인간 두뇌지도

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두뇌의 3D지도

우리가 주위 세계의 연구와 함께 습득 한 많은 지식은 인간의 두뇌와 복잡성의 정도를 비교할 수 없습니다. 수 천명의 과학자들이 뇌를 연구하여 많은 흥미로운 사실과 발견을 세상에 공개합니다. 당신의 활동이 신경 생리학과 관련이 있거나 어떤 식 으로든 인간의 뇌 연구와 교차한다면, 당신은 인간 두뇌의 3 차원지도를 알게 될 것입니다.


지도는 Big Brain 프로젝트에 참여한 캐나다 및 독일 과학자들이 만들었습니다. 거의 10 년 동안 지속 된 그들의 연구 결과는 Science 저널의 최신호에 실렸다.

3D 두뇌지도 작업을 시작하려면 BigBrain LORIS Database 프로젝트 사이트에 계정을 등록해야합니다.

"우리의지도는 Google 어스지도와 유사합니다.이 3 차원 재구성이 나타날 때까지는 볼 수 없었던 세부 사항을 볼 수 있습니다."라고 프로젝트 참여자 중 한 명인 Katrin Amunts가 말합니다.

"뇌와의 친분"을 시작하려는 사람들에게 뇌에 관한 흥미로운 사실을 읽는 것은 흥미로울 것입니다 :
• 뇌의 능력으로 인해 한 번에 7 개의 물체 만 외울 수 있습니다. 이것은 사실이 아닙니다. 이러한 이유는 다음과 같은 이유 때문입니다. 최대 10 초 동안 정보를 저장할 수있는 "무기고"에 단기 기억 및 장기 기억 (이러한 형태의 기억은 컴퓨터 메모리와 비교 될 수 있고 단기 기억은 조작 기억이며 장기 기억은 많은 양의 정보를 저장할 수 있습니다. 하드 디스크에 저장된 데이터) 평균 능력이있는 사람은 한 번에 최대 7 개의 개체를 기억하지만 훈련 된 메모리를 가진 사람은 한 번에 9 개 이상의 항목을 쉽게 기억할 수 있습니다.

• 인간의 눈은 수용체로 인해 청색, 녹색 및 적색을 구별합니다. 그러나 이것은 눈에 의해 감지 된 색에 대한 정보가 뇌에 의해 감지된다는 것을 의미하지는 않습니다. 뇌는 밝거나 어두운 형태에 관한 정보만을받습니다. 예를 들어, 황색은 일반적으로 가시 스펙트럼의 중간 주파수에 위치합니다. 아마 그것이 황색의 도움으로 암기의 수준이 증가하고 기록이 바로이 색으로 유지되도록 권고받는 이유입니다.

• 잠재 의식은 한 사람을 크게 통제합니다. 사람이 고의적으로 행동의 30 %까지만 저지른 경우, 그의 잠재 의식은 그의 행동에 대해 "유죄"입니다. 게으름이 너 자신을 몰고 있다고 생각하니? 예, 전혀 존재하지 않습니다. 당신과 잠재 의식 사이의 갈등을 저항하고, 당신에 의해 계획된 행동에 저항하는 것은 당신의 잠재 의식입니다. 잠재 의식을 극복하는 것은 불가능한 일입니다.

• 정신적 인 일로 피로를 덜어줍니다. 인체의 순환계에 흐르는 혈액의 구성이 다릅니다. 정맥혈의 조성에는 "피로 독소 (fatigue toxin)"가 보충되고 뇌에 공급되는 혈액의 조성은 사람의 삶 전체에서 변하지 않는다는 것이 입증되었습니다. 이 사실은 신체의 정서적 또는 정신적 상태로 인해 발생하는 상태로서 피로를 말합니다.

• 지속적으로 일하면서 뇌가 뇌 질환의 위험을 피합니다. 적어도 알츠하이머 증후군의 영구적 인 뇌 활동은 확실하게 방해가됩니다. 개발할 때, 병을 대체하는 추가 세포의 성장은 뇌에서 활성화됩니다. 새로운 것을 알고, 지적으로 개발 된 대담 자와 의사 소통하는 것이 뇌를 개발하는 최선의 방법입니다.

• 뇌는 인간의 그림자를 마음 속에서, 신체의 연속으로서 포착합니다. 그림자는 또한 주변의 신체에 비해 공간에서 신체의 위치를 ​​알려주는 뇌에 대한 추가 정보 소스입니다.

• 뇌의 76 %가 물이므로 많은 양의 물이 필요합니다. 이와 관련하여 뇌의 효율성 상실의 위험은 체중 감량을 위해 통제 할 수 없게 마약을 복용하는 사람들을 기다리는 것입니다. 담당 의사는 체중 감량을위한 조치를 취해야합니다.

• 두뇌 로딩은 즉시 일어나지 않지만 점차적으로 컴퓨터를 생각 나게합니다. 정말입니다. 깨어 난 후, 뇌는 "로드"하는 데 약간의 시간이 필요하지만, 신체의 신체적 준비 상태는 거의 잠이 들었던 첫 순간부터 거의 정상입니다. 두뇌에서 신진 대사 과정은 특정 작업을 읽거나 해결함으로써 가장 잘 "실행"됩니다. 그러나 TV와 라디오는 확실히 조수가 아닙니다.

• 두뇌의 경우 여성과 남성 사이의 인식 차이가 있습니다. 여성의 목소리가 고주파수에서 감정적으로 발음된다는 의미에서 여성이 말한 본질을 이해하면 뇌가 "해독되어야"합니다. 청각 환각을 가진 사람들조차도 대부분이 남성 음성을 "들었다".

인간 두뇌지도

두뇌는 우리를 다른 동물들과 차별화시킵니다. 그것은 우리에게 반사하고, 의사 소통하며, 배우고 기억할 수있는 기회를줍니다. 두뇌는 사랑, 연민, 자비, 관대함과 같은 "인간적"특성의 장소이기도합니다. 그림,시, 음악 및 드라마 - 인류의 모든 예술적 업적은 뇌에서 나옵니다.

신경 조절
머리와 목, 가슴과 복부의 감각과 운동에 필요한 척수 신경과 인접한 부위에서 12 쌍의 뇌 신경이 분지됩니다. 후각 (I), 시각 (II), 안구 운동 (III), 블록 (IV), 삼차 신경 (V), 육체 (VI), 얼굴 (vii), 청각 (viii), 인두 (viii), 방랑 (x), 액세서리 (xi) 및 설하 (xii).

하나의 두뇌
분할 된 뇌가있는 사람 (뇌경양 수술 후)의 Caltech에서 실시한 실험적 연구에 따르면 뇌의 양측이 정보를 다르게 처리하는 것으로 나타났습니다. 한쪽은 기호와 논리를 전문으로하고 다른 하나는 모델링과 공간 인식의 전문가입니다.
왼쪽 반구에 대한 사고는 분석적 (개념을 부분으로 나누기), 선형 (단계별) 및 구두로 (글자와 구두로 모두)입니다. 그것은 문장을 만들고 방정식을 푸십시오. 오른쪽 반구의 사고는 합성 (접히는 개념), 전체 론적 (연결 전체를 하나로 결합), 상상력과 연결됩니다 ( "정신적 시력"의 도움을 통한 시각적 사고). 그것은 음악을 듣고 3 차원 물체를 구별합니다. 두뇌의 왼쪽 편은 인간에게 과학과 기술을 부여했다. 오른쪽은 예술과 창조적 환상에 대한 책임이 있습니다.
따라서, 뇌량의 기능은 이제 명확 해졌으며 의식과주의를 결합하고 두 반구가 학습과 기억을 분리 할 수있게하는 것이 대부분 존재한다. 그의 연구를 위해 스페리 (Sperry)는 1981 년 노벨상을 수상했습니다.
그림 2.

대뇌 항법의 역사에서
인간 두뇌의 모든 뒤통수와 고랑은 오랫동안 지명되고 기술되었습니다. 신경 해부학의지도 책에서 대뇌 반구의 수피와 같은 회색 물질은 다른 색으로 착색되어 있습니다. 이 색상지도는 100 년이 넘었습니다. 그리고 정신 기능이 뇌의 인간 피질 표면의 다른 장소에 국한되어 있다는 생각은 XVIII와 XIX 세기가 시작될 때 전혀 발생하지 않았습니다. 독일의 의사 인 Franz Gall (1758-1828)은 뇌의 소위 phrenological 맵을 만들었고, 거기서 그는 "영혼의 능력"이라고 불리는 정신의 특성을 두었습니다. 현대 과학의 관점에서 Gall의 놀라운지도는 실험 데이터가 아니라 추측 한 결과에 기초한 추론의 결과입니다. 그러나, 그의 아이디어의 구현에, 과학자는 2 세기 동안 싸우고있다.

그림 3. Phallological Gall maps.

그림 4. 대뇌 반구의 후 중심 (A)과 전 중심 (B) 피질에 대한 신체 부위의 투영도. (A)와 모터 (B) 호문구를 터치하십시오.

인간 두뇌의 피질에서의 감각 표현.

연관 분야는 인간, 특히
전두엽에 위치한 그들 중 생리 학자들은 생각, 지성의 가장 두드러진 발현을 그들과 연관시킵니다. 프랑스 과학자 Paul Broca와 독일 정신과 의사 인 Karl Wernicke는 XIX 세기 중반에 인간 뇌의 왼쪽 반구에서 발성과 관련이있는 두 영역을 발견했다. Broca 영역이 손상된 경우, - 상 측두엽의 뒤쪽 3 분의 1에서 환자는 말할 수 있지만 그의 연설은 비어있게됩니다.


그림 5. 인간 두뇌의 피질에있는 감각의 대표 기관.
1 - 시각적 영역;
2 - 청각 영역;
3 - 피부 감도 구역;
4 - 모터 영역;
5 - 후각 지대.

그림 6. 센터 Broca 및 Wernicke 센터.

인간 두뇌지도
두뇌는 가장 복잡하지만 덜 연구 된 기관입니다. 우리는 그것의 일부분을 열거 할 수 있지만, 각 부분이 무엇을하는지, 또는 어떻게, 단편인지에 대한 우리의 지식을 나열 할 수 있습니다. 몇 가지 문제를 정리하고지도를 사용하여 두뇌의 와인딩 경로를 따라 여행 해 봅시다.

뇌가 고도로 압축 된 감마파가 뇌파에 표시되는 예민한 감각에서 느린 알파 리듬이 특징 인 "느슨한"모드로 이완되면 새로운 생각이 생기는 단계입니다. 다른 방법으로 무시 당할 수있는 자극은 인식에 들어갈 수 있으며 사고, 기억 및 기존 지식에 공감할 수 있습니다.

개성
뇌 연구는 다양한 뇌 영역에서의 활동을 통해 개인의 개성을 결정할 수 있음을 보여주었습니다.
적당한 자극에 반응하여 더 많은 활동을 생성하는 "민감한"뇌를 가진 사람은 동일한 수준의 흥분을 만들기 위해 많은 각성이 필요한 "둔감 한"뇌를 가진 사람들보다 익스트림 스포츠에 관심이 적습니다..

사망 한 후에 제거 된 아인슈타인의 두뇌에서 정수리 구역을 통과하는 실종 된 구멍이 발견되었습니다. 영향을받는 영역은 수학 및 공간 추론과 관련이 있으며 누락 된 심화로 인해 해당 영역의 뉴런이 더 쉽게 통신 할 수 있다고 믿어집니다. 그렇다면 그의 탁월한 재능이 될 수 있습니다.


그림 9. 인간의 두뇌는 어떻게 작용합니까? (인간의 뇌가 어떻게 작동하는지 --http : //www.newscientist.com/movie/brain-interactive - interactive map)

왼쪽 및 오른쪽 두뇌 돌출부의 재능
뇌의 왼쪽 절반은 논리 연산, 카운팅, 시퀀싱을 담당하고 오른쪽 반구는 주도권과 창의력을 제어합니다.

뇌와 신체는 다음과 같이 연결됩니다. 오른쪽 반구는 몸의 왼쪽 절반을 제어하고 왼쪽은 오른쪽 절반을 제어합니다. 나는 신체의 왼쪽을 훈련시키고, 창의적인 부분을 훈련시키고, 올바른 부분 - 뇌의 논리적 부분을 훈련시킨다.

대부분의 사람들은 특정 반구를 지배합니다. 이것은 교육 시스템의 특이성 때문입니다. 반구 중 하나를 더 많이 훈련하십시오. 출생시부터, 아이는 거의 똑같이 (조화롭게) 두뇌의 다른 로브에 내재 된 기회를 이용합니다. 그런 다음 현대 교육 기관의 지적으로 인해 한쪽 반구가 필요합니다. 예를 들어, 수학 학교에서는 수학이 가장 창조적 인 과학 임에도 불구하고 거의 독창적 인 사고가 이루어지지 않습니다. 그러나 음악 학교 나 온실에서 논리적 사고를 훈련하는 경우는 거의 없습니다. 결과적으로 많은 사람들이 단 하나의 반구만을 개발합니다.


그림 10. 뇌의 왼쪽과 오른쪽 엽의 재능 (-http : //hiddentalents.org/brain/113-maps.html - 각 영역 (영문)에 대한 자세한 설명)

우리의 기술은 연습에 의해 훈련되기 때문에이 침해는 쉽게 제거 될 수 있습니다. 예를 들어, Leonardo da Vinci는 양손으로 똑같이 제어하는 ​​법을 배웠습니다 (즉, 동시에 왼손잡이와 오른 손잡이였습니다).

더 조화로운 성격을 만들기 위해 두 개의 반구를 최적화하는 더 간단한 연습이 있습니다. 다음 운동은 언제든지 수행 할 수 있습니다. 일어 서서 등을 똑바로 세우고 왼쪽 무릎을 들어 오른손으로 만지십시오. 왼쪽 다리를 내리고 오른쪽 무릎을 들어 올리고 왼손으로 만지십시오. 그리고 몇 번이나 자신의 페이스대로. 처음에는 반구가 하나 밖에없는 사람들을 위해이 운동이 빠른 속도로 진행되지 않을 수 있습니다. 그러므로 서서히 천천히 시작하여 서서히 페이스를 증가 시키십시오.

반대편 무릎에 손을 대고 터치하면 반구가 작업에 동시에 포함되므로보다 조화로운 작업을하도록 훈련 할 수 있습니다.

결론
뇌지도에서 흰 반점을 제거하고 그 해상도를 높이는 작업은 지형에서 흰 반점을 채우기보다 훨씬 어렵습니다. 특히 인간의 두뇌와 인간 심리의 가장 큰 발현에 관해서. 인간의 감정, 사고의 긴장, 창조성의 고뇌를 뇌 표면에 실제로 투사하는 것이 가능합니까? 그것은 말할 수 있습니다 :이 구역은 결정을 내리는 데 책임이 있습니다.이 세포 그룹은 아름다움, 선망의 둥지, 사랑의 시작을위한 것입니다.

"뇌지도 작성이 아니라 뇌 기능지도 작성에 관해 말하는 것이 더 정확합니다."라고 S.V. 메드 베 데프. - 과제는 과제 해결에 참여하는 뉴런이 어디에 있는지를 파악하고 뇌의 이러한 부분이 서로 어떻게 상호 작용 하는지를 이해하는 것입니다. 마지막으로, 신경 생리학자를위한 가장 중요한 임무는 우리가 여전히 멀리있는 목표인데, 뇌에서 발생하는 사건과 사람이 고위 신경 활동의 암호를 해독하기 위해 생각하는 것과 상관 관계가 있습니다. "

인간 두뇌의 가장 상세한지도

세인트 루이스에있는 워싱턴 대학의 데이비드 반 에센 (David Van Essen)과 매튜 글래서 (Matthew Glasser)가 편집 한 대뇌 피질지도는 다른 여러 기관의 전문가들의 도움을 받아 이미 알려진 83 개의 존이 존재 함을 확인시켜 주었다. 또한, 과학자들은 감각 및 운동 활동, 언어 및 논리적 추론에 책임이있는 인간 대뇌 피질의 새로운 영역 97 개를 발견했습니다.

지리학자들과 마찬가지로, 신경 생리 학자들은 자신의 기술을 향상시키고 그들이 어떤 종류의 문제를 다루고 있는지 더 잘 이해하기 위해 좋은지도를 작성하는 것이 매우 중요합니다. 두뇌의 피질 영역의지도는 명확하게 특정인지 기능을 담당하는 영역과 그들이 서로 상호 작용하는 방식을 보여줍니다.

문제는이 메커니즘이 처음 보이는 것보다 훨씬 복잡하다는 것입니다. 뇌 영역은 세포 구조와 단백질 밀도, 신경 전달 물질의 화학적 구성 및 뉴런의 구조가 다릅니다. 그러한 해부학 적, 생리 학적 특징에 대한 연구는 돈과 장비뿐만 아니라 얻기가 쉽지 않은 특별 허가도 필요로합니다. 결국 그것은 살아있는 사람들에 대한 연구와 테스트의 문제입니다.

글래서에 따르면, 그들의 프로젝트는 행운의 우연으로 도왔다. "Human Connectome 프로젝트는 2010 년에 시작되었으며, 미국 국립 보건원 (National Institutes of Health)은 MRI 스캔 수집 및 데이터 분석 방법을 개선하는 데 2 ​​년을 보냈습니다. 이를 통해 우리는 평소보다 훨씬 더 완전하고 양질의 정보를 얻을 수있었습니다. "라고 그는 말합니다.

이 프로젝트는 세계 각지의 신경 영상 전문가와 관련된 점에서 여러면에서 독특합니다. 그들에 의해 사용 된 소프트웨어에는 아날로그가 없으며, 건축 시스템, 기능적 분석 및 지형 분석 방법이 연구 시스템의 역할을했습니다. 이 알고리즘은 마침내 연구자에게 보이지 않는 영역을 확인하도록 허용했습니다.

다양한 각도에서 좌우 반구의 180 개 누적 구역의 스냅 샷

180 개 존 중 일부는 명백한 기능을 수행했지만 다른 사람들의 목적은 그렇게 분명하지 않았습니다. 예를 들어, Glasser에 따르면 영역 55b는 언어 프로세스에 관여합니다. 건강한 젊은이의 약 90 %에서이 사이트는 주변 지역과의 연결에 대한 일반적인 그림을 가지고 있습니다. 그러나 일부 연구 참여자는 210 명이었으며, 안구 운동 과정과 관련된 영역과의 놀라운 연결을 포함하여 완전히 다른 속성을 나타냅니다.

이론적 인 연구 외에도 새로운지도는 뇌 수술을 계획하는 외과 의사를 도울 것입니다. Glasser와 팀은 나이 관련 문제를 가능한 한 효과적으로 해결하기 위해 노화 된 뇌 세포에 미치는 영향을 연구하는 데 도움이되기를 희망합니다.

Scisne?

N. 마키나

인간 두뇌의 모든 뒤통수와 고랑은 오랫동안 지명되고 기술되었습니다. 신경 해부학의지도 책에서 대뇌 반구의 수피와 같은 회색 물질은 다른 색으로 착색되어 있습니다. 이 색상지도는 100 년이 넘었습니다. 그리고 정신 기능이 뇌의 인간 피질 표면의 다른 장소에 국한되어 있다는 생각은 XVIII와 XIX 세기가 시작될 때 전혀 발생하지 않았습니다. 독일 의사 프란츠 갈 (Franz Gall, 1758-1828)은 두뇌의 소위 phrenological 맵을 만들었고, 거기서 그는 "영혼의 힘"이라고 불리는 정신의 특성을 두었습니다. 현대 과학의 관점에서 Gall의 놀라운지도는 실험 데이터가 아니라 추측 한 결과에 기초한 추론의 결과입니다. 그러나, 그의 아이디어의 구현에, 과학자는 2 세기 동안 싸우고있다.

19 세기 말, 독일의 생리 학자들은 개와 고양이의 대뇌 피질에 구역을 발견했습니다.이 구역의 전기적 자극은 신체의 반대쪽 근육의 비자발적 인 수축을 일으켰습니다. 그들은이 영역의 어느 부분에서 다른 근육 그룹이 표현되는지 정확하게 결정할 수있었습니다. 나중에이 영역 (그것은 모터 영역이라고도 함)도 인간의 두뇌에 설명되어, 그것은 중앙 (roland) 고랑의 앞에 위치하고 있으며, 이는 대뇌 피질을 횡 방향으로 크게 나눕니다. 여기에는 지속적으로 후두 근육, 입, 얼굴, 손, 몸통, 다리 및 대뇌 피질의 영역이 신체 부위의 크기와 일치하지 않습니다. 캐나다의 신경 학자 인 Wilder Graves Penfield와 E. Baldry는 두 사람을 비교하여 유쾌한 작은 남자 인 호 누클루스 (homunculus)를이 장소에서 그렸다. 그는 거대한 혀, 입술, 엄지 손가락, 팔과 다리, 몸통이 매우 작습니다. 대칭성 호 눈큘 러스는 중앙 고랑 뒤에 살며, 단지 모터가 아니라 감각적 인 것입니다. 대뇌 피질의이 영역의 섹션은 신체의 여러 부분의 피부 감도와 관련이 있습니다. 모터와 감각 영역은 서로 밀접하게 상호 작용하므로 보통 단일 감각 운동 피질로 간주됩니다. 나중에 모든 것이 조금 더 복잡하게 배열되어 있음이 밝혀졌습니다. 생리 학자들은 자세를 유지하고 다른 복잡한 느린 동작을 담당하는 작은 신체의 또 다른 완전한 운동 표현을 발견했습니다.

모든 감각은 대구 반구의 대뇌 피질에서 독자적으로 표현됩니다. 예를 들어, 인간 두뇌의 후두 부위는 시각 피질이고, 측두엽 - 청각, 후각 재현은 뇌의 여러 부분에 흩어져 있습니다. 피질에는 감각 기관의 주요 필드에서 정보를 분석하고 합성하는 소위 연관 필드 (associative fields)가 있습니다. 연관 분야는 인간에서 가장 강하게 발달되어 있는데, 특히 전두엽에있는 것들이 있습니다. 생리 학자들은 정신, 사고력, 지성 중 가장 높은 발현을 연관시킵니다. 프랑스 과학자 Paul Broca와 독일 정신과 의사 인 Karl Wernicke는 XIX 세기 중반에 인간 뇌의 왼쪽 반구에서 발성과 관련이있는 두 영역을 발견했다. Broca 영역이 손상된 경우, - 상 측두엽의 뒤쪽 3 분의 1에서 환자는 말할 수 있지만 그의 연설은 비어있게됩니다.

오늘날 생리 학자들은 뇌의 구조와 기능에 대해 많은 것을 알고 있습니다. 그러나 더 많이 배울수록 더 많은 신비가 남아 있습니다. 그리고 현대 연구원들 중 어느 누구도 그가 어떻게 뇌가 작동 하는지를 알 수 없다고 주장 할 수 있습니다. 정보 성의 정도에 따른 뇌의 기존지도는 중세의 지형도와 아마도 비교 될 수 있습니다. 대륙의 윤곽선은 단지 실제 윤곽선과 닮았을 뿐이며, 그 지역의 하얀 점이 다른 모든 것을 능가했을 것입니다. "그리고 가장 중요한 것은, 대략 지리를 알고, 우리는 다른"국가 "에서 어떤 일이 일어나고 있는지 전혀 알지 못합니다. 그들이 무엇을 어떻게, 어떻게 살 것인가? "라고 러시아 과학 아카데미 Svyatoslav Medvedev의 해당 회원 인 러시아 과학 아카데미 인간 뇌 연구소 소장이 언급했다.

