Neurobiologe Ilya Martynov - über die wichtigsten Geheimnisse des Gehirns.
Es gibt viele Experimente, die zeigen, dass beim Betrachten / Lesen / Nachdenken über ein Objekt und in direktem Kontakt mit ihm dieselben Teile des Gehirns funktionieren. Zum Beispiel aktiviert das Lesen des Wortes "Kaffee" den Riechkortex. Warum passiert dies?
Laut Pawlow hat uns die Natur die Möglichkeit gegeben, ein zweites Signalsystem zu entwickeln. Es heißt Sprache. Um über etwas nachzudenken, müssen Sie es im Allgemeinen zuerst benennen, ein Wort finden / aufgreifen. Um einen Gedanken zu formulieren, müssen Sie Wörter kombinieren.
Unser Gehirn ist in eine Vielzahl von Funktionsbereichen unterteilt, die jedoch alle als ein einziges System funktionieren. Wir haben primäre Bereiche des Kortex, die nur eine Art von Information wahrnehmen, zum Beispiel ein visuelles Bild. Es gibt sekundäre und tertiäre Bereiche, die Reize verallgemeinern. Tertiäre Regionen werden auch als assoziativ bezeichnet - Signale von primären und sekundären Regionen werden in ihnen gemischt (Assoziation).
Ilya Martynov.
Da Eltern in ihrer Kindheit Informationen mit Worten verschlüsselt haben, haben wir gelernt, das Bild mit ihnen zu vergleichen. Zum Beispiel zeigen sie uns ein Spielzeug und nennen es („das ist ein Auto“). In den okzipitalen Regionen des Kortex (Wahrnehmung des Sehens) werden Zellen aktiviert, um das Bild des Spielzeugs zu erkennen. In den zeitlichen Bereichen des Kortex (Hörwahrnehmung) gibt es Zellen, die auf einen Schallreiz reagieren (in unserem Fall der Name eines Spielzeugs). In den assoziativen Bereichen werden verschiedene Parameter des Stimulus verglichen, und so erhalten wir ein allgemeines Bild der Maschine, das einem bestimmten Erscheinungsbild, taktilen Empfindungen, dem Wort "Maschine", ihrem Klang usw. entspricht. In diesem Fall wird sogar ein "Sprach" -Neuron gebildet.
Es stellt sich heraus, dass das Gehirn Lebenserfahrungen durch Assoziationen aufzeichnet?
Tatsächlich lernt das Gehirn nach der Art der komplex konditionierten Reflexkomplexe. Karotten sind orange. Hase - mit zwei Ohren. Je mehr Wiederholungen damit verbunden sind, desto stärker bildet sich das Netzwerk verbundener Zellen im Gehirn. Das heißt, je öfter deine Mutter dir sagte: "Schau, das ist eine Karotte, sie ist orange", desto stärker setzte sie sich auf der Ebene der synaptischen Verbindungen im Gehirn ab. Interessanterweise "löt" jede Erfahrung in gewisser Weise unsere Verbindungen im Gehirn. Das Gehirn ist sehr plastisch und passt sich wie weicher Ton der Umgebung an (und hinterlässt seine Spuren auf sich selbst). Selbst wenn Sie diesen Text lesen, bauen Sie die Verbindungen zwischen Gehirnzellen wieder auf.
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Warum riechen wir eigentlich keinen Kaffee, wenn wir das Wort "Kaffee" sehen?
Assoziative Regionen sammeln Informationen aus verschiedenen Teilen des Gehirns. Deshalb ist das Zeichnen einer Tasse Kaffee oder das Wort "Kaffee" selbst mit einem bestimmten Aroma verbunden. Sie riechen den Geruch nicht wirklich, aber das Sprachneuron (für das Wort "Kaffee") zieht automatisch Informationen aus dem Geruchssystem. Dies ist ein extrem vereinfachtes Diagramm, aber es funktioniert ungefähr so.
Wie unterscheidet das Gehirn dann zwischen echten und imaginären Kaffeegerüchen?
Bisher besteht kein Konsens über den physiologischen Mechanismus. Es wird angenommen, dass das Signal unterdrückt wird, weil die sensorischen Systeme nicht stimuliert werden. Das Gehirn sieht den chemischen Reiz an den Geruchsrezeptoren nicht und empfängt kein Signal von ihnen. Assoziative Neuronen extrahieren einfach Informationen aus dem Gedächtnis. Dies ermöglicht es uns, das Gehirn nicht in ein komplettes Chaos zu verwandeln.
