basso e il cervello non sia irradiato. Questa ricerca è svolta dal laboratorio sotto la direzione del Dr. E. B. Lyskova. Ad esempio, lui e il suo staff hanno dimostrato che gli effetti di un campo magnetico alternato influenzano negativamente il processo di apprendimento.

A livello di cellule, il lavoro del cervello è associato a trasformazioni chimiche di varie sostanze, quindi i risultati ottenuti nel laboratorio di neurobiologia molecolare guidato dal professor S. A. Dambinova sono importanti per noi. I dipendenti di questo laboratorio stanno sviluppando nuovi metodi per diagnosticare le malattie del cervello, stanno cercando sostanze proteiche di natura proteica, che sono in grado di normalizzare i disturbi nel tessuto cerebrale durante il parkinsonismo, l'epilessia, la dipendenza da droghe e alcol. Si è scoperto che l'uso di droghe e alcol porta alla distruzione delle cellule nervose. I loro frammenti, entrando nel flusso sanguigno, inducono il sistema immunitario a produrre i cosiddetti "autoanticorpi". Gli "autoanticorpi" rimangono nel sangue per molto tempo, anche tra le persone che hanno smesso di usare droghe. Questo è un tipo di memoria del corpo che memorizza informazioni sull'uso di droghe. Se si misura la quantità di autoanticorpi su specifici frammenti di cellule nervose nel sangue di una persona, si può fare una diagnosi di "dipendenza" anche pochi anni dopo che una persona smette di usare droghe.

È possibile "riabilitare" le cellule nervose?

Una delle tendenze più moderne nel lavoro dell'istituto è la stereotassi. Questa è una tecnologia medica che fornisce un accesso a basso impatto, gentile e mirato alle strutture profonde del cervello e agli effetti misurati su di essi. Questa è la neurochirurgia del futuro. Invece di interventi neurochirurgici "aperti", quando, per raggiungere il cervello, eseguono una grande trepansione, offrono effetti a basso impatto e parsimoniosi sul cervello.

Nei paesi sviluppati, principalmente negli Stati Uniti, la stereotassi clinica ha preso un posto degno in neurochirurgia. Circa 300 neurochirurghi - membri della American Stereotactic Society lavorano oggi in quest'area negli Stati Uniti. La base della stereotassi è matematica e strumenti di precisione che forniscono un'immersione mirata nel cervello di strumenti eccellenti. Ti permettono di "guardare" nel cervello di una persona vivente. Utilizza la tomografia ad emissione di positroni, la tomografia a risonanza magnetica, la tomografia computerizzata a raggi X. "La stereotassi è la misura della maturità metodologica della neurochirurgia" - l'opinione del defunto neurochirurgo L.V. Abrakova. Per il metodo stereotassico di trattamento, è molto importante conoscere il ruolo dei singoli "punti" nel cervello umano, comprenderne l'interazione, sapere dove e cosa deve essere cambiato nel cervello per trattare una particolare malattia.

L'istituto ha un laboratorio di metodi stereotattici, che è guidato dal Dottore in Scienze Mediche, vincitore del Premio di Stato dell'URSS, A. D. Anichkov. In sostanza, è il principale centro stereotassico della Russia. Qui è nata la direzione più moderna - stereotassi computerizzata con software e software matematico, che viene effettuata su un computer elettronico. Prima del nostro sviluppo, i calcoli stereotattici sono stati eseguiti manualmente dai neurochirurghi durante l'intervento chirurgico, ma ora abbiamo sviluppato decine di strumenti stereotattici; Alcuni sono stati testati clinicamente e sono in grado di risolvere i compiti più complessi. Insieme ai colleghi dell'Istituto di ricerca centrale Elektropribor, per la prima volta in Russia è stato prodotto un sistema stereotassico computerizzato che supera i modelli stranieri in una serie di indicatori di base. Come l'autore sconosciuto ha detto, "finalmente, i timidi raggi della civiltà hanno illuminato le nostre buie caverne".

Nel nostro istituto, la stereotassi viene utilizzata nel trattamento di pazienti affetti da disturbi del movimento (parkinsonismo, morbo di Parkinson, corea di Huntington e altri), epilessia e dolore invincibile (in particolare, sindrome del dolore fantasma) e alcuni disturbi mentali. Inoltre, la stereotassi viene utilizzata per chiarire la diagnosi e il trattamento di alcuni tumori cerebrali, per trattare ematomi, ascessi, cisti cerebrali. Gli interventi stereotattici (come tutti gli altri interventi neurochirurgici) sono offerti a un paziente solo se tutte le possibilità di trattamento medico sono state esaurite e la malattia stessa minaccia la salute del paziente o lo rende incapace di lavorare, rende asociale. Tutte le operazioni vengono eseguite solo con il consenso del paziente e dei suoi parenti, dopo la consultazione di specialisti di diversi profili.

Esistono due tipi di stereotassi. Il primo, non funzionale, viene utilizzato quando c'è una sorta di lesione organica nella profondità del cervello, ad esempio un tumore. Se viene rimosso con l'aiuto di tecniche convenzionali, è necessario influire sulla salute, eseguendo importanti funzioni della struttura cerebrale e il paziente può essere ferito accidentalmente, a volte anche incompatibile con la vita. Supponiamo che il tumore sia chiaramente visibile mediante risonanza magnetica e tomografi a emissione di positroni. Quindi è possibile calcolare le sue coordinate e introdurre sostanze radioattive utilizzando una sonda sottile a basso impatto che brucerà il tumore e si disintegrerà in breve tempo. Il danno durante il passaggio attraverso il tessuto cerebrale è minimo e il tumore sarà distrutto. Abbiamo già eseguito diverse di queste operazioni, gli ex pazienti vivono ancora, anche se non avevano alcuna speranza con i metodi tradizionali di trattamento.

L'essenza di questo metodo è che eliminiamo il "difetto", che è chiaramente visibile. Il compito principale è decidere come raggiungerlo, quale percorso scegliere, in modo da non ferire le zone importanti, quale metodo di eliminazione del "difetto" da scegliere.

La situazione è fondamentalmente diversa nella stereotassi "funzionale", che viene anche usata nel trattamento della malattia mentale. La causa della malattia risiede spesso nel fatto che un piccolo gruppo di cellule nervose o diversi di tali gruppi non funzionano correttamente. Non emettono le sostanze necessarie o emettono troppo. Le cellule possono essere patologicamente eccitate e quindi stimolano l'attività "cattiva" di altre cellule sane. Queste cellule che "vanno fuori strada" devono essere trovate e distrutte, isolate o "riformate" mediante elettrostimolazione. In questa situazione, non è possibile "vedere" l'area interessata. Dobbiamo calcolarlo in modo puramente teorico, in quanto gli astronomi hanno calcolato l'orbita di Nettuno.

È qui che la conoscenza fondamentale dei principi del cervello, l'interazione delle sue parti e il ruolo funzionale di ciascuna parte del cervello è particolarmente importante per noi. Usiamo i risultati della neurologia stereotassica, una nuova direzione sviluppata presso l'istituto dal defunto professor V. M. Smirnov. La neuroscienza stereotassica è "acrobatica", ma è su questa strada che deve essere ricercata la possibilità di trattare molte malattie gravi, comprese quelle mentali.

I risultati delle nostre ricerche e dei dati di altri laboratori indicano che praticamente qualsiasi attività mentale cerebrale, anche molto complessa, è fornita da un sistema distribuito nello spazio e variabile nel tempo, costituito da collegamenti di vari gradi di rigidità. È chiaro che è molto difficile interferire con il funzionamento di un tale sistema. Tuttavia, ora sappiamo come farlo: per esempio, possiamo creare un nuovo centro di discorso invece di uno che è stato distrutto in caso di infortunio.

Quando ciò accade, una sorta di "rieducazione" delle cellule nervose. Il fatto è che ci sono cellule nervose che vengono dalla nascita pronte per il loro lavoro, ma ce ne sono altre che vengono "allevate" nel processo di sviluppo umano. Imparando a svolgere alcuni compiti, dimenticano gli altri, ma non per sempre. Pur avendo superato la "specializzazione", sono in linea di principio in grado di assumere l'adempimento di alcuni altri compiti e possono lavorare in un modo diverso. Pertanto, puoi provare a farli assumere il controllo delle cellule nervose perse, sostituirle.

I neuroni del cervello funzionano come una squadra di bordo: uno sa come guidare una nave lungo il percorso, l'altra può sparare e la terza è cucinare il cibo. Ma poi, la freccia può essere insegnata a cucinare il borscht e la coca per dirigere un'arma. È solo necessario spiegare loro come è fatto. In linea di principio, questo è un meccanismo naturale: se una lesione cerebrale si verificava in un bambino, le sue cellule nervose spontaneamente "si riqualificano". Negli adulti, dovrebbero essere usati metodi speciali per "riqualificare" le cellule.

Questo è ciò che fanno i ricercatori - cercano di stimolare alcune cellule nervose a fare il lavoro degli altri, che non possono essere ripristinate. Buoni risultati sono già stati raggiunti in questa direzione: ad esempio, alcuni pazienti con alterata area di Broca, che è responsabile della formazione della parola, sono stati addestrati a parlare nuovamente.

Un altro esempio è l'effetto terapeutico delle operazioni psico-chirurgiche volte a "spegnere" le strutture dell'area cerebrale, chiamata sistema limbico. Con diverse malattie in diverse aree del cervello, c'è un flusso di impulsi patologici che circolano lungo le vie nervose. Questi impulsi appaiono come risultato dell'aumentata attività delle zone del cervello e questo meccanismo porta a una serie di malattie croniche del sistema nervoso, come il parkinsonismo, l'epilessia e gli stati ossessivi. I percorsi attraverso i quali circolano gli impulsi patologici devono essere trovati e "spenti" il più delicatamente possibile.

Negli ultimi anni, molte centinaia (specialmente negli Stati Uniti) di interventi psico-chirurgici stereotattici sono stati effettuati per il trattamento di pazienti affetti da alcuni disturbi mentali (principalmente disturbi ossessivo-compulsivi), in cui i metodi di trattamento non chirurgici si sono dimostrati inefficaci. Secondo alcuni narcologi, la tossicodipendenza può anche essere considerata come un tipo di questo tipo di disturbo, quindi, in caso di inefficacia del trattamento farmacologico, può essere raccomandato l'intervento stereotattico.

Un'area molto importante del lavoro dell'istituto è lo studio delle funzioni cerebrali superiori: attenzione, memoria, pensiero, parola ed emozioni. Diversi laboratori sono coinvolti in questi problemi, tra cui quello che gestisco, il laboratorio dell'Accademico N. P. Bekhtereva, il laboratorio del Dr. Yu. D. Kropotov.

Le funzioni del cervello che sono intrinseche solo agli umani sono studiate usando vari approcci: viene usato un elettroencefalogramma "regolare", ma a un nuovo livello di mappatura del cervello, lo studio dei potenziali evocati, la registrazione di questi processi insieme all'attività degli impulsi dei neuroni a diretto contatto con il tessuto cerebrale. tomografia ad emissione di positroni.

Le opere dell'Accademico N. P. Bekhtereva in quest'area erano ampiamente trattate nella stampa scientifica scientifica e divulgativa. Ha iniziato uno studio sistematico dei processi mentali nel cervello anche quando la maggior parte degli scienziati lo considerava quasi inconoscibile, una questione per il lontano futuro. È positivo che, almeno nella scienza, la verità non dipenda dalla posizione della maggioranza. Molti di coloro che hanno negato la possibilità di tali studi, ora li considerano una priorità.

In questo articolo, possiamo citare solo i risultati più interessanti, ad esempio il rilevatore di errori. Ognuno di noi ha trovato il suo lavoro. Immagina di aver lasciato la casa e già per strada una strana sensazione inizia a tormentarti - qualcosa non va. Torni indietro - così è, ho dimenticato di spegnere le luci nel bagno. Cioè, hai dimenticato di eseguire la solita azione stereotipata: fai clic sull'interruttore e questo passaggio attiva automaticamente il meccanismo di controllo nel cervello. Questo meccanismo fu scoperto a metà degli anni sessanta da N. P. Bekhtereva e dal suo staff. Nonostante i risultati siano stati pubblicati su riviste scientifiche, anche straniere, sono ora "riscoperti" in Occidente da persone che conoscono il lavoro dei nostri scienziati, ma che non evitano di prendere in prestito direttamente da loro. La scomparsa di un grande potere ha portato al fatto che nella scienza ci sono più casi di plagio diretto.

Il rilevamento degli errori può anche diventare una malattia quando questo meccanismo funziona più del necessario, e sembra alla persona tutto il tempo che ha dimenticato qualcosa.

In generale, il processo di lancio delle emozioni a livello cerebrale è chiaro per noi oggi. Perché una persona fa fronte a loro e l'altra "cade", non può uscire dal circolo vizioso di esperienze simili? Si è scoperto che in una persona "stabile", i cambiamenti metabolici nel cervello, associati, ad esempio, al dolore, sono necessariamente compensati da cambiamenti nel metabolismo in altre strutture che sono dirette nella direzione opposta. Per una persona "instabile", questa compensazione è violata.

Chi è il responsabile della grammatica?

Un'area di lavoro molto importante è la cosiddetta micro-mappatura del cervello. Nella nostra ricerca congiunta, sono stati trovati anche meccanismi come un rilevatore di correttezza grammaticale di una frase significativa. Ad esempio, "nastro blu" e "nastro blu". Il significato è chiaro in entrambi i casi. Ma c'è un "piccolo, ma orgoglioso" gruppo di neuroni che "colpisce" quando la grammatica è rotta e segnala il cervello. Perché ne hai bisogno? Probabilmente, quindi, che la comprensione della parola viene spesso principalmente attraverso l'analisi della grammatica (si ricordi il globulare Kuzdra, accademico Scherba). Se c'è qualcosa di sbagliato nella grammatica, arriva un segnale - un'analisi aggiuntiva dovrebbe essere eseguita.

Trovato microarticles del cervello, che sono responsabili per il conto per la distinzione tra parole concrete e astratte. Le differenze nel lavoro dei neuroni sono mostrate nella percezione della parola della lingua madre (coppa), quasi-parola della lingua madre (chohna) e della parola di una lingua straniera (orologio - tempo è azero).

In questa attività, i neuroni della corteccia e le strutture del cervello profondo sono coinvolti in modi diversi. Nelle strutture profonde si osserva generalmente un aumento della frequenza delle scariche elettriche, non molto "legate" a una particolare zona. Questi neuroni, per così dire, risolvono qualsiasi problema da parte di tutto il mondo. Un quadro completamente diverso nella corteccia cerebrale. Un neurone come se dicesse: "Bene, ragazzi, state zitti, questo è affar mio, e lo porterò io stesso". Infatti, per tutti i neuroni, ad eccezione di alcuni, la frequenza degli impulsi diminuisce, mentre per gli "eletti" aumenta.

Grazie alla tecnica di tomografia a emissione di positroni (o PET in breve), è diventato possibile studiare simultaneamente tutte le aree del cervello che sono responsabili di complesse funzioni "umane". L'essenza del metodo è che una piccola quantità di isotopo viene iniettata in una sostanza che partecipa a trasformazioni chimiche all'interno delle cellule cerebrali, e quindi osservano come la distribuzione di questa sostanza cambia nella zona del cervello che ci interessa. Se aumenta l'afflusso di glucosio marcato radioattivo in quest'area, significa che il metabolismo è aumentato, il che indica un aumento del lavoro delle cellule nervose in questa parte del cervello.

Ora immagina che una persona compia un compito complesso che richiede di conoscere le regole dell'ortografia o del pensiero logico. Allo stesso tempo, le sue cellule nervose sono più attive nell'area del cervello che è "responsabile" di queste abilità. Il rafforzamento del lavoro delle cellule nervose può essere registrato con l'aiuto del PET per aumentare il flusso di sangue nella zona attivata. Pertanto, è stato possibile determinare quali aree del cervello sono "responsabili" della sintassi, dello spelling, del significato della parola e della risoluzione di altri problemi. Ad esempio, sono note zone attivate quando vengono presentate le parole, se è necessario leggerle o meno. Ci sono zone che vengono attivate per "non fare nulla" quando, ad esempio, una persona ascolta la storia, ma non la sente, guardando qualcos'altro.

Cos'è l'attenzione?

