nikpolmir (nikpolmir) wrote in 56didactnik15,
nikpolmir
nikpolmir
56didactnik15

ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА В ФИЛОГЕНЕЗЕ. Часть 3.

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ЛИКБЕЗ ДЛЯ РОДИТЕЛЕЙ. СОВЕТЫ «ПОСТОРОННЕГО».

3. ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА

КЛЕТОЧНАЯ СТРУКТУРА МОЗГА

Мозг (исключая мозжечок, не участвующий в познавательных функциях) насчитывает ≈ 10 млрд. нейронов.
Мозжечок (под корой б.п. ближе к задней части головы) это еще ≈ 10 млрд нейронов.
Нейрон имеет от 1000 до 10 000 синапсов — контактов с соседними нейронами, каждый из которых отвечает на раздражитель по принципу: «да \ нет». Максимальное число таких ответов содержит до 10 триллионов битов информации.
Часть синапсов несет информацию о двигательных функциях организма.
Другая часть — о познавательных функциях.
Есть также т.н. резервные или «чистые» синапсы — своеобразный «склад», ожидающий новую информацию.
На каждый нейрон приходится около 10 глиальных (от греч. «липкий») клеток, служащие «строительными лесами» нейронной архитектуры.
В человеческом мозге может образоваться гигантское число различных конфигураций синаптических связей, не имеющих повторений и аналогов. Поэтому поведение любого человека неповторимо и непредсказуемо. Однако далеко не все возможные состояния мозга осуществляются. Но в принципе природа не ограничивает познавательные способности человека. Он способен познать ВСЕ, что захочет и на что хватит его воли, энергии и времени.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА


Помимо химических связей нервные клетки к.г.м. связаны электрическими микросетями:
- их нейроны имеют более широкий круг ответов, чем «да»\«нет»;
- размеры их малы (≈ 1/10 000 см), что позволяет передавать информацию чрезвычайно быстро;
- они сверхчувствительны и реагируют на напряжение силой ≈ 1/100 от необходимого для
возбуждения обычных нейронов;
- способны на более тонкие и точные ответы.
Электрические микросети возникают на последних этапах развития человеческого зародыша.

МАССА МОЗГА

У новорожденного отношение массы мозга к массе тела составляет примерно 12 %;
С 1-го по 3-й годы жизни мозг (особенно неокортекс) растёт очень быстро. Это период наиболее интенсивного усвоения информации и, как правило, редко используется в полной мере — осмысленно и грамотно — и родителями, и педагогами.
В 6 лет масса мозга ≈ 90 % взрослой величины: около 1 375 гр. и примерно 1 375 куб.см.
Масса мозга продолжает расти примерно до 20 лет, а структурно — формируя новые функциональные нейрокомплексы — всю жизнь человека.

Качество разума зависит от использования потенциала головного мозга и воплощается в количестве и изощренности химических и электрических связей между нейронами. Физиологическим субстратом умственной деятельности являются устойчивые и разнообразные нейронные связи ЦНС, формирующиеся в результате обучения и разнообразной умственной практики.

Нет жесткой зависимости между массой мозга и умственными способностями. Среди обладателей особенно большого по массе мозга были Оливер Кромвель, Иван Тургенев и лорд Байрон. Но мозг Альберта Эйнштейна не отличался особой величиной. Анатоль Франс обладал мозгом вдвое меньшим, чем у Байрона. Однако существует предел, за которым сокращение массы мозга влечет резкое нарушение функций по сравнению с нормальным мозгом взрослого человека. Познавательные способности т.н. микроцефалов, чей мозг весит от 450 до 900 гр., существенно ограничены.

Статистически мозг женщины примерно на 150 куб. см меньше, чем у мужчины. Однако, различия умственных способностей у представителей разных полов отсутствуют. Есть лишь разница в стратегиях умственных операций.

Для сравнения уровней интеллекта лучше брать не абсолютную величину массы мозга, а отношение массы мозга к общей массе тела:
1) наибольшая масса мозга на единицу тела у Homo sapiens, следующие — дельфины;
2) мозг приматов от 2-х до 20 раз массивнее мозга других млекопитающих с той же массой тела;
3) у рыб и рептилий она меньше, чем у птиц и млекопитающих;
4) акулы — самые умные рыбы с самым большим отношением массы мозга к массе тела, обладают развитыми координирующими центрами во всех трех главных частях мозга. Хищники всегда сообразительнее тех, кто питается планктоном.

