Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов




НазваниеМгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов
страница3/42
Дата публикации04.05.2014
Размер2.79 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Биология > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   42
^

Нейробиологический подход к исследованию нервной системы человека



В теоретических исследованиях физиологии головного мозга человека огромную роль играет изучение центральной нервной системы животных. Эта область знаний получила название нейробиологии. Дело в том, что мозг современного человека является продуктом длительной эволюции жизни на Земле. На пути этой эволюции, которая на Земле началась примерно 3-4 млрд лет тому назад и продолжается в наше время, Природой перебирались многие варианты устройства центральной нервной системы и ее элементов. Например, нейроны, их отростки, процессы, протекающие в нейронах, остаются неизменными как у примитивных животных (например, членистоногих, рыб, амфибий, рептилий и др.), так и у человека. Это означает, что Природа остановилась на удачном образце своего творения и не изменяла его на протяжении сотен миллионов лет. Так произошло со многими структурами головного мозга. Исключение представляют большие полушария головного мозга. Они уникальны в мозге человека. Поэтому нейробиолог, имея в своем распоряжении огромное число объектов исследования, всегда может изучать тот или иной вопрос физиологии головного мозга человека на более простых, дешевых и доступных объектах. Такими объектами могут быть беспозвоночные животные. На рис. 7 схематично показан один из классических объектов современной нейрофизиологии - головоногий моллюск кальмар и нервное волокно (так называемый гигантский аксон), на котором были выполнены классические исследования по физиологии возбудимых мембран.


В последние годы для этих целей все шире применяют прижизненные срезы головного мозга новорожденных крысят и морских свинок и даже культуру нервной ткани, выращенную в лаборатории. Какие же вопросы способна решить нейробиология своими методами? Прежде всего - исследование механизмов функционирования отдельных нервных клеток и их отростков. Например, у головоногих моллюсков (кальмара, каракатицы) имеются очень толстые, гигантские аксоны (диаметром 500-1000 мкм), по которым из головного ганглия передается возбуждение на мускулатуру мантии (см. рис. 7). Молекулярные механизмы возбуждения исследуются на этом объекте. У многих моллюсков в нервных ганглиях, заменяющих у них головной мозг, есть очень большие нейроны - диаметром до 1000 мкм. Эти нейроны являются излюбленными объектами при изучении работы ионных каналов, открытие и закрытие которых управляется химическими веществами. Ряд вопросов передачи возбуждения от одного нейрона другому исследуется на нервно-мышечном соединении - синапсе (синапс в переводе с греческого означает контакт); эти синапсы по размерам в сотни раз больше подобных синапсов в головном мозге млекопитающих. Здесь протекают весьма сложные и до конца не изученные процессы. Например, нервный импульс в синапсе приводит к выбросу химического вещества, вследствие действия которого возбуждение передается на другой нейрон. Исследование этих процессов и их понимание лежат в основе целой современной индустрии производства лекарственных средств и других препаратов. Список вопросов, которые может решать современная нейробиология, бесконечно велик. Некоторые примеры мы рассмотрим далее.

Для регистрации биоэлектрической активности нейронов и их отростков применяют специальные приемы, которые называются микроэлектродной техникой. Микроэлектродная техника в зависимости от задач исследования имеет много особенностей. Обычно применяют два типа микроэлектродов - металлические и стеклянные. Металлические микроэлектроды часто изготавливают из вольфрамовой проволоки диаметром 0,3-1 мм. На первом этапе нарезают заготовки длиной по 10 - 20 см (это определяется глубиной, на которую будет погружен микроэлектрод в мозг исследуемого животного). Один конец заготовки электролитическим методом затачивают до диаметра 1 - 10 мкм. После тщательной промывки поверхности в специальных растворах ее покрывают лаком для электрической изоляции. Самый кончик электрода остается неизолированным (иногда через такой микроэлектрод пропускают слабый толчок тока, чтобы дополнительно разрушить изоляцию на самом кончике).

