Neuroscience ya utambuzi. Neurobiolojia

Wanasayansi wa neva, neurophysiologists, neurolinguists, neuropsychologists - kati ya wanasayansi hawa kuna wale ambao sio tu kujifunza ubongo, lakini pia kuandika vitabu kuhusu hilo. Tumekusanya yaliyo bora zaidi kwako. Kila moja ya vitabu hivi imekuwa hisia. Katika kila - utafiti usio wa kawaida na hitimisho la kushangaza. Soma na ushangae.

Susan Weinshenk ni mwanasayansi maarufu wa Marekani aliyebobea katika saikolojia ya tabia. Anaitwa "Mwanamke wa Ubongo" anaposoma maendeleo ya hivi punde zaidi katika sayansi ya neva na ubongo wa binadamu na kutumia ujuzi wake kwenye biashara na. Maisha ya kila siku. Katika kitabu chake, Susan anazungumza juu ya sheria za msingi za ubongo na psyche. Anabainisha vichochezi 7 kuu vya tabia ya binadamu vinavyoamua maisha yetu. Ikiwa unajua sheria hizi na wahamasishaji, pamoja na mbinu zinazowachochea, unaweza kuathiri tabia ya watu wowote. Zaidi kuhusu hili katika hakiki ya kitabu "Sheria za Ushawishi", iliyotolewa katika Maktaba " wazo kuu". unaweza kupakua kwenye tovuti yetu bila malipo.

David Lewis anaitwa baba wa neuromarketing. Tangu miaka ya 1980, amekuwa akifanya utafiti juu ya majibu ya umeme ya ubongo kwa aina tofauti matangazo, kufichua kanuni za shughuli za kiakili za wanunuzi ambazo zinaweza kutumika katika mauzo. Kwa zaidi ya miaka thelathini, mada ya utafiti wa sayansi ya neva na David Lewis imekuwa hatari ya ubongo wa mwanadamu na mbinu mbalimbali athari kwake. "Niliambatanisha elektroni kwa wakuu wa watu waliojitolea kurekodi shughuli za umeme ubongo wao wakitazama matangazo ya televisheni. Ilichukua sampuli za mate kwa uchambuzi, zilizofuatiliwa na vifaa maalum harakati za macho na mabadiliko kidogo katika sura ya uso. Masomo hayo ya awali yalisababisha kile ambacho kilikuja kuwa tasnia ya mabilioni ya dola ya uuzaji wa neva, "anasema. Mojawapo ya uvumbuzi wa kwanza ambao Lewis aligundua ni kwamba mtu anayeenda kwenye duka huwa hafuatii biashara kama lengo lake. Mara nyingi kwa njia hii watu hupambana na unyogovu, hujichangamsha, huongeza heshima yao wenyewe, hukidhi udadisi, huharibu uchovu. Ununuzi umekuwa burudani na wakati huo huo tiba kwa mamilioni ya watu. Na kwa mashirika katika hali ya ushindani mkubwa, kazi ya kwanza imekuwa utafiti wa michakato inayotokea katika kichwa cha mnunuzi. Kwa nini mtu huchagua kutoka kwa bidhaa milioni za analog kwa niaba ya chapa fulani? Kuhusu hili katika kitabu hiki, iliyotolewa katika Maktaba ya "Mawazo Kuu".

Norman Doidge, MD, alijitolea utafiti wake kwa plastiki ya ubongo. Katika kazi yake kuu, anatoa taarifa ya mapinduzi: ubongo wetu unaweza kubadilisha muundo na kazi yake kutokana na mawazo na matendo ya mtu. Doidge anazungumza uvumbuzi wa hivi karibuni, kuthibitisha kwamba ubongo wa binadamu ni plastiki, ambayo ina maana inaweza kubadilisha yenyewe. Kitabu hiki kina hadithi za wanasayansi, madaktari, na wagonjwa ambao wamepata mabadiliko ya kushangaza. Kwa wale waliokuwa nao matatizo makubwa, imeweza kuponya magonjwa ya ubongo ambayo yalionekana kuwa hayawezi kupona bila upasuaji na vidonge. Naam, wale ambao hawakuwa na matatizo maalum, inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji wa ubongo wao. Maelezo zaidi yametolewa katika Maktaba Kuu ya Mawazo.

Kelly McGonigal ni profesa wa Chuo Kikuu cha Stanford, mwanasayansi wa neva, Ph.D., mwanasaikolojia, na mtaalamu mkuu katika utafiti wa uhusiano kati ya akili na akili. hali za kimwili mtu. Yake kozi za mafunzo Sayansi ya Nguvu, Sayansi ya Huruma, na wengine wameshinda tuzo nyingi. Vitabu vya McGonigal vimetafsiriwa na kuchapishwa katika mataifa kadhaa duniani kote, vinazungumza kwa lugha maarufu kuhusu jinsi ya kutumia maendeleo katika uwanja wa saikolojia na neurophysiology ili kumfanya mtu kuwa na furaha na mafanikio zaidi. Kitabu hiki kinahusu tatizo la ukosefu wa utashi. Ni nani kati yetu ambaye hajawahi kujiahidi kupunguza uzito, kuacha kula kupita kiasi, kuvuta sigara, kuanza kwenda kwenye mazoezi Jumatatu, kumaliza kuchelewa au ununuzi wa bei kubwa? Lakini kila mara udhaifu huu ulipotutawala, na kutuletea hisia ya hatia na kutokuwa na thamani kwetu wenyewe. Je, kuna njia ya kutoka kwa hili mduara mbaya? Ndio ipo! Kelly McGonigal anasadiki kwamba sayansi inaweza kutusaidia kutoa mafunzo ya uwezo. Kuhusu hili katika kitabu hiki, iliyotolewa katika Maktaba ya "Mawazo Kuu".

John Medina ni mwanabiolojia mashuhuri wa molekuli ambaye anachunguza jeni zinazohusika katika ukuzaji wa ubongo na jeni. matatizo ya akili. Medina ni profesa wa bioengineering katika Chuo Kikuu cha Washington na mkurugenzi wa Kituo cha Utafiti wa Ubongo katika Chuo Kikuu cha Seattle Pacific. Pamoja na shughuli za kisayansi, John Madina amekuwa mshauri wa makampuni mbalimbali ya kibaolojia na dawa kwa miaka mingi, anajishughulisha na ubunifu wa fasihi- Ni mwandishi wa vitabu 6 maarufu vya sayansi kuhusu biolojia. Matokeo ya miaka mingi ya utafiti wa Madina ilikuwa ni dhana inayoeleza "sheria za ubongo" 12, ambazo zimeakisiwa katika kitabu hiki. , iliyotolewa katika Maktaba "Mawazo Kuu", tutakutambulisha kwa dhana ya mwanasayansi.

André Alemand ni profesa wa saikolojia ya utambuzi katika Chuo Kikuu cha Groningen ambaye amekuwa akisoma kuhusu kuzeeka kwa ubongo kwa miaka mingi. Katika kitabu chake, Aleman anauliza nini huamua uhifadhi wa kazi ya ubongo katika uzee, licha ya asili michakato ya kibiolojia. Katika kitabu, anaelezea jinsi ya kujikinga na mabadiliko yasiyoweza kubadilika na kujilinda ubora mzuri maisha katika umri wowote. Inategemea sana kile unachojua kuhusu jinsi ubongo unavyofanya kazi na ni mazoea gani unayositawisha katika maisha yako yote. Kwa mfano, tafiti za hivi karibuni za neurophysiological zinathibitisha kwamba neurons zinaendelea kuzaliwa katika ubongo kukomaa, lakini ikiwa ubongo "hupumzika" na haujifunze mambo mapya, basi hufa haraka.

Neuroscience ya utambuzi- sayansi inayosoma uhusiano kati ya shughuli za ubongo na vipengele vingine mfumo wa neva Na michakato ya kiakili na tabia. Tahadhari maalum sayansi ya neva ya utambuzi inazingatia uchunguzi wa msingi wa neva wa michakato ya mawazo. Saikolojia ya utambuzi ni tawi la saikolojia na sayansi ya neva, inayoingiliana na saikolojia ya utambuzi na saikolojia ya neva.

Saikolojia ya utambuzi inategemea nadharia za sayansi ya utambuzi pamoja na ushahidi kutoka kwa neuropsychology na uundaji wa kompyuta.

Kwa sababu ya asili yake ya taaluma tofauti, sayansi ya fahamu inaweza kuwa na asili tofauti. Kando na taaluma zinazohusiana zilizotajwa hapo juu, sayansi ya fahamu inaweza kuingiliana na taaluma zifuatazo: sayansi ya neva, uhandisi wa viumbe, saikolojia, sayansi ya neva, fizikia, sayansi ya kompyuta, isimu, falsafa na hisabati.

Katika neuroscience ya utambuzi, hutumia mbinu za majaribio psychophysiology, saikolojia ya utambuzi, neuroimaging ya kazi, electrophysiology, psychogenetics. kipengele muhimu Neuroscience ni utafiti wa watu ambao wana matatizo ya akili kutokana na uharibifu wa ubongo.

Uunganisho kati ya muundo wa neurons na uwezo wa utambuzi unathibitishwa na ukweli kama vile kuongezeka kwa idadi na saizi ya sinepsi kwenye ubongo wa panya kama matokeo ya mafunzo yao, kupungua kwa ufanisi wa maambukizi. msukumo wa neva kwenye sinepsi, ambayo huzingatiwa kwa watu walioathiriwa na ugonjwa wa Alzheimer.

Mmoja wa wanafikra wa kwanza aliyesema kwamba kufikiri kunafanyika kwenye ubongo alikuwa Hippocrates. Katika karne ya 19, wanasayansi kama vile Johann Peter Müller walijaribu kusoma muundo wa kazi ubongo katika suala la ujanibishaji wa kazi za kiakili na kitabia katika maeneo ya ubongo.

Kuibuka kwa nidhamu mpya

Kuzaliwa kwa sayansi ya utambuzi

Mnamo Septemba 11, 1956, mkutano mkubwa wa wataalamu wa utambuzi ulifanyika Massachusetts. Taasisi ya Teknolojia. George A. Miller aliwasilisha karatasi yake The Magic Number Seven, Plus au Minus Two, Chomsky na Newell na Simon waliwasilisha matokeo ya kazi yao ya sayansi ya kompyuta. Ulrich Neisser alitoa maoni yake juu ya matokeo ya mkutano huu katika kitabu chake saikolojia ya utambuzi(1967). Neno "saikolojia" lilipungua katika miaka ya 1950 na 1960, na kutoa nafasi kwa neno "sayansi ya utambuzi". Wanatabia kama vile Miller walianza kuzingatia uwakilishi wa lugha badala ya tabia ya jumla. Pendekezo la David Marr la uwakilishi wa ngazi ya juu wa kumbukumbu liliongoza wanasaikolojia wengi kukubali wazo hilo. uwezo wa kiakili, ikiwa ni pamoja na algorithms, zinahitaji usindikaji muhimu katika ubongo.

Kuchanganya sayansi ya neva na sayansi ya utambuzi

Hadi miaka ya 1980, mwingiliano kati ya sayansi ya neva na sayansi ya utambuzi haukuwa wa maana. Neno "sayansi ya akili ya utambuzi" lilianzishwa na George Miller na Michael Gazzaniga "nyuma ya teksi huko New York". Saikolojia ya utambuzi ilitoa msingi wa kinadharia wa sayansi ya utambuzi ulioibuka kati ya 1950 na 1960, kwa mbinu kutoka kwa saikolojia ya majaribio, saikolojia ya neva, na sayansi ya nyuro. Mwishoni mwa karne ya 20, teknolojia mpya zilitengenezwa ambazo leo zinaunda msingi wa mbinu ya sayansi ya akili ya utambuzi, ikiwa ni pamoja na kusisimua magnetic transcranial (1985) na upigaji picha wa resonance magnetic (1991). Mbinu za awali ambazo zilitumika katika sayansi ya fahamu ni pamoja na EEG (human EEG - 1920) na MEG (1968). Mara kwa mara, wanasayansi tambuzi wa neva wametumia mbinu nyingine za kupiga picha za ubongo kama vile PET na SPECT. teknolojia ya baadaye katika sayansi ya nyuro ni kuhariri karibu na taswira ya infrared, ambayo hutumia ufyonzwaji mwanga kukokotoa mabadiliko katika oksidi na deoksihemoglobini katika maeneo ya gamba. Njia nyingine ni pamoja na microneurography, electromyography ya uso, na ufuatiliaji wa macho.

Mbinu na mbinu

Tomografia

Muundo wa ubongo unachunguzwa kwa kutumia tomografia ya kompyuta, imaging resonance magnetic, na angiography. CT scan na angiografia zina azimio la chini la upigaji picha wa ubongo kuliko taswira ya mwangwi wa sumaku.

Utafiti wa shughuli za kanda za ubongo kulingana na uchambuzi wa kimetaboliki hufanya iwezekanavyo kutekeleza tomografia ya positron na imaging ya resonance ya kazi ya magnetic.

• Tomografia ya utoaji wa positron huchanganua kwa kuongezeka kwa glukosi katika maeneo amilifu ya ubongo. Uzito wa matumizi ya aina ya mionzi ya sukari inayosimamiwa inachukuliwa kama kigezo cha shughuli kubwa ya seli za eneo hili la ubongo.
• Picha inayofanya kazi ya mwangwi wa sumaku huchunguza ukubwa wa matumizi ya oksijeni. Oksijeni huwekwa kama matokeo ya kuleta sehemu za atomi ya oksijeni katika uwanja wenye nguvu wa sumaku katika hali isiyo thabiti. Faida ya aina hii ya tomografia ni usahihi mkubwa wa muda ikilinganishwa na tomography ya positron, yaani, uwezo wa kuchunguza mabadiliko ambayo hayadumu zaidi ya sekunde chache.

Electroencephalogram

Electroencephalogram hufanya iwezekane kusoma michakato inayotokea katika ubongo wa mbebaji hai, na kwa hivyo kuchambua shughuli za ubongo kama jibu la vichocheo fulani kwa wakati. faida njia hii ni uwezekano wa kusoma shughuli za ubongo, iliyotolewa wakati halisi. Ubaya wa mbinu hii ya utafiti shughuli za ubongo ni kutokuwa na uwezo wa kufikia usahihi katika azimio la anga - kutokuwa na uwezo wa kuamua hasa ni neuroni au vikundi vya niuroni, au hata sehemu za ubongo, hujibu kwa kichocheo fulani. Ili kufikia usahihi katika azimio la anga, electroencephalogram inajumuishwa na tomography ya positron.

Maeneo ya ubongo na shughuli za akili

ubongo wa mbele

• Cortex inacheza jukumu muhimu katika shughuli za kiakili. Kamba ya ubongo hufanya kazi ya usindikaji wa habari iliyopokelewa kupitia hisia, utekelezaji wa kufikiri, na kazi nyingine za utambuzi. Kanda ya ubongo kiutendaji ina kanda tatu: kanda za hisia, motor na associative. Kazi ya eneo la ushirika ni kuunganisha shughuli za kanda za hisia na motor. Eneo shirikishi huenda linapokea na kuchakata taarifa kutoka eneo la hisi na kuanzisha tabia yenye kumaanisha. Kituo cha Broca na eneo la Wernicke ziko katika maeneo ya ushirika ya gamba. eneo la muungano lobes ya mbele gamba la ubongo linadhaniwa kuwajibika kufikiri kimantiki, hukumu na makisio yaliyotolewa na mtu.

• Lobe ya mbele ya gamba la ubongo- kupanga, udhibiti na utekelezaji wa harakati (eneo la motor ya cortex ya ubongo - gyrus ya mbele), hotuba, mawazo ya kufikirika, hukumu.

• Lobe ya parietali ya cortex ya ubongo kazi za somatosensory. Katika gyrus ya postcentral, njia za afferent za unyeti wa juu na wa kina huisha. Ukuaji wa kazi za gari na hisia za gamba la ubongo liliamua eneo kubwa la maeneo hayo ambayo yanahusiana na sehemu za mwili, muhimu zaidi katika tabia na kupokea habari kutoka kwa mazingira ya nje. Kuchochea kwa umeme kwa gyrus ya postcentral husababisha hisia ya kugusa katika sehemu inayofanana ya mwili.
• Lobe ya Occipital ya cortex ya ubongo - kazi ya kuona. Nyuzi kwa njia ambayo taarifa ya kuona huingia kwenye kamba ya ubongo, iliyoelekezwa kwa ipsilaterally na kinyume chake. (Uchungu wa Macho)
• Lobe ya muda ya kamba ya ubongo ni kazi ya kusikia.

• thelamasi inasambaza habari kutoka kwa hisi, isipokuwa harufu, hadi maeneo fulani ya gamba la ubongo. Nuclei kuu nne za thelamasi zinalingana na aina nne za hisi za habari ambazo viungo hupokea: (kuona, kusikia, tactile, hisia ya usawa na usawa). Viini vya thelamasi hutuma taarifa kwa ajili ya kuchakatwa kwenye maeneo fulani ya gamba la ubongo.
• Hypothalamus huingiliana na mfumo wa limbic na kudhibiti ujuzi wa msingi wa tabia ya mtu binafsi kuhusiana na maisha ya aina: kupigana, kulisha, kuondokana na kutoroka, kutafuta mpenzi.
• mfumo wa limbic kuhusishwa na kumbukumbu, harufu, hisia na motisha. Ukuaji duni wa mfumo wa limbic, kwa mfano, kwa wanyama, unaonyesha udhibiti mkubwa wa tabia. Amygdala ya mfumo wa limbic inahusishwa na athari za uchokozi na hofu. Kuondolewa au uharibifu wa amygdala, kama majaribio yanavyoonyesha, husababisha kutokuwepo kwa hofu na kuongezeka kwa voluptuousness.Septamu ya ubongo inahusishwa na hisia za hofu na hasira.
• Kiboko (sehemu ya ubongo) hucheza jukumu muhimu sana katika michakato inayohusiana na kukariri habari mpya. Ukiukaji wa hippocampus hufanya kuwa haiwezekani kukariri habari mpya, ingawa habari ambayo imejifunza bado inabaki kwenye kumbukumbu, na mtu anaweza kuifanyia kazi. Ugonjwa wa Korsakov, unaohusishwa na utendaji mbaya wa kumbukumbu, kwa sababu ya kutofanya kazi kwa hippocampus. Kazi nyingine ya hippocampus ni kuamua mpangilio wa anga wa vitu, eneo lao linalohusiana na kila mmoja. Kulingana na dhana moja, hippocampus huunda mpango au ramani ya nafasi ambayo mwili unapaswa kuabiri.
• Viini vya msingi kufanya kazi za magari.

ubongo wa kati

Ubongo wa kati una jukumu muhimu katika tabia ya spishi zisizo za Kisauri za viumbe vya wanyama. Walakini, katika mamalia ubongo wa kati hutekeleza vipengele muhimu udhibiti wa harakati za macho, uratibu.

