Нейроны человека

Среди огромного числа (порядка 10 ) нейронов человека, обеспечивающих восприятие, лишь некоторая часть занята сформированными уже понятиями, другая же служит для образования новых понятий. Формирование нового понятия по существу заключается в установлении коэффициентов усиления реагирующего нейрона. Процесс установления этих коэффициентов в схеме мо-делй восприятия можно описывать в терминах поощрения и наказания. [c.91]

Одиночный нейрон человека не очень отличается от одиночного нейрона червя. Преимущество нервной системы человека основано на огромном количестве входящих в нее клеток и, самое главное, на способе их соединения друг с другом, который и определяет возможности нейронов в передаче, комбинировании и интерпретации сенсорных сигналов, а также в координации сложных последовательностей действий Чтобы понять клеточные основы эволюции нервной системы, необходимо рассмотреть механизмы, с помощью которых эмбриональные нервные [c.52]

С помощью электронной микроскопии установлено, что тело типичного крупного нейрона содержит огромное количество рибосом, часть которых находится в цитозоле, а часть прикреплена к мембранам гранулярного эндоплазматического ретикулума (рис. 19-5, А). Хотя дендриты часто содержат небольшое количество рибосом, в аксоне их нет, и поэтому белки аксона должны синтезироваться на рибосомах тела клетки (рис. 19-5, Б). Потребности аксона значительны например, толщина большого мото нейрона человека может достигать 15 мкм при длине [c.291]

Суш ествует несколько способов семантического представления. К ним относятся модели, основанные на математической логике и реализуемые аппаратом исчислений предикатов первого порядка [8] реляционные модели, в основе которых лежит задание информации в виде таблиц [9] ситуационные модели, в которых выделяются множества объектов и набор многоместных отношений между ними [101 семантические сети [11]. Сеть можно представить в виде графа, вершинам которого соответствуют абстрактные ситуации, конкретные события, объекты, а дуги указывают связи и тип отношения между этими сущностями . Другой способ задания семантической сети основан на теоретической разработке структуры нейронных сетей центральной нервной системы человека [12]. [c.259]

Восприятие какого-либо объекта определяется возбуждением соответствующего нейрона третьего слоя. При этом различным наборам импульсов рецепторного слоя может соответствовать возбуждение одного и того же реагирующего нейрона. Предполагается, что коэффициенты усиления реагирующего нейрона подобраны так, чтобы в случае, когда объекты принадлежат к одному классу, отвечающие им наборы импульсов возбуждали один и тот же нейрон реагирующего слоя. Например, наблюдая какой-нибудь предмет в разных ракурсах, человек отождествляет увиденное, так как каждый раз на различные внешние раздражения реагирует один и тот же нейрон, ответственный за узнавание этого предмета. [c.90]

Следы серебра (порядка 0,02 мг Ag на 100 г сухого вещества) содержатся в организмах всех млекопитающих, но его биологическая роль не ясна, У человека повышенным содержанием Ag [0,03 мг на 100 г свежей ткани, или 0,002% (масс.) в золе] характеризуется головной мозг. Интересно, что в изолированных ядрах его нервных клеток — нейронов — серебра гораздо больше [0,08% (масс.) в золе]. С пищевым рационом человек получает в среднем около 0,1 мг Ag за сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). [c.417]

Один из основателей кибернетики Винер определил ее как науку о связи человека и машины. В дальнейшем было установлено, что структура нервных цепей человека, состоящих из нервных клеток (нейронов), аналогична структуре связей в управляемых системах. [c.22]

Помимо нейронов в мозге человека содержатся клетки глии различных типов, причем их количество в 5—10 раз превышает количество нейронов (у человека нейроглия составляет 40% объема головного и спинного мозга). Некоторые клетки глии заполняют пространство между нейронами и кровеносными капиллярами. Другие глиальные клетки синтезируют миелин. Клетки нейроглии нередко имеют чрезвычайно неправильную форму. [c.325]

