فیزیولوژی عصبی مطالعه سیستم عصبی مرکزی و عملکرد آن را تعریف می کند، به علوم ترجمه، علوم اعصاب، نوروبیولوژی، روانشناسی، نوروآناتومی، الکتروفیزیولوژی، علوم شناختی متصل می شود.
فیزیولوژی عصبی به عنوان یک علم به مطالعه، تشخیص و درمان همه دسته بیماری‌های مربوط به سیستم عصبی مرکزی، محیطی و خودمختار می‌پردازد.
فیزیولوژی عصبی ترکیبی از علوم اعصاب و فیزیولوژی است که به مطالعه عملکرد ساختار عصبی می پردازد. مغز و اعصاب شاخه خاصی از علم پزشکی است که عمدتاً به اختلالات سیستم عصبی مرکزی می پردازد.
هدف علوم اعصاب درک چگونگی عملکرد مغز برای پیشبرد درمان بیماری ها و اختلالات سیستم عصبی است.. این نوع تحقیق مستلزم بررسی عملکردهای پیچیده ساختار در تمام سطوح زندگی است. از آنجایی که نمی توان از انسان برای این کار استفاده کرد، عصب شناسان اغلب از حیوانات استفاده می کنند. دانشمندان از حیوانات استفاده می کنند تا دریابند که چگونه بیماری ها و درمان های بالقوه آنها بر کل بدن تأثیر می گذارد. آنها روش های آزمایشی را با استفاده از روش های مختلف جایگزین انجام می دهند.واژه نامه فیزیولوژی عصبی
بخش های اصلی مغز انسان
جراحی مغز و اعصاب
جراحی مغز و اعصاب - رشته ای از پزشکی که با پیشگیری، تشخیص، درمان و توانبخشی اختلالات موثر بر هر قسمت از ساختار عصبی، از جمله عملکرد مغز، نخاع، اعصاب محیطی و عروق خارج جمجمه سر سروکار دارد.
اختلالات عصبی
اختلالات عصبی بیماری های اندام اصلی سیستم عصبی مرکزی، ستون فقرات و اعصاب هستند. بیش از 600 بیماری در سیستم عصبی وجود دارد، مانند تومورهای مغزی، صرع، بیماری پارکینسون، سکته مغزی و موارد کمتر آشنا مانند زوال عقل فرونتومپورال.
آسیب تروماتیک مغز
آسیب تروماتیک مغز (TBI) مجموعه ای از صدمات با طیف گسترده ای از علائم و آسیب های فیزیکی است. آسیب مغزی تروماتیک معمولاً نتیجه ضربه یا شوک قوی به سر یا بدن است. جسم مانند یک گلوله یا یک قطعه شکسته از جمجمه به جمجمه نفوذ می کند که می تواند باعث آسیب مغزی شود.
سیستم لیمبیک
سیستم لیمبیک - مجموعه پیچیده ای از ساختارها که در دو طرف تالاموس مغز قرار دارد. این شامل هیپوتالاموس، هیپوکامپ، آمیگدال و چندین بخش دیگر در مجاورت است. به نظر می رسد که مسئول اصلی زندگی عاطفی ما است و ارتباط زیادی با شکل گیری خاطرات دارد.
نخاع
نخاع مهمترین ساختار بین بدن و سر است. طناب نخاعی از فورامن مگنوم امتداد می یابد، جایی که در سطح مهره های اول یا دوم کمری پیوسته است. این یک ارتباط حیاتی بین سر و بدن و از بدن به ارگان اصلی سیستم عصبی مرکزی است.
نورواندوکرینولوژی
نورواندوکرینولوژی تعامل سیستم های عصبی و غدد درون ریز، از جمله ویژگی های بیولوژیکی سلول های شرکت کننده و تبادل اطلاعات را مطالعه می کند. سیستم عصبی و غدد درون ریز اغلب در فرآیندی به نام ادغام نورواندوکرین با هم عمل می کنند. نورواندوکرینولوژی تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی در بدن انسان را نظارت می کند.
هیپوفیز
هیپوفیز غده مهمی در بدن است و اغلب غده اصلی نامیده می شود زیرا تعدادی از غدد هورمونی دیگر را کنترل می کند.. غده هیپوفیز معمولاً به اندازه یک نخود است و از دو قسمت تشکیل شده است - قسمت جلویی به نام غده هیپوفیز قدامی و قسمت پشتی به نام غده هیپوفیز خلفی.هیپوتالاموس
هیپوتالاموس - این بخشی از اندام اصلی ساختار عصبی مرکزی است که مسئول تولید مهم ترین هورمون های بدن است، مواد شیمیایی که به کنترل سلول ها و اندام های مختلف کمک می کند. هورمون های هیپوتالاموس عملکردهای فیزیولوژیکی مانند تنظیم دما، تشنگی، گرسنگی، خواب، خلق و خو، میل جنسی و ترشح هورمون های دیگر را در بدن تنظیم می کنند.
مدل عصبی
نواحی عصبی مبانی ریاضی یادگیری ماشین را که ایده‌های شبکه‌های عصبی، منطق و مدل‌های تشخیص را ترکیب می‌کند، مدل‌سازی کنید. همچنین به عنوان میدان شبیه سازی، نظریه میدان شبیه سازی، شبکه های عصبی مصنوعی حداکثر احتمال نیز شناخته می شود.
هیپوکامپ
هیپوکامپ بخشی از ارگان اصلی سیستم عصبی مرکزی است که در شکل گیری، سازماندهی و ذخیره سازی حافظه نقش دارد. این ساختاری از سیستم لیمبیک است که به ویژه در شکل گیری خاطرات جدید و ارتباط عواطف و حواس مانند بوی و صدا و خاطرات اهمیت دارد. هیپوکامپ به شکل نعل اسب است. این یک ساختار جفتی است که یک قسمت هیپوکامپ در نیمکره چپ و قسمت دیگر در نیمکره راست قرار دارد.
روش ها و وظایف فیزیولوژی عصبی مغز انسان
فیزیولوژی عصبی همچنین در مدیریت افرادی که بیماری مغزی، آنسفالیت ویروسی، مننژیت، سکته مغزی یا زوال عقل دارند، نقش دارد. این علم در محیط ها یا دپارتمان های خاص تحقیقات انجام می دهد.
فیزیولوژی عصبی یک رشته بین رشته ای است که تحقیقات در فیزیولوژی عصبی مولکولی، سلولی و سیستمی، مورفولوژی عملکردی، نوروفارماکولوژی و نوروشیمی را پوشش می دهد. فیزیولوژی عصبی عضلانی، مکانیسم‌های عصبی فعالیت و رفتار عصبی بالاتر، جنبه‌های پزشکی فیزیولوژی عصبی و مدل‌سازی عملکردهای عصبی نیز توسط این علم بررسی می‌شود.
تحقیقات شامل:
- EEG (الکتروانسفالوگرافی) ثبت فعالیت الکتریکی و عملکرد مغز از پوست سر است که عمدتاً در تشخیص صرع و نظارت بر افراد مبتلا به این بیماری استفاده می شود.
- پتانسیل های برانگیخته، تجزیه و تحلیل سیگنال های بیوالکتریکی از مغز در پاسخ به محرک های خاص، مانند نورهای چشمک زن یا صداها است. پتانسیل های برانگیخته در تشخیص بیماری های مختلف از جمله مولتیپل اسکلروزیس و بیماری های چشمی مانند شب کوری استفاده می شود.
- EMG (الکترومیوگرافی) - عملکرد اعصاب و عضلات بدن را ارزیابی می کند. الکترومیوگرافی در شرایطی استفاده می شود که بر عملکرد عصب و ماهیچه تأثیر می گذارد، از جمله میاستنی گراویس و بیماری مورتون نوروما (ضخیم شدن عصب در پا). به دلیل پوشیدن کفش های پاشنه بلند در خانم ها شایع تر است.
