От простого к сложному
1.
Есть ли мозг у растений и бактерий?
Более века назад Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис провели аналогию, распространяя концепцию мозга на корни растений: «Едва ли будет преувеличением сказать, что кончик корешка, снабженный таким образом и обладающий способностью направлять движения смежных частей, действует подобно мозгу одного из низших животных; мозг находится в переднем конце тела, получает впечатления от органов чувств и направляет различные движения» (Baluška, F, et.al., 2009). В свое время во Франции Альфред Бине написал книгу: «Психическая жизнь микроорганизмов» опубликовав ее в 1889 году, где он описал огромное разнообразие форм поведения некоторых простейших под микроскопом (Binet, A., 1889). Бине, также стоял у истоков знаменитого теста IQ (коэффициента интеллекта). Более века спустя М. Гальперин передаст его бактериям и классифицирует их в соответствии с их типами поведения (Galperin, M. Y., 2005). Бине также определил два компонента в «психической жизни микроорганизмов»: с одной стороны, чувствительность, т. е. воздействие внешнего мира, ощущаемое организмом, и с другой стороны, моторику, воздействие микроорганизма на внешний мир. Идея существования «молекулярного мозга» спустя почти 100 лет появилась в статьях Адлера и Кошланда в начале 80-х годов прошлого века, предложивших рассмотреть аналогию между хемотаксисом и биологией нервной системы (Koshland Jr, D. E., 1980; Adler, J., 1983). Гипотеза о наличии "молекулярного протомозга" была высказана в контексте бактериального хемотаксиса в начале XXI века (Stock, J., & Levit, M., 2000). Предполагалось, что эти "протомозговые структуры", состоящие из кластеров бактериальных хемотаксических рецепторов, контролируют подвижность бактерий в ответ на аттрактанты или репелленты.
Как формировалась биология нервной системы?
Декарт ввел «машинную метафору жизни» и внес вклад в "историю нервной системы". В своем «Трактате о человеке» он предположил, что «информация» перемещается между мозгом и мышцами через нервы. Микроскоп подтвердила эти наблюдения, а Левенгук (1695) показал, что нервы, выходящие из мозга, собраны в полые фибриллы. Однако только два столетия спустя Сантьяго Рамон - и Кахаль заложил основу для современной науки о мозге, а Шерингтон ввел нас в современную биологию центральной нервной системы, назвав «синапсом» то, что Кахаль ранее определил, как «нервный сустав» (Sotelo, C., 2020) и показал, что все нервные системы образованы сетями независимых клеток: нейронами. Наблюдение за этими сетями позволило ему разработать свои знаменитые законы оптимизации нервных систем: оптимизацию пространства, материи и времени. В этих сетях он также отметил, в каком направлении распространяются нервные импульсы. Однако он осознал сложность этих явлений, заметив, что нервная система также влияет на поведение периферических рецепторов. Таким образом, он разработал интегративный подход, который можно считать началом системной биологии мозга. Ключевым вкладом в его понимание нервной системы является ее интеграция в эволюционный контекст.
Как менялась кора мозга в процессе эволюции?
Цитоархитектура коры мозга в процессе эволюции стала более разнообразной. Произошло увеличение количества сетей внутри коры и сетей, простирающихся от коры головного мозга до подкорковых структур, при этом больше нейронных сетей было инвестировано в мультисенсорную и сенсорно-моторно-аффективно-когнитивную интеграцию. Эти изменения позволили развить более сложные, гибкие и универсальные когнитивные способности, и социальное поведение, например, такие как "общая преднамеренность" и "символически артикулированная речь", что, в свою очередь, сделало возможным формирование более крупных социальных групп и культурную эволюцию, характерную для нашего вида.
Какие факторы влияют на размер мозга?