Вторым медиатором торможения, которому приписывается существенная роль в работе мозга человека, является глицин. В спинном и продолговатом мозге концентрация глицина достигает 3—5 мМ, но в коре больших полушарий он содержится в небольшом количестве. Стрихнин (рис. 15-7) служит специфическим антагонистом рецепторов глицина в спинальных синапсах. Имеются данные, что действие столбнячного токсина обусловлено торможением высвобождения глицина из нейронов [77, 78]. [c.340]

Память не сосредоточена в одном строго локализованном участке мозга, подобно центрам зрения, слуха, речи и т.д. В то же время память—не свойство всего мозга в целом. Субстратом памяти человека являются нейроны. [c.641]

Рис. 19.10. Схематическое изображение нейрона коры головного мозга человека с указанием некоторых гистологических особенностей, характерных для болезни Альцгеймера. У синапсов образуются сенильные бляшки, содержащие амилоидные скопления и обломки клеток, В теле нейрона накапливаются нейрофибриллы, включающие агрегаты из белков цитоскелета и других белков. Происходят и другие изменения, здесь не показанные.

МЫ — ЭТО биохимия нейронов Дело в том, что такое определение не включало бы высшие жизненные функции нервной системы ощущение, восприятие, мышление, обучаемость и сознание. Все эти функции, очевидно, обусловлены не просто биохимическими свойствами единичных нейронов, а возникают в результате интеграции сотен миллионов нейронов в сложные системы. Биохимический анализ мозга человека сам по себе дает не больше для понимания функции мозга, чем анализ красителей для оценки живописи. Несмотря на бесконечное разнообразие Нейронов и сложность их функций, биохимия этих клеток весьма стереотипна и работа единичного нейрона настолько проста, что кажется почти примитивной по сравнению с его функционированием в составе нервной системы. [c.8]

Однако замедление продвижения кибернетики на главных направлениях — разработке проблем искусственного интеллекта и распознавания образа — не может не навести на размышления. Невеселая шутка на эту тему, что при создании искусственного интеллекта нельзя обойтись без естественного, разумеется, должна быть признана уместной и принята, если можно, с добродушием. Американские тенденции прорыва грубой силой только за счет увеличения объема памяти машины и быстродействия не представляются панацеей. Даже если уметь и успевать решать все частные задачи одновременно, как предлагает Сатерленд в своей статье, то это все же не даст желаемого целого. Кроме того, пугало размеров или числа будто бы необходимых элементов, ниже которого невозможно решить задачи распознавания и связанные с нею задачи вспоминания по ассоциации, по-видимому, навязано извне и сильно преувеличено. Ганглии пчелы не обладают размерами мозга человека, однако успешно решают именно те задачи, которые мы пока еще не умеем передать машине. Если бы во времена изобретения корабля человек задумался над числом нейронов в теле рыбы, обеспечивающих ей успешное перемещение в воде, то создание корабля вызвало бы тогда те же сомнения, которые сегодня возникают по поводу создания думающей машины . [c.12]

Современные ЭВМ состоят почти целиком из двухпозиционных реле. Большинство нейронов в мозге, вероятно, также передают информацию, используя лишь два дискретных состояния, — они либо проводят, либо не проводят нервный импульс, но здесь имеют место процессы аналогового типа на стыках нервных клеток. Хотя аналоговый, непрерывный процесс может быть представлен в виде дискретного, однако это означает, что для достижения сложности организации мозга человека ЭВМ, возможно, должна будет обладать большим числом элементов, чем мозг. С другой стороны, некоторые аналоговые процессы типа рассматриваемых У. К. Тейлором в статье Обучающиеся машины могут быть непосредственно использованы в устройстве ЭВМ общего назначения. [c.26]

Функционирование мозга и нервной системы человека основано на активности нейронов. Нейрон — это нервн 1Я клетка вместе с ее отростками, представляющая собой структурно-функциональный элемент нервной системы. Нейрон состоит из тела (или сомы), которое содержит ядро, и отходящих от тела множества коротких ветвеобразных дендритов и одного, как правило, ветвящегося лишь на конце отростка аксона. Соединение нейронов в нервной системе осуществляется с помощью специальных контактов — возбуждающих и тормозящих синапсов, передающих нервные импульсы и концентрационно-полевые возмущения. Каждый нейрон функционирует под воздействием входных сигналов, поступающих через дендриты. Выходной сигнал возбужденного нейрона передается через аксон. Входные сигналы через дендриты мо1уг быть либо возбуждающими, либо тормозящими. Нейрон возбуждается, т. е. передает сигнал через аксон, только в том случае, если число пришедших по возбуждающим дендритам сигналов больше числа сигналов, пришедших по тормозящим дендритам. [c.85]

Рис. 2.16. Схема модели процесса восприятия человеком различной инфор-мац1Н1 на осиове использования нейронных сетей

Одна из разновидностей способов оценки качества распознаванияскользящего контроля. Суть этого метода состоит в том, что из выборки в N объектов один выбирают для экзамена, а на (N-1) остальных объектах проводят обучение. Экзаменационная процедура/V раз повторяется до использования всех объектов выборки. Модель процесса восприятия человека, построенная на основе использования НС (рис. 2.16), состоит из рецепторного слоя 5, слоя преобразующих нейронов А и слоя реагирующих нейронов К. [c.90]

Биотехнология и электроника готовят новый поворот в этой области, например, электронные элементы на основе биополимеров и дальнейшее познание закономерностей работы нервных клеток головного мозга - нейронных сетей - позволят создать в очень недалеком будущем принципиально новый тип устройства компьютеров на основе биологических молекул. Они будут вмонтированы в головной мозг. Вот тогда информационное пространство станет частью сознания и будет буквально восприниматься человеком как физическая реальность. Человек будет перемещаться мгновенно в различные части мира, используя систему ИНТЕРНЕТ и другие сети космических масштабов. Человек станет еще более информационным существом. В среде виртуального информационного пространства можно, например, путешествовать на Марс уже сейчас, сидя за персоналкой . Но никакая информационная сеть не заменит живого общения между людьми. Дело в том, что информационные сети передают модели, некие информационные структуры, которые являются отражением живых людей или определенных представлений об окружающем Мире. Они не тождественны людям - это образы людей и явлений. Книги также являются такими моделями, но, в отличие от Информационных сетей, книги оставляют больший простор мышлению. Книги должны писать профессионалы. Писатель и журналист создает привлекательные, обобщенные информационные модели - литературные образы. Современный ИНТЕРНЕТ - это гигантская книга, страницы которой пишут все кому не лень домохозяйки, школьники, хакеры. Бухгалтерская информация причудливо смешана с религией, порнографией, научными работами и коммерческими объявлениями. Несмотря на очевидную пользу - ускорение обменом информацией, ИНТЕРНЕТ наносит ущерб своей низкокачественной и просто вредной для человека информацией. Отрицательной стороной прогресса являются информационные преступления и компьютерный фетишизм. Компьютер - это не более чем средство хранения, передачи и обработки информации, но он имеет более опасные последствия, чем чтение плохой книги или просмотр плохой телепередачи. [c.36]

В 1999 г. был открыт необычный нейромедиатор - D-серин, HO H2 H(NH2) OOH. Оказалось, что эта правосторонняя а-аминокислота вырабатывается в организме человека из левосторонних а-аминокислот (из их L-форм). Еще одна неожиданность заключалась в том, что биосинтез D-серина осуществляется не в самих нейронах, а в астроцитах - клетках, покрывающих нейроны. Из астроцита этот нейромедиатор затем диффундирует в нервную клетку и взаимодействует со специальными рецепторами. Начинается разработка лекарственных веществ, регулирующих активность фермента, контролирующего синтез D-серина. Эти лекарства, как ожидается, могут оказаться полезными при инсультах, гипертонических кризах и помогут защищать нейроны от необратимых повреждений. [c.38]

Еще одно общее свойство нейронов, имеющее важнейшее значение для работы мозга, состоит в том, что частота импульсов в нейроне зависит от силы и длительности стимула. Чем сильнее стимул, тем быстрее залп Спайков (пиков), проходящих по аксону. Таким образом, функция мозга человека в значительной степени сводится к расшифровке потока импульсов. Частота импульсов, проходящих по нейронам, колеблется от нескольких импульсов в секунду до максимальной частоты для большинства нервных волокон — 200 имп./с (в клетках Реншоу в спинном мозге частота импульсации может достигать 1600 импульсов в секунду). Максимум частоты импульсации определяется величиной рефрактерного периода, составляющего мс (гл. 5, разд. Б, 3). [c.327]

Какие химические процессы лежат в основе мышления и создают поток сознания в мозге человека Поступление импульсов в мозг оказывает большое влияние на сигналы, идущие на периферию по моторным нейронам. Известно также, что мозг обладает собственными эндогенными электрическими ритмами, которые не зависят от импульсов, поступающих по сенсорным нейронам. У примитивных беспозвоночных источником таких ритмов служат особые нейроны — водители ритма (пейсмейкеры). Эти нейроны спонтанно возбуждаются с постоянными интервалами. По-видимому, в их клеточных мембранах происходят последовательные циклические изменения ионной проницаемости, достаточные для возникновения потенциала действия. Примеры работы трех типов нейронов — водителей ритма у моллюсков [130] приведены на рис. 16-12. Вполне вероятно, что аналогичный феномен лежит в основе работы мозга человека. Вероятно, сознательная мысль возникает при сочетании ритмов от эндогенных водителей ритма с импульсацией, поступающей от сенсорных нейронов. Возвращаясь к примитивным организмам, любопытно сравнить спонтанный ритм нейронов—водителей ритма с периодическим выбросом сАМР клетками 01с1уо51еШит (гл. 6. разд. 5). Может быть, эти два феномена по существу имеют много общего. [c.350]

Значительная часть наш их знаний о мембранах сложилась благодаря интенсивным многолетним исследованиям, проведенным на мембранах определенных типов. К их числу относятся следующие 1. Мие-линовая оболочка, состоящая из плазматических мембран, образуемых шванновскими клетками, которые прилежат ко многим нейронам. Шванновские клетки как бы наматываются на аксоны нейронов, причем цитоплазма из них выдавливается и образуются тонкие, но плотно упакованные мембранные слои, окружающие аксоны и служащие для них прекрасным изолятором . Из всех известных мембран миели-новые обладают наибольшей устойчивостью и содержат наибольшее количество липидов (80%). 2. Плазматические мембраны эритроцитов человека, которые могут быть получены путем осмотического шока этих клеток. Образующиеся при этом тени эритроцитов содержат около 1 % сухого вещества клетки по сравнению с другими мембранами они изучены, пожалуй, наиболее полно. 3. Мембраны б актерий, и в первую очередь Е. oli. 4. Наружный членик рецепторных клеток сет- [c.337]

Фактор как долго может определяться са.мопроизвольно с помощью молекулярного механизма транскрипции и трансляции ДНК для нас же особый интерес представляют факторы сколько и где . Если сайт (т. е. клеточное окружение развивающейся козетки на пути от нервной пластинки к специализированному органу-мишени) влияет на экспрессию гена, то это предполагает ограничение генетической детерминированности организма. В самом деле, имеются доказательства того, что клетки влияют друг на друга в период развития. Это происходит либо при прямом контакте, молекулярный механизм которого не вполне ясен, либо при выделении химических сигналов, называемых факторами роста нервов. Последние мы будем обсуждать в связи с термином трофизм, а механизм прямого контакта будет показан на примере образования и стабилизации синапсов. Следует отметить, что не только генетическая программа определяет окончательную структуру нейрональной сети, существенно также положение отдельной клетки в пространстве и времени. Именно последнее и помогло сделать следующий вывод геном человека содержит >10 генов, а число синапсов >10 (10 ° нейронов, каждый из которых имеет 10 синапсов, см. выше), так что маловероятно (хотя и нельзя считать совсем невозможным вследствие огромного разнообразия антител, продуцируемых ограниченным числом генов), чтобы специфичность каждого отдельного синапса программировалась определенным участком гена. Мы еще вернемся к этому важному вопросу при рассмотрении синаптогенеза, т. е. процесса образования и стабилизации специфических синапсов. Представляется вполне допустимым, что развитие нервной системы контролируется несколькими факторами генетическим, трофи- [c.319]

Разработка систем электронный нос и электронный язык стимулируется желанием смоделировать и расширить возможности, а в некоторых случаях заменить такие человеческие способности, как обоняние и восприятие вкуса. Устройство таких сенсорных систем основано на принципах организации биологических систем — массивов неспецифичных рецепторов с последующим распознаванием образов нейронной сетью головного мозга человека, Поскольку в сенсорных системах используются многие методы обработки данньгс высокой размерности и нейро-компьютерные подходы, то электронный нос и электронный язьпс можно рассматривать как специальную [c.712]

Адреналин относится к группе физиологически активных веществ, именуемых катехоламинами, т.е. аминами, производными катехина. Катехоламины животных играют важную роль в функционировании нервной системы, являясь медиаторами дофаминэргических нейронов. Медиаторные функции арилэтиламины 68 и 69 исполняют как в периферической, так и в центральной нервной системах. От метаболизма их зависит психоэмоциональное состояние человека. При стойких нарушениях их обмена развиваются нервнопсихические заболевания неврозы, нервные депрессии, мании, шизофрения и др. [c.430]

Изредка амин 6.377 находят в растениях и у беспозвоночных. Например, его содержат листья облепихи и жалящие волоски крапивы, чешуйчатые органы (андроконии) ночной бабочки-медведицы Ar tia aja). Но больше серотонин известен как биогенный амин — регулятор физиологических функций у позвоночных животных. У млекопитающих он синтезируется в особых, так называемых энтерохромаффиновых клетках кишечника, откуда поступает в кровь, чтобы регулировать работу желудочно-кишечного тракта (перистальтику, выработку слизи). При повреждении кровеносных сосудов он вызывает их спазм, чем способствует уменьшению кровопотери. Образуется серотонин и в некоторых нейронах головного мозга и играет важную роль в деятельности центральной нервной системы. Здесь он исполняет роль медиатора — передатчика возбуждения от нейрона к нейрону. Совместно с норадреналином (см. разд. 6.2) метаболит 6.377 участвует в регуляции цикла сон — бодрствование. Велико значение серотонина в организации психического состояния человека. Нарушение его обмена в мозгу вносит вклад в этиологию психических расстройств, таких как шизофрения, депрессии и др. Шизофренией поражен 1 % населения Земли, а депрессивные состояния психики случаются у 10—15 % людей. [c.517]

Действие этанола заключается в том, что его молекулы присоединяются к нервной клетке там, где находится рецептор ГАМК, и усиливают тем самым действие этого нейромедйатора. Этанол вызывает, таким образом, торможение нейронной активности и подавление нервной системы. Поэтому небольшие количества этанола не противопоказаны человеческому организму. Более того, наш организм и сам способен производить этанол, который, кстати, присутствует постоянно в теле человека. Эти количества, однако,совсем незначительны. [c.54]

Ввиду сказанного выше любая классификация клеток организма будет в какой-то степени произвольной в отношении детальности подразделения. В наш перечень включены те виды клеток взрослого человеческого организма, которые считаются различными во всяком большом современном руководстве по гистологии. Они сгруппированы в приблизительном соответствии со своей функцией. В некоторых случаях, когда ясно, что традиционная группа нуждается в дальнейшем разбиении, но подгруппы еще недостаточно хоро-шо охарактеризованы, они не указаны. В частности, мы не пытались как-либо подразделять класс нейронов центральной нервной системы. Когда отдельный вид клеток, как, например, ороговеваюшая эпидермальная клетка, последовательно получает различные наименования по мере своего созревания, мы приводим только два названия-одно для дифференцирующейся клетки и одно для стволовой клетки. С учетом сделанных оговорок 210 наименований клеток, содержащихся в перечне, составляют более или менее исчерпывающий список различных способов экспрессии генома в ввде фенотипов нормальных клеток взрослого человека. Стоит отметить, что более 60% представленных типов относится к эпителиальным клеткам. [c.184]

Функция нейрона зависит от его формы-эта форма определяет, в каких местах возможен прием сигналов и к каким местам эти сигналы должны быть подведены. У человека длина мотонейрона, посылающего отросток от спинного мозга к мышце ступни, может достигать целого метра. Обычно можно выделить три главные части нейрона тело, дендрты и аксон (рис. 18-2). Тело клетки - биосинтетический центр, где находятся ядро и почти все рибосомы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Дендриты представляют собой систему ветвящихся отростков, которые отходят от тела нейрона и увеличивают поверхность, способную принимать сигналы от других клеток. Аксон тоже отросток клетки, но обычно он только один и гораздо длиннее дендритов. Аксон проводит потенциалы действия от тела клетки к удаленной мишени. Дальний конец аксона обычно ветвится, что позволяет Передавать сигнал одновременно во много пунктов. [c.73]

Рис. 18-39. Клетка Пуркинье из мозжечка человека. Показаны все дендритное дерево и начальный участок аксона. Эта клегка получает синаптические сигналы от примерно 100000 других нейронов. Она составляет часть мозговой структуры, ответственной за контроль сложных движений.

Человек. ПКодор =И5 мг/м , неощутимая концентрация 80 мг/м (Фельдман). Острые отравления зарегистрированы среди токсикоманов, вдыхавших пары клея, который содержал Г. и его изомеры, а также толуол. Кратковременное вдыхание Г. в высоких концентрациях вызывало наркоз. При концентрации 5400 мг/м , действовавшей в течение 10 мин, отмечены головная боль, головокружение, тошнота, рвота, горизонтальный нистагм, психические нарушения, потеря сознания, остановка дыхания. Полное восстановление после функциональных нарушений нервной системы отмечается редко. Механизм острого отравления связывают с поляризационным действием Г. на липиды клеточных мембран нейронов, которое приводит к расширению мембран, увеличению их проницаемости и повышению возбудимости нейронов (Jorgenson, obr). [c.31]

Человек. Ингаляция К. в концентрации 100 млн в течение 7 ч заметного действия не оказывает, при 200 млн в течение нескольких минут раздражение глаз, носа и глотки. Симптоматика острого отравления — возбуждение, чувство опьянения, потеря сознания. Сердечно-сосудистые и желудочные расстройства. Минимальная летальная доза при приеме внутрь 50 мг/кг. При. дуто-псии погибшего от несчастного случая (воздействие концентрации 10 ООО млн ) обнаружены выраженное полнокровие легких, интраальвеолярные фокальные кровоизлияния, острый отек легких, в головном мозге — аноксического типа изменения нейронов. Двое других пострадавших находились в- бессознательном состоянии 15—18 ч, очнулись с нарушениями психики и амнезией (Jori et al. Savolai et al.). [c.160]

В начале этого века несколько исследователей сообщили, что адреналин, введенный в больших дозах внутривенно или интрацистернально, вызывает общую анестезию как у животных, так и у человека. Фельдберг и Шервуд [124] показали, что инъекция 4—6 мкг адреналина или норадреналина через канюлю, вживленную в латеральные желудочки мозга кошки, приводит к ступор-ному состоянию, напоминающему обычную анестезию. У кошек это состояние можно вызвать также введением аминов внутриартериально или внутривенно в дозе до 250 мкг. Вначале эти амины вызывают тошноту и рвоту, но после длительного латентного периода (до 2 час) наступает анестетическое состояние. Однако даже если животное спит, на ЭЭГ будут наблюдаться десинхронизированные волны. Возможно, что эти успокаивающие эффекты вызваны аминами, либо стимулирующими тормозящие нейроны, либо угнетающими возбуждающие нервные клетки. Тем не менее характер действия в мозгу экзогенных катехинаминов и эндогенных катехинаминов должен быть различным, так как было показано, что блокирование распада катехинаминов в мозгу вызывает возбуждение, а не успокоение. [c.387]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология