Нейробиология

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Drawing by Santiago Ramón y Cajal (1899) of neurons in the pigeon cerebellum

Нейробиология — наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы. Изучение поведения является также разделом нейробиологии, которая всё сильнее проникает в сферы психологии и другие науки.

Изучение человеческого мозга является междисциплинарной наукой и включает в себя много уровней изучения, от молекулярного до клеточного уровня (отдельные нейроны), от уровня относительно небольших объединений нейронов до уровня больших систем, таких как кора головного мозга или мозжечок, а также на самом высоком уровне — уровне нервной системы в целом.

Нейробиологов несведущие люди часто путают с психологами[1]. В отличие от психологии, нейробиология является более точной наукой. Нейробиология связана также с нейрофизиологией, которая изучает особенности протекания физиологических процессов в мозге человека и порождаемое ими изменение в психической деятельности.


История[править | править вики-текст]

Иллюстрация из книги 'Анатомия Грея' '(1918),показывающая боковой обзор человеческого мозга с изображением гиппокампа среди других нейроанатомических признаков

Самое раннее исследование нервной системы относится к древнему Египту. Трепанация, хирургическая практика для сверления, либо выскаблевание дыры в черепе с целью лечения головных болей и Психическое расстройство психических расстройств, для снятие черепного давления, была впервые записана во время Неолитического периода. Рукописи, датируемые 1700 годом до н.э ,указывают на то, что египтяне имели некоторые познания о симптомах повреждения мозга.[2]

В то время мозг называли «черепной начинкой». В Египте, начиная с позднего Ближнего царства Египта, мозг регулярно удалялся в рамках подготовки к мумификации. В то время считалось, что сердце является местом интеллекта. Согласно Геродоту, первый шаг мумификации состоял в том, чтобы «взять кривую железку и вместе с ней вывести мозг через ноздри, тем самым избавиться от его части, в то время как череп очищался от остальных частей путем ополаскивания наркотиками ».[3]

Представление о том, что сердце было источником сознания, не оспаривалось до появления врача Гиппократа. Он считал, что мозг не только связан с ощущением, как и большинство специализированных органов (например, глаза, уши, язык),которые расположены в голове около мозга, но и также является местом интеллекта. Платон также предположил, что мозг был местом рациональной части души.[4] Аристотель, однако, считал, что земля была центром интеллекта и что мозг регулировал количество тепла,исходимого от сердца.[5] Это мнение считалось правильным до тех пор, пока врач Гален, последователь Гиппократа и вра гладиаторов не заметил, что его пациенты потеряли свои умственные способности, когда наносили урон их мозгу. Абу-ль-Касим аз-Захрави, Ибн Рушд, Авице́нна, Абу Марван Ибн Зухр, и Маймонид, действовавшие в средневековом мусульманском мире, описали ряд медицинских проблем, связанных с мозгом. В эпоху Ренессанса в Европе Андреас Везалий (1514-1564), Рене Декарт (1596-1650) и Томас Уиллис (1621-1675) также внесли свой вклад в развитие нейробиологии.

Метод Гольджи впервые позволил визуализировать отдельные нейроны.

В первой половине XIX века Жан Пьер Флоренс начал экспериментальный метод проведения локализованных поражений головного мозга у живых животных, описывающих их влияние на моторику, чувствительность и поведение. Исследования мозга стали более изощренными после изобретения микроскопа и разработки процедуры окрашивания Camillo Golgiduring конца 1890-х годов. В процедуре использовалась соль хромата серебра, чтобы выявить сложные структуры отдельных нейронов. Его техника была использована Сантьяго Рамоном и Кахалом и привела к формированию доктрины нейронов, гипотезы о том, что функциональной единицей мозга является нейрон.[6]Гольджи и Рамон и Кахал получили общую Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1906 году за их обширные наблюдения, описания и категоризации нейронов по всему мозгу. В то время как новаторская работа Луиджи Гальвани в конце 1700-х годов заложила основу для изучения электрической возбудимости мышц и нейронов. В конце 19-го века Эмиль дю Буа-Реймонд, Йоханнес Петер Мюллер и Герман фон Гельмгольц продемонстрировали, что электрическое возбуждение нейронов предсказуемо повлияло на электрическое состояния соседних нейронов,[7] а Ричард Катон обнаружил электрические явления в полушариях головного мозга кроликов и обезьян.