В ходе эволюции человека в мозге произошло несколько изменений, таких как абсолютное увеличение его размера и количества нейронов коры, в дополнение к большей степени функциональной латерализации и анатомической асимметрии. По размеру мозг человека в три-четыре раза больше мозга человекообразных обезьян. Лобная доля самая большая, за ней следуют теменная, височная и затылочная доли. Из-за своего большого расширения у людей лобная доля стала располагаться над глазницами (супраорбитальное положение), что привело к высокому, приподнятому лбу человека. Кроме того, из-за своего большого расширения самая передняя часть лобной доли, называемая префронтальной корой, приобрела более округлые очертания у людей, тогда как у крупных обезьян она более заостренная. На размер мозга у разных видов влияют несколько факторов, такие как количество нейронов и глиальных клеток, размер тела нейрона, разветвление дендритов, диаметр аксонов, кровеносные сосуды и внеклеточное пространство.
Какой процент сердечного выброса крови приходится на мозг человека?
Мозг потребляет большое количество энергии, требуя постоянного доступа к глюкозе и кислороду, транспортируемым мозговым кровотоком, что у людей составляет 16% сердечного выброса (количество крови, перекачиваемой сердцем за 1 минуту). Потребление энергии мозгом варьируется в зависимости от возраста и пола, при этом большее количество потребляется молодыми людьми и женщинами, а меньшее - мужчинами и людьми в возрасте 18 лет.
Через сколько минут после остановки сердца начинается гибель нейронов?
Степень, в которой мозг зависит от постоянного кровоснабжения, наглядно демонстрируется, когда человек страдает от остановки сердца, обычно вторичной по отношению к инфаркту миокарда. Потеря сознания происходит примерно в течение 15 секунд, и, если сердечная реанимация задерживается, кислородно-глюкозная недостаточность вызовет гибель нейронов в нескольких областях мозга, особенно в коре головного мозга, через 4-7 минут после остановки сердца. Несмотря на то, что мозг взрослого человека составляет всего 2% от веса тела, он потребляет от 19 до 24% от количества энергии, необходимой человеческому организму в состоянии покоя. Высокая потребность человеческого мозга в энергии объясняется большим количеством нейронов (Herculano-Houzel S. et.al., 2017).
Какая необходимость в асимметрии мозга с точки зрения эволюции?
Латеральная организация мозга, при которой некоторые функции мозга, как правило, обслуживаются только одним из полушарий мозга, присутствует у нескольких видов животных и, вероятно, отражает древнее эволюционное разделение между двумя полушариями функций, которые необходимы для выживания, включая сенсорные и двигательные аспекты. У современных людей латерализация обеспечила прочную нейронную основу для развития высших двигательных и когнитивных функций, таких как использование рук в качестве инструмента, что приводит к леворукости (правши и левши, в зависимости от того, какая рука предпочтительнее используется), а также латерализованный контроль мозга для восприятия и производства речи. Левое полушарие мозга доминирует в отношении речи, особенно у правшей. У 90–95 % людей оно также доминирует в отношении использования правой руки для жестовой коммуникации и манипулирования инструментами. Большинство левшей (78 %) также демонстрируют доминирование левого полушария в отношении речи. Правое полушарие доминирует в отношении создания музыки и визуальной пространственной интеграции, которая является способностью представлять объекты в трех измерениях и, таким образом, оценивать расстояние между ними (Kuhl PK, et.al., 2014). Основными анатомическими асимметриями в человеческом мозге являются planum temporale, зона Брока и дугообразный пучок (которые связаны с развитием, производством и восприятием речи), а также веретенообразная извилина, участвующая в распознавании лиц).
Сколько нейронов содержит мозг человека?
Человеческий мозг в среднем имеет 86 миллиардов нейронов (NeuN-положительные клетки) и 84 миллиарда не-нейрональных клеток (NeuN-отрицательные клетки), большинство из которых являются глиальными клетками ( Azevedo F., el., 2009).
Каким образом нейроны взаимодействуют между собой?
Сегодня все знания, касающиеся электрофизиологии мозга составляют основу вычислительной или системной науки о нервной системе и современных теорий нейронного кодирования. В настоящее время хорошо известно, что нейроны общаются посредством последовательности электрических импульсов (спайков) или потенциалов действия (Hahn, G., et.al., 2019). Общий класс моделей для описания того, как нейроны генерируют спайки, называется "моделями интеграции и активации", одной из которых является набор дифференциальных уравнений Ходжкина-Хаксли (Timsit Y., уеюфдюб 2021). Известно, что нейроны можно разделить на два типа: ингибирующие и возбуждающие. Их коллективная активность может быть выведена из моделей интеграции и активации отдельных нейронов путем взвешивания связи нейронов с коэффициентами, которые зависят от силы ингибирующего и возбуждающего эффекта синапсов. Это, в свою очередь, может дать некоторое объяснение тому, как решения принимаются внутри мозга.
Каким образом взаимодействуют между собой нейроны при сенсорном восприятии и координации движений?
Можно предположить, что активность совокупностей взаимодействующих нейронов будет представлять информацию (в смысле теории информации), поступающую из окружающей среды, которая будет иметь значение для принятия решений и функционирования всего организма. Так, во время сенсорного восприятия интенсивность стимула «кодируется» скоростью нервных импульсов с течением времени (Gerstner, W., et.al., 1997). Также считается, что интервалы между спайками отдельных нейронов также могут содержать некоторую информацию. Однако все еще ведутся споры о том, какое соответствующее количество извлекается из нейронной активности, которая используется для функционирования мозга: парадигмы «скорости кода» против временного кодирования или «кода спайка». Например, было показано, что сенсорная информация, такая как вкусовые ощущения, кодируется посредством временного кодирования (Di Lorenzo, P., et.al., 2009). Недавно было показано, что код синхронизации спайков также имеет решающее значение для координации движений (Putney, J., et. al., 2019) (существуют некоторые случаи, когда код скорости недостаточен для различения внешних стимулов или, когда наличие, или отсутствие одного спайка и его синхронизация достаточно информативны для вывода об исходном сигнале).
Что обозначается термином "коннектом"?
Различные типы нейронов и их связи синапсов на микро- и макроскопическом уровнях составляют нейронные сети, известные как "коннектом". На микроскопическом уровне связи между нейронами создаются синапсами, которые передают информацию посредством трансмиттеров. Эти синапсы, идентифицируемые под электронным микроскопом, в совокупности известны как синаптом (Wei Y, et.al.,2019). Изучение микроскопических связей нашей нервной системы важно, поскольку считается, что индивидуальная нейронная идентичность людей определяется нашим коннектомом. Другими словами, люди отличаются, чувствуют и думают иначе, чем другие существа, потому что нейронные связи синапсов различны и уникальны для каждого из нас, хотя признано, что человеческий мозг имеет сотни триллионов. Трехмерная макроскопическая визуализация коннектома возможна с использованием специальных методов магнитного резонанса, таких как диффузионно-тензорная визуализация в сочетании с исследованиями трактов, что позволяет идентифицировать доминирующую ориентацию нервных волокон, формирующих пути белого вещества. В 2009 году Национальные институты здравоохранения США запустили проект «Коннектом человека» для первоначального картирования мозга 1200 взрослых с использованием новейших технологий визуализации. Данные этого проекта доступны в режиме онлайн для лабораторного анализа биологами по всему миру (Pittella J. et.al., 2024). Выявлены индивидуальные различия в функциональном коннектоме людей в состоянии покоя, что показывает, что некоторые нейронные сети уникальны и стабильны, функционируя как нейронный отпечаток пальца. Таким образом, когда речь идет о нейронных сетях и их связях, например, через синапсы, обычно используют термин "коннектом"; этот "коннектом", называемый "анатомическим коннектомом", является структурным описанием мозга, и его свойства связности могут помочь выявить центральные узлы нейронов ("графы") для интеграции информации, области сильно взаимосвязанных нейронов и важные пути информации (Rubinov, M., & Sporns, O., 2010).
Какие инструменты разработаны для изучения коннектомов?
Сегодня разработано несколько терминов и инструментов для изучения коннектомов ("центральность", "малые миры", "сходство графов" и др.) (Van Den Heuvel, M. P., & Sporns, O., 2011). Примечательно, что поведение может изменять взаимосвязи структур, что приводит к новым связям (и исследованиям) мозга и поведения через связь структуры и функции. В целом коннектом позволяет демонстрировать взаимодействия между соответствующими переменными, которые вступают в игру при функционировании «мозга». Вероятно, стоит обратится к понятию "функционального коннектома", которое может быть определено, поскольку оно опирается на статистический вывод; в более общем плане (байесовский мозг можно рассматривать как унифицированную вычислительную структуру для того, что такое «мозг»).
Почему при исследовании мозга важно рассматривать все его структурно-функциональные связи в совокупности?
Функциональная активность мозга - глобальное явление, которое нельзя свести к тому, как его различные области функционируют по отдельности, поскольку отношение структура/функция пострадает от такого сведения. Другими словами, попытки найти связь между функцией, какого- либо региона мозга и его локальной структурой не кажется убедительным, важнее понять, как этот регион мозга вписывается в отношении его структуры и функции во весь мозг. Сравнительно легко исследовать анатомический коннектом, поскольку это глобальная структура, к которой можно получить доступ, например, с помощью структурной визуализации (диффузионное тензорное изображения). Однако знания о коннектоме недостаточно для понимания функции мозга, тем более в глобальном масштабе и, вероятно, функциональной визуализации мозга здесь недостаточно, как, впрочем, и сопоставления данных полученных с помощью различных методов структурной и функциональной визуализации мозга. Например, известно, что аномалии коннектома мозга связаны с психическими расстройствами; однако, даже если мы и фиксируем модификации коннектома, нам трудно интерпретировать психическое расстройство в терминах коннкетома без базовой модели того, как эти дисфункции проявляются внешне (психопатологическая симптоматика, паттерны поведения и пр.) Однако, коннектом —- это информация, которую модели должны учитывать, именно, она ограничивает сбор соответствующих моделей, чтобы они, в свою очередь, могли помочь понять пути интеграции информации.
Какие пучки волокон заслеживают особого внимания?
Особое значение среди пучков волокон имеют: верхний продольный пучок, который соединяет латеральную лобную кору с латеральной теменной корой; нижний продольный пучок, соединяющий височную и затылочную доли (продольное название этих двух пучков происходит от их направления относительно главной оси этих долей); нижний лобно-затылочный пучок, соединяющий затылочную долю и, в меньшей степени, теменную и височную доли с лобной долей. Последний пучок волокон связан с обработкой и интеграцией визуальной информации для основных актов коммуникации между особями одного вида. У людей наблюдается большая связанность верхнего продольного пучка с латеральной лобной корой (дорсолатеральной префронтальной корой и нижней лобной извилиной), более справа у последнего, что свидетельствует о латерализации. Эти различия могут иметь последствия для эволюции некоторых функций, связанных с лобными и теменными долями, таких как внимание для понимания и воспроизведения деталей наблюдаемого действия, социальное обучение и использование инструментов. Сокращенная доля связей (5,9%), по-видимому, специфична для коннектома человека, образуя внутриполушарные пути (соединяющие различные области одного и того же полушария мозга), относящиеся к мультимодальным, унимодальным и первичным (сенсорным и моторным) ассоциативным областям, причем связи между этими областями также имеют место.
За что отвечают дугообразная связка и веретенообразная извилина мозга?
Изогнутый в виде де арки (отсюда «дугообразный») пучок соединяет области нижней лобной и боковой височной областей, включая области Брока и Вернике, отвечающие за речь и понимание устной и письменной речи. Прямая связь между областями Брока и Вернике посредством дугообразного пучка присутствует в левом полушарии мозга всех людей. Однако в правом полушарии мозга эта связь прочна у 17,5% людей, менее прочна у 20% людей и отсутствует у остальных 62,5%. Стоит отметить, что в обоих полушариях мозга косвенная связь между областями Брока и Вернике обеспечивается дугообразным пучком через промежуточное соединение на угловой извилине нижней теменной дольки (Pittella J., 2024). Правая веретенообразная извилина человека (в нижней части височной и затылочной долей) доминирует в распознавании лиц. В то время как интегральная, целостная обработка лица осуществляется в доминирующей правой веретенообразной извилине и свойственна шимпанзе (хотя и не латерализована, как у людей), обработка отдельных черт лица происходит в левой веретенообразной извилине. Интересный факт о левой веретенообразной извилине заключается в том, что ее нейроны крупнее, ее мини колонки шире, а ее нейропиль более объемный по сравнению с нейронами правой веретенообразной извилины, доминирующей для восприятия лица. Таким образом, кажется, что более тонкое расположение мини колонок и меньшее количество нейропиля в правой веретенообразной извилине делают ее доминирующей для конфигурационной обработки лица.
За что отвечает первичная моторная кора и в чем ее особенность?
Первичная моторная кора, которая отвечает за мышечные действия, стала более специализированной в использовании рук, кистей и пальцев, а также в произвольных действиях при ходьбе. Эти функции были еще больше усилены добавлением фронтальных пре-моторных и моторных корковых областей передней поясной извилины, которые участвуют в планировании движения. Префронтальная кора у людей значительно расширилась по сравнению как с таковой у человекообразных обезьян, так и с другими областями мозга, способствуя когнитивному эмоциональному контролю и модуляции социального поведения и принятия решений. Префронтальная кора связана с когнитивными и поведенческими функциями, эмоционально-когнитивной интеграцией, рабочей памятью, исполнительными функциями, принятием решений, долгосрочным планированием, отложенным вознаграждением и контролем импульсивности (Stone C, et.al., 2022).
За что отвечает префронтальная кора?
Самая поздняя развившаяся и самая большая часть лобной доли занимает всю переднюю часть лобной доли — отсюда и название префронтальная кора — и является одной из важнейших областей мозг человека. Лобная доля содержит 34% нейронов коры головного мозга, из которых 85% находятся в префронтальной коре и 15% в первичной моторной коре (в прецентральной извилине) (Castro-Fonseca E, et.al., 2023).
С чем связана вариация размеров мозга?
В среднем вес мозга взрослого человека составляет 1400 г, варьируясь от 1200 до 1600 г. Наблюдается меньший процент значений веса выше или ниже этих значений (редко более 2000 г), с достаточно большой вариацией между индивидуумами. У 1130 взрослых и пожилых людей обоих полов вес мозга варьировался от 1720 до 900 г (вариация ~95%). Эта процентная вариация частично связана с полом (более высокие значения размера и веса у мужчин, составляющие 9–12%) и ростом тела (Kaczkurkin A, et.al., 2019). Начиная с 65 лет наблюдается снижение средней массы мозга (и объема) на 10% с существенными индивидуальными вариациями. Также наблюдается снижение размера нейронов и дендритного разветвления, отвечающего за нейронную связность, хотя количество нейронов остается неизменным. В других исследованиях сообщалось об уменьшении объема мозга на 0,45–0,5% в год, начиная с 60 лет, а также об уменьшении толщины коры головного мозга и частичной потере миелиновой оболочки аксонов (Blinkouskaya Y, et.al., 2021). Знание клеточного строения мозга очень важно для понимания его структуры и функций. Различия в организации нервной системы с точки зрения количества клеток в регионе или структуре, клеточного архитектурного расположения и пропорции, в которой регион или структура посвящены определенной функции, могут дать подсказки, которые помогут понять, как организован мозг и как он функционирует.
В чем особенности нейронов ассоциативных областей мозга?
Нейроны в ассоциативных областях демонстрируют большее количество синапсов и более сложную структуру дендритов. В процессе эволюции мозга верхняя и нижняя теменные дольки значительно расширились, включив в себя сенсорно-моторные модули, которые обрабатывают и интегрируют информацию в двигательные команды, такие как настройка и фиксация глаз, когда мы видим что-то интересное, хватание и самооборона, что позволяет людям приобретать новые навыки, такие как манипулирование инструментами и использование жестов для общения. Большое корковое расширение произошло в височно-теменном соединении и задней верхней височной борозде, которые содержат области, участвующие в распознавании эмоционального выражения лица, ориентации внимания, теории разума (способности делать выводы о психическом состоянии других) и памяти. Это позволило перестроить кортикальные области, расположенные в этих областях, и появиться новым функциональным кортикальным областям, способствуя повышению социальных навыков человека.
2.
Можно ли провести аналогию между сетями белков рибосом и сенсомоторными сетями мозга?
В рибосомах недавно были обнаружены новые типы молекулярных сетей. Эти «подобные нейронам» сети белков рибосом (r-белков) демонстрируют новые свойства по сравнению с другими «классическими» биологическими сетями (Barabasi, A. L., & Oltvai, Z. N., 2004): они образуют в основном постоянные соединения через длинные неупорядоченные нити и филогенетически консервативные крошечные интерфейсы, которые можно сравнить с «молекулярными синапсами». В силу аналогии с сенсомоторными сетями "сети r-белков" изначально предполагали метафору, которая постепенно эволюционировала от «подобных цепям нейронов» в молекулярном масштабе, до "молекулярного мозга". Данные сети эволюционировали для оптимизации взаимосвязей между функциональными центрами рибосом, тем самым представляя «функциональную» аналогию с простыми сенсомоторными сетями (Timsit, Y., et.al., 2021). Они также, вероятно, используют новый тип аллостерического механизма, включающего ключевые ароматические аминокислоты. Консервативные мотивы, образованные заряженными аминокислотами и π-системами, распределены по всем сетям и усложняются в ходе эволюции. Это говорит о том, что перенос заряда, распространение электростатических возмущений или даже квантовые явления способны распространять сигналы по всей сети, синхронизируя функциональные участки рибосом или даже решая более сложные задачи. Однако, в масштабе клетки нет четкого представления об анатомической сети взаимодействий между макромолекулами и мессенджерами, которые вмешиваются в клеточную сигнализацию, хотя есть убедительные доказательства того, что эта клеточная сигнализация является физической поддержкой для интеграции информации и принятия решений (Droulez, J., et.al., 2015). Конечно, «молекулярные мозги» упускают из виду чрезвычайную сложность сетей, образованных нейронами. Клеточная стадия нейронных сетей и «черный ящик» того, что происходит в нейронах, усложняют ответ: как сигналы распространяются и интегрируются в сеть, и как когнитивные способности, такие как принятие решений и обучение, могут возникнуть из этого?
Связаны ли «информационные» молекулярные сети (постоянные или временные) с цепями нейронов?
Каковы различия и сходства между сетями белков рибосом и клеточными сигнальными сетями, и есть ли у них функциональные и эволюционные связи? представляется частным. Вполне возможно, что это сходство шлифовалось в процессе эволюции. Так, нервные системы метазоа и мозг заимствовали у клеточных сетей компоненты и механизмы в начале своей эволюции. Известно, что нервная система метазоа, основанная на нейронных сетях, реализует сенсомоторные функции. Однако, сложность поведения метазоа, по-видимому, связана с пластичностью синапсов (Grant, S. G., 2018).
3.
Какие можно дать определения таким понятиям, как "мозг" и "психика"?