뇌지도에서 흰 반점을 제거하고 그 해상도를 높이는 작업은 지형에서 흰 반점을 채우기보다 훨씬 어렵습니다. 특히 인간의 두뇌와 인간 심리의 가장 큰 발현에 관해서. 인간의 감정, 사고의 긴장, 창조성의 고뇌를 뇌 표면에 실제로 투사하는 것이 가능합니까? 그것은 말할 수 있습니다 :이 구역은 결정을 내리는 데 책임이 있습니다.이 세포 그룹은 아름다움, 선망의 둥지, 사랑의 시작을위한 것입니다.

"뇌지도 작성이 아니라 뇌 기능지도 작성에 관해 말하는 것이 더 정확합니다."라고 S.V. 메드 베 데프. - 과제는 과제 해결에 참여하는 뉴런이 어디에 있는지를 파악하고 뇌의 이러한 부분이 서로 어떻게 상호 작용 하는지를 이해하는 것입니다. 마지막으로, 신경 생리학자를위한 가장 중요한 임무는 우리가 여전히 아주 멀리 떨어져있는 목표입니다. 뇌에서 발생하는 사건과 사람이 고위 신경 활동의 암호를 해독하기 위해 생각하는 것을 서로 연관시키는 것입니다. "

두뇌는 전기 언어를 말한다.

고등 뇌 기능의 국소화에 대한 첫 번째 데이터는 "임상 및 해부학 적 비교"시대, 즉 뇌의 일부를 손상시킨 환자의 관찰에서 얻어졌습니다. 그런 다음 지난 세기의 20 대 후반에 전기 생리학 연구의 지배 시대가 시작되었습니다. 생리 학자들은 뇌의 전기적 활동 - 사람의 뇌파 (EEG)를 두피에 적용된 전극을 통해 등록하는 것을 배웠습니다. (오스트리아 정신 의학자 Hans Berger가 1929 년에 한 최초의). 이 방법은 뇌와 그 질병의 연구에있어 주요한 역할을했습니다. 최초의 전기 생리 학자들은 뇌파의 도움으로 모든 것을 알 수 있다고 믿었습니다. 사실 뇌파는 뇌에서 일어나는 다양한 과정을 반영하지만, 어려움은 거대한 수의 신경 세포 인 뉴런의 총 전기 활동을 기록하고 평균을 낸다는 것입니다. 그리고 이것은 그것의 방법 론적 한계입니다.

뇌의 전기 활동을 연구하는 다른 방법들, 예를 들어 유발 된 잠재력의 방법이 나타났습니다. 이것은 특정 자극에 반응하여 대뇌 피질의 특정 영역에서 발생하는 전기 파입니다. 시각 피질에서는 빛의 깜박임, 청각 피질에서의 소리 등이 나타난다.이 방법은 대뇌 피질의 피질 영역에서 기능의 위치를 ​​연구하는 데 많은 도움을 주었고, 뇌지도가 실질적으로 개선 된 도움을 주었다. 그러나 그는 또한 인간의 두뇌 연구에서 특히 한계가 있습니다.

microelectrode 기술의 발전과 함께, 그것은 개별 뉴런의 방전을 등록하는 것이 가능하게되었다. 기본적으로 이것은 실험 동물에 대한 실험에서 수행됩니다. 이식 된 피질 전극을 사용하여 뇌에서 직접 인간 뉴런의 전기적 활동을 기록 할 수있게되었을 때 인간 뇌의 연구에서 돌파구가 나타났습니다. 60 년대 초,이 방법은 Academician Natalya Petrovna Bekhtereva가 사용했습니다. 환자의 두뇌에 약용으로 얇은 전극을 삽입했습니다. 도움을 받으면 뇌 영역에 정확하게 영향을 미칠 수있었습니다. 그러나 전극이 환자의 뇌에 이식되면이 기회를 이용하여 환자에게 최대한의 정보를 제공해야합니다. 이러한 전극은 주변 뉴런의 활동을 기록하며 이것은 머리 표면에 위치한 전극에서 얻을 수있는 것과는 완전히 다른 수준의 해상도입니다.

뉴런은 "글쓰기"와 "창조적"

이식 된 피질 후 전극의 도움으로 러시아 과학 아카데미 인간 뇌 연구소 (Institute of Human Brain)의 생리 학자들은 두뇌가 어떻게 연설에 대처하는지에 대해 많은 것을 배웠습니다. 이미 언급했듯이, Brock과 Wernicke의 연설과 관련된 지역은 오랫동안 알려져 왔습니다. "연설과 관련된 "이라는 정의에 자신을 국한시키고"연설 영역 "이라는 표현을 사용하지 않는 것이 더 정확합니다. S.V. 메드 베 데프. - 바퀴벌레에 대한 농담을 기억해보십시오. "바퀴벌레에 대한 귀"가 나온다. 우리는 Broca와 Wernicke 존이 연설의 중심이 아니라 어떤 종류의 인터페이스가 될 수 있다는 것을 알아야합니다. "

연구자들은 대뇌 피질의 완전히 다른 장소에서 문법적 정확성 탐지기가 의미있는 구문을 발견했습니다. 뉴런 그룹은 피실험자가 듣는 문구가 문법적으로 정확하고 문법적으로 부정확 할 때 약화시킵니다. 피사체에 "파란색 리본"과 "파란색 리본"이라는 문구가 제공되면 이러한 "유능한"뉴런이 즉시 차이를 알 수 있습니다. 또 다른 그룹의 뉴런은 모국어의 단어, 음성 학적으로 유사한 단어 및 외국어를 구별합니다. "이것은 신경계 인구가 단어의 발음 구조를 거의 즉각적으로 분석하고 그 단어 유형과 관련이 있다는 것을 의미합니다."이해합니다. "이해할 수는 없지만 익숙한 것 "과"나는 전혀 이해하지 못합니다. "라고 S.V. 메드 베 데프. 이와 관련하여,이 뉴런이 타고난 식 자력을 가진 재능있는 사람들과 그것에 문제가있는 사람들을 위해 동일한 방식으로 또는 다른 방식으로 작동하는지 의문이 생긴다. 대부분의 경우 차이점이 있지만 정확한 답변을 제공하려면 많은 과목을 모집해야합니다.

Svetoslav Vsevolodovich는 "우리는 분명히 비용에 대한 책임이있는 구체적이고 추상적 인 단어, 뉴런을 구별하는 뉴런 그룹을 발견했습니다. - 우리는 일반화와 관련된 뇌 영역을 결정과 함께 확인했습니다. 뉴런의 모든 시스템에 대해 다기능 성은 특징적입니다. 즉, 동일한 세포가 다른 기능에 참여할 수 있습니다. 뉴런의 특수화는 상대적인 것입니다 - 상황에 따라 다른 책임을 질 수 있습니다. 예를 들어, 선장이 사망하면 항해사 또는 다른 사람이 자리를 대신합니다. 따라서 뇌는 매우 유연한 시스템입니다. " 시간이 지남에 상호 교환 성 뉴런의 재산은 더 큰 전문화를 잃고 얻습니다. 작은 아이는 걸을 수없고 동시에 말할 수 없으며, 부름을 받으면 그는 넘어져 넘어집니다. 사실은 그가 껍질을 모두 하나씩 가지고 있다는 것입니다. 학생은 수업에서주의를 산만하게해서는 안되며, 그렇지 않으면 재료를 배우지 않습니다. 시간이 지남에 따라 뇌 영역이 점점 더 많이 분리되어 성인이 운전하고 동시에 이야기하고 전화 통화 및 문서보기 등을 할 수 있습니다.

N.P. 벡 테레바 (Bekhtereva)와 그녀의 직원들은 뇌에서 오류 검출기로 작동하는 뉴런을 발견했습니다. 그들의 역할은 무엇입니까? 그들은 진부한 행동의 연속에 대한 모든 위반에 대응합니다. "당신은 집을 떠나 거리에서"뭔가 잘못되었습니다... "- S.V. 메드 베 데프. - 그래서 화장실에서 불을 끄는 걸 잊었습니다. 뉴런 오류 검출기는 뇌의 다른 부위, 즉 우반구의 두정 피질, 롤랑 그루브, 대뇌 피질의 고관절과 측두엽 영역, 지그재그 회귀 부위에 있습니다.

