Структура нервных сетей функционирующих в мозге.

При поступлении инфы в мозгу формируется информационная модель – описание на языке мозга, воздействующей на мозг внешней реальности.

Принципы формирования информ. моделей.

Все нервные сети организованы иерархически. Эта иерархия может быть двух типов:

- дивергентный, когда сигнал с одной точки поверхности тела или сетчатки передается по многим путям, расходящимся на весь мозг. Это позволяет усилить сигнал. Позволяет уточнять величину параметра сигнала, действующего на человека.

Такой тип характерен для сенсорных систем

- конвергентный - когда инфа передается к одной точке от разных путей мозга. обычно моторная система. От разных участков к мышцам.

-локальные сети- система нейронов, у которых отростки очень короткие – несколько микрон – не входят из зон расположения нервной клетки. И они обеспечивают организацию нейронов в определенном участке нервной сети. Они позволяют усиливать или ослаблять, вкл или выкл деятельность опред. участков нервной сети. Такая система характерна для интегративных областей мозга.

- нейроны с одним входом. Нервнее клетки, которые расположены в среднем мозге и в стволе мозга. у них один отросток, который направляется в вышестоящие структуры мозга, обеспечивая активацию этих корковых структур. Включение соответствующих участков информ. моделей. Их особенность – они не образуют синаптических контактов с отдельными нейронами, а активируют сразу большую группу нервных клеток. Еще одна особенность – некоторые нейроны с одним входом могут активировать другие нервные клетки целой области мозга за счет того, что их отростки не имеют синапт. контактов а заканчивают в межкл. пространстве и выделяют норадреналин. Так как они обеспеч. неадресное, а генерализованное воздействие, то они названы неспецифическими сетями.

Один нейрон может одновременно контактировать с 5 тыс нервных клеток. Сложно исследовать организацию нервных сетей, которые обеспечивают адекватность восприятия мира.

Значительное влияние на представление о нервных сетях внесла нейрогенетика и нейроэмбриология. Показали, что когда из одной яйцеклетки путем деления формируется зародыш – клетки потихоньку начинают расходится, формируя плод, строго в определенном направлении. Химический таксис – из-за веществ в среде узнают куда им надо двигаться. Это еще низкодифферинц клетки. По мере продвижения по хим. таксису (по коридору из глиальных клеток).

У плода перед рождением уже есть нервные сети, обеспеч. адаптивные реакции.

Генетически детерминированные нервные сети могут подвергаться изменению под влиянием внешней среды.

Пр – становление и формирование зрительной системы у ж и ч. Если взять третий уровень от сетчатки в зрительной коре, то нейр этого ур устанавливают с нейр 4 ур 50 связей, например. Если выращивать детеныша в темноте. То количество этих связей будет куда меньше.

А в следующем уровне кол-во синапсов такое же как и у нормальных. Срабатывает механизм пластичности нейронов. При недостат кол-ве в третьем, нейроны 4 слоя начинают связываться с нейр обонятельной коры. Происходит замещение.

Сразу после рождения ребенка в первые месяцы начинается гибель нервных клеток – несколько миллионов. Погибают те клетки, которые не смогли установить контакты вышестоящими нервными структурами мозга.

Нервные клетки не восстанавливаются? Но в некоторых структурах мозга – в желудочках, в обонятельных областях - имеется запас клеток, которые могут быть использованы в случае повреждения структуры мозга. Это стволовые клетки, которые при развитии организма остаются недифференц и служат, чтоб при незначительном повреждении мозга обеспечить его восстановление. При несильном поврежд мозга в детстве до 6 лет – пластичность имеет максимальную выраженность. Н.с. может легко восстанавливать нарушенные функции.

Образование ствол клеток из дифференц клеток – превращение в мультипотентные нервные клетки – размножаются в питательной среде – замораживаются.

Убиваются раковые клетки и вводятся мультипотентные и формируется новый костный мозг. И нет отторжения, потому что клетки этого человека были взяты.

Ствол. клетки можно использовать для выращивания зубов у взрослых.

Как создавать полые органы – трахею, например. Формируется трубка из материала, который не отторгается организмом. Она помещается в культуральную среду с клетками. Они оседают на этот материал, растут, увеличивается их количество и ученые направляют их развитие. Удается создать все слои за 10 мес.

Криобанки за границей.

У нас заморозка тела жидким азотом.

Что делают глиальные клетки, которых еще больше, чем нервных?

Астороциты (звездчатые) работают как макрофаги. Когда клетка умирает, они ее сжирают

Олигодендроциты – обеспечивают изоляцию аксонов нервных клеток.

Рассеянный склероз – часто поражает молодых женщин. Нарушается двигат. активность. Аксон лишается этой изоляции, нарушается раб олигодендроцита. Аксон без изоляции начинает коротить. Потом наруш память, когнит функции и смерть.

Есть поддерживающая терапия, чтоб чел мог прожить десятка два лет.

Есть еще несколько типов глиал. клеток о которых ниче не известно. Например шванновские клетки, которые тоже изолируют, но периферические нейроны – клетки вдали от цнс (вегетативные). За счет того, что они оборачиваются вокруг аксона и вырабатывают миелин – предотвращается деятельность нарушения.

Сенсорная модель – диверг.

Моторная – конверг. Принцип.

А что в середине?

Концепция распределенных сетей. Имеет преимущество перед илос концепцией. Может быть проверена экспериментально.

Суть концепции:

Когда микроэлектр подходит к корковому электрону и в ответ на разряд появляется реакция – говорят что это нейрон-детектор, который детектирует это воздействие. Каждый нейрон реагирует на свою хар-ку стимула, на которую этот нейрон детерминирован.

Если идти дальше. То оказывается что все нервные клетки отвечают одинаково – что нейрон отвечающий на верху тот и внизу. А если отвести в сторону, то там уже другое. Как будто столбы – клетки собираются по вертикали (цилиндры). Морфологические исследования показали, что таких нервных клеток, которые отвечают одинаково на один стимул, примерно 110 нервных клеток в цилиндре, у них много вертикальных связей. Это названо миниколонкой. Кол-во таких колонок 400 млрд

Наряду с такими цилиндрами есть еще большие скопления нервных клеток, которые формируют макроколонки. Это совокупность миниколонок. Которые обеспечивают некую интегративную функцию анализа поступающего сигнала. Но не целостный анализ сложного стимула – его обеспечивает распределенная сеть – совокупность макроколонок. Особенность такой сети заключается в том, что эти элементы распределенной системы пространственно распределены по всему мозгу. Одна информационная модель может охватывать разные области мозга. вывод - концепция локализации функций не работает!

В распред сети макроколонок есть командные точки, активация которых включает всю систему. Например процесс воспоминания.

Разные приемы активируют разные участки и обеспечивают воспоминание.

Распределенные системы могут быть генетически жестко детерминированы и обеспечивают адаптивное поведение ребенка от рожд до смерти. Но в процессе адаптации к внеш среде формируются системы, которые кодируют инфу о всех взаимод чела со средой.

Следствие из концепции систем:

=псих функция заключена в самой распределенной системе. Не в анатомической структуре, которая ее организует. А в ее функционировании. Псих деят. есть тогда, когда распред система функциониурет. Свойство любой системы. В завис от того какая сист. Активизирована, та псих функция и выполняется.

= система имеет особенность - систему повторных входов. Система макроколонок формир сеть. От нее инфа уже частично обработанная с помощью обратных связей снова передается на вход и сталкивается с новой инфой. Это основа для человека выделять себя из окр. ср. благодаря такому принципу работы мозга может самоидентифицироваться и система обратных входов - в этот момент возникает сознание.