Идея о наличии «молекулярного мозга» относится к концепции мозга, который все еще трудно определить. Сегодня предложено множество определений мозга, как, впрочем, и "сознания", эти определения соответствую своему ментальному пространству, сформированному понятиями разных направлений науки (эволюционной биологии, биологии центральной нервной системы, физиологии, психоанализа, физики, химии, математики, астрофизики, "сетевой науки" и т.д.) и теологии. В «Вопросе без ответа» (Шарль Айвс, 1908) Вион-Дюри и Мужен спросили: «что же такое мозг?» в статье «Нейронаука без совести n'est que ruine de l'âme» (название, отсылающее к роману Франсуа Рабле «Пантагрюэль»). При этом многие ученые пришли к выводу, что современные науки о мозге дают доступ только к «фрагментам опыта, к размытым и, возможно, ложным образам процессов, к далеким теням разума» (Lambert, X., 2019). Однако, и сегодня концепция мозга, по - прежнему, неосязаема и, возможно, столь же непонятна, как и понятия «психика» и "жизнь".
Выводы
Человеческий мозг в среднем имеет 86 миллиардов нейронов и 84 миллиарда не-нейронов.
В мозгу человека наиболее развиты сети нейронов. отвечающих за мультисенсорную и сенсорно-моторно-аффективно-когнитивную интеграцию.
В среднем вес мозга взрослого человека составляет 1400 г, варьируясь от 1200 до 1600 г
Дугообразный пучок волокон соединяет области нижней лобной и боковой височной областей, включая области Брока и Вернике, отвечающие за речь и понимание устной и письменной речи.
Нижний лобно-затылочный пучок, соединяющий затылочную долю и, в меньшей степени, теменную и височную доли с лобной долей связан с обработкой и интеграцией визуальной информации для основных актов коммуникации
Основными анатомическими асимметриями являются planum temporale , зона Брока и дугообразный пучок (которые связаны с развитием, производством и восприятием речи), а также веретенообразная извилина, участвующая в распознавании лиц.
Префронтальная кора связана с когнитивными функциями и поведением, эмоционально-когнитивной интеграцией, рабочей памятью, исполнительными функциями, принятием решений, долгосрочным планированием, отложенным вознаграждением и контролем импульсивности
Гипотеза о наличии "молекулярного прототипа мозга" была высказана в контексте бактериального хемотаксиса в начале XXI века
Термин "анатомический коннектом" предложен для описания структурных связей мозга поскольку позволяет: охарактеризовать его свойства связности; выявить центральные узлы нейронов, необходимые для интеграции информации; определить области тесно взаимосвязанных нейронов и значимые пути передачи информации.
Во время сенсорного восприятия интенсивность стимула «кодируется» скоростью нервных импульсов с течением времени, однако, интервалы между спайками отдельных нейронов также содержат информацию
Представления о "сетях r-белков" рибосом постепенно эволюционировали от «подобных цепям нейронов» в молекулярном масштабе, до "молекулярного мозга"
Определения понятий "мозг" и "психика" уместно давать в "ментальном пространстве" материальных и идеалистических подходах
Литература
Adler, J. (1983). Bacterial chemotaxis and molecular neurobiology. In Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (Vol. 48, pp. 803-804). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Azevedo FA, Carvalho LRB, Grinberg LT, Farfel JM, Ferretti REL, Leite REP, et al. Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain. J Comp Neurol. 2009.513(5):532–541
Baluška, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. (2009). The ‘root-brain’hypothesis of Charles and Francis Darwin: revival after more than 125 years. Plant signaling & behavior, 4(12), 1121-1127.
Barabasi, A. L., & Oltvai, Z. N. (2004). Network biology: understanding the cell's functional organization. Nature reviews genetics, 5(2), 101-113.
Blinkouskaya Y, Caçoilo A, Gollamudi T, Jalalian S, Weickenmeier J. Brain aging mechanisms with mechanical manifestations. Mech Ageing Dev. 2021.200:111575–111575.