그러나 이식 된 전극 방법에는 한계가 있습니다. 전극은 물론 생리학자가 원할 때마다 삽입되는 것이 아니라 임상 적 이유로 필요한 곳에서만 이식됩니다. 이것은 우리가 잃어버린 곳이 아니라 더 가벼운 곳을 찾고 있다는 것을 의미합니까?

뇌 스캐너는 양전자에서 작동합니다.

전통적으로 의학에서 뇌의 사진을 찍기 위해 사용되는 X 선은 최선의 방법이 아닙니다. 다른 가능성은 자기 공명 영상 (MRI)의 출현으로 발생했습니다. 러시아 과학 아카데미 연구소 (Human Brain of Human Brain)는 양전자 방출 단층 촬영법 (PET)을 적극적으로 사용하고 있습니다. 두 가지 방법 모두 뇌의 이미지를 제공합니다. 그들 사이의 차이점은 무엇입니까?

MRI는 일부 원자핵의 특성에 기초를두고 있습니다. 먼저 수소 원자의 핵이 자기장에 놓여지면 무선 주파수 범위의 에너지를 흡수하여 무선 주파수 신호의 영향이 중지 된 후에 방사합니다. "핵"이 위치한 생물학적 조직의 특성 인 "환경"에 따라 방사선의 강도가 다양합니다. 따라서 다양한 뇌 구조의 이미지를 볼 수 있습니다. PET 방법의 본질은 방사능 초단파 (반감기 - 분) 동위 원소로 표지 된 물질을 소량으로 추적하는 것입니다. 동위 원소는 양전자를 방출하며, 양전자는 전자로 멸종하고 두 개의 감마선을 방출하며 반대 방향으로 날아갑니다. 이 감마 퀀텀을 검출기에 등록하면 레이블이 붙은 물질의 원자를 찾을 수 있습니다. 물질은 그 농도가 뇌 세포의 활성을 반영하도록 선택됩니다. 예를 들어, 방사성 표지가있는 포도당의 농도가 어딘가에서 증가한다면, 이것은 뉴런이 적극적으로 섭취하고 따라서 활발하게 활동한다는 것을 의미합니다. 이 시점에서 피험자가 어떤 작업을 수행한다면 우리는 뇌의 어떤 영역이 구현에 관여되는지를 봅니다. PET 방법은 환자에게별로 해롭지 않은 수명이 짧은 동위 원소 (O, N, C, F)의 사용을 허용합니다.

PET의 도움으로 특정 행동으로 뇌 혈류의 변화를 관찰 할 수 있습니다. 뇌 영역을 활성화 시키면 혈액이 활발하게 흘러 나옵니다. 정맥에 방사성 산소로 라벨링 된 물에 들어가면 뇌의 혈관에 들어가서 등록 될 수 있습니다. 산소가 많은 곳에서는 혈액이 더 많이 흘러 나와 활동이 증가하는 곳입니다.

문법적인 전초에서 창의력의 미로에 이르기까지

PET의 도움으로 연구자들은 전뇌에 대한 인간의 연설을 계속 연구했습니다. 그들은 말 정보의 처리가 이루어지는 곳, 즉 개별 단어, 텍스트의 의미, 기억 된 곳을 보았습니다. 그들은 내측 외측 피질이 말의 철자 구조의 처리에 관여한다는 것을 보여 주었고, 왼쪽 상측 피질 (Wernicke zone)의 중요한 부분은 아마도 의미 론적 분석에 참여했을 것이다. 단어 순서는 상부 측두엽 피질의 앞쪽 부분에 의해 분석됩니다. 사람에게 코 히어 런트 텍스트를 보여줄 때, 그것을 읽지 않고도 (문자의 출현 횟수를 계산하는 것만으로) 뇌 혈류가 증가합니다. 즉, 뇌가 언어 작업에 관련되어 있음을 의미합니다. (단어를 무작위로 뒤섞어 쓰면 두뇌가 그런 식으로 응답하지 않습니다.)

창의력의 "신성한"과정조차도 최소한 N.P.의 실험실에서 생리 학자들을 해독 할 수 있었다. Bekhtereva가이 문제에 접근했습니다. 예를 들어 단어 집합에서 이야기를 만들기 위해 일종의 창의적인 작업이 제공되며 실시간으로 두뇌의 어느 영역이 활발히 작동하는지 알 수 있습니다. 창조적 인 활동은 주로 뇌의 다른 영역 들간의 연관성의 변화를 수반한다는 것이 밝혀졌습니다. 새로운 연결의 대부분은 왼쪽 정면 측두엽 대뇌 피질의 앞쪽 영역에 나타나고 뒤쪽 대뇌 피질과는 반대로 연결이 약화됩니다. 통신문의 손실 정수 측벽과 후두엽 구조. 그리고 모든 것은 창조적 인 작업의 수행 중에 정확하게 발생하지만, 작업에 창조적 인 요소가 없다면 그러한 변화는 없습니다. 덜 창의적인 것과 비교하여보다 창조적 인 작업을 수행 할 때 로컬 뇌 혈류가 오른쪽 전두엽 피질에서 향상됩니다. 따라서 과학자들은이 특정 영역이 "창조성"과 직접적으로 관련이 있다고 결론 내리고 있습니다.

연구자들은 또한 비자발적 인 관심을 끄는 현상에 관심이 있습니다. 예를 들어 사람이 차를 운전하고 라디오를 듣고 말하고 갑자기 엔진 소리에 갑자기 반응합니다. 이는 엔진에 문제가 있음을 나타냅니다. 2 개의 다른 방법을 사용하는 2 개의 실험실에서 : S.V. Medvedev는 PET와 Yu.D. Cropotov는 이식 된 전극의 방법에 의해 활성화가 그러한 순간에 일시적 및 전두엽 피질에서 발생하는 동일한 영역을 발견했습니다. 정품 인증은 예를 들어 모터의 소리가 정상이 아닌 것과 같이 예상 및 실제 자극의 불일치에 대한 응답으로 발생합니다. 또 하나의 현상은 선택주의입니다. 칵테일 리셉션에서 목소리가 끊이지 않는 한 사람이 관심사 인 대화 상대의 연설을 따르는 데 도움이됩니다. 외관상으로는,이 경우에, 전두엽 피질은 공간주의 집중에 책임이 있습니다. 중요한 정보가 귀에 공급되는 방식에 따라 오른쪽 또는 왼쪽 청각 피질에서 조정됩니다.

뇌지도 작성에 관해 말하면서, 뇌가 엄격하게 말하자면, 명확하게 구분 된 영역으로 나뉘 지 않으며, 각 영역은 그 기능 만 담당합니다. 모든 기능을 수행하는 과정에서 서로 다른 영역의 뉴런이 서로 상호 작용하여 신경망을 형성하기 때문에 모든 것이 훨씬 더 복잡합니다. 어떻게 개별 뉴런이 구조로 결합되고 구조가 시스템과 전체 론적 뇌로 결합되는지에 대한 연구는 미래의 과제입니다.

"PET는 사실상 모든 기능을 연구하는 강력한 도구이지만, 단독으로는 충분하지 않습니다."라고 S.V. 메드 베 데프. - PET의 과제는 "어디에서?"라는 질문에 대답하는 것입니다. 그리고 "무슨 일이 일어나고 있습니까?"라는 질문에 답하기 위해 PET는 전기 생리 학적 방법과 결합되어야합니다. 영국의 생리 학자들과 함께 우리는 PET와 EEG의 병렬 분석을위한 시스템을 만들었습니다.이 시스템은 서로를 보완합니다. 이 접근법 뒤에있는 것은 아마도 미래 일 것 "이라고 말했다.

1 년 전 (이 기사는 2004 년 - P. Z.에 출간되었다) 세계 6 개국의 과학자 그룹이 특정 질병에 대한 사람의 성향을 결정하는 데 사용할 수있는 인간 두뇌의 3 차원 컴퓨터지도를 작성했다고 발표했습니다. 지도 제작자는 이미 알츠하이머 병이나 자폐증과 같은 특정 질병을 대뇌 피질의 다른 부분과 연관시킬 수 있다고 생각합니다. 이제 그들은 발명품의 세부 사항을 수정하는 데 바쁘다.

두 번째 hypostasis 유전자

지난 세기의 50 대 초반에, 기억은 전기 과정에만 국한 될 수 없다는 아이디어가 생겼습니다. 뇌의 정보를 장기간 저장하기 위해서는 화학적 형태로 보존되어야합니다. 당시에는 세포의 게놈에 관한 매우 일반적인 생각이 있었지만 유전 정보를 저장할뿐만 아니라 평생 동안 얻은 정보의 저장에 참여하는 것으로 생각되었습니다.

이를 확인하기 위해서는 학습이 뇌에서 핵산과 단백질의 합성을 일으키는 지 알아 보는 것이 필요했습니다. 게놈 조작 원리가 알려 지자 (DNA → RNA → 단백질), 실험은 더욱 집중되었다. 그리고 그것이 바로 밝혀졌습니다. 동물이 어떤 기술로 훈련 된 직후, RNA 합성이 뇌에서 강화됩니다. (이를 검출하기 위해, 그들은 방사성 표지와 함께 RNA 전구 물질을 도입했다). 이것은 가청 신호에 반응하여 전류를 피하도록 훈련 된 마우스와 대상에 각인을 한 닭과 복부에 부착 된 뗏목으로 수영하도록 훈련 된 금붕어에서 발생했습니다. 그리고 RNA의 합성이 느려지면 동물은 많은 실수를하거나 전혀 기술을 배울 수 없습니다.

동시에, 새로운 단백질은 뇌에서 합성됩니다 - 이것은 또한 방사성 동위 원소의 포함에 의해 결정되었습니다. 단백질 합성 차단제는 단기 기억에 영향을주지 않으면 서 장기 기억을 침해합니다. 이를 통해 유전자가 어떻게 작용하는지 명확하게 알 수 있습니다. RNA는 DNA 템플릿을 훈련 할 때 합성되며, 차례로 새로운 단백질을 생성합니다. 이 단백질은 정보를 수집 한 후 몇 시간 후에 효력을 발휘하며, 저장을 위해 제공됩니다. 그리고이 모든 사건의 주도자는 신경 세포막에서 일어나는 전기 과정입니다.

러시아 과학 아카데미 의학 물리학 연구소의 시스템 창세기의 의학 연구원 그룹이 러시아 과학원 K.V.의 의학 물리학 자의 지시하에 Anokhina는 행동이나인지 (인지) 활동과 관련하여 전체 뇌에서 신경 세포의 활동을 동시에 연구 할 수있는 연구 방법을 찾는 작업에 착수했습니다. 콘스탄틴 블라디 미로 비치 (Konstantin Vladimirovich) 박사는 "시냅스로부터 얻은 정보가 다른 단계로 옮겨져 세포의 핵으로 침투하고 어떤 방식 으로든 유전자의 작용을 변화시킨다"고 말했다.

수많은 유전자가 뇌 세포에서 작용한다고 말해야합니다. 인간에서는 연구 된 모든 유전자의 절반 만이 거기에서 나타납니다. 작업은 모든 세트에서 새로운 정보를 보존하는 데 필요한 핵심 요소를 찾아내는 것이 었습니다. 이 검색은 1980 년대 중반 KV 아노 킨 (Anokhin)과 그의 동료들은 소위 "즉각적인 초기 유전자"에 주목했다. 그들은 세포 외 자극에 처음으로 반응하는이 이름을 가지고 있습니다. "초기"유전자의 역할은 다른 후기 유전자를 "깨우기"위한 것입니다. 그들의 제품 - 조절 단백질 - 전사 인자는 DNA 분자의 일부분에 영향을 미치고 전사 과정을 시작하여 DNA에서 RNA로 정보를 다시 쓰게됩니다. 결국, "늦은"유전자는 세포에서 필요한 변화를 일으키는 단백질을 합성합니다 (예 : 새로운 신경 연결을 형성).

가장 호기심 많은 유전자

"초기"유전자의 전체 그룹 중에서 연구자들은 c-fos 유전자 K.V.에 가장 관심이 있었다. 1987 년 이래 Anokhin과 그의 동료들은 학습에서이 유전자의 역할을 연구 해왔다. 두뇌 매핑을위한 보편적 인 탐침의 역할에 맞는 사람은 자신의 견해이다. "이 유전자는 몇 가지 고유 한 특성을 가지고있다"고 K.V. 아노 킨 (Anokhin) - 첫째, 세포의 조용한 상태에서 그는 침묵하며 활동의 "배경 수준"이 거의 없다. 둘째, 새로운 정보 프로세스가 세포에서 시작되면 매우 빠르게 RNA와 단백질을 생성하여 반응합니다. 셋째, 그것은 보편적입니다. 즉, 척수에서 피질에 이르기까지 중추 신경계의 여러 부분에서 활성화됩니다. 넷째, 그것의 활성화는 학습, 즉 개인 경험의 형성과 관련이있다. " 마지막 성명을 증명하기 위해 과학자들은 수십 번의 실험을 실시하여 c-fos가 지하에서 나올 특정 영향을 확인하고 행동하기 시작했습니다. 그 효과가 참신의 요소를 가지지 않는 경우에는 유전자가 매우 강한 자극, 예를 들어 빛, 소리 또는 통증에 반응하지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 그러나 상황이 새로운 정보로 풍부 해지 자마자, 유전자는 즉시 "깨어 난다".

예를 들어, 실험에서 마우스를 약실이지만 불쾌한 일련의 전기 피부 자극을 전달해야하는 챔버에 넣었다. 이에 따라 c-fos는 뇌의 여러 영역 (피질, 해마 및 소뇌)에서 활발하게 나타났습니다. 그러나이 과정을 매일 수행하면 6 일째에는 유전자가 더 이상 반응하지 않습니다. 마우스는 여전히 감전에 반응하지만, 더 이상 새로운 것이 아니라 예상 된 사건이었습니다. 다시 한 번 쥐를 실험실에 넣었을 때 c-fos의 활성화를 유발할 수 있습니다. 그리고 마우스를 일반적인 절차에 노출시키지 마십시오. 두 경우 모두 유전자는 외부 자극이 개별 기억의 매트릭스와 일치하지 않을 때 이벤트를 표시합니다. 이러한 불일치는 새로운 정보의 동화와 함께 발생하며, 따라서 c-fos는 두뇌에서인지 과정의 필연적 인 동반자입니다.

또 다른 실험에서 신생아가 참여하여 4 개 그룹으로 나뉘었다. 첫 번째 그룹의 닭은 어둠 속에서 부화하고 결코 빛을 보지 못했고, 두 번째 그룹은 운이 좋았습니다 - 그들은 보통 12 시간 동안 계속 가벼워졌고, 세 번째 그룹의 닭은 출생 직후의 풍부한 시각 환경 조건으로 옮겨졌고 네 번째 그룹의 닭은 처음에 정상적으로 유지되었습니다 조건을 충족시키고 2 일째에는 농축 배지로 옮겨진다. 부화 후 2 일째 모든 실험용 닭의 c-fos 유전자 발현을 평가 하였다. 무엇으로 밝혀 졌습니까? 처음 세 그룹에서는 짧은 기간 동안 이틀을 보냈던 다른 조건에도 불구하고 c-fos가 자체적으로 나타나지 않았습니다. 그러나 환경을 시각적으로 풍부하게 바꾼 네 번째 그룹에서는 c-fos가 활성화되었습니다. 그 (것)들을 위해, 그것은 제 3의 그룹의 닭이 이미 그것에 익숙 했는 그러나, 새로운 것이었다.

c-fos의 발현이 증가하고 그들을 관심이있는 비드를 찌르는 병아리에서, 그것은 쓰라린 것으로 밝혀졌으며, 병아리는 미래에 그것을 피하는 법을 배웠습니다. 그러나 일반적으로 유전자 활성화는 훈련의 성공 여부에 의존하지 않고 동일한 방식으로 잘못된 행동을 수반한다는 것이 밝혀졌습니다. c-fos 유전자는 새로운 대상에 대해서도 반응합니다. 활성화하려면 10 초 동안 동물에게 새로운 대상을 제시하면 충분합니다.

