Зарегистрироваться

Нейробиология

Категории Нейробиология | Под редакцией сообщества: Биология

Нейробиология является отраслью биологии и представляет собой науку о строении, физиологии и функциях мозга.

В буквальном смысле термин «нейробиология» ассоциируется с биологией нейронов (нервных клеток), составляющих нервную систему. Однако в состав мозга млекопитающих кроме нейронов входит большое число разнообразных клеток глии (называемых нейроглией), которые занимают до 90% объема мозга. Клетки нейроглии тесным образом взаимодействуют с нейронами, обеспечивая их жизнедеятельность и нормальное функционирование. В последние годы в рамках нейробиологии изучают также свойства клеток нейроглии и их взаимодействие с нейронами в обеспечении разнообразных функций.

За рубежом (а в последние годы и в России) науку о мозге называют также «нейронаукой» (англ., neuroscience). Хотя формально этот термин следует переводить как « наука о нервной системе», по своему содержанию и кругу изучаемых проблем последняя эквивалентна «нейробиологии».

Начала нейробиологии восходят к глубокой древности, однако, современное ее содержание связано с исследованиями и открытиями начиная с середины XIX в. В отечественной научной практике нейробиология возникла на стыке науки о поведении и нейрофизиологии и как самостоятельная дисциплина стала упоминаться недавно.

Возникновение и развитие нейробиологии

Развитие физико-химических основ нейробиологии

Современная эпоха изучения строения и функций мозга началась с ряда открытий в XIX-XX в.в. Представителями и последователями немецкой физиологической школы (Г.фон Гельмгольц, Э.Дюбуа-Реймон, Л. Герман, К.Людвиг, К. Бернар, Ю. Бернштейн и др.), основанной в I половине XIX в. Й.-П.Мюллером, была доказана электрическая природа сигналов в нервных волокнах. В 1902 г. Ю. Бернштейн выдвинул первую мембранную теорию возбуждения  нервной ткани, в которой провозгласил определяющую роль ионов калия. Следует отдать должное современнику Ю.Бернштейна Е.Овертону, который в 1902 г. сделал важное открытие, состоящее в том, что для генерации возбуждения в нерве необходим натрий. Однако результаты Е.Овертона остались без должного внимания со стороны современников. Э.Дюбуа-Реймон и К. Бернар первыми высказали предположение, что сигналы в мозге передаются с помощью химических веществ. Представители российской науки также сделали ряд открытий в электрофизиологии. Так, В.Ю.Чаговец в 1896 г. (незадолго до провозглашения мембранной теории возбуждения Ю.Бернштейном) выдвинул первую ионную теорию происхождения биоэлектрических явлений, а также экспериментально обосновал теорию физико-химического раздражающего действия электрического тока. В.В. Правдич-Неминский стоял у истоков электроэнцефалографии: он в 1913 г. впервые зарегистрировал электрическую активность мозга собаки с поверхности черепа. Первая запись электроэнцефалограммы у человека была получена австрийским психиатром Г.Бергером в 1928 г. Представители российской физиологической школы, основанной И.М. Сеченовым в 1860-х г.г., тесным образом сотрудничали с европейцами, постоянно обмениваясь визитами. Многие молодые российские ученые выезжали на обучение в Европу (в основном в Германию), где участвовали в совместных исследованиях.

Основу современных представлений о строении и функциях мозга составляет так называемая « нейронная доктрина». В конце XIX в. итальянский нейроанатом К. Гольджи разработал способ окраски нервных клеток хлоридом серебра (впоследствии этот метод получил его имя) и установил, что нервная ткань представляет собой сложно переплетенную сеть, состоящую из отдельных нейронов. Он высказал предположение, что нейроны в сети соединены между собой протоплазматическими связями. Однако испанский нейроанатом С.Рамон-и-Кахаль, используя метод Гольджи, доказал, что нервная система состоит из дискретных клеток (нейронов), которые связаны между собой специализированными контактами. Впоследствии английский нейрофизиолог Ч. Шеррингтон назвал контакты между нейронами синапсами, ставшими с тех пор ключевыми образованиями в последующем развитии науки о мозге.