• Mfumo wa uanzishaji wa reticular (malezi ya reticular), hatua ambayo pia iko kwenye telencephalon, ni mfumo wa neurons ambao una jukumu muhimu katika michakato ya fahamu. Uundaji wa reticular unawajibika kwa michakato ya kuamka / kulala usingizi, kuchuja vichocheo vya sekondari vinavyoingia kwenye ubongo. Pamoja na thalamus, malezi ya reticular inahakikisha ufahamu wa mtu binafsi wa kuwepo kwake mwenyewe, kutengwa na uchochezi wa nje.
• Jambo kuu la kijivu la ubongo (periaqueductal kijivu jambo kwenye ubongo), iliyoko kwenye shina la ubongo na maporomoko ya maji yanayozunguka Sylvian ya ubongo wa kati, yanayohusishwa na tabia ya kubadilika ya mtu binafsi.

Ubongo wa nyuma

KATIKA medula oblongata mishipa upande wa kulia ya mwili kuunganishwa na hekta ya kushoto, na mishipa ya upande wa kushoto wa mwili kuungana na hekta ya haki. Baadhi ya habari zinazopitishwa na neva ni za upande mmoja.

Neurotransmitters na shughuli za akili

Neurotransmitters inayohusika na mwingiliano wa neurons katika mfumo wa neva.

• Acetylcholine - neurotransmitter hii inapaswa kuhusika katika michakato ya kumbukumbu, kwani viwango vya juu kupatikana katika hippocampus
• Dopamine - inayohusishwa na udhibiti wa harakati, tahadhari na kujifunza.
• Adrenaline - huathiri hisia ya tahadhari.
• Serotonin - inayohusishwa na udhibiti wa kuamka, kulala usingizi, hisia.
• Asidi ya Gamma-aminobutyric - huathiri taratibu za kujifunza na kumbukumbu

Uwezo wa utambuzi

Tahadhari

Nadharia ya Ujumuishaji wa Kipengele Inaeleza Michakato ya Awali mtazamo wa kuona umakini umepata msingi wa kinyurolojia katika masomo ya David Hubel na Thorsten Wiesel. Wanasayansi wamegundua msingi wa neva wa utaratibu wa utafutaji wa kuona. Neurons ya cortex ya ubongo kwa njia mbalimbali iliguswa na msukumo wa kuona unaohusishwa na mwelekeo fulani wa anga (wima, mlalo, unaoelekezwa kwa pembe). Uchunguzi zaidi wa wanasayansi kadhaa umeonyesha kuwa hatua tofauti za mtazamo wa kuona zinahusishwa na shughuli tofauti za niuroni kwenye gamba la ubongo. Shughuli moja inalingana hatua za mwanzo usindikaji wa ishara za kichocheo cha kuona na kichocheo, shughuli nyingine inalingana na hatua za mwisho za mtazamo, zinazojulikana na tahadhari ya kuzingatia, awali na ushirikiano wa ishara.

Pia mada ya sayansi ya akili ya utambuzi ni:

• Elimu
• Kumbukumbu
• Mirror ya kioo
• Fahamu
• Kufanya maamuzi
• Uhasi usiolingana

Mitindo ya hivi punde

Moja ya muhimu zaidi mwenendo wa sasa katika sayansi ya neva ya utambuzi kwa kuwa uwanja wa utafiti unapanuka hatua kwa hatua kutoka kwa eneo la ubongo hadi kufanya kazi maalum katika ubongo wa watu wazima kwa kutumia teknolojia moja, tafiti hutofautiana katika maelekezo tofauti kama vile ufuatiliaji Usingizi wa REM, mashine yenye uwezo wa kuhisi shughuli za umeme za ubongo wakati wa usingizi.

Misingi ya michakato ya mawazo. Saikolojia ya utambuzi ni tawi la saikolojia na sayansi ya neva, inayoingiliana na saikolojia ya utambuzi na saikolojia ya neva.

Saikolojia ya utambuzi inategemea nadharia za sayansi ya utambuzi pamoja na ushahidi kutoka kwa saikolojia ya neva na uigaji wa kompyuta.

Kwa sababu ya asili yake ya taaluma tofauti, sayansi ya fahamu inaweza kuwa na asili tofauti. Kando na taaluma zinazohusiana zilizotajwa hapo juu, sayansi ya fahamu inaweza kuingiliana na taaluma zifuatazo: sayansi ya neva, uhandisi wa viumbe, saikolojia, sayansi ya neva, fizikia, sayansi ya kompyuta, isimu, falsafa na hisabati.

Katika neuroscience ya utambuzi, mbinu za majaribio ya psychophysiology, saikolojia ya utambuzi, neuroimaging ya kazi, electrophysiology, psychogenetics hutumiwa. Kipengele muhimu cha sayansi ya akili ya utambuzi ni uchunguzi wa watu wenye matatizo ya akili kutokana na uharibifu wa ubongo.

Uunganisho kati ya muundo wa neurons na uwezo wa utambuzi unathibitishwa na ukweli kama vile kuongezeka kwa idadi na saizi ya sinepsi kwenye ubongo wa panya kama matokeo ya mafunzo yao, kupungua kwa ufanisi wa usambazaji wa msukumo wa ujasiri kupitia sinepsi. , kuzingatiwa kwa watu walioathiriwa na ugonjwa wa Alzheimer.