Для регистрации активности одиночных нейронов микроэлектрод закрепляют в специальном манипуляторе, который позволяет продвигать его в мозге животного с высокой точностью (рис. 8). В зависимости от задач исследования манипулятор может крепиться на черепе животного или отдельно. В первом случае это очень миниатюрные устройства, которые получили название микроманипуляторов. Характер регистрируемой биоэлектрической активности определяется диаметром кончика микроэлектрода. Например, при диаметре кончика микроэлектрода не более 5 мкм можно зарегистрировать потенциалы действия одиночных нейронов (в этих случаях кончик микроэлектрода должен приблизиться к исследуемому нейрону на расстояние около 100 мкм). При диаметре кончика микроэлектрода больше 10 мкм одновременно регистрируется активность десятков, а иногда сотен нейронов (мультиплай-активность).





Другой широко распространенный тип микроэлектродов изготавливают из стеклянных капилляров (трубочек). Для этой цели используются капилляры диаметром 1 - 3 мм. Далее на специальном устройстве, так называемой кузнице микроэлектродов, выполняют следующую операцию: капилляр в средней части разогревают до температуры плавления стекла и разрывают. В зависимости от параметров этой процедуры (температуры нагрева, величины зоны нагрева, скорости и силы разрыва и пр.) получают микропипетки с диаметром кончика до долей микрометра. На следующем этапе микропипетку заполняют раствором соли (например, 2М КС1) и получают микроэлектрод. Кончик такого микроэлектрода можно вводить внутрь нейрона (в тело или даже в его отростки), не сильно повреждая его мембрану и сохраняя его жизнедеятельность. Примеры внутриклеточной регистрации активности нейронов приведены в гл. 2.

Еще одно направление исследования головного мозга человека возникло в годы Второй мировой войны - это нейропсихология. Одним из основоположников этого подхода был профессор Московского университета Александр Романович Лурия. Метод представляет собой сочетание приемов психологического обследования с физиологическим исследованием человека с поврежденным головным мозгом. Результаты, полученные в таких исследованиях, будут многократно цитироваться далее.

Методы исследования головного мозга человека не исчерпываются описанными выше. Во введении автор скорее стремился показать современные возможности исследования головного мозга здорового и больного человека, а не описать все современные методы исследования. Эти методы возникли не на пустом месте - одни из них имеют уже многовековую историю, другие стали возможными только в век современных вычислительных стредств. При чтении книги читатель столкнется с другими методами иследования, суть которых будет разъясняться по ходу описания.

Вопросы

1. Зачем психологу нужно знать физиологию головного мозга человека?

2. Каковы современные методы исследования физиологии головного мозга?

3. Чем оправданы исследования на нервной системе животных?

Литература

Ярошевский М. Г. История психологии. М.: Мысль, 1985.

Шеперд Г. Нейробиология. М.: Мир, 1987. Т. 1, 2.

Лурия А. Р. Этапы пройденного пути (научная автобиография). М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   42

Похожие:

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconМгу им. М. В. Ломоносова. Для студентов, аспирантов, научных работников,...
Основы параллельного программирования / К. Ю. Бо­гаче.—M.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. 342 с, ил л

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconСергей Леонидович Рубинштейн Основы общей психологии
Книга рассчитана на преподавателей и аспирантов психологии и педагогики, а также студентов высших педагогических учебных заведений...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconМгу занял третье место среди вузов стран брикс по версии qs
Мгу имени Ломоносова занял третье место в рейтинге Quacquarelli Symonds (QS) — qs world University Rankings среди университетов быстроразвивающихся...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов icon«ломоносовские чтения»2011 года X международная научная конференция
Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов – 2011» пройдут в рамках празднования 300 – летия...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconУчебное пособие для студентов старших курсов гуманитарных факультетов, аспирантов и соискателей
Книга предназначена как для специалистов, так и для всех интересующихся лингвистикой, культурологией и философией

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconУчебник предназначен для студентов психологических факультетов университетов,...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconНаучная конференция «ломоносовские чтения» 2010 года международная научная конференция
Научная конференция «Ломоносовские чтения» и Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconЕ. П. Ильин эмоции и чувства
Учебное пособие предназначено для психологов, психофизиологов, педагогов, а также для студентов и аспирантов психологических и педагогических...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconI : Учебное пособие/ Под ред. И. А. Жеребкиной
...

Мгу им. М. В. Ломоносова и Гуманитарном институте. Для студентов, аспирантов педагогических и гуманитарных университетов iconЛаборатория Гуманной Педагогики при Донецком экономико-гуманитарном институте, г. Донецк

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<