Доказательства химической природы синаптической передачи были получены параллельно представителями двух физиологических школ – Казанской (основатель - А.Ф. Самойлов, Россия, а затем СССР) и Кембриджской (основатель - Ч. Шеррингтон, Великобритания). Первооткрывателями химической природы синаптической передачи во всем мире считают немецкого физиолога австрийского происхождения О. Леви и английского ученого Г.Дейла. В 1921 г. О. Леви установил гуморальную (химическую) передачу нервного сигнала в вегетативной нервной системе, а именно, угнетающее действие нейромедиатора ацетилхолина на частоту сердечных сокращений у лягушки при стимуляции блуждающего нерва. Однако первые доказательства о гуморальной передаче были получены еще в 1904 г. Т.Эллиоттом, который продемонстрировал выделение и действие адреналина при активации периферических нервов.

В нарушение научной этики мировая научная общественность незаслуженно умалчивает об открытиях российских ученых А.Ф.Самойлова и его учеников А.В.Кибякова, М.А.Киселева и И.Г.Валидова. А.Ф. Самойлов в 1920-х г.г. выдвинул представления о химической природе передачи возбуждения как с нерва на скелетную мышцу, так и между нервными клетками во всей нервной системе. Ему принадлежат приоритетные исследования феномена синаптической задержки и ее температурной зависимости в нервно-мышечных синапсах, свидетельствующей о химической природе синаптической передачи. Тем самым он распространил теорию химической передачи возбуждения из области вегетативной нервной системы ( работы О. Леви, Г.Дейла и Т.Эллиотта) на двигательные нервы. Это сообщение впервые было сделано на заседании общества психиатров и невропатологов в 1923 г. Кроме того, А.Ф. Самойлов со своим учеником М.А. Киселевым открыл химическую природу процессов торможения. Результаты этого исследования были доложены им на XII Международном физиологическом конгрессе в Стокгольме в 1926 г. А.В.Кибяков в начале 1930-х г.г. продемонстрировал нейромедиаторную роль ацетилхолина в синапсах симпатических ганглиев кошки. И.Г.Валидовым было доказано участие ионов кальция в механизме синаптической передачи. Ему также впервые удалось доказать участие внутриклеточных ионов кальция в механизме синаптической передачи, которые способствуют проведению возбуждения с нерва на мышцу. Результаты этих исследований были доложены на VII Всесоюзном физиологическом съезде в 1948 г. задолго до публикаций Б.Катца и Р. Миледи в середине 1960-х г.г., выполнивших аналогичные исследования.

Клеточные и молекулярные механизмы возбудимости нервных клеток были раскрыты в исследованиях К.Коула, А.Ходжкина и Э. Хаксли. В 1939 г. К.Коул впервые измерил изменения ионной проводимости в мембране нейронных отростков у беспозвоночных (гигантских аксонов кальмара) при ее возбуждении, а в 1952 г. А. Ходжкин и Э. Хаксли впервые зарегистрировали ионные токи при возбуждении мембраны и продемонстрировали натрий-калиевую природу потенциалов действия в мембранах аксонов. Б. Катц сделал ряд важных открытий, изучая механизмы возбуждения нервно-мышечного синапса. Неоценимый вклад в исследования механизмов межнейронной сигнализации внес Дж. Эклс. Ионные токи при возбуждении мембран тел нейронов беспозвоночных и позвоночных впервые были зарегистрированы в Институте физиологии АН УССР (СССР) в начале 1960-х г.г. под руководством академика П.Г.Костюка.

В 1979 г. Дж. Эклс предложил называть быстрые эффекты «быстрых» нейромедиаторов ионотропными, подразумевая их непосредственное воздействие на ионные каналы в синаптической мембране, а медленные эффекты «медленных» нейромедиаторов - метаботропными, предполагая, что они обусловлены инициацией метаболических процессов (путей внутриклеточной сигнализации) в цитоплазме постсинаптического нейрона. Впоследствии П. Грингард описал пути внутриклеточной сигнализации с синтезом «вторичного посредника», активируемые при связывании дофамина с рецепторами постсинаптической мембраны. Эти метаболические процессы приводят к изменению проницаемости ионных каналов, контролирующих возбудимость нервных клеток. Позже были открыты многие компоненты, вовлеченные в пути внутриклеточной сигнализации (разнообразные G- белки, ферменты для синтеза вторичных посредников, киназы, фосфатазы и др.). В 1976 г. Б.Cакман и Э.Нэер опубликовали работу по исследованию одиночных ионных каналов, активируемых ацетилхолином, в мышечных волокнах лягушки. Последующие технологические разработки позволили исследовать активность разнообразных одиночных ионных каналов клеточных мембран. В последние два десятилетия широкое внедрение методов молекулярной биологии позволило установить химическое строение многих белков, вовлеченные в процессы межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Совершенствование методов оптической и электронной микроскопии с использованием лазерных технологий позволило исследовать макро- и микроструктурные основы физиологии нервных клеток и их органелл.

Достижения в изучении физико-химических основ нервных процессов непременно определяли развитие различных направлений в науке о мозге и обогащали представления о его главных функциях: 1) обработка информации о состоянии организма и состоянии окружающей его среды сенсорными системами; 2) организация и осуществление ответных действий моторными системами; 3) осуществление связи между сенсорной и моторной частями ЦНС ассоциативными системами, которые обеспечивают функции высшего порядка ( восприятие, внимание, память, познание, эмоции, мышление и другие).

В настоящее время нейробиология представляет собой высокотехнологичную науку, аккумулирующую достижения современной химии, физики, математики и информационных технологий.

 

Развитие представлений о поведении

На рубеже XIX-XX в.в. параллельно с морфологическими и физиологическими исследованиями нервной системы развались представления о механизмах поведения. В 1903 г. И.П. Павлов провозгласил теорию условных рефлексов, представляющих собой вновь приобретенные адаптивные поведенческие акты. Теория И.П. Павлова основывалась на философских представлениях Р.Декарта о рефлекторной природе адаптивных поведенческих реакций и И.М.Сеченова о рефлекторной природе психических процессов. И.М. Сеченов полагал, что сознательная и бессознательная деятельности имеют рефлекторную природу и что психические явления обусловлены физиологическими процессами, которые могут быть изучены объективными методами. Вдохновленный идеями И.М.Сеченова И.П. Павлов разработал объективный физиологический метод исследования условных рефлексов и использовал его для косвенного изучения внутренних процессов, определяющих «психическое» происхождение приобретенных адаптивных вегетативных реакций. С именем И.П. Павлова связано начало объективного изучения механизмов поведения. Выработка условного рефлекса интерпретировалась И.П. Павловым как ассоциация двух рефлекторных дуг, активируемых двумя стимулами – безусловным и условным, а именно, двух очагов возбуждения в мозге, соответствующих этим стимулам. Для своего времени такая физиологическая интерпретация, несомненно, представлялась передовой и противостояла методу субъективной интроспекции, применяемого для анализа психической деятельности.

Параллельно в рамках американской школы бихевиоризма (от англ., behaviour) развивались представления об инструментальном поведении. Наиболее типичными представителями этого направления являются Э.Торндайк, Дж. Уотсон и Б.Скиннер. Отличительной особенностью бихевиоризма является описательный характер изучения инструментальных поведенческих реакций, не затрагивающий, в отличие от Павловских интерпретаций, внутренних (хотя и умозрительных с современных позиций) механизмов. Представители нового поколения бихевиористов К.Лешли, Э.Толмен и У.Хантер, называемые себя необихевиористами, в конечном счете, обратились к нейрофизиологическому толкованию инструментального поведения. Физиологическую интерпретацию механизмов инструментального поведения с вовлечением концептуальных рефлекторных дуг выдвинул Е.Конорский - выдающийся ученик И.П. Павлова.

Среди рефлекторных форм поведения И.П. Павлов выделял относительно простые безусловные рефлексы, составляющих врожденный базис вновь приобретенных поведенческих актов. Врожденные сложные формы поведения (инстинкты) изначально изучали зоологи. В середине XX в. инстинктивное поведение стало объектом интереса науки этологии, провозглашенной К.Лоренцом и Н.Тинбергеном.

В рамках психологии возникло еще одно направление науки о поведении, которое изучает когнитивное, или «разумное» поведение, свойственное только животным с высокоразвитой нервной системой. В результате исследований поведения шимпанзе В. Келер описал сложные поведенческие проявления (озарение (англ., insight), перенос, обобщение), которые не требуют обучения и проявляются с первого раза. Такие формы поведения проявляются не только у высших приматов, а также у других млекопитающих и даже у некоторых птиц и включают экстренное решение новых задач - разные типы элементарных логических задач, орудийная деятельность в новой ситуации. Способность животных к решению элементарных логических задач исследовал член-корр. АН СССР Л.В.Крушинский, который разработал представления об элементарной рассудочной деятельности животных. Он установил, что возможность проявления элементарной рассудочной деятельности у животных зависит от сложности организации мозга. Когнитивные способности некоторых животных Л.В.Крушинский рассматривал как филогенетические предпосылки высших психических функций у человека.

Еще Ч.Шерригтон на основании своих опытов утверждал, что рефлексы не сводятся к активации так называемых рефлекторных дуг, а должны рассматриваться как интегрированная активность организма в целом. П.К. Анохин выдвинул концепцию «функциональной системы», которая объясняла приспособительный поведенческий акт как результат интеграции частных нервных и гуморальных механизмов, вступающих в сложное координированное динамическое взаимодействие. П.К. Анохин распространил принцип «функциональной системы» на структуру любого целенаправленного поведения.

По мере развития нейрофизиологических методов в 1950-60-х г.г. они стали широко использоваться для исследования нейронных механизмов поведения. Регистрация суммарной электрической активности мозга и отдельных нейронов дали новый толчок для развития представлений о механизмах поведения. Интеграция различных научных направлений, а также разработка новых методов в нейробиологии значительно обогатили методическую базу для исследования механизмов поведения. Открытие феномена синаптической пластичности открыло новые возможности для исследования ключевого свойства ЦНС, лежащего в основе обучения, – памяти. В начале 1970-х г.г. Т.Блисс и Т.Лёмо открыли в синапсах гиппокампа кролика изменения эффективности синаптической передачи. Затем такие модификации синаптической передачи были продемонстрированы и в синапсах других мозговых структур млекопитающих. Подобные феномены были найдены также в простых нервных системах беспозвоночных животных, в частности, у моллюсков ( работы Э.Кэндела). Выявленные феномены синаптической пластичности по своей временной динамике ассоциировались с представлениями о кратковременной и долговременной памяти. Таким образом, представления о памяти и ее организации нашли свое нейрофизиологическое толкование. В дальнейшем модели синаптической пластичности использовались в исследованиях механизмов поведения как клеточные аналоги памяти и обучения, подтверждая теоретические предсказания нейрофизиолога Д.Хебба конца 1940-х г.г.

 

Современная нейробиология как интегративная наука

В настоящее время нейробиология представляет собой междисциплинарную науку, которая включает некоторые научные направления в психологии, медицине, математике, информатике, физике, лингвистике и философии. В рамках современной нейробиологии изучают широкий круг проблем, включающий разнообразные подходы к изучению молекулярных, онтогенетических, структурных, функциональных, эволюционных, медицинских и кибернетических аспектов работы центральной нервной системы и ее ключевой роли в управлении поведением организмов. Эти проблемы могут быть изучены с использованием аналитических средств целого комплекса биологических наук, включая биофизику, молекулярную и клеточную биологию, генетику, эмбриологию, анатомию и физиологию, биологию поведения, а также психологию. Технологии, используемые в нейробиологии, чрезвычайно разнообразны - от биофизических и молекулярных методов исследования отдельных клеток, ионных каналов, мембранных рецепторов, клеточных органелл до визуализации перцептивных, интегративных и двигательных процессов целого мозга с использованием магнитно-резонансной и позитронно-эмиссионной томографии. Недавние теоретические достижения в нейробиологии дали толчок к исследованиям нейроподобных сетей, являющихся основой для подходов к созданию искусственного интеллекта. Задачей нейробиологии является интеграция разнообразных сведений, полученных на разных уровнях анализа работы ЦНС, в согласованное понимание ее структуры и функций. Расширение круга проблем нейробиологии с вовлечением большого числа ученых самых разнообразных научных направлений в изучение работы мозга способствовало созданию специальных международных научных сообществ. Например, в 1960 г. была основана Международная Организация Изучения Мозга (International Brain Research Organization), в 1968 г. – Европейское Общество по Изучению Мозга и Поведения (European Brain and Behaviour Society), в 1969 г. – Общество по Нейронауке США (Society for Neuroscience, USA).

 

Основы современной нейробиологии

Во второй половине XX в. исследования нервной системы получили существенный толчок благодаря революционным достижениям в молекулярной и клеточной физиологии, нейрофизиологии и информационных технологиях. В результате значительно обогатились наши сведения о микроанатомии и физиологии нейронов, молекулярных процессах в их цитоплазме и органеллах, а также межнейронных коммуникациях. Однако совершенно неизведанной остается роль нейронных сетей в обеспечении интеллекта, мышления, сознания, эмоций, организации целенаправленного поведения и ряда других проявлений психики.

В мозге выявлены многие морфологические и функциональные типы нейронов и глиальных клеток. Несмотря на то, что клетки глии впервые были описаны и Р. Вирховым еще в середине XIX века, многие десятилетия функции этих клеток оставались мало изученными, и им приписывали лишь вспомогательную роль. В настоящее время наши представления о строении и функциях глии существенно расширились. Оказалось, что глиальные клетки обладают многими свойствами, которые присущи нейронам. Нервная система образована сетями, которые состоят из разнообразных нейронов и глиальных клеток. Эти нейронные сети составляют первичные модули нервной системы, которые обрабатывают специфические типы информации. Такие нейронные модули формируют дискретные анатомические образования в мозге, которые выполняют определенные функции. Нейробиология призвана исследовать функционирование таких модулей на нескольких уровнях – молекулярном, клеточном, системном и поведенческом.

На молекулярном уровне в рамках нейробиологии изучают (1) внутриклеточные механизмы синтеза сигнальных молекул; (2) внутриклеточные каскады, инициируемые сигнальными молекулами; (3) механизмы интеграции внутриклеточных событий, приводящие к активации нейрона с последующим выделением нейромедиаторов. На этом уровне исследований методами молекулярной биологии и генетики изучают процессы развития и гибели нейронов и влияние генетических факторов на биологические функции нейронов. Особый интерес представляют механизмы, которые изменяют морфологию, молекулярную индивидуальность и физиологические свойства нейронов, и как подобные изменения впоследствии обуславливают модификации различных форм поведения. С другой стороны, не менее важными являются механизмы, которые изменяют функции нейрона с индивидуальным опытом организма, и как эти изменения обуславливают процессы на физиологическом и поведенческом уровнях.

На клеточном уровне изучают фундаментальные физиологические и электрохимические механизмы обработки различных сигналов, представляющих собой различные химические и электрические воздействия, а также механизмы трансформации этих сигналов, адресуемых мембранам дендритов, тел и аксонов нейронов. Своеобразным «нервным кодом» каждого нейрона является паттерн генерируемых им электрических сигналов и нейромедиаторная специфичность. Другой важным направлением нейробиологии на клеточном уровне является исследование развития нервной системы. Проблемы, которые стоят в этой области, включают: (1) региональное подразделение развивающейся нервной ткани с последующим формированием специализированных структур; (2) пролиферацию стволовых клеток; (3) их дифференциацию в различные типы нейронов и глиальных клеток; (4) миграцию нейронов; (5) развитие отростков (дендритов и аксонов); (6) трофическое взаимодействие клеток нервной системы; и (7) формирование синаптических контактов.

На системном уровне изучают проблемы, как анатомические и функциональные нейронные образования, сформированные в процессе развития, специализируются для выполнения определенных функций, таких как рефлексы, интеграция сенсорных сигналов, координация движений, регуляция циркадных ритмов, эмоциональные реакции, обучение, память и многие другие. До сих пор неразрешимой загадкой является, как одни нейроны становятся чувствительны к зрительным, а другие - к слуховым сигналам, и как эти нейроны дают нам возможность субъективно ощущать свет и звук. Такие проблемы ставил еще в середине XIX в. Й.-П. Мюллер в своей «теории специфической энергии». В рамках нейроэтологии исследуется специфичность нейронных популяций в обеспечении определенных поведенческих актов у животных, а в рамках нейропсихологии – роль различных корковых зон в обеспечении психических функций у человека. В рамках нейробиологии исследуются также механизмы взаимодействия нервной системы с эндокринной и иммунной системами.

На когнитивном (познавательном) уровне исследуются нейронные механизмы в обеспечении познавательной деятельности у человека. Для этого широко используют современные методы визуализации состояния мозга (магнитно-резонансную и позитронно-эмиссионную томографию), а также традиционную электроэнцефалографию при решении сложных ментальных задач. Целью таких исследований является установление соответствия между активированными зонами мозга и ментальными процессами.

Нейробиология и медицина. Такие медицинские направления как неврология, нейрохирургия, нейропатология и психиатрия изучают нарушения в работе нервной системы. Различные заболевания представляют собой естественные модели мозговых дисфункций, изучение которых способствует развитию представлений о функциях мозга и путях лечения этих заболеваний.

Нейробиология и гуманитарные науки. Нейробиология тесным образом связана с психологией и социологией. Достижения в исследованиях нейронных сетей позволяют использовать нейроподобные модели в экономике, для решения проблем искусственного интеллекта и принятия решения, а также в социальных науках. Достижения нейробиологии востребованы также в философии, которая ставит задачу постижения предназначения разума. Философия пытается объяснить сущность психического, сопоставляя философскую диаду «мысль-идея» и нейробиологическую диаду «структура-функция».

 

Основные направления нейробиологии

В настоящее время в нейробиологии выделяют несколько главных направлений исследований. Однако такое подразделение является условным, и в реальной научной практике области интереса значительно перекрываются.

Молекулярная и клеточная нейробиология. Предметом исследования являются: ультраструктура нейронов и глиальных клеток, белковый обмен, синапсы, ионные каналы, потенциалы действия и постсинаптические потенциалы, нейромедиаторы, внутриклеточные пути сигнализации, взаимодействие нервной и иммунной систем.

Нейробиология поведения. Предметом исследования являются: генетика поведения, биологическая психология, регуляция циркадных ритмов, нейроэтология, гипоталамо-гипофизарные механизмы регуляции поведения, поддержание гомеостаза, половой диморфизм, сенсорные системы, системы двигательного контроля, гормональная регуляция, зависимость от веществ (например, наркотическая и алкогольная).

Системная нейробиология. Предметом исследования являются: физиология сенсорных систем, анализ сложных сенсорно-специфических признаков, физиология двигательных систем, сенсорная интеграция, боль и ее ощущение, спонтанная и вызванная электрическая активность, функциональные состояния (сон, бодрствование и др.), поддержание гомеостаза, мотивации, неспецифическая активация (arousal), внимание.