Mmoja wa wanafikra wa kwanza aliyesema kwamba kufikiri kunafanyika kwenye ubongo alikuwa Hippocrates. Katika karne ya 19, wanasayansi kama vile Johann Peter Müller walifanya majaribio ya kusoma muundo wa utendaji wa ubongo katika suala la ujanibishaji wa kazi za kiakili na kitabia katika maeneo ya ubongo.

1. Kuibuka kwa nidhamu mpya

1.1. Kuzaliwa kwa sayansi ya utambuzi

Mnamo Septemba 11, 1956, mkutano mkubwa wa wanatambuzi ulifanyika huko. George A. Miller aliwasilisha kazi yake "The Magic Number Seven, Plus au Minus Two", Noam Chomsky na Newell na Simon waliwasilisha matokeo ya kazi yao na sayansi ya kompyuta. Ulrich Neisser alitoa maoni yake juu ya matokeo ya mkutano huu katika kitabu chake saikolojia ya utambuzi(1967). Neno saikolojia? inapungua katika miaka ya 1950 na 1960, na kutoa nafasi kwa neno "sayansi ya utambuzi". Wanatabia, kama vile Miller, walianza kuzingatia uwakilishi wa hotuba badala ya tabia ya jumla. Pendekezo la David Marr la uwakilishi wa kihierarkia wa kumbukumbu liliwafanya wanasaikolojia wengi kukubali wazo kwamba uwezo wa kiakili, pamoja na algorithms, unahitaji usindikaji muhimu katika ubongo.

1.2. Kuchanganya sayansi ya neva na sayansi ya utambuzi

Hadi miaka ya 1980, mwingiliano kati ya sayansi ya neva na sayansi ya utambuzi haukuwa wa maana. Neno "sayansi ya akili ya utambuzi" lilianzishwa na George Miller na Michael Gazzaniga "nyuma ya teksi huko New York". Saikolojia ya utambuzi ilitoa msingi wa kinadharia wa sayansi ya utambuzi ulioibuka kati ya 1950 na 1960, kwa mbinu kutoka kwa saikolojia ya majaribio, saikolojia ya neva, na sayansi ya nyuro. Mwishoni mwa karne ya 20, teknolojia mpya zilitengenezwa ambazo leo zinaunda msingi wa mbinu ya sayansi ya akili ya utambuzi, ikiwa ni pamoja na kusisimua magnetic transcranial (1985) na upigaji picha wa resonance magnetic (1991). Mbinu za awali zilizotumiwa katika sayansi ya fahamu ni pamoja na EEG (human EEG - 1920) na MEG (1968). Mara kwa mara, wanasayansi tambuzi wa neva wametumia mbinu nyingine za kupiga picha za ubongo kama vile PET na SPECT. Teknolojia ya siku za usoni katika sayansi ya nyuro ni uhariri wa karibu wa infrared, ambao hutumia ufyonzwaji wa mwanga kukokotoa mabadiliko katika oksi- na deoksimoglobini katika maeneo ya gamba. Njia nyingine ni pamoja na microneurography, electromyography ya uso, na ufuatiliaji wa macho.

2. Mbinu na mbinu

2.1. Tomografia

Muundo wa ubongo unasoma kwa kutumia tomography ya kompyuta, imaging resonance magnetic, angiography. Tomografia iliyokokotwa na angiografia zina azimio la chini la taswira ya ubongo kuliko taswira ya mwangwi wa sumaku.

Utafiti wa shughuli za kanda za ubongo kulingana na uchambuzi wa kimetaboliki hufanya iwezekanavyo kutekeleza tomografia ya positron na imaging ya resonance ya kazi ya magnetic.

2.2. Electroencephalogram

3. Maeneo ya ubongo na shughuli za akili

3.1. ubongo wa mbele

• Lobe ya mbele ya gamba la ubongo- kupanga, udhibiti na utekelezaji wa harakati (eneo la motor ya cortex ya ubongo - gyrus ya mbele), hotuba, mawazo ya kufikirika, hukumu.

Pia mada ya sayansi ya akili ya utambuzi ni:

6. Mitindo ya hivi karibuni

Mojawapo ya mielekeo muhimu zaidi ya sasa ya sayansi ya akili ya utambuzi ni kwamba uwanja wa utafiti unapanuka polepole: kutoka kwa ujanibishaji wa eneo la ubongo hadi kufanya kazi maalum katika ubongo wa watu wazima kwa kutumia teknolojia moja, tafiti hutofautiana katika mwelekeo tofauti, kama vile ufuatiliaji wa usingizi wa REM, mashine yenye uwezo wa kutambua shughuli za umeme za ubongo wakati wa usingizi.

Ikiwa wanasayansi wataweza "kufungua ubongo," je, itasaidia kuponya magonjwa yote, kudhibiti hisia, kudhibiti kumbukumbu, na kutoa mawazo kama kompyuta? Mwanasayansi wa neva Ed Boyden aliambia The Huffington Post ni matarajio gani yanafungua uchunguzi wa ubongo, kile ambacho mtu anaweza kufikia ikiwa anajifunza kudhibiti neurons, na kwa nini miradi iliyoshindwa inapaswa kupewa nafasi ya pili au hata ya tatu. Nadharia na Vitendo huchapisha tafsiri ya mahojiano.

"Toa maoni mapya kila wakati. Usisome bila kufikiria. Toa maoni, tengeneza, tafakari na fupisha, hata ukisoma utangulizi. Kwa hivyo utajitahidi kila wakati kuelewa kiini cha mambo, ambayo ni muhimu kwa ubunifu.

Ed Boyden aliwahi kuandika insha fupi ya jinsi ya Kufikiri, na aya iliyo hapo juu ikawa sheria yake # 1. ilimshindia Tuzo ya Ubongo ya kifahari kwa kusaidia kufikia "pengine mafanikio muhimu zaidi ya kiufundi katika miaka 40 iliyopita," kulingana na. kwa mwenyekiti wa jury.

Hii ilikuwa karibu miaka kumi iliyopita. Mfumo wake wa kuzalisha mawazo unaonekana kukidhi matarajio. Boyden alishinda Tuzo ya Mafanikio ya $ 3 milioni mwaka jana, na yeye na wenzake waligundua mbinu mpya kutazama mzunguko mdogo sana wa umeme kwenye ubongo. Hii ilifanya iwezekane kupata zingine zaidi.

- Mara nyingi unasema kwamba lengo lako ni "kufungua ubongo". Una nia gani?

Nadhani maana ya kifungu hiki itabadilika kadiri maarifa mapya yanavyopatikana, lakini sasa "kufunua ubongo" kwangu inamaanisha kuwa, kwanza, tunaweza kuiga (uwezekano mkubwa wa kutumia kompyuta) michakato ambayo itazalisha kitu kama mawazo na hisia, na. pili, kwamba tunaweza kuelewa jinsi ya kutibu matatizo ya ubongo, kama vile ugonjwa wa Alzeima au kifafa. Haya ndio magoli mawili yanayonifanya niendelee mbele. Moja inazingatia kuelewa asili ya mwanadamu, nyingine ni ya matibabu zaidi.

Unaweza kunipinga kwa kubainisha kuwa kuna swali la tatu: fahamu ni nini? Kwa nini tuna kumbukumbu wakati chupa, kalamu na meza, kama tunavyojua, sivyo? Ninaogopa hatuna ufafanuzi kamili ufahamu, hivyo ni vigumu kukabiliana na suala hili. Hatuna "consciousness gauge" kuashiria jinsi kitu kinavyofahamu. Nadhani siku moja tutafikia hilo, lakini kwa muda wa kati, ningependa kuzingatia masuala mawili ya kwanza.

Kwa nini tunajua mengi kuhusu ulimwengu? Ni ajabu sana kwamba tunaweza kuelewa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote au mechanics ya quantum»

- Uliposhinda Tuzo la Mafanikio katika 2016, ulizungumzia juhudi zinazoendelea za utafiti wa ubongo: “Tukifaulu, basi tutaweza kujibu maswali kama vile “Mimi ni nani? utu wangu ni nini? Je, ninahitaji kufanya nini? Kwa nini niko hapa?". Utafiti unawezaje kutusaidia kujibu swali "Mimi ni nani?"

Nitatoa mfano. Mgogoro wa kiuchumi ulipotokea mwaka wa 2008, nilizungumza na watu wengi kuhusu kwa nini watu wanafanya jinsi wanavyofanya. Kwa nini masuluhisho yetu mengi yanashindwa? ufumbuzi bora ambayo tunaweza kukubali?

Bila shaka, kuna uwanja mzima wa sayansi - uchumi wa tabia, ambayo inajaribu kuelezea matendo yetu juu ya kiwango cha kisaikolojia na utambuzi. Kwa mfano, ukimuuliza mtu maswali mengi kisha akapita bakuli la peremende, labda atachukua machache kwa sababu amechoshwa na majibu na hawezi kupinga.

Uchumi wa kitabia unaweza kueleza baadhi ya mambo, lakini hauwezi kueleza taratibu zinazochangia kufanya maamuzi, na hata kidogo zaidi, baadhi ya mambo ambayo hatuna uwezo nayo hata kidogo. Kumbuka kwamba tunapofahamu jambo fulani, mara nyingi huwa ni matokeo ya michakato isiyo na fahamu iliyotokea kabla yake. Kwa hivyo ikiwa tungeweza kuelewa jinsi seli za ubongo zimepangwa katika mzunguko (kivitendo mzunguko wa kompyuta, ikiwa ungependa) na kuona jinsi habari inapita kupitia mitandao hii na mabadiliko, tungekuwa na wazo wazi zaidi la kwa nini ubongo wetu hupokea ufumbuzi fulani. . Ikiwa tutazingatia hili, labda tunaweza kushinda baadhi ya mapungufu na angalau kuelewa kwa nini tunafanya kile tunachofanya.

Unaweza kufikiria kwamba katika siku zijazo za mbali sana (pengine miongo mingi) tutaweza kuuliza maswali magumu kuhusu kwa nini tunahisi kuhusu mambo fulani jinsi tunavyofanya, au kwa nini tunajifikiria kwa njia fulani, maswali ambayo katika uwanja wa mtazamo wa saikolojia na falsafa, lakini ambayo ni vigumu kujibu kwa msaada wa sheria za fizikia.

- Sawa, nitaendelea katika mwelekeo huo huo. Jinsi utafiti wa ubongo unaweza kusaidia kujibu swali "Kwa nini niko hapa?"

Mojawapo ya sababu iliyonifanya nibadilike kutoka kwa fizikia hadi kusoma ubongo ilikuwa swali "Kwa nini tunajua mengi kuhusu ulimwengu?". Inashangaza kwamba tunaweza kuelewa sheria ya uvutano wa ulimwengu wote, au kwamba tunaelewa mechanics ya quantum - kwa angalau, hadi kutengeneza kompyuta. Inashangaza kwamba ulimwengu unaeleweka kwa njia fulani.

Na nikajiuliza: ikiwa ubongo wetu unaelewa sehemu fulani, lakini hauelewi kila kitu kingine, na kila kitu ambacho kinaelewa kinapatikana kwa shukrani kwa sheria za fizikia, ambayo kazi ya ubongo wetu pia inategemea, basi kitu kama mduara mbaya zinageuka, sawa? Na ninajaribu kujua jinsi ya kuivunja? Jinsi ya kufanya ulimwengu kueleweka? Wacha tuseme kuna kitu kuhusu ulimwengu ambacho hatuelewi, lakini ikiwa tunajua jinsi akili ya mwanadamu inavyofanya kazi na ni uwezo gani wa kiakili ambao hatuna, labda tunaweza kuunda akili ya bandia ili kusaidia kuongeza uwezo wetu wa kufikiri. Wakati fulani mimi huita dhana hii "kichakata-shirikishi cha ubongo" - kitu ambacho hufanya kazi na ubongo na kupanua uelewa wetu.

- Optogenetics sasa inatumiwa kuchunguza ubongo katika maabara duniani kote. Je, ni maeneo gani ya kuvutia na ya kuahidi yanayohusiana nayo ambayo unayatenga?

Watafiti wengine hufanya kazi ngumu zaidi hatua ya kifalsafa tazama majaribio. Kwa mfano, kikundi cha wanasayansi katika Taasisi ya Teknolojia ya California iligundua kundi dogo la seli zilizo ndani kabisa ya ubongo. Ikiwa utawawezesha kwa mwanga, kwa mfano, katika panya (wengi hufanya kazi nao), basi wanyama watakuwa mkali, hata wakatili. Watashambulia kiumbe au kitu chochote kwa ukaribu, hata vitu vya nasibu kama glavu. Hili ni jambo la kufurahisha sana, kwa sababu sasa unaweza kuuliza maswali kama vile “Ni nini hutokea unapowasha seli hizi? Inatuma amri ya gari kwa misuli? Kwa maneno mengine, je, panya huenda kushambulia? Au ni amri ya kugusa? Hiyo ni, panya inaogopa na inashambulia kwa kujilinda? Unaweza kuuliza kweli maswali muhimu kuhusu umuhimu wa jaribio, wakati sehemu ya ubongo husababisha vile mmenyuko tata kama uchokozi au ukatili.

Kuna idadi ya watafiti ambao wanafanya kazi ya kuwezesha au kunyamazisha shughuli ya neva katika sehemu mbalimbali ubongo kwa madhumuni ya matibabu. Kwa mfano, kikundi cha wanasayansi ambao walionyesha katika panya wanaosumbuliwa na kifafa kwamba inawezekana "kuzima" kukamata kwa kutenda kwenye seli fulani. Kuna makundi mengine ambayo yamechunguza panya na ugonjwa wa Parkinson na wameweza kuwaondoa wanyama wa dalili za ugonjwa huo.

Wanasayansi hugundua mambo mengi ya kuvutia katika sayansi ya kimsingi. Mwenzangu wa MIT Suzumi Tonegawa na timu yake ya watafiti walifanya jambo la busara sana: "walipanga" panya ili neurons ambazo zinawajibika kwa kumbukumbu ziwashwe na mwanga. Waligundua kwamba ikiwa niuroni hizi zingewashwa tena kwa mpigo mwepesi, panya ingefanya kazi kana kwamba inarejesha kumbukumbu fulani. Kwa hivyo, inawezekana kuamua vikundi vya seli zinazosababisha kumbukumbu kuibuka kwenye kumbukumbu. Tangu wakati huo, watafiti wamekuwa wakifanya majaribio ya kila aina - kwa mfano, wanaweza kuamsha kumbukumbu ya furaha na kufanya panya kujisikia vizuri hata ikiwa ni mgonjwa. Na orodha inaendelea na kuendelea.

"Juhudi zetu nyingi hufanikiwa kikamilifu kwenye jaribio la pili au la tatu."

- Je, una mawazo yoyote mapya kuhusu jinsi ya kufanya maisha kuwa bora zaidi?

Niligundua kuwa ikiwa nataka sana teknolojia za ubongo zitumike ulimwenguni kote, basi lazima nichangie kama mfanyabiashara, yaani, kuanzisha biashara na kusaidia uvumbuzi huu kwenda zaidi ya masomo. Maabara yangu imeshirikiana na makampuni mbalimbali hapo awali, lakini mwaka huu mimi mwenyewe nimehusika katika uzinduzi wa tatu. Natumai tunaweza kujua jinsi teknolojia hizi zinaweza kusaidia watu. Niligundua kuwa sitaki kuchapisha tu kazi ya kisayansi; Nataka teknolojia hizi zitumike katika maisha halisi.

- Moja ya makampuni haya ni katika teknolojia ya kukuza ubongo, sivyo?

Hasa. Tulianzisha kampuni ndogo inayoitwa Teknolojia ya Upanuzi, lengo lake ni kuelimisha ulimwengu kuhusu nadharia hizi za upanuzi. Kwa kweli, watu wanaweza kusoma kwa uhuru machapisho yetu juu ya mada hii, lakini ikiwa tunaweza kuleta maoni yetu kwa watu wengi, basi kisayansi na matatizo ya kiafya itakuwa rahisi sana kuamua.

Lazima niseme mara moja kwamba data zote za utafiti zinaweza kupatikana mtandaoni, tunashiriki habari zote kwa uwazi. Tumetoa mafunzo pengine zaidi ya vikundi mia moja vya watafiti. Ikiwa inataka, kila mtu anaweza kufanya uchunguzi wa microscopic sawa. Lakini tofauti na optogenetics, ambapo unaweza daima kurejea kwa baadhi shirika lisilo la faida Ili kupata DNA bila malipo au kwa pesa, tafiti hizi zinahitaji kemikali, kwa hivyo kampuni inayotengeneza vifaa vya vitendanishi vinavyohitajika kupatikana kwa mtu yeyote huokoa wakati.

Jibu la swali la nini masomo ya neuroscience ni fupi. Neurobiolojia ni tawi la biolojia na sayansi ambalo husoma muundo, kazi na fiziolojia ya ubongo. Jina lenyewe la sayansi hii linasema kwamba vitu kuu vya kusoma ni seli za ujasiri - neurons zinazounda mfumo mzima wa neva.

• Ubongo umetengenezwa na nini zaidi ya neurons?
• Historia ya maendeleo ya neuroscience
• Mbinu za utafiti wa Neurobiological

Ubongo umetengenezwa na nini zaidi ya neurons?

Katika muundo wa mfumo wa neva, pamoja na neurons wenyewe, glia mbalimbali za seli pia hushiriki, ambayo huchangia. wengi wa kiasi cha ubongo na sehemu nyingine za mfumo wa neva. Glia imeundwa kutumikia na kuingiliana kwa karibu na neurons, kuwapa utendaji kazi wa kawaida na uhai. Ndiyo maana sayansi ya kisasa ya neva ya ubongo pia husoma neuroglia, na kazi zao mbalimbali katika kusambaza nyuroni.