Aber im Traum oder bei Halluzinationen ist die Hemmung der sensorischen Systeme ausgeschaltet, sodass wir sehen, hören und fühlen, was nicht ist.
Was passiert im Gehirn einer Person, die halluziniert?
In der Psychiatrie werden Halluzinationen in wahre und Pseudohalluzinationen unterteilt. Wahre Bilder sind, wenn Bilder von einer Person außerhalb projiziert werden und sich für eine Person nicht von realen Objekten oder Reizen unterscheiden. In der Tat sind solche Halluzinationen ein Wahrnehmungsfehler mit den Sinnen. Mit Hilfe von Geräten können wir beheben, dass eine Person etwas wirklich hört, sieht oder riecht, das in der Realität nicht existiert.
Pseudo-Halluzinationen "sehen" Bilder von nicht existierenden Objekten im Bewusstsein, etwas, das im Kopf einer Person zu leben scheint. Wird häufig bei Menschen mit Schizophrenie gefunden, wenn die Natur bewusster Aktivität verzerrt ist. Eine Person nimmt Signale nicht mit ihren Augen oder Ohren wahr, sondern mit einer Art „Innenauge“, „Innenohr“. Er könnte denken, dass er durch eine Mauer sieht oder mit Superkräften ausgestattet ist (was ihm realistisch erscheint), dass er Stimmen von Venus oder dem Mond „hört“.
Aus Scan-Studien wissen wir, dass, wenn eine gesunde Person Wörter spricht, die für das Hören verantwortlichen Teile der Großhirnrinde unterdrückt werden. Dies ist bei Patienten mit Schizophrenie nicht der Fall. Sie nehmen fälschlicherweise ihre eigene innere Sprache als die Sprache eines anderen wahr.
Während Halluzinationen werden die Bereiche des Kortex, die an der Bildung der inneren Sprache beteiligt sind, vor den Bereichen aktiviert, die mit dem Bewusstsein für verbales Material verbunden sind. Das heißt, etwas im Inneren sagt oder schreit, und der Patient merkt, dass etwas erst nach einiger Verzögerung geklungen hat.
Wie treten Halluzinationen bei Menschen auf, die nicht schizophren sind?
Halluzinationen treten aus verschiedenen Gründen auf - mit schwerer Müdigkeit, Vergiftung, mit pathologischen Prozessen in den Strukturen des Gehirns, oft während der Einnahme von psychotropen Substanzen. Die Mechanismen ihres Auftretens sind immer unterschiedlich und viele von ihnen sind noch nicht vollständig verstanden. Halluzinationen können aus biochemischer Sicht (auf molekularer Ebene) und neurophysiologisch (auf Ebene der Gehirnstrukturen) betrachtet werden.
Nehmen Sie das Beispiel der Wirkung psychoaktiver Substanzen auf das Gehirn. Unser Körper verfügt über ein ausgedehntes Serotoninsystem, das in verschiedenen Teilen des Gehirns vertreten ist. Dies ist eine Gruppe von Zellen, die Serotonin verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Serotonin-Neuronen spielen eine wichtige Rolle bei der Stimmungsregulation. Wenn die Synthese einer Substanz gestört ist, kann eine Person unter Depressionen leiden. Normalerweise wird Serotonin im Lumen zwischen den Prozessen der Nervenzellen produziert, für die es spezielle Rezeptoren auf der Zellmembran gibt. Wenn Serotoninmoleküle die Rezeptoren "berühren", tritt ein Nervenimpuls auf und das Signal fließt von einer Zelle zur anderen.
Psychoaktive Moleküle wie LSD binden an diese Rezeptoren. Sie scheinen die Zellen zu täuschen, indem sie sich als Serotoninmolekül ausgeben. Da LSD-Moleküle an eine große Anzahl von Rezeptoren binden, werden verschiedene Regionen im Gehirn zufällig angeregt, was zu einer unkontrollierten Vermischung von Bildern führt. Darüber hinaus kann das Gehirn Informationen aus sensorischen Systemen fälschlicherweise wahrnehmen und glaubt, dass sie real sind. So bekommen wir echte Halluzinationen. Dies ist nur einer der Mechanismen, es gibt andere.
Neurophysiologisch treten Halluzinationen bei Menschen mit Epilepsie auf ähnliche Weise auf. Bilder entstehen durch unkontrollierte Erregung verschiedener Bereiche des Gehirns und deren unzureichende Reaktion auf äußere Reize. Solche Patienten haben Visionen, in denen sich nicht existierende Menschen ihnen nähern, ein Flugzeug mit großer Geschwindigkeit fliegt, eine Feuerwand sich bewegt usw.
Die zeitlichen Regionen sind häufig am pathologischen Prozess beteiligt. Wenn diese Teile des Gehirns geschädigt sind, treten bei einer Person auditive, olfaktorische und geschmackliche Halluzinationen auf.
Sie werden auch als "Zone Gottes" bezeichnet, da die Aktivierung (oder Stimulation) bestimmter Teile des Temporallappens göttliche Einsichten oder religiöse Erfahrungen hervorrufen kann. Ist es möglich zu reparieren, wann sich eine Person vorstellt und wann sie tatsächlich wahrnimmt?
Sicher. Zum Beispiel nach den Aktivitäten der leitenden und wahrnehmenden Verbindungen (insbesondere zu den evozierten Potentialen). Dies sind die Reaktionen verschiedener Strukturen des Nervensystems auf Reize. Aber wie das Gehirn diese Signale interpretieren wird (was die Verzerrungen sein werden), ob eine Synästhesie auftreten wird, ist eine andere Frage. Die Wissenschaft hat noch keine eindeutigen Antworten auf die subjektiven Wahrnehmungskriterien. Die Grenze zwischen imaginär und real ist sehr dünn.
Wie unterscheidet unser Gehirn als Ganzes zwischen dem Imaginären und dem Realen? Wenn wir nicht nur über sensorische Reize sprechen, wie es beim Wort "Kaffee" der Fall ist
Eigentlich ist es schlecht. Außerdem weiß niemand, was echt ist. Die Realität ist Infraschall, ultraviolette Wellen um uns herum und vieles mehr. Wir "schauen" es an, wir "hören", "riechen" es usw., ohne es zu wissen. Es besteht keine Notwendigkeit, über die bewusste Unterscheidung zwischen dem Imaginären und dem, was wir Realität nennen, zu sprechen. Nehmen wir an, es gibt eine Person mit einem Linsendefekt, die von Geburt an blind ist. Mit zwanzig ließ er eine Linse ersetzen. Aber er kann trotzdem ruhig aus dem Fenster gehen! Warum? Weil sein Gehirn in der entsprechenden Entwicklungsphase nicht gelernt hat, die Welt als dreidimensional zu betrachten. Für eine solche Person kann es im Prinzip keinen visuellen Unterschied in "näher-weiter" geben.
Die Schriftstellerin Ayn Rand versuchte in ihren Büchern die Idee zu reflektieren, dass objektive Realität unabhängig von der Person existiert, die sie wahrnimmt. Das Problem ist, dass die objektive Realität heute mit den Methoden der Wissenschaft nicht vollständig nachvollziehbar ist. Was wissen wir eigentlich über ein Schwarzes Loch, wenn wir es mit Röntgenstrahlen durch ein Teleskop betrachten? Tatsächlich sieht das Gehirn des Astronomen einige Strahlungsschwankungen, dann betrachtet der Wissenschaftler die Interpretationen des Computers auf dem Bildschirm, woraufhin er die Modellzeichnung des Objekts in seiner Vorstellung vervollständigt.
Das gleiche Problem mit dem Schlaf. In einem Traum erscheint Ihnen alles unglaublich real. Nach einer der Hypothesen ist Schlaf ein psychophysiologischer Prozess, in dem die Großhirnrinde ihre eigene Arbeit sieht (als ob sie sich selbst widerspiegelt).
Physiologen erinnern sich in diesem Zusammenhang gerne an den großen IM Sechenov, der schrieb: "Es gibt keinen Unterschied in den Prozessen, die reale Ereignisse im Gehirn liefern, ihren Konsequenzen oder Erinnerungen an sie." Es stellt sich heraus, dass die gleichen Elemente im Gehirn wirken und es ihnen egal ist.
In den 1990er Jahren entdeckte Giacomo Risolatti erstaunliche Zellen im Gehirn, die aktiviert werden, wenn wir den Handlungen anderer Menschen folgen. Sie wurden Spiegelneuronen genannt. Aus diesen Experimenten folgte, dass diese Zellen wie ein Spiegel das Verhalten eines anderen in unserem eigenen Kopf "widerspiegeln". Auf diese Weise können wir fühlen, was mit der anderen Person geschieht, als würden wir die Aktionen selbst ausführen.
Sie helfen uns, uns mit Literatur- und Filmfiguren zu identifizieren. Denken Sie, Sie können Lebenserfahrung aus Büchern und Filmen sammeln?
Ich bin mir nicht sicher, ob Sie eine vollwertige Lebenserfahrung machen können, denn erstens weiß ich nicht, was es ist, und zweitens ist jede Erfahrung für das Gehirn eine Erfahrung.
Im Allgemeinen ist es dem Gehirn egal, wie es seine neuronalen Netze spezialisiert. Aber wenn wir unter vollwertiger Erfahrung die Fähigkeit verstehen, mit anderen Menschen zu kommunizieren, Lebensprobleme zu lösen, dann ist die Antwort offensichtlich - es ist unmöglich. In jedem Fall benötigt das Gehirn Erfahrung im Umgang mit realen Menschen.
Wenn wir über die moderne Welt sprechen, in der Sie virtuell erfolgreich sein können, dann ist es durchaus möglich, in etwas sehr erfahren zu werden. Sie können das Programmieren lernen und bequem von zu Hause aus Mitarbeiter eines großen Unternehmens werden, indem Sie vor Ihrem Computer und Fernseher sitzen.
Bücher und Filme sind jedoch auch unterschiedlich. Viel hängt von den Zielen und Endzielen ab. Wir stoßen erneut auf die Kriterien zur Bewertung des "Nutzens" von Erfahrung.
Studien zeigen, dass gut gelesene und gut gelesene Menschen eine stärker entwickelte Fähigkeit zur Empathie haben. Das heißt, wir leben teilweise das Leben der Charaktere, arbeiten ihre psychischen und Lebenssituationen als unsere eigenen durch. Fängt das Gehirn sie so ein, als wären sie real?
Schwierige Frage in Bezug auf die Bewertung. Es ist schwierig, die Kausalität zu beurteilen, da unklar ist, ob Menschen nach dem Lesen von Büchern und dem Ansehen von Filmen die Fähigkeit zum Einfühlen entwickelt haben oder anfangs sympathischer waren und daher mehr (und anscheinend bestimmte Genres) lesen und sehen. Wenn wir jedoch vom Standpunkt der Plastizität aus argumentieren, können wir davon ausgehen, dass die Erfahrungen aus Büchern Synapsen wirklich neu löten und bestimmte Stereotypen der Wahrnehmung von Beziehungen zwischen Menschen bilden.
Liebe wird übrigens fast immer verzerrt beschrieben. Ich selbst habe kürzlich das zweite Fiction-Buch fertig geschrieben (das ist mein Hobby) und ich verstehe, dass ich fünf Mal über die Geschichte über die Liebe gelogen habe. Und alles warum? Weil niemand gewöhnliche Beziehungen von außen betrachtet - Sie brauchen Lust, Emotionen, ungewöhnliche Handlungen. Oft suchen Menschen nach dem Lesen von Fiktionen mit Szenen lebhafter Geständnisse nach etwas Ähnlichem in der Realität und treten in ähnliche Pedale und Situationen. Aber leider ist die Chemie des Lebens viel prosaischer als der "physiologische Cocktail der Liebe", der aus den Seiten der Romane strömt. Und nur aus der Forschung wissen wir, dass "literarische" Liebe nicht lange leben kann. Ein Monat, zwei oder drei. Und dann - grauer Alltag.
Eine ähnliche Situation mit Dialogen. Die Leute reden selten so wie in Büchern (vielleicht eine Schande). Im Allgemeinen ermutigt Sie das Lesen von Büchern, Ihren Wortschatz zu erweitern und grammatikalisch komplexere Sätze zu bilden. Vorbehaltlich sorgfältiger Lektüre komplexer Literatur mit guter Bearbeitung und Korrekturlesen. Plastizität funktioniert hier mit einem Knall.
Es wird angenommen, dass Turgenev, bevor er über seine berühmten jungen Damen schrieb, in Wirklichkeit nicht getroffen wurde - jeder begann sie genau zu sehen, weil er sie geschaffen hatte. Oder dass die Nebel in London nicht für alle existierten, bis sie von Malern gemalt wurden. Wie richtig sind diese Argumente?
Ich glaube, dass die Frage mit Turgenevs Damen und Nebeln die gleiche Geschichte von Kindheit an mit einem Spielzeug ist. Eine Person ist so programmiert, dass sie etwas in Verbindung sieht und wahrnimmt. Tatsächlich fällt es dem Gehirn leicht, in Stereotypen zu denken, dh in einfachen Sprachkonstruktionen. Und wenn sie auch lebendige Bilder hervorrufen, dann im Allgemeinen ausgezeichnet. Aus dem gleichen Grund setzen wir Etiketten. Wenn wir ein Etikett angebracht haben, können wir uns beruhigen, denn jetzt scheinen wir alles über eine Person, ein Phänomen usw. zu verstehen.
Dieses Phänomen ist eher kulturell. Übrigens würde ich hier mit Verallgemeinerungen sehr vorsichtig sein. Ich kann davon ausgehen, dass nicht alle jungen Damen von Turgenev für alle existierten, sondern für diejenigen, die dies erstens verstehen konnten (nicht jeder konnte damals lesen), und zweitens waren sie ausreichend konform reagieren.
Evolutionär hat sich in uns ein Mechanismus gebildet, um den Glauben anzunehmen, was Menschen, die für uns (Behörden) von Bedeutung sind, sagen. Wir kennen sogar die Bereiche im Gehirn, die für diesen Mechanismus verantwortlich sind (cingulierter Kortex, einige Teile der Frontal-, Temporallappen). Für einige Leute stellte sich Turgenev als Autorität heraus und sie nahmen seine Idee auf (eine ähnliche Geschichte mit Nebel, nur dort konnte die Wirkung des Massencharakters wirken). Natürlich gab es keine besonderen "Turgenev-Damen". Einfach konforme Mädchen ahmten nach, was Ivan Sergeevich (übrigens einer meiner russischen Lieblingsschriftsteller) geschrieben hatte. Daher all diese Ohnmachtsanfälle (natürlich simuliert!). "Turgenevs junge Damen" und der Nebel Londons für viele gibt es auch heute noch nicht. Sie sind vielmehr nur für Menschen gedacht, die viel gelesen haben und beeindruckbar sind.
Das heißt, jemand kann sich gut an die Nebel in London erinnern, obwohl sie nicht dort waren, und "es gibt keinen Unterschied in den Prozessen, die das Gehirn mit realen Ereignissen, ihren Konsequenzen oder Erinnerungen an sie versorgen." Wie "virtuell" ist unser Gedächtnis?
Diese Fragen sind komplex, spezifisch und ich bin kein Experte für molekulare Mechanismen des Gedächtnisses. Wie gesagt, Synapsen werden unter dem Einfluss der Erfahrung ständig neu verlötet. Im Jahr 2000 erhielt Eric Kandel den Nobelpreis für seine Entdeckung der molekularen Mechanismen des Gedächtnisses, die die Umstrukturierung von Synapsen beim Erlernen einer neuen Fähigkeit nachweisen. Kandel und Kollegen entdeckten auch eine Kaskade chemischer Reaktionen, durch die der CREB-Faktor, der die RNA-Synthese reguliert, aktiviert wird. Mit anderen Worten, sie fanden einen ganzen chemischen Weg, der die Arbeit der Gene der Nervenzelle beeinflusst. Denken Sie nur darüber nach! Sie studieren etwas und Ihre Gene beginnen anders zu arbeiten. Darüber hinaus geschieht dies ständig bei wiederholter Präsentation des Reizes.
Studien an Hühnern haben gezeigt, dass der Rückgriff auf ein Gedächtnis und die anfängliche Aufzeichnung des Gedächtnisses selbst ähnliche molekulare Prozesse induziert.
In diesem Fall können wir sagen, dass unser Gedächtnis nicht „virtuell“, sondern sehr dynamisch ist. Es ist wie eine Festplatte, auf der sich alles (oder vieles) ändern würde, wenn neue Informationen aufgezeichnet würden. Tatsächlich wissen wir nicht genau, inwieweit die eingehenden Informationen Synapsen in verschiedenen Regionen des Gehirns beeinflussen.
Außerdem ist dies nur ein Teil eines viel komplexeren und komplexeren Prozesses. Wir müssen noch viel über die Mechanismen des Gedächtnisses lernen, und das ist großartig, denn wir müssen noch viel lernen!