연구자들은 c-fos와 다른 초기 유전자가 동물의 개인적인 경험이 그 유전체 장치와 상호 작용하는 바로 그 다리임을 제안했다.

두뇌지도는 당신에게 무엇을 말할 것인가?

유전자의 발현을 "붙잡는"방법? 당신은 RNA 분자의 합성에 의해 그것을 발견 할 수 있습니다. 이를 위해 소위 현장 합성 (in situ hybridization)이 있습니다. 특정 RNA가 합성되는 장소를 볼 수있는 방법입니다. 특정 항체와 페인트를 연결하면 유전자의 단백질 생성물을 볼 수 있습니다. 이 모든 것은 동물의 뇌가 고정되고 얇은 절편이 만들어지면서 이미 자연적으로 발생합니다. 동일하게 c-fos의 발현을 검출합니다. 실험자들은 동물 훈련 후 1 시간 반에서 2 시간 동안의 스톡을 가지지 만 두뇌에서 c-fos 단백질의 농도는 최고조에 달합니다.

뇌의 모든인지 (인지) 과정에서 서로 다른 영역의 많은 뉴런이 동 기적으로 작동하기 시작합니다. 유전자 탐침과 같은 도구를 사용하면이 과정에 어떤 뉴런이 포함되어 있는지 정확하게 알 수 있습니다. "예를 들어 쥐의 뇌가 다른 쥐를 볼 때 그 차이를 볼 수 있고 고양이를 볼 때 그 차이를 볼 수 있습니다."콘스탄틴 블라디미로 비치 (Konstantin Vladimirovich)는 말한다. - 다른 말로하면, 뇌의 어떤 구조가 쥐를 보는지, 어떤 고양이인지를 알아내는 것입니다. 마찬가지로 빌 클린턴 (Bill Clinton)과 같이 사람들이 화면에 익숙한 얼굴을 보게되면 "빌 클린턴의 인식 뉴런 (recognition neurons)"이 뇌에서 활성화된다. 인간의 두뇌는 물론 유전자 탐침의 도움을 받아 공부하기가 훨씬 더 어렵지만. 현재까지 과학자들은 뇌에서 유전자 발현을 생체 내 이미징하는 방법을 찾지 못했습니다. "한 연구에서, 생검 분석을 위해 취한 뇌 조직에 인간 c-fos의 발현을 등록하는 것이 가능했다"고 K.V. 아노 킨. - 다른 연구원은 두뇌가 죽은 후에 그녀를 볼 수있었습니다. 그러나 이것은 정확히 살아있는 뇌에있는 것이 아니라는 것이 분명합니다. "

두뇌 유전자지도가 여전히 만들어지면, 그것은 구조의 어느 것이 다른 형태의 기억에 책임이 있는지를 보여줄 것입니다. 유전자지도를 보았을 때, 신경 생리학자는 즉, 자신의 전기 활동을 등록하기 위해 뉴런을 연구하는 것이 정확히 필요한지를 즉시 알 수 있습니다. c-fos의 도움으로 시스템 생성 부서의 과학자들은 각인 된 두뇌의 어느 부분이 각인을 담당하는지 알아 냈습니다. 이 방법은 또한 중요한 실용적인 응용이 있습니다 : 잠재적으로 기억을 향상시키는 약물 (예 : c-fos 활성화를 자극해야하는 약물)을 탐색하거나 뇌에 알코올과 약물이 작용하는 방법을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

연구원은 시각, 청각, 미각 및 기타 자극, 일회성 및 다중 학습과 함께 음식 및 방어, 고전 및 도구 사용 등 다양한 학습 모델로 수십 번의 실험을 수행했습니다. 마우스, 쥐, 닭 및 다른 동물이 실험에 참여했습니다. 두뇌의 각기 다른 부분이 서로 다른 유형의 훈련에 관여한다는 사실이 밝혀졌지만, 항상 포함되어있는 것도 있습니다 (예 : 싱귤러 피질).

지금까지 생리 학자들은 유전자 활성화의 메커니즘을 상세하게 설명하지 못했습니다. 즉, 실제로 그들은 신경 세포가 어떻게 작동하는지 완전히 알지 못한다는 것을 인정합니다. 아마도 외부 영향을 받아서 그녀는 그것을 기존 모델과 비교하고, 불일치가 발생하는 경우 유전 메커니즘을 유발합니다. 오늘날 가장 설득력있는 가설입니다.

분명히, 시간이 지남에 따라 유전자지도 작성을위한 새로운 기술적 능력이 나타날 것입니다. 이미 3 차원 뇌량에서 다른 유전자의 발현을 탐구하는 것이 가능합니다. 작년에 폴 알렌 (Paul Allen)의 창립자 중 한 명이 특수 연구 센터를 만들기 위해 1 억 달러를 할당하여 마우스 두뇌지도에서 작동하는 모든 유전자의 표현을 매핑했습니다. 이 문제를 해결하려면 1 년 이상의 노력이 필요합니다. 그러나이를 해결하는 것은 매우 유망한 목표입니다. 인간이 포함하여 유전자가 어떻게 뇌의 작용과 행동을 조절하는지 이해하는 방법이기 때문입니다.

생물 과학 N.Markina 후보
"화학과 생명 - XXI 세기"

뇌지도

회전하는 지구본과 그 위에 묘사 된 국가의 "조각"은 그러한지도를 통해 우리가 어디에 있는지 정확히 알 수있을뿐만 아니라 주와 민족이 서로 다르며 매우 구체적인 경계를 갖고 있음을 알 수 있습니다. 이제 비슷한지도가 뇌 바깥층에 나타났습니다. 대뇌 피질은 각 반구가 180 개의 별개의 "국가"로 나뉘어져있었습니다. 또한, 구조, 기능 및 이웃과의 중요한 연관성의 명백한 차이에도 불구하고 그 중 97 개의 영역이 이전에 기술 된 적은 없습니다. Nature에 게시 된 두뇌의 새로운지도.

삽화 : M. F. Glasser, D. C. Van Essen

"지도의 각 개별 영역에는 구조, 기능 및 관계가 비슷한 셀이 포함되어 있습니다. 그러나이 "지역"은 다른 나라와 같이 서로 다르며 독특한 문화뿐만 아니라 국경을 명확하게 정의합니다. "

- 미주리 주 세인트루이스에있는 워싱턴 대학 의과 대학의 신경 학자 David Van Essen은이 연구를 감독했다.

신경 과학자들은 뇌 전체를 어떻게 작동시키는지를 더 잘 이해하기 위해 뇌를 작은 조각들로 나누려고 오랫동안 노력해 왔습니다. 뇌의 가장 잘 알려진지도 중 하나는 조직 내의 세포의 다른 위치에 따라 대뇌 피질을 52 개의 영역으로 나눴습니다 (이제이 영역을 브로드 만 (Brodmann) 영역으로 부름). 보다 현대적인 맵은 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 데이터 (예 : 다양한 정신 문제에 대한 응답으로 혈류를 측정하는 기능적 MRI)를 기반으로합니다.

그러나 지금까지 대부분의 이러한 "지도 제작"연구는 싱가포르 국립 대학교의 신경 생물학자인 Thomas Yeo가 전체 뇌의 연구에 대한 완전한 그림을 제공하지 못했을뿐만 아니라, 연구원을 오도. 새로운 맵은 여러 피질 영역에 초점을 최대화하여 최상의 평가를 돕는 다중 MRI 측정을 기반으로합니다.

분열과 정복

지도 작성을 위해 세인트 루이스의 워싱턴 대학 (Washington University)의 의과 대학의 신경 생물학 자 Mathew Glasser가 이끄는 과학자 그룹은 Connect Human Project에 참여한 210 명의 건강한 젊은이들의 이미지를 사용하여 뇌 구조와 기능적 연결을 매핑했습니다. 이번 연구에는 대뇌 피질의 두께, 뇌 기능, 부위 간의 축삭 연결, 조직 내 세포의 지형적 구성, 축삭의 전기 절연을 담당하는 미엘린의 함량에 대한 정보가 포함됐다.

글래머 (Glasser)는지도에서 경계를 "설정"하는 데 사용 된 두 개 이상의 속성에서 중요한 변화의 원칙에 따라 대뇌 피질의 구역을 지정했습니다. 데이터 처리는 기계 학습 알고리즘을 사용하여 수행되었습니다.

"천천히 피질 표면을 기어 다니면 어떤 시점에서 속성이 변하기 시작하는 곳이나 심지어 같은 장소에서 몇 가지 독립적 인 변화가 일어날 곳을 발견 할 것입니다."

이 기술은 이전에 알려진 뇌 영역이 83 개 존재 함을 확인하고 97 개의 새로운 뇌 영역을 밝혀 냈습니다. 과학자들은이 지역을 210 명으로 관찰하면서지도를 확인했습니다. 그들은지도가 상당히 정확하다는 것을 알았지 만, 지대의 크기는 사람마다 약간 다릅니다. 이러한 차이는인지 능력의 새로운 개인적 다양성을 이해하고 질병을 발전시키는 위험을 식별하는 데 도움이 될 것입니다.

달성 가능한 한계

"이 작품의 초점은 아름답고 평범한 두뇌 패턴의 창조라는 사실에도 불구하고, 개인적 특성과 지적이고 창조적 인 능력의 독특한 결합에 대한 더 많은 연구 가능성, 즉 우리 각자를 독특하게 만드는 가능성을 열어줍니다."

- 앨버 커키 뉴 멕시코 대학 (University of New Mexico)의 신경 심리학자 인 Rex Jung (Rex Jung)은 말한다.

그러나 모든 명백한 이점이 있지만 단점도 있습니다.지도는 몇 가지 중요한 측면에서 제한적입니다. 가장 중요한 것은 두뇌의 생화학 적 기초 또는 개별 뉴런, 소그룹의 활동에 대해 거의 이야기하지 않는다는 것입니다.

"도시의 지역이나 가정의 뒷뜰을 보여줄 수도있는 환상적인 Google 어스지도와 같습니다." 그러나 이웃 사람들이 어떻게 움직이고 있는지, 그들이 어디로 가고 그들의 일이 무엇인지를 알 수는 없습니다.

Glasser는이 프로젝트가 버전 1.0이 될 것이라고 추정합니다.

"그렇다고이 옵션이 최종적이라는 의미는 아니지만 지금받은 것은 이전보다 훨씬 좋았다"

과학자는 합리적으로 주목한다.

인간 대뇌 피질의 다중 모달 소포

Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, David C. Van Essen 외.

자연 (2016) doi : 10.1038 / nature18933

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새로운 구조 기능 맵은 대뇌 피질을 180 개의 영역으로 나눕니다.

대뇌 피질은 매우 어렵게 배열되어 있습니다. 다른 부분은 기능과 세포 구조가 서로 다릅니다. 당연히 뇌를 연구하기 시작한 사람들은 곧 대뇌 피질의 "영역지도"를 필요로했고 독일 신경 학자 Corbinian Brodmann이 출판 한 세포 구조 학적 분야의 시스템은 1909 년에 일종의 표준으로 자리 잡게되었습니다.

이 필드는 세포의 형태와 세포가 어떻게 서로 쌓여 있는지 (즉, 세포질 구조에서) 어떻게 다른지를 보여줍니다. Brodman은 유 별나게 유용했지만 여전히 큰 단점을 가지고 있지 않았습니다.

첫째, Brodman은 죽은 사람에게서 채취 한 뇌의 물질에 대한지도를 작성했습니다. 그 후, 피질 밭의 구조가보다 다양한 물질에 대해 명확 해졌으며 순수한 형태 학적 매개 변수에 기능이 추가되었습니다. 하나의 사이트가 책임지고, 다른 하나는 다른 사이트 등입니다. 그러나 신경 과학자가 뇌에 대해 알수록 더 명확 해집니다. 동시에 여러 표지판을 사용하여 다시 매핑해야합니다.

세인트 루이스, 옥스퍼드, 미네소타 대학교 및 네이 메헨 대학의 워싱턴 대학교 (Washington University)의 Matthew F. Glasser와 그의 동료들은이 연구를 수행했습니다. 그들은 휴먼 커넥트 (Human Connect)의 프로젝트하에 축적 된 자기 공명 영상 (MRI) 데이터를 수집했습니다. 휴먼 커넥트 (Human Connect)의 프로젝트 프로젝트는 우리 뇌의 연결 구조를 완벽하게 묘사하는 것입니다.

연구원은 특정 뇌 영역의 기능을 볼 수있는 기능적 MRI와 기타 피질 및 피질의 특정 영역의 두께를 결정할 수있는 구조적 MRI의 결과에 관심이있었습니다. 동시에 두뇌는 스캔하는 동안 긴장을 풀고 기본 기능적 지형을 구별하거나 일부 작업을 수행 한 다음 특정 절차에서 어떤 영역이 작동하는지 확인합니다. 피질의 새로운지도를 만들기 위해 우리는 오디오 테스트에서 수학적 작업에 이르는 7 가지 작업으로 얻은 fMRI 데이터를 사용했습니다.

따라서, 피질에서 기능 영역을 찾고 있던 알고리즘은 구조적 및 기능적으로 동시에 여러 매개 변수로 작동해야했습니다. 결과적으로 우리는 각 반구에서 최대 180 개의 들판을 발견 할 수있었습니다. 그 중 83 개가 이전에 문헌에 기술되었지만 97 개는 이전에 알려지지 않았습니다.

이 알고리즘은 Connect Man이 210 명의 프로젝트 자원 봉사자를 대상으로 한 MRI 스캔 결과와 함께 작업했으며, 다른 사람들이 동일한 구역을 식별 할 수 있는지 여부가 즉시 제기되었습니다. 180 필드의지도가 위에서 언급 한 알고리즘에 대해 교육을받은 200 명의 사람들에게만 의미가있을 수 있습니까?

그러나 "외부인"으로부터 MRI 데이터 세트를 분석하려고 시도했을 때 그들의 껍질 부위는 거의 동일하게 결정되었습니다. 또한 저작물 제작자는 이러한 사이트 또는 다른 사이트 간의 개인차를 식별 할 수있었습니다. (안전한면에서, 우리는 개인차가 뇌가 한 방향으로 배열되어 있다는 것을 의미하지 않는다는 것을 분명히 할 것이며, 다른 방법으로 영역이 다른 효율로 작동하고 상처를 입을 수 있다는 것을 명확히 할 것입니다. 비슷한 방식으로, 키가 큰 사람과 조금 우리는 그들이 다른 건물 계획을 가지고 있다고 말하지 않습니다.)

분명히, 새로운지도 (자연의 기사에서 설명)는 기초 과학과 의학 모두에서 유용합니다. 사실, MRI가 여전히 높은 공간 분해능이 아니라는 사실, 즉 대뇌 피질이 실제로 더 많은 수의 필드로 나뉠 수 있다는 사실과 관련하여 단점이 있습니다.

다른 한편으로, 새로운 180 개 구역이 어떻게 세포, 시냅스 및 그들의 분자 특성의 수준에서 배열되는지 보는 것입니다. 마지막으로, 수천 수천 개의 MRI 검사 결과에 의문을 제기 한 최근 연구에 대해 잊지 말자. 새로운 피질지도가이 공개로부터 많은 고통을받지 않기를 바랍니다.

참조 :

왜 fMRI는 그렇지 않은지를 본다.

두뇌의 단층 촬영 (Tomography of brain)은 종종 소프트웨어의 특성상 잘못된 결과를 가져 오며, 이는 두뇌의 다른 부분간에 존재하지 않는 유사성을 보입니다.