Людям свойственна неосознанная тяга к младенцам и другим маленьким млекопитающим, обладающим относительно большой головой по сравнению со взрослыми животными того же вида. Так проявляется бессознательное ощущение важности отношения массы мозга к массе тела.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Плотность упаковки информации в мозге составляет ≈ 10 млрд битов \ куб. см.
Когда объем мозга животных удваивается, число нейронов в нем не увеличивается в два раза. Оно возрастает, но медленнее. Человеческий мозг объемом ≈ 1 375 куб. см. содержит (без мозжечка) ≈ 10 млрд нейронов и ≈ 10 трлн битов информации.

СКОРОСТЬ РАБОТЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Предельная скорость переработки информации мозгом ≈ 5 000 битов в секунду.
Средняя скорость переработки информации мозгом ≈ 100 битов в секунду.
За 60 с лишним лет это дает 200 миллиардов битов зрительной и иной информации, запасенной в качестве воспоминаний. Это не намного меньше, чем общее число синапсов.

Две популяции лабораторных крыс содержались в различных условиях: одна в убогой, однообразной обстановке, другая — в информационно богатой, разнообразной среде. У животных второй группы обнаружилось разительное увеличение массы и толщины коры больших полушарий мозга, а также изменение химии мозга. Эти изменения произошли как у взрослых, так и у молодых крыс.
Обучение есть физиологические изменения мозга.
Чем больше кора больших полушарий мозга, тем легче учиться.
Физиологическая основа обучения это образование новых синаптических связей нейронов или активация ранее бездействовавших.
После того как несколько недель крыс обучали выполнять новые задачи в лабораторных условиях, в коре их больших полушарий возникали новые ответвления нейронов, образующие синапсы. У других крыс, которые содержались в тех же условиях, но без аналогичного обучения, нейроанатомических новшеств не наблюдалось.

Образование новых синапсов требует синтеза белковых молекул и молекул РНК: эти молекулы образуются в мозге во время обучения. Новая информация содержится в нейронах, построенных из молекул белков и РНК.

На высших стадиях эволюции мозг, как носитель информации, превосходит гены.

4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА.

Главное свойство, сообщившее эволюционное преимущество некоторым представителям гоминид — способность генерировать, хранить и передавать помимо генов новые — негенетические программы адаптационного поведения. Этим свойством является РАЗУМ. Он вырабатывается в коре головного мозга — в ее особых «секциях» и «отделах» и там же хранится.

ЛАТЕРАЛИЗАЦИЯ

Человеческая анатомия билатерально симметрична: правая и левая половины тела зеркально отражают друг друга. Важнейшие системы органов продублированы на правой и левой сторонах тела: почки; женские яичники, мужские яички и головной мозг. Таким образом он имеет резервный запас прочности на случай, если один из жизненно важных органов откажет из-за повреждения.

Ограниченность родовых путей и возрастающая сложность адаптационного поведения в условиях наземного образа жизни в саванне сформировали у гоминид билатеральность мозга, позволяющую разместить больше нервных структур в минимальном объеме:
правое полушарие: образная информация, целостные комплексные процессы, опознавание и интерпретация объектов, эмоции;
левое полушарие: языковая функция и обработка логической информации;
мозолистое тело – миелинизированный (миелин - вещество, ускоряющее распространение нервного импульса) пучок волокон — соединяет правую и левую кору больших полушарий и обеспечивает циркуляцию информации между ними.

Нервные схемы, формировавшиеся и развившиеся в результате владения дубиной, камнем – основа баллистического метания предметов в цель правой рукой:
- корректируются обратной связью (операция анализа);
- управляются сложной открыто-рефлекторной программой, координирующей множество внешних и
внутренних факторов.

Обезьяны:
- иногда бросают предметы, но неточно;
- для вида в целом не характерна праворукость или леворукость.

89% людей оперируют преимущественно правой рукой, управляемой левым полушарием мозга:
- детей укачивали с левой стороны, где удары сердца матери лучше слышны отчего они глубже и спокойнее спали. Это формировало устойчивость нервной системы; самки гоминид носили детей в левой руке, чтобы использовать правую для защиты, собирательства, страховки, метания и других сложных движений — поэтому естественный отбор работал в сторону комплексного развития левого полушария мозга, управляющего этими действиями.

Развитие левого полушария привело к одновременному развитию речи. У обезьян левое полушарие управляет коммуникативными и тонкими моторными навыками, а правое – отвечает за зрительное восприятие: специализация мозга началась до старта эволюции гоминид.

Речь возникает из интеграции нервных структур, задействованных в коммуникации и двигательных центров (хвостатое ядро и мозжечок).

МОЗЖЕЧОК («процессор»):
- большая структура в составе заднего мозга = 1\10 массы мозга,
- количество нейронов в мозжечке = количеству в остальных отделах мозга вместе взятых (!);
- основная функция – расчет и выполнение баллистических движений («процессор»);
- значительно увеличился в размерах за последние 3 миллиона лет, наряду с неокортексом;
- участвует в речевой функции: синтаксис.
Синтаксические и баллистические модели основаны на 2-х и 3-х-мерных пространственных образах.
Существует корреляция между размерами социальной группы у разных видов и размерами их неокортекса.

НЕОКОРТЕКС («новая» кора: возникла недавно):
- ткань коры головного мозга, покрывающая большие полушария;
- делится на лобные, теменные, затылочные и височные доли;
- неокортекс приматов ≈ 80% человеческого мозга;
- извилистая поверхность – результат компактного размещения 2500 кубических сантиметров мозговой ткани со средней глубиной около 2 мм в объеме для прохождения родовых путей;
- развитие неокортекса – ответ на возросшие требования к обработке социальной информации при увеличении размеров группы.

Сформировался вследствие развития социальной функции. В сообществе каждый индивид должен быть в курсе действий друзей и врагов, а также друзей его друзей, врагов его друзей и т. д. Анализ все более усложняется с увеличением размеров группы. Это дает развитие функции предвидения и предположения = "веры" (априорного понимания) что партнёры по диалогу имеют тот же тип мышления.

Речь возникла как средство коммуникации в очень большой группе. Ее физиологическая предпосылка — увеличение неокортекса, где возникают новые функциональные структуры, ответственные за развитие языковых способностей.

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА «РАЗУМА»

Новая кора головного мозга (неокортекс) состоит из нервных клеток — нейронов, организованных в локально обособленные особые «зоны» пространства мозга, исполняющие особые — специальные функции. Здесь нет единого центра — «генерала» или «монарха», управляющего остальными отделами. Есть лишь сеть модулей, каждый из которых автономно включается в ответ на вызовы среды.

Логическое мышление и «механизмы» исполнения различных видов перцепции (слухового, зрительного, тактильного, вкусового, обонятельного восприятия) локализованы в разных частях головного мозга. Также в разных его отделах хранится и сенсорная память различных органов чувств.

Характер обработки мозгом зрительной информации доказывает его модульную природу:
- при повреждении глаз: в памяти сохраняется все, что было ранее увидено, сохраняется способность представлять зрительные образы;
- при повреждении затылочной доли возникает т.н. «корковая слепота»: человек лишен зрения, теряет зрительную память, зрительное воображение, не имеет понятий о свете, цвете, форме, видимом движении.

Зрительное восприятие обеспечивается подмодулями:
- цветового зрения,
- обработки движения (при его поражении люди видят мир как последовательность неподвижных кадров: в их восприятии движущиеся машины видятся им как неподвижные объекты на значительном удалении, а затем как другой стоп-кадр неподвижного объекта уже на расстоянии вытянутой руки),
интеграции образов различных стимулов в единую форму (при его поражении отчетливо видны мелкие детали, но не понятно, что собой представляет весь объект).

Примеры модулей:

Зона Брока: воспроизведение речи, синтаксис: выстраивание правильной последовательности слов.

Зона Вернике: понимание речи (языка).

Однако не все специальные функции головного мозга обслуживаются пространственно локализованными нейрокомплексами. Часто встречаются «рассеянные» — не связанные «плотной» архитектурой модульных комплексов — «сетевые» ассоциации нервных клеток, исполняющих обособленные функции. Например, преднамеренные волевые действия, рефлексия, самосознание управляются группами нейронов, рассеянными по всей префронтальной коре больших полушарий. Другой пример — нейроны, обеспечивающие музыкальные способности.

Мозг и музыка.

Основную нагрузку в восприятии музыки несет правое полушарие, где, однако, нет специального «музыкального модуля» — отдельной локально обособленной группы нейронов, ответственных за эту задачу. Активизируются различные системы нейронов, в зависимости от того, включает ли музыка элементы текста или играет ли человек на музыкальном инструменте или просто пассивно слушает. Интенсивная игра на музыкальных инструментах или прослушивание сложной (классической) музыки провоцирует рост некоторых участков коры головного мозга и слоя серого вещества, наиболее тесно связанного с высшими мозговыми функциями.

Связь музыкальных способностей и других интеллектуальных функций не прямолинейна. Для большинства людей музыкальные и общие когнитивные способности в целом независимы. Аутистичные люди нередко умственно неполноценны, хотя многие из них – профессиональные музыканты. Около 1% людей не способны воспринимать музыку вследствие функциональных нарушений в задних отделах височной доли. Но больные амузией нормально функционируют в когнитивном плане.

Генетические исследования показали, что наш вид сформировался около 150 000 лет назад. А музыкальные способности возникли в процессе эволюции недавно (в пределах последних 100 000 лет), как результат генных мутаций и обеспечиваются относительно небольшим числом новых специализированных генов. Еще около 50 000 лет назад произошли новые изменения нейронной организации, доказанные существованием наследственной амузии.

ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОСТЬ

На ранних этапах онтогенеза, пока окончательно не сложилась и не «окостенела» функциональная специализация нейронных комплексов, любая часть головного мозга (в случае травмы или иного поражения) может заменить собой любую его другую часть. Некоторое время не существует никакой жесткой локализации функций. Естественный отбор, обеспечивая точность работы мозга и защищая его от случайностей, создал избыточность его конструкции.

Избыточность памяти доказывают опыты с крысами. Когда хирургическим путем удалялась значительная часть коры головного мозга крыс, при этом не терялась их способность использовать ранее полученный опыт преодоления лабиринтов. Следовательно память локализована в различных частях мозга и некоторые воспоминания переливаются между правым и левым полушариями мозга через «мозолистое тело».

Раны или повреждения важных частей коры головного мозга, возникшие при двусторонней префронтальной лоботомии или в результате несчастного случая, нередко оказывают малое воздействие на поведение человека.

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ

Каждая отдельная функция локализована в определенном месте и обеспечивается соответствующим расположением специальных нейронов (нейронные сети). Об этом свидетельствуют, например, опыты
воздействия слабым электрическим током на различные части коры головного мозга вызывающие обрывки воспоминаний, ощущения запахов, звуков, цветные визуальные образы прошлого. Последующее удаление участка мозга, примыкающего к электроду, не стирало памяти.
У людей воспоминания находятся где-то в коре головного мозга, оживая от электрических импульсов, производимых самим мозгом.

Двигательные функции локализованы в особой части коры. Определенные части поверхности мозга посылают сигналы строго определенным частям тела или же принимают сигналы от них. Большая часть мозга занята управлением пальцами руки и особенно большому пальцу, ртом и органами речи.

Особые нейронные сети избирательно реагируют на воспринимаемые глазом линии, различно ориентированные в пространстве. Одни нейроны отзываются на горизонтальные линии, другие воспринимают вертикальные и диагональные линии, и стимулом для каждого из них являются только такие линии, которые ориентированы в пространстве соответствующим данному нейрону образом = первичные проявления феномена абстрагирования — отвлечения — на клеточном уровне.

Существуют специфические участки мозга, связанные с конкретными познавательными, чувствительными или двигательными функциями.
(Продолжение следует)
Tags: #анатомия и физиология ВНД, #дидактика, #модель личности и компетенции учащегося, #психология дидактики, #структура личности
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 0 comments