علم مغز
گفته می شود که انسان با وزن کمتر از یک و نیم کیلوگرم پیچیده ترین اندام در بین پستانداران زنده است.
اما همچنین، مانند بسیاری از پستانداران، تقریباً در بین پستانداران یکسان است و شباهت‌های عمده‌ای در ساختار، عملکرد و عملکرد مغز آن گونه‌هایی دارد که بیشترین ارتباط را با انسان در درخت زندگی دارند. با این حال، حتی سیستم عصبی موجودات ساده سرنخ هایی در مورد عملکرد و عملکرد مغز انسان ارائه می دهد. محققان همچنین در حال مطالعه برای شناسایی تفاوت های کلیدی در اندام اصلی سیستم عصبی مرکزی هستند که به افراد توانایی های شناختی و انتزاعی منحصر به فردی می دهد.
عصب شناسان مدل های مختلف جانوری از ماهی گرفته تا پرندگان آوازخوان را مطالعه می کنند. سادگی سیستم عصبی نماتد کرم گرد به دانشمندان این امکان را داده است که تمام اتصالات عصبی آن را ردیابی کنند. این درک ممکن است به درک ارتباطات در عملکرد مغز انسان منجر شود. محققان همچنین در حال مطالعه مواد شیمیایی در قلمرو حیوانات به امید یافتن داروهای جدید هستند.
مغز حیوانات دارای اشکال و اندازه های بسیار متنوعی است، اما اندازه شاخص ضعیفی از هوش است.
مغز زرافه تقریباً به بزرگی مغز انسان است، اما هوش زرافه به طرز بدنامی پایین است.اندازه اندام اصلی سیستم عصبی مرکزی مهم نیست، بلکه تعداد نورون ها و محل قرارگیری آنها مهم است. قشر انسان، اندامی چروکیده که مسئول زبان، تفکر و پردازش اطلاعات است، حاوی 16 میلیارد نورون است که بیشتر از هر حیوان دیگری است.
این ظاهراً توانایی های شناختی افزایش یافته انسان را توضیح می دهد. دانشمندان در حال مطالعه روی حیوانات دیگر هستند تا تعیین کنند که چگونه مناطق متراکم مشابه ساختار عصبی مرکزی اندام اصلی ممکن است بر عملکرد و عملکرد مغز تأثیر بگذارد.
بخشی از دانش به مطالعه سیستم عصبی اختصاص دارد که در روسیه و کشورهای اروپایی عصب شناسی نامیده می شود، یعنی مطالعه سیستم عصبی، و در آمریکا - زیست شناسی عصبی. این بخش توسط علوم متعددی ارائه می شود که سیستم عصبی را در سطوح مختلف و با استفاده از روش های مختلف مطالعه می کنند.
اولین گروه از علومی که مورفولوژی سیستم عصبی و عناصر تشکیل دهنده آن را مطالعه می کنند عبارتند از:
1. آناتومی (به یونانی "anatemno" - من قطع کردم) قدیمی ترین علوم در مورد ساختار بدن انسان است. بخشی از این علم - آناتومی سیستم عصبی مرکزی - به بررسی مورفولوژی سیستم عصبی در سطح اندام می پردازد.
2. بافت شناسی سیستم عصبی مرکزی (به یونانی "histos" - بافت) ساختار سیستم عصبی را در سطوح بافتی و سلولی مطالعه می کند.
3. سیتولوژی (به یونانی "cytos" - سلول) ساختار نورون ها و سلول های گلیال را در سطوح سلولی و زیر سلولی مطالعه می کند.
4. بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی ساختار نورون ها و سلول های پشتیبان سیستم عصبی را در سطوح زیر سلولی و مولکولی مطالعه می کنند.
گروهی از رشته های زیر به بررسی عملکرد سیستم عصبی از طریق آزمایش و مدل سازی فرآیندهای رخ داده در آن می پردازند:
5. فیزیولوژی سیستم عصبی مرکزی الگوهای کلی عملکرد سلول های عصبی، ساختارهای منفرد سیستم عصبی مرکزی و کل سیستم عصبی را به طور کلی مطالعه می کند.
6. فیزیولوژی تحلیلگرها (سیستم های حسی) کار ساختارهایی را که اطلاعات را درک و پردازش می کنند، مطالعه می کند.
از علوم کاربردی، آگاهی از آناتومی سیستم عصبی مرکزی، قبل از هر چیز در پزشکی ضروری است (7). عملکرد سیستم عصبی مرکزی و ارتباط آن با بخش‌ها و ساختارهای مختلف مغز توسط پزشکانی که افراد بیمار را مشاهده می‌کنند مورد مطالعه قرار می‌گیرد. پاورقی: این روش برای مطالعه نقش ساختارهای مختلف مغز "استنتاج عملکرد از اختلال عملکرد" نامیده می شود.) کمک بزرگی توسط پزشکان تخصص های پزشکی مانند آسیب شناسی عصبی و جراحی مغز و اعصاب، گوش و حلق و بینی و روانپزشکی انجام شد.
در سیستم آموزش متخصصان با تحصیلات عالی نه تنها در زمینه پزشکی، بلکه در زمینه هایی مانند آموزش و روانشناسی، دانش آناتومی سیستم عصبی جایگاه مهمی را اشغال می کند. این کاملاً قابل درک است، زیرا مطالعه ساختار و عملکرد سیستم عصبی انسان، و در درجه اول مغز او، یک شرط ضروری نه تنها برای درک فرآیندهای زندگی انسان، بلکه برای شکل گیری روش های کافی برای تأثیرگذاری بر بدن او است. هم در عمل آموزشی و هم به منظور اصلاح روانشناختی.
سوال مطالعه شماره 1 آناتومی به عنوان یک علم، بخش های آن، گروه های علومی که مورفولوژی سیستم عصبی را مطالعه می کنند.
آناتومی(یونانی " آناتمنو» - کالبد شکافی) کهن ترین علوم است و به بررسی ساختار بدن انسان، شکل بیرونی آن، توزیع و ساختار اندام ها و سیستم های اندام فردی می پردازد که همه مظاهر حیاتی بدن را فراهم می کند. آناتومی انسان یکی از علوم پایه (بنیادی) انسانی است. شامل رشته های خصوصی زیر است: آناتومی طبیعیمطالعه ساختار یک فرد سالم و اندام های او. آناتومی پاتولوژیک- مورفولوژی فرد بیمار؛ توپوگرافیآناتومی - علم محل هر اندام در بدن انسان؛ پویاآناتومی، که سیستم حرکتی را از منظر عملکردی مورد مطالعه قرار می دهد، که برای رشد فیزیکی مناسب یک فرد مهم است.
مطالعه سیستم عصبی مرکزی به طور سنتی با آناتومی آغاز می شود، زیرا بدون آگاهی از عناصر اساسی سیستم عصبی و روابط آنها، مطالعه عملکردهای سیستم عصبی مرکزی غیرممکن است.
آناتومی سیستم عصبییکی از شاخه های آناتومی انسان است که به بررسی ساختار و رشد مغز و نخاع و همچنین سیستم عصبی محیطی شامل اعصاب، گانگلیون ها، شبکه های عصبی و سیستم عصبی خودمختار می پردازد. آناتومی سیستم عصبی منعکس کننده اصل وحدت ساختار بدن و عملکردهای آن است. همراه با فیزیولوژی، انسان شناسی، ژنتیک و سایر رشته های پزشکی-بیولوژیکی و روانشناختی-آموزشی، دانش اساسی در مورد الگوهای فعالیت حیاتی بدن انسان ارائه می دهد که ماهیت فرمان آن را تعیین می کند. ساختار و عملکرد اندام ها به هم مرتبط هستند، بنابراین درک آنها به تنهایی از یکدیگر غیرممکن است.
فیزیولوژیانسان به مطالعه عملکردهای حیاتی بدن و بخش های جداگانه آن می پردازد. فیزیولوژی عمومیالگوهای اساسی واکنش