Нейробиология развития. Предметом исследования являются: пролиферация клеток в мозге, нейрогенез, формирование нейронных отростков, миграция нейронов, факторы роста, нейротрофины, апоптоз и антиапоптоз, синаптогенез.

Когнитивная нейробиология. Предметом исследования являются: произвольное селективное внимание, сознание (понимание), когнитивный контроль, когнитивная генетика, принятие решения, мотивации и эмоции, языковые функции, память, деятельность, восприятие, социальные аспекты.

Теоретическая и компьютерная нейробиология. Предметом исследования являются: моделирование генерации нервных импульсов (например, потенциалов действия в модели Ходжкина- Хаксли) и их проведения по нервным отросткам (кабельная теория), моделирование синаптического взаимодействия и синаптической интеграции, нейронные сети и их компьютерная симуляция, моделирование обучения (например, по правилу Хебба).

Нейробиология в неврологии и психиатрии. Предметом исследования являются: аутизм, деменции, болезнь Паркинсона, апоплексия мозга, периферическая невропатия, травматические поражения головного и спинного мозга, вегетативные расстройства, психозы, шизофрения, депрессия, тревожность, пагубные привычки, расстройства памяти, нарушения сна.

Прикладная нейробиология. Предметом исследования являются: сенсорные и двигательные нейропротезы, биологическая обратная связь, интерфейс мозг- компьютер.

Нейролингвистика. Предметом исследования являются: языковые функции, экспрессия устной речи, усвоение языков, восприятие устной и письменной речи, анализ синтаксических конструкций.

Нейровизуализация (англ., neuroimaging). Предметом исследования являются: структурная и функциональная визуализация мозга.

Перечисленные направления не исчерпывают круг проблем, исследуемых в рамках современной нейробиологии. Некоторые из направлений в значительной степени перекрываются друг с другом.

 

Будущее нейробиологии (нерешенные проблемы)

Несмотря на определенные успехи нейробиологии, некоторые важные проблемы еще остаются нерешенными и требуют дальнейших исследований. Наиболее отдаленные от нас перспективы разрешения проблем касаются когнитивных процессов. Перед современной нейробиологией остаются нерешенными вопросы о нейронных механизмах сознания, сна, восприятия, обучения и памяти, нейропластичности, принятия решения. Много нерешенных вопросов касается развития и эволюции нервной системы. Еще до конца не исследованы нейронные механизмы возникновения некоторых психических заболеваний (например, навязчивых состояний, шизофрении), болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, пагубных привычек.

Ниже перечислены только 10 таинственных свойств мозга, которые необходимо разгадать в будущем:

1. Как кодируется информация в паттернах нейронной активности?

2. Как информация запоминается и извлекается из памяти?

3. Что отражает фоновая электрическая активность мозга?

4. Как мозг имитирует будущее?

5. Что такое эмоции?

6. Что такое интеллект?

7. Как в мозге представлено время?

8. Почему мозг спит, и что представляют собой сновидения?

9. Как специализированные системы мозга взаимодействуют между собой?

10. Что такое сознание?

Нейробиологи постоянно работают в тесном взаимодействии с учеными других научных областей, и успех решения многих проблем, стоящих перед нейробиологией, зависит от этого взаимодействия.

 

Рекомендуемая литература

1.    Блюм Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л., Мозг, разум, и поведение, «Мир», М., 1988.

2.    Николс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу, Изд-во ЛКИ, М., 2008.

3.    Роуз С., Устройство памяти, От молекул к сознанию, «Мир», М., 1995.

4.    Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение, «Мир», М., 1990.

5.    Шеперд Г. Нейробиология, «Мир», М., 1987.

6.    Шульговский В.В., Физиология высшей нервной деятельности с основами нейробиологии, Изд. центр «Академия», М., 2008.

7.    Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии, Изд. «Аспект пресс», М., 2008.

8.    Squire. L.R., Berg D., Bloom F.E., du Lac S., Ghosh A., Spitzer N.C. Fundamental Neuroscience, Academic Press, 3rd ed., San Diego, London, 2008.

Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.