Binet, A. (1889). The psychic life of micro- organisms. Open court -publishing Company.
Castro-Fonseca E, Morais V, Silva CG, Wollner J, Freitas J, Mello AF, Neto, et al. The influence of age and sex on the absolute cell numbers of the human brain cerebral cortex. Cereb Cortex. 2023.33.(13):8654–8666.
Di Lorenzo, P. M., Chen, J. Y., & Victor, J. D. (2009). Quality time: representation of a multidimensional sensory domain through temporal coding. Journal of Neuroscience, 29(29), 9227-9238.
Droulez, J., Colliaux, D., Houillon, A., & Bessière, P. (2015). Toward biochemical probabilistic computation. arXiv preprint arXiv:1511.02623.
Galperin, M. Y. (2005). A census of membrane-bound and intracellular signal transduction proteins in bacteria: bacterial IQ, extroverts and introverts. BMC microbiology, 5, 1-19.
Gerstner, W., Kreiter, A. K., Markram, H., & Herz, A. V. (1997). Neural codes: firing rates and beyond. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(24), 12740-12741.
Grant, S. G. (2018). Synapse molecular complexity and the plasticity behaviour problem. Brain and neuroscience advances, 2, 2398212818810685.
Hahn, G., Ponce-Alvarez, A., Deco, G., Aertsen, A., & Kumar, A. (2019). Portraits of communication in neuronal networks. Nature Reviews Neuroscience, 20(2), 117-127.
Herculano-Houzel S. A vantagem humana: como o nosso cérebro se tornou superpoderoso. São Paulo: Companhia das Letras; 2017.
Kaczkurkin AN, Raznahan A, Satterthwaite TD. Sex differences in the developing brain: insights from multimodal neuroimaging. Neuropsychopharmacology. 2019.44(1):71–85
Koshland Jr, D. E. (1980). Bacterial chemotaxis in relation to neurobiology. Annual Review of Neuroscience, 3(1), 43-75.
Kuhl PK, Damasio AR. In: Princípios de neurociências. 5a ed. Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, Siegelbaum AS, Hudspeth AJ, editors. Porto Alegre: AMGH Editora; 2014. A linguagem; pp. 1179–1196.
Lambert, X. (2019). Les enjeux cognitifs de l'artefact esthétique. Editions L'Harmattan.
Pittella J. The uniqueness of the human brain: a review. Dement Neuropsychol. 2024; 18: e20230078.
Putney, J., Conn, R., & Sponberg, S. (2019). Precise timing is ubiquitous, consistent, and coordinated across a comprehensive, spike-resolved flight motor program. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(52), 26951-26960.
Rubinov, M., & Sporns, O. (2010). Complex network measures of brain connectivity: uses and interpretations. Neuroimage, 52(3), 1059-1069.
Sotelo, C. (2020). The history of the synapse. The Anatomical Record, 303(5), 1252-1279.
Stock, J., & Levit, M. (2000). Signal transduction: hair brains in bacterial chemotaxis. Current Biology, 10(1), R11-R14
Stone C, Mattingley JB, Rangelov D. On second thoughts: changes of mind in decision-making. Trends Cogn Sci. 2022.26(5):419–431.
Timsit, Y., Sergeant-Perthuis, G., & Bennequin, D. (2021). Evolution of ribosomal protein network architectures. Scientific reports, 11(1), 625.
Timsit Y., Grégoire S-P. Towards the Idea of Molecular Brains. Int J Mol Sci. 2021 Nov; 22(21): 11868.
Wei Y, Scholtens LH, Turk E, van den Heuvel MP. Multiscale examination of cytoarchitectonic similarity and human brain connectivity. Netw Neurosci. 2019;3(1):124–137.
Van Den Heuvel, M. P., & Sporns, O. (2011). Rich-club organization of the human connectome. Journal of Neuroscience, 31(44), 15775-15786.
Добавить комментарий