È altrettanto importante capire in che modo l'attenzione di una persona "funziona". Il mio laboratorio e il laboratorio di Yu. D. Kropotov si occupano di questo problema presso il nostro istituto. La ricerca è condotta congiuntamente con un gruppo di scienziati guidati dal professore finlandese R. Naatanen, che ha scoperto il cosiddetto meccanismo di attenzione involontaria. Per capire cosa è in gioco, immagina la situazione: un cacciatore si insinua nella foresta, rintracciando la preda. Ma lui stesso è in preda a una bestia predatrice, che non nota, perché è impostato solo per cercare un cervo o una lepre. E all'improvviso, uno scoppiettio casuale tra i cespugli, forse non molto evidente sullo sfondo del cinguettio degli uccelli e il rumore del ruscello, accende istantaneamente la sua attenzione, dà un segnale: "Vicino al pericolo". Il meccanismo di attenzione involontaria si è formato nell'uomo nell'antichità antica come meccanismo di sicurezza, ma funziona ancora: ad esempio, l'autista guida un'auto, ascolta la radio, sente le grida dei bambini che giocano fuori, percepisce tutti i suoni del mondo circostante, la sua attenzione è distratta e improvvisamente un colpo silenzioso il motore sposta istantaneamente la sua attenzione sull'auto - è consapevole che c'è qualcosa di sbagliato nel motore (a proposito, questo fenomeno è simile a un rilevatore di errori).

Questo interruttore di attenzione funziona per ogni persona. Abbiamo trovato zone attivate su PET durante l'operazione di questo meccanismo, e Yu. D. Kropotov l'ha investigato usando il metodo dell'elettrodo impiantato. A volte nel lavoro scientifico più difficile ci sono episodi divertenti. Così è stato quando abbiamo finito questo lavoro prima di un simposio molto importante e prestigioso. Yu. D. Kropotov ed io siamo andati al simposio per fare segnalazioni, ed è stato solo lì che, con sorpresa e "una sensazione di profonda soddisfazione", hanno improvvisamente scoperto che l'attivazione dei neuroni avviene nelle stesse zone. Sì, a volte due persone sedute l'una accanto all'altra devono andare in un altro paese per parlare.

Se i meccanismi di attenzione involontaria vengono violati, allora possiamo parlare della malattia. Nel laboratorio di Kropotov vengono studiati i bambini con il cosiddetto disturbo da deficit dell'attenzione e iperattività. Questi sono bambini difficili, il più delle volte ragazzi, che non riescono a concentrarsi su una lezione, sono spesso rimproverati a casa ea scuola, ma in realtà hanno bisogno di essere trattati perché hanno violato determinati meccanismi specifici del cervello. Non molto tempo fa questo fenomeno non era considerato una malattia ei metodi di "forza" erano considerati il ​​metodo migliore per affrontarlo. Ora non solo possiamo identificare questa malattia, ma anche suggerire metodi per curare i bambini con deficit di attenzione.

Tuttavia, voglio turbare alcuni giovani lettori. Non ogni scherzo è associato a questa malattia, e poi. i metodi di "potere" sono giustificati.

Oltre all'attenzione involontaria, c'è anche la selettività. Questa è la cosiddetta "attenzione alla reception", quando tutti intorno a te parlano contemporaneamente e tu guardi solo l'altra persona, non prestando attenzione alle tue chiacchiere non interessanti del tuo vicino a destra. Durante l'esperimento, il soggetto è raccontato storie: in un orecchio - uno, nell'altro - l'altro. Seguiamo la reazione alla storia nell'orecchio destro, ora nella sinistra e vediamo sullo schermo come l'attivazione delle regioni cerebrali sta cambiando radicalmente. Allo stesso tempo, l'attivazione delle cellule nervose nella storia nell'orecchio destro è molto meno - perché la maggior parte delle persone prende il ricevitore del telefono nella mano destra e lo applica all'orecchio destro. Tengono traccia della storia nell'orecchio destro più facile, è necessario sforzarsi meno, il cervello è eccitato di meno.

I segreti del cervello ancora in attesa dietro le quinte

Spesso dimentichiamo l'ovvio: l'uomo non è solo il cervello, ma anche il corpo. È impossibile capire il lavoro del cervello, senza considerare tutta la ricchezza dell'interazione dei sistemi cerebrali con i vari sistemi del corpo. A volte questo è ovvio - per esempio, il rilascio di adrenalina nel flusso sanguigno fa sì che il cervello passi a una nuova modalità di funzionamento. In un corpo sano, una mente sana è precisamente sull'interazione tra il corpo e il cervello. Tuttavia, non tutto è chiaro qui. Lo studio di questa interazione sta ancora aspettando i suoi ricercatori.

Oggi possiamo dire che siamo ben consapevoli di come funziona una singola cellula nervosa. Molte macchie bianche sono scomparse sulla mappa del cervello, le aree responsabili delle funzioni mentali sono identificate. Ma tra la cellula e l'area del cervello c'è un altro livello molto importante: l'aggregato di cellule nervose, un insieme di neuroni. C'è ancora un sacco di chiarezza. Con l'aiuto della PET, possiamo rintracciare quali aree del cervello sono "attivate" quando eseguiamo determinati compiti, ma cosa succede all'interno di queste aree, quali segnali le cellule nervose si trasmettono l'un l'altro, in quale sequenza, come interagiscono tra loro - questo è ciò di cui stiamo parlando. sappiamo poco. Sebbene alcuni progressi siano in questa direzione.

Si pensava che il cervello fosse diviso in aree chiaramente demarcate, ognuna delle quali era "responsabile" della sua funzione: questa è la zona di flessione del mignolo, e questa è la zona dell'amore per i genitori. Queste conclusioni erano basate su semplici osservazioni: se quest'area è danneggiata, la sua funzione è compromessa. Nel corso del tempo, è diventato chiaro che tutto è sempre più complicato: i neuroni all'interno di diverse zone interagiscono tra loro in un modo molto complicato ed è impossibile eseguire un chiaro "collegamento" di funzioni all'area del cervello ovunque per garantire funzioni più elevate. Si può solo dire che quest'area è legata alla parola, alla memoria, alle emozioni. E dire che questo insieme neurale del cervello (non un pezzo, ma una rete ampiamente diffusa) e solo lui è responsabile della percezione delle lettere, e questo - parole e frasi, non è ancora possibile. Questo è il compito del futuro.

Il lavoro del cervello per fornire tipi superiori di attività mentale è simile a un saluto flash: prima vediamo una moltitudine di luci, e poi cominciano a svanire e riaccendersi, facendo l'occhiolino tra di loro, alcuni pezzi rimangono scuri, altri lampeggiano. Inoltre, il segnale di eccitazione viene inviato a un'area specifica del cervello, ma l'attività delle cellule nervose al suo interno è soggetta ai suoi ritmi speciali, la sua gerarchia. In connessione con queste caratteristiche, la distruzione di alcune cellule nervose può essere una perdita insostituibile per il cervello, mentre altri potrebbero benissimo sostituire i neuroni "riqualificati" vicini. Ogni neurone può essere visualizzato solo all'interno dell'intero gruppo di cellule nervose. A mio parere, ora il compito principale è decifrare il codice nervoso, cioè capire come vengono specificatamente fornite le funzioni cerebrali superiori. Molto probabilmente, questo può essere fatto attraverso uno studio dell'interazione degli elementi cerebrali, attraverso la comprensione di come i singoli neuroni si combinano in una struttura, e la struttura in un sistema e in un cervello olistico. Questo è il compito principale del prossimo secolo. Anche se qualcosa rimane ancora per il ventesimo.

Afasia - disturbi del linguaggio a causa di danni alle aree del discorso del cervello o dei percorsi nervosi che conducono a loro.

Magnetoencefalografia - registrazione del campo magnetico eccitato da fonti elettriche nel cervello.

La tomografia a risonanza magnetica è uno studio tomografico del cervello basato sul fenomeno della risonanza magnetica nucleare.

La tomografia ad emissione di positroni è un modo molto efficace per tracciare concentrazioni estremamente piccole di radionuclidi ultracorti che marcano composti fisiologicamente significativi nel cervello. Utilizzato per studiare il metabolismo coinvolto nell'implementazione delle funzioni cerebrali.