Параллельно с этим исследованием работа с поврежденными мозгами пациентов Пауль Брокас предполагал, что определенные области мозга ответственны за определенные функции. В то время выводы Броки рассматривались как подтверждение теории Франца Джозефа Галла о том, что речь локализована и что определенные психологические функции локализованы в определенных областях коры головного мозга.[8][9] Эту гипотезу подтверждали наблюдения эпилептических пациентов, проведенные Джоном Хьюлингсом Джексоном, который правильно вывел организацию двигательной коры, наблюдая за прогрессированием судорог через тело. Карл Вернике далее развил теорию специализации конкретных структур мозга в понимании и производстве речи. Современные исследования с помощью методов нейровизуализации по-прежнему используют анатомические определения мозговой цитоархитектоник Brodmann (ссылаясь на изучение структуры клетки) с этой эпохи, продолжая показывать, что отдельные области коры активируются при выполнении конкретных задач.[10]

В течение 20-го века нейробиология стала признаваться как самостоятельная академическая дисциплина сама по себе, а не как исследования нервной системы в других дисциплинах. Эрик Кандел и соавторы процитировали Дэвида Риоха, Фрэнсиса О. Шмитта и Стивена Куффлера.[11] Риох начал интеграцию основных анатомических и физиологических исследований с клинической психиатрией в Институте исследований армии Вальтера Рида, начиная с 1950-х годов. В течение того же периода Шмитт основал исследовательскую программу по нейробиологии в отделе биологии Массачусетского технологического института, объединив в себе биологию, химию, физику и математику. Первый автономный отдел нейробиологии (затем называемый психобиологией) был основан в 1964 году в Калифорнийском университете Ирвином Джеймсом Л. МакГогом.Затем последовал отдел нейробиологии Гарвардской медицинской школы, основанный в 1966 году Стивеном Каффлером.

Понимание нейронов и функции нервной системы становилось все более точным и молекулярным в течение 20-го века. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которую они назвали «потенциалами действия», и как они инициируются и распространяются, Модель Ходжкина-Хаксли. В 1961-1962 годах Ричард Фитцхью и Дж. Нагумо упростили Ходжкина-Хаксли в так называемой модели Фицхью-Нагумо. В 1962 году Бернард Кац смоделировал нейропередачу через пространство между нейронами, известными как синапсы. Начиная с 1966 года Эрик Кандел и соавторы изучили биохимические изменения в нейронах, связанных с обучением и хранением памяти в Aplysia. В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модели Морриса-Лекара. Такая все более количественная работа привела к появлению многочисленных моделей биологических нейронов.

Взаимосвязь когнитивной психологии и нейробиологии[править | править вики-текст]

Существует точка зрения[Чья?], согласно которой когнитивная психология и нейробиология в настоящее время развиваются параллельно, активно взаимодействуя друг с другом, но со временем когнитивная психология будет полностью редуцирована к нейробиологии. Ряд учёных и философов[кто?] на основании теоретических и исторических аргументов подвергает сомнению подобную возможность редукции когнитивной психологии к нейробиологии. При этом часть из них[кто?], отстаивая теоретический и практический приоритет когнитивной психологии, утверждает, что достижения нейробиологии полностью иррелевантны по отношению к когнитивным моделям психики[12].

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Шеперд Г. Нейробиология. В двух томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1987.
  • Фрит К. Мозг и душа. Пер. с англ. — М.: Corpus, 2012.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Фрит К. Мозг и душа. Как нервная деятельность формирует наш внутренний мир. Пер. с англ. — М.: Corpus, 2012. C. 17.
  2. Mohamed W. The Edwin Smith Surgical Papyrus: Neuroscience in Ancient Egypt. IBRO History of Neuroscience (2008). Проверено 6 июля 2014.
  3. Herodotus. The Histories: Book II (Euterpe).
  4. Plato. Timaeus.
  5. Origins of Neuroscience: A History of Explorations into Brain Function. — 3rd. — New York: Oxford University Press, USA. — P. 3–17. — ISBN 0-19-514694-8.
  6. (Jun 2005) «Observations of synaptic structures: origins of the neuron doctrine and its current status». Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 360 (1458): 1281–307. DOI:10.1098/rstb.2003.1459. PMID 16147523.
  7. Neuroscience - New World Encyclopedia (англ.). www.newworldencyclopedia.org.
  8. Greenblatt SH (1995). «Phrenology in the science and culture of the 19th century». Neurosurg 37 (4): 790–805. DOI:10.1227/00006123-199510000-00025. PMID 8559310.
  9. Bear MF. Neuroscience: Exploring the Brain. — 2nd. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. — ISBN 0-7817-3944-6.
  10. Шаблон:Citer=Kandel ER
  11. (2000) «The emergence of modern neuroscience: Some implications for neurology and psychiatry». Annual Review of Neuroscience 23: 345–346. DOI:10.1146/annurev.neuro.23.1.343. PMID 10845068.
  12. Tony Stone and Martin Davies. CHAPTER 20. THEORETICAL ISSUES IN COGNITIVE PSYCHOLOGY // Cognitive Psychology / Edited by Nick Braisby and Angus Gellatly. — 2nd Revised edition. — Oxford University Press, 2012. — P. 674. — 744 p. — ISBN 978-0-19-923699-2.

Ссылки[править | править вики-текст]