Мозг и память человека: молекулярный аспект
Министерство высшего образования
Российской Федерации
Дальневосточная государственная академия
экономики и управления
РЕФЕРАТ
Мозг и память человека: молекулярный аспект
Выполнил:
студент 512 Мо
группы
Музыченко М.А.
Проверил:
профессор,
доктор Ф.М.Н.
Савченко В.Н.
Владивосток 2002 г.
Содержание
Введение……………………………………………………………………..3
Глава 1: «Головной мозг человека»………………………………………..4
1. Клетки мозга…………………………………………………………..5
2. Нервные импульсы……………………………………………………6
3. Миелин и глиальные клетки………………………………………….8
4. Как работает мозг……………………………………………………..8
5. Основные части головного мозга……………………………………10
6. Электрическая активность мозга ……………………………………13
7. Нейрохимия мозга…………………………………………………….14
8. Исследования мозга…………………………………………………..16
Глава 2: «Память человека»…………………………………………………19
2.1. Два вида памяти: кратковременная и долговременная……………….19
2.2. Эффективность синапсов……………………………………………….20
Список используемой литературы…………………………………………..22
ВВЕДЕНИЕ
Головной мозг человека, орган, координирующий и регулирующий все
жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли,
чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не
функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается
способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние
воздействия. Данный реферат посвящен мозгу человека, более сложному и
высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное
сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем,
и большинства видов позвоночных.
Память, способность к воспроизведению прошлого опыта, одно из основных
свойств нервной системы, выражающееся в способности длительно хранить
информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма и многократно
вводить ее в сферу сознания и поведения.
Память свойственна человеку и животным, имеющим достаточно
развитую центральную нервную систему. Объем памяти, длительность и
надежность хранения информации, как и способность к восприятию сложных
сигналов среды и выработки адекватных реакций, возрастает в ходе эволюции
по мере увеличения числа нервных клеток мозга и усложнения его структуры.
Глава 1: «Головной мозг человека »
Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного
мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами –
двигательными и чувствительными.
Головной мозг – симметричная структура, как и большинство других
частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у
взрослого он – 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание, прежде всего,
привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные
образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами,
увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается
мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий
расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного
мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних
и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и
железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.
Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из
тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна,
которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой
различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и
идущие к различным органам.
Головной и спинной мозг защищены костными футлярами – черепом и
позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три
оболочки: наружная – твердая мозговая оболочка, внутренняя – мягкая, а
между ними – тонкая паутинная оболочка. Пространство между оболочками
заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу
сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях
(желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его
питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности
факторами.
Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные
артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к
различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к
нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови
и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне
невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом.
Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в
случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения
является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из
нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и
поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом,
этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например,
многие лекарственные вещества.
1. Клетки мозга
Клетки ЦНС называются нейронами; их функция – обработка информации. В
мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также
глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет
пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также
выполняет метаболические и другие функции.
Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой
(плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков –
дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но
лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона
колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона
содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела.
2. Нервные импульсы
Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом,
осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в
направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может
ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами
через узкую щель – синапс; передача импульсов через синапс опосредована
химическими веществами – нейромедиаторами.
Нервный импульс обычно зарождается в дендритах – тонких ветвящихся
отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других
нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на
теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий
информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов.
В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса,
содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает
пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в
синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип
нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами
нейромодуляторов
Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона,
связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг
использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со
своим особым рецептором.
С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой
постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через
мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт
(потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена
отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы,
все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо
тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока
определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В
результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается –
происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через
изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд
внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит
гиперполяризация.
Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых
через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть
возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен
исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если
возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны
превышает пороговую величину, происходит активация определенной части
мембраны нейрона – в области основания его аксона (аксонного бугорка).
Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает
потенциал действия (нервный импульс).
Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со
скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость
проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона,
активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности
потенциалов, – кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что
приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к
пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в
синапс.
3. Миелин и глиальные клетки.
Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована
многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит
преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу
