Главная страница
qrcode

Мозги потребности


НазваниеМозги потребности
АнкорЛекция 11 Мозг и потребности.pdf
Дата13.01.2017
Размер3 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаLektsia_11_Mozg_i_potrebnosti.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#8512
Каталог

МОЗГ
и
потребности:
что еще?
Лектор: д.б.н. Дубынин
Вячеслав Альбертович, биологический ф-т МГУ
МФК МГУ
, 02.12.2015,
лекц. 11
«МОЗГ и потребности
человека»

ВИТАЛЬНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ: пищевые и питьевые, пассивно- и активно-оборонительные (страх и агрессия), гомеостатические, груминг, экономии сил.
ЗООСОЦИАЛЬНЫЕ
ПОТРЕБНОСТИ: половое поведение, детско-родительское взаимод-е, сопереживание, иерархическое и территориальное поведение.
ПОТРЕБНОСТИ
САМОРАЗВИТИЯ: исследовательское и подра- жательное поведение, «рефлекс свободы», игровое поведение

Гомеостаз, мозг и
эндокринная система:
гормоны задней и передней долей гипофиза.
вазо-
прессин
окси-
тоцин

4 4
Статины и либерины выделяются в кровь нейроэндокринными клетками серого бугра, измеряющими содержа- ние в крови «конечного» гормона (ти- роксина, половых гормонов и др.).
Избыток конечного гормона ведет к выбросу статина и снижению секре- ции гипофизом тропного гормона.
Если конечного гормона в крови мало, то усиливается выброс соответствую- щего либерина (и тропного гормона).
Наличие таких отрицательных обрат- ных связей позволяет поддерживать стабильное содержание в крови многих важнейших гормонов.
Гипоталамус
(серый бугор): выделение статина или либерина
Гипофиз
(передняя доля): выделение тропного гормона
Эндокринная железа
- мишень: выделение
«конечного» гормона
«Конечный» гормон в крови
Клетки, ткани, органы
+
+
+
+
-
-
-
Выброс каждого из гормонов передней доли гипофиза регулируется гормонами гипоталамуса («рилизинг»-факторы), которые могут активировать секрецию гипофиза (либерины) либо тормозить ее
(
статины).

5 5
Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йод-содержащие гормоны тироксины, усиливающие обмен веществ (образование энергии) во всех клетках организма, в т.ч. в мозге.
Выделение тироксинов (Т4 и Т3) усиливает тирео- тропный гормон передней доли гипофиза (TSH).
Гипоталамус, измеряя концентрацию тироксинов и
TSH в крови, усиливает выделение либо статина
(его роль играет дофамин) либо либерина
(
тиролиберина, TRH;
является также либерином
пролактина
).
Тиролиберин активирует выброс TSH.

6 6
Опасен как дефицит, так и избыток тироксинов в организме.
При дефиците (например, из-за нехватки йода в пище) – снижение обмена веществ, вялось, депрессии
(«микседема»); у новорожденных – оставание умственного развития.
При избытке – нервозность, бессонница, повышенный аппетит и худоба, гиперактивность симпатичес- кой НС, «выпученные» глаза.
Причиной в обоих случаях могут быть аутоиммунные нарушения.
Выделение тироксинов (Т4 и Т3) усиливает тирео- тропный гормон передней доли гипофиза (TSH).
Гипоталамус, измеряя концентрацию тироксинов и
TSH в крови, усиливает выделение либо статина
(его роль играет дофамин) либо либерина
(
тиролиберина, TRH;
является также либерином
пролактина
).
Тиролиберин активирует выброс TSH.
Тиролиберин (трипептид Glu-His-Pro) значимо влияет на работу ЦНС.
Он «дополняет» действие тироксинов: увеличивает уровень бодрствования, оказывает антидепрессантное действие, усиливает работу дыхательного центра
(в клинике: введение недоношенным детям).

7 7
Соматотропный гормон (гормон роста – GH).
Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (инсулино- подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.
Гипоталамус оценивает концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соответствующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH =
соматотропин-рилизинг фактор
).
Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.
Pituitary
Liver
GH
IGF-1
GHRH
Somatostatin

8 8
Соматотропный гормон (гормон роста – GH).
Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (инсулино- подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.
Гипоталамус оценивает концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соответствующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH =
соматотропин-рилизинг фактор).
Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.
2м 72см и 2м 36см
Влияния на ЦНС соматостатина: снижение пищевой мотивации, уровня эмоциональности и болевой чувствительности, небольшое снижение уровня бодрствования.
Соматостатин оказывает тормозящее действие на ЖКТ, подавляет активность многих других внутренних органов
(«всеобщий ингибитор»).
Pituitary
Liver
GH
IGF-1
GHRH
Somatostatin
Акромегалия – результат резкого увеличения продукции соматотроп- ного гормона в зрелом возрасте
(лишь
часть органов способна продолжать
рост: гипертрофия сердца, хрящевых
тканей и др.).

Гипнос – бог, навевающий сон,
и его сын Морфей, бог сновидений…

10
Гипоталамус
Ножки мозга
Четверохолмие
Мост
Продолговатый мозг
Мозжечок
Центры сна и
бодрствования.
Эволюционно очень древние, постоянно конкурируют друг с другом, учитывают значительное число факторов (прежде всего, сенсорных).
1
1.
Главный центр бодрствования: ретикулярные ядра моста; сюда поступает часть информации от всех сенсорных систем; далее происходит оценка общего уровня «сенсорного давления» на ЦНС, и чем оно больше, тем мозг активнее (нас будит сигнал, поступивший от любой сенсорной системы); аксоны расходятся по всей ЦНС, задавая ее тонус («блок питания» мозга); в тихом и темном месте, а также при торможении сенсорных потоков с помощью агонистов ГАМК мы засыпаем.
2.
Главный центр сна: центральное серое вещество среднего мозга и ядра шва (5-НТ); аксоны нейронов ядер шва также расходятся по всей
ЦНС, снижая ее тонус и тормозя, в числе прочего, центры бодрствования.
Торможение коры происходит за счет снижения активности Glu-нейронов таламуса, чьи аксоны идут в большие полушария.
2

11
Гипоталамус
Ножки мозга
Четверохолмие
Мост
Продолговатый мозг
Мозжечок
1
1.
Главный центр бодрствования: ретикулярные ядра моста; сюда поступает часть информации от всех сенсорных систем; далее происходит оценка общего уровня «сенсорного давления» на ЦНС, и чем оно больше, тем мозг активнее (нас будит сигнал, поступивший от любой сенсорной системы); аксоны расходятся по всей ЦНС, задавая ее тонус («блок питания» мозга); в тихом и темном месте, а также при торможении сенсорных потоков с помощью агонистов ГАМК мы засыпаем.
2.
Главный центр сна: центральное серое вещество среднего мозга и ядра шва (5-НТ); аксоны нейронов ядер шва также расходятся по всей
ЦНС, снижая ее тонус и тормозя, в числе прочего, центры бодрствования.
Торможение коры происходит за счет снижения активности Glu-нейронов таламуса, чьи аксоны идут в большие полушария.
2
3
3.
Голубое пятно:
вспомогательный центр бодрствования, получив сигнал из [1], тормозит [2] за счет выделения NE.
При стрессе, приближении потенциально опасной ситуации трудно заснуть
(ответственный экзамен,
поездка, соревнования…)

12 3.
Голубое пятно:
вспомогательный центр бодрствования, получив сигнал из [1], тормозит [2] за счет выделения NE.
При стрессе, приближении потенциально опасной ситуации трудно заснуть
(ответственный экзамен,
поездка, соревнования…)
4.
Супрахиазменные ядра переднего гипоталамуса: находятся напротив перекреста зрительных нервов, получают информацию об общем уровне освещенности и настраиваются на суточный ритм («биологические часы»; часть нейронов активны днем и влияют на [1], часть – ночью и влияют на
[2]
, намекая, что пора спать). В яркой форме эффект «биологич. часов» проявляется при резкой смене часового пояса.
В основе поддержания
суточного ритма – медленные цепи внутриклеточных химических реакций.
5.
Вспомогательный центр сна – ретикулярные ядра продолговатого мозга: реакция на химический состав крови, появление аденозина и других
«отходов обмена веществ», токсинов (при заболеваниях и отравлениях), рост концентрации инсулина и глюкозы (после еды хочется спать); оказывает постоянное возбуждающее действие на [2].
Гипоталамус
Ножки мозга
Четверохолмие
Мост
Продолговатый мозг
Мозжечок
1
2
3
4
5

13 4.
Супрахиазменные ядра переднего гипоталамуса: находятся напротив перекреста зрительных нервов, получают информацию об общем уровне освещенности и настраиваются на суточный ритм («биологические часы»; часть нейронов активны днем и влияют на [1], часть – ночью и влияют на
[2]
, намекая, что пора спать). В яркой форме эффект «биологич. часов» проявляется при резкой смене часового пояса.
В основе поддержания
суточного ритма – медленные цепи внутриклеточных химических реакций.
5.
Вспомогательный центр сна – ретикулярные ядра продолговатого мозга: реакция на химический состав крови, появление аденозина и других
«отходов обмена веществ», токсинов (при заболеваниях и отравлениях), рост концентрации инсулина и глюкозы (после еды хочется спать); оказывает постоянное возбуждающее действие на [2].
Ретикулярные ядра моста
в с я Ц Н С
Центральное серое
вещество и ядра шва
в с я Ц Н С
Голубое
пятно
СТРЕСС
Супрахиаз-
менные
ядра
общий
уровень
освещен-
ности
Ретикулярные
ядра продол-
говатого мозга
Химический
состав крови
СЕНСОР-
НЫЕ
СИСТЕМЫ
Центры сна и бодрствования постоянно конкурируют, нередко возникают «промежуточные» состояния; в норме мы засыпаем и просыпаемся постепенно; внезапное засыпание – нарколепсия.

14 14
Но все еще сложнее, и во время сна выделяют стадии
(на основе анализа ЭЭГ):
Бодрствование: альфа-ритм – 10-12 Гц, бета-ритм – 15-30 Гц.
Стадия 1: появление тета-ритма – 4-8 Гц.
Стадия 2: сонные веретена и
К-комплексы.
Стадии 3 и 4: все более медленный дельта-ритм – 1-3 Гц.
REM- сон:
«бодрствующая» ЭЭГ.
бодрствование
Ст. 1
Ст. 2
Ст. 3 и 4
REM
(парадоксальный сон)
REM: rapid eye
movements

15 15
Но все еще сложнее, и во время сна выделяют стадии
(на основе анализа ЭЭГ):
Бодрствование: альфа-ритм – 10-12 Гц, бета-ритм – 15-30 Гц.
Стадия 1: появление тета-ритма – 4-8 Гц.
Стадия 2: сонные веретена и
К-комплексы.
Стадии 3 и 4: все более медленный дельта-ритм – 1-3 Гц.
REM- сон:
«бодрствующая» ЭЭГ.
REM: rapid eye
movements
Стадии 1-4 (не-REM-сон) – физиологический отдых мозга разной степени глубины.
REM- сон (парадоксальный: «бодрствующая»
ЭЭГ, но порог пробуждения выше) – стадия сновидений, обработка накопленной информа- ции (в первую очередь, за текущие сутки). Око- ло 20
%
времени сна; 4-5 раз за ночь примерно по 20 мин; в первые 3 года жизни – 30-50
%.
СНЫ – «окно в бессознательное», «дефрагментация диска»,
продолжение ментальных процессов в ином состоянии (творческие
сны, вещие сны и т.п.). Если лишать REM-сна, то человек не высыпается, а на следующую ночь «добирает» REM-сон.
Развитый REM-сон – только у млекопитающих.

Питер Брейгель ст.
«Страна лентяев» 1567
Еще: 5-й круг Ада, дно
Стиксова болота
(скучающие и ленивые, а над
ними дерутся гневливые)
Одна из витальных потребностей – программа
экономии сил (программа лени»), экономия энергии, оптимальные условия для работы парасимпатической системы.
Обезьяна выбирает более легкий вариант рычага, а мы срезаем угол по газону…
16 16

Из лекции 3: гиппокамп и нейронные «карты местности»: новизна – это хорошо, т.к. осваиваются новые территории
(«латентное обучение»); слишком много новизны – плохо (ушли очень далеко, риск заблудиться).
Нобелевская премия 2014 года:
«за открытие системы нервных клеток, которая позволяет ориентироваться в пространстве» (гиппокамп + энторинальная кора).
17 17

Нобелевский комитет обнародовал имена учёных, получивших премию 2014 года за достижения в области физиологии и медицины. Премию разделили между американцем Джоном О’Кифом и норвежской семейной парой Мей-Брит и Эдвардом
Мозерами. Работы объединены формулировкой «за открытие системы клеток в мозге, которая позволяет ориентироваться в пространстве». Открытия, удостоенные Нобелевской премией, разделены значительным промежутком времени. В 1971 году американо-британский нейрофизиолог, профессор
Университетского колледжа Лондона Джона О’Кифа
(John O’Keefe) обнаружил в мозге подопытных крыс особые нейроны, которые он назвал «нейронами места» (place cells). Эти клетки находятся в гиппокампе (два участка, расположенных в медиальных височных отделах полушарий, центры памяти) и коллективно активизируются, когда животное попадает в место, уже знакомое по предыдущим воспоминаниям.
О’Киф выяснил, что в гиппокампе содержится множество подобных систем клеток, и каждая представляет собой набор точек, соответствующих объектам конкретной местности. Супруги-норвежцы Мей-Брит (May-Britt) и Эдвард Мозер (Edvard I.
Moser), работающие в Тронхейме, получили вторую часть премии за продолжение работ О’Кифа, которого они считают своим учителем. В 2005 году они, продолжая эксперименты в области ориентирования животных в пространстве, обнаружили в мозгу подопытных крыс ещё один вид нейронов, названный «нейроны координатной сетки» (grid cells). Эти нейроны формируют для «нейронов места» систему координат, связывая точки в единое пространство, вычисляют расстояние между точками и обеспечивают возможность навигации. Чтобы найти эти клетки, супруги создавали для крыс ощущение мгновенной смены местоположения, которого они добивались, изменяя освещение клеток. Крысы ощущали себя в месте, где они уже бывали, что вызывало замешательство и активировало определённые зоны мозга. Оказалось, что
«нейроны координатной сетки» находятся не в гиппокампе, а в энторинальной области коры: она участвует в обеспечении связи гиппокампа с отделами, отвечающими за высшую мозговую деятельность. Поскольку другими исследователями было показано, что подобная система навигации свойственна не только крысам, но и другим животным, включая человека, открытия О’Кифа и Мозеров указывают путь к новым методам изучения и, возможно, лечения болезни Альцгеймера, при которой погибают клетки именно тех отделов мозга, где сосредоточена система позиционирования.
18 18

И еще про экономию сил: из лекции 9

3)
произвольные: новые движения в новых условиях; управляет кора больших полушарий, используя сенсорный (прежде всего, зрительный) контроль;
4)
автоматизированные: при многократных повторах параметры произвольного, локомоторного либо рефлекторного движения запоминают мозжечок и базальные ганглии, которые затем «подменяют» управляющие ими структуры.
Основные типы движений:
1)
рефлекторные (в ответ на стимул; нет стимула – нет движения);
2)
локомоторные (ритмически повторяющиеся движения; обеспечивают перемещение в пространстве; в основе – замкнутые контуры нейронов);
20 20

Еще примеры двигательных рефлексов:

рефлекс захвата пальца (на прикосновение к ладони);

рефлекс Бабинского
(разгибание пальцев стопы у новорожденного; позже сменяется сгибанием и может вновь появиться после травмы спинного мозга);

рефлекс экстензорного толчка (на прикосновение к стопе; экстензоры – мышцы- разгибатели, флексоры – мышцы-сгибатели суставов);

сосательный рефлекс
(прикосновение к губам);

мигательный рефлекс
(пассивно-оборонительный);

ориентировочный рефлекс на прикосновение к любой части тела;

чихание, кашель, глотание.
A, тестирование: провести ручкой молоточка по направлению стрелки.
B, норма (нет рефлекса Бабинского) – пальцы сгибаются вниз.
C, нарушение реакции (есть рефлекс
Бабинского) – большой палец движется вверх.
21 21

22
ЛевПер
ЛевЗадн
ПравЗадн
ПравПер
Запуск локомоции – за счет тонических влияний головного мозга.
Траекторию «восьмерки» создают цепи интернейронов спинного мозга, которые включаются при определен. уровне тонических влияний.
При усилении этих влияний происходит переключение на другие цепи интернейронов,
«восьмерку» замещает иная траектория, и шаг сменяется рысью или иноходью (одна передняя + одна задняя).
Центры тонического
контроля локомоции
(субталамус, голубое пятно)
У млекопитающих 4 ноги, и при самом медленном аллюре
(
шаге) возбуждение переда- ется с центра на центр конеч- ности «по восьмерке», начи- ная обычно с задней лапы.

23
ШАГ
РЫСЬ
Максимальная выраженность тонических влияний приводит к переключению на самый быст- рый аллюр – галоп (две передние или две задние).
ГАЛОП
При галопе большую роль начинает играть разгибание туловища: мышцы спины создают дополни- тельное усилие.

24
Произвольные движения: новые движения в новых условиях; управляет кора больших полушарий, используя сенсорный (зрительный, тактильный и др.) контроль.
Три этапа:
(1) выбор программы – ассоциативная лобная кора;
(2) «разбиение» программы на совокупность входящих в ее состав движений – премоторная кора (поле 6 по Бродману);
(3) запуск сокращений конкретных мышц – моторная кора (поле 4).
1
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
1
2
3
Поле 6
Моторная кора
(поле 4)

25
Поле 6
Поле 4
Выбор
программы
За счет произвольного контроля мы можем реализовать (заучивать) совершенно новые движения; это огромный плюс.
Но существует и минус: произвольное управление движениями
«тормозит» другие высшие функции коры (точнее, конкурирует с ними): в первый раз сев на велосипед, мы вряд ли будем думать о смысле жизни или красоте окружающей природы…
Такое торможение снижает способность оперативно реагировать на изменения условий среды, и в ходе эволюции появился еще один тип движений – автоматизированные: при многократных повторах произвольного движения происходит запоминание его параметров.
Ассоциативная
лобная кора
Поле 6
Поле 4
Базальные
ганглии
Мозже-
чок
Базальные ганглии: запоминание параметров программы (последо- вательности движений).
Мозжечок: запоминание параметров конкретных движений.

26 26
Верхние холмики
Мозговой водопровод
Центральное серое вещество
Черная субстанция
Красное ядро
Ножки мозга
Дофамин в черной субстанции: медиальная
«компактная» часть (латеральная «рети-
кулярная» часть состоит из ГАМК-нейронов,
контролирующих движения глаз

).
DA- аксоны идут в базальные ганглии (поло-
сатое тело = скорлупа, хвостатое ядро),
определяя общий уровень двигат. активности, положительные эмоции, связанные с движе- ниями (танцы, физические упражнения).









Постепенная гибель DA-нейронов черн. суб-
станции – паркинсонизм (б-нь Паркинсона),
одна из самых распространенных нейродеге-
нераций
(после 60 лет – 3-5 человек на 1000).

Дофамин в ядрах вентральной покрышки: аксоны идут в кору больших полушарий, регулируя скорость обработки сенсорной информации, скорость мышления, положи- тельные эмоции, связанные с получением новых знаний, творчеством.
кора больших полушарий покрышка среднего мозга базальные ганглии черная субстанция

Черная субстанция: положи- тельные эмоции, связанные с движениями.
27 27
Верхние холмики
Мозговой водопровод
Центральное серое вещество
Черная субстанция
Красное ядро
Ножки мозга











Радость движения
Действие дофамина на мозг
«имитируют» психо- моторные стимуляторы
(в т.ч. амфетамины и кокаин)
28 28

Игровое поведение: тренировка двигательных
навыков (мозжечок, базальные ганглии) +
тренировка социального взаимодействия

Игровое поведение: тренировка двигательных
навыков (мозжечок, базальные ганглии) +
тренировка социального взаимодействия
Сочинение посвящено всеобъемлющей сущности феномена игры и универсальному значению её в человеческой цивилизации. Хёйзинга считает, что игра не может быть редуцирована к феноменам культуры, поскольку она древнее их и наблюдается еще у животных.
Напротив, сама культура (речь, миф, культ, наука) имеет игровую природу. Сущность игры Хёйзинга сначала определяет как несерьезность. Затем он определяет игру как «свободное действие», поскольку она лишена принуждения и ей предаются в «свободное время» и в особом «игровом пространстве». Вместе с тем, игра подразумевает строгий внутренний порядок, что подразумевает присутствие некоего игрового сообщества.

31
Эдгар Дега
«Причесывающаяся женщина» 1885
О груминге:
защита от паразитов,
«прочистка» органов чувств, межсигнальная реакция, способ коммуникации в стае (крысы и обезьяны).
Удовольствие от массажа,
«большой почесон» Балу и опиоиды

Эжен
Делакруа
«Свобода, ведущая народ»
1830 33
И еще один древний
«рефлекс свободы» (по
И.П. Павлову) – преодо-
ление ограничений в
свободе перемещений:
основа свободолюбия
человека.

35 35

перейти в каталог файлов


связь с админом