Historia ya maendeleo ya neuroscience

Historia ya kisasa ya maendeleo ya neurobiolojia kama sayansi ilianza na mlolongo wa uvumbuzi mwanzoni mwa karne ya 19 na 20:

1. Wawakilishi na wafuasi wa J.-P. Müller wa shule ya Ujerumani ya fiziolojia (G. von Helmholtz, K. Ludwig, L. Hermann, E. Dubois-Reymond, J. Bernstein, K. Bernard, nk) waliweza kuthibitisha asili ya umeme ya kupitishwa nyuzi za neva ishara.
2. Yu. Bernshtein mwaka wa 1902 alipendekeza nadharia ya utando inayoelezea msisimko wa tishu za neva, ambapo jukumu la maamuzi lilitolewa kwa ioni za potasiamu.
3. E. Overton wake wa kisasa katika mwaka huo huo aligundua kuwa sodiamu ni muhimu kwa ajili ya kizazi cha msisimko katika ujasiri. Lakini watu wa wakati huo hawakuthamini kazi za Overton.
4. K. Bernard na E. Dubois-Reymond walipendekeza kwamba ishara za ubongo hupitishwa kupitia kemikali.
5. Mwanasayansi wa Urusi V.Yu. Pia alithibitisha hilo kwa majaribio umeme ina athari ya mwili na kemikali inakera.
6. Katika asili ya electroencephalography ilikuwa V.V. Pravdich-Neminsky, ambaye mwaka wa 1913 aliweza kurekodi kwa mara ya kwanza kutoka kwenye uso wa fuvu la mbwa shughuli za umeme za ubongo wake. Na rekodi ya kwanza ya electroencephalogram ya binadamu ilifanywa mwaka wa 1928 na daktari wa akili wa Austria G. Berger.
7. Katika masomo ya E. Huxley, A. Hodgkin na K. Cole, taratibu za msisimko wa neurons katika ngazi ya seli na molekuli zilifunuliwa. Ya kwanza mnamo 1939 iliweza kupima jinsi msisimko wa utando wa akzoni kubwa za ngisi hubadilisha upitishaji wake wa ioni.
8. Katika miaka ya 60 katika Taasisi ya Fiziolojia ya Chuo cha Sayansi cha SSR ya Kiukreni chini ya uongozi wa ac. P. Kostyuk walikuwa wa kwanza kusajili mikondo ya ioni wakati wa msisimko wa utando wa niuroni za wanyama wenye uti wa mgongo na wasio na uti wa mgongo.

Kisha historia ya maendeleo ya neurobiolojia ilijazwa tena na ugunduzi wa vipengele vingi vinavyohusika katika mchakato wa kuashiria ndani ya seli:

• phosphatase;
• kinasi;
• enzymes zinazohusika katika awali ya wajumbe wa pili;
• protini nyingi za G na wengine.

Katika kazi ya E. Neer na B. Sakman, tafiti za njia za ioni moja katika nyuzi za misuli ya chura, ambazo ziliamilishwa na asetilikolini, zilielezwa. Maendeleo zaidi njia za utafiti zilifanya iwezekane kusoma shughuli za chaneli mbalimbali za ioni zinazopatikana ndani utando wa seli. Katika miaka 20 iliyopita, mbinu za baiolojia ya molekuli zimeletwa sana katika misingi ya neurobiolojia, ambayo ilifanya iwezekane kuelewa. muundo wa kemikali protini mbalimbali zinazohusika katika michakato ya kuashiria intracellular na intercellular. Kwa msaada wa elektroni na microscopy ya macho ya juu, pamoja na teknolojia za laser ikawa inawezekana kujifunza misingi ya physiolojia ya seli za ujasiri na organelles katika macro- na microlevels.

Video kuhusu neuroscience - sayansi ya ubongo:

Mbinu za utafiti wa Neurobiological

Mbinu za utafiti wa kinadharia katika neurobiolojia ya ubongo wa binadamu kwa kiasi kikubwa inategemea utafiti wa mfumo mkuu wa neva wa wanyama. ubongo wa binadamu ni zao la mageuzi ya jumla ya muda mrefu ya maisha kwenye sayari, ambayo yalianza katika kipindi cha Archean na inaendelea hadi leo. Asili imepitia anuwai nyingi za mfumo mkuu wa neva na vitu vyake vya msingi. Kwa hivyo, ilibainika kuwa neurons zilizo na michakato na michakato inayotokea ndani yao kwa wanadamu ilibaki sawa na katika wanyama wa zamani zaidi (samaki, arthropods, reptilia, amphibians, nk).

Katika maendeleo ya neuroscience miaka ya hivi karibuni Kwa kuongezeka, vipande vya ubongo vya ndani vinatumiwa nguruwe za Guinea na panya waliozaliwa. Mara nyingi hutumiwa tishu za neva kulimwa kiholela.

Wanaweza kuonyesha nini mbinu za kisasa sayansi ya neva? Kwanza kabisa, hizi ni taratibu za uendeshaji wa neurons binafsi na taratibu zao. Kusajili shughuli za bioelectrical ya taratibu au neurons wenyewe, hutumiwa mbinu maalum teknolojia ya microelectrode. Ni, kulingana na kazi na masomo ya utafiti, inaweza kuonekana tofauti.

Aina mbili za microelectrodes hutumiwa mara nyingi: kioo na chuma. Kwa mwisho, waya wa tungsten yenye unene wa 0.3 hadi 1 mm mara nyingi huchukuliwa. Ili kurekodi shughuli ya neuron moja, microelectrode huingizwa kwenye manipulator yenye uwezo wa kuihamisha kwa usahihi sana katika ubongo wa mnyama. Kidanganyifu kinaweza kufanya kazi tofauti au kushikamana na fuvu la kitu, kulingana na kazi zinazotatuliwa. Katika kesi ya mwisho, kifaa lazima kiwe miniature, ndiyo sababu inaitwa micromanipulator.

Shughuli iliyorekodiwa ya bioelectrical inategemea radius ya ncha ya microelectrode. Ikiwa kipenyo hiki hakizidi microns 5, basi inawezekana kusajili uwezo wa neuroni moja ikiwa, katika kesi hii, ncha ya electrode inakaribia kujifunza. kiini cha neva kuhusu 100 microns. Ikiwa ncha ya microelectrode ina kipenyo mara mbili, basi shughuli ya wakati huo huo ya makumi au hata mamia ya neurons imeandikwa. Pia imeenea ni microelectrodes iliyofanywa kwa capillaries ya kioo, kipenyo ambacho kinatoka 1 hadi 3 mm.

Ni mambo gani ya kuvutia unayojua kuhusu sayansi ya neva? Una maoni gani kuhusu sayansi hii? Tuambie kuhusu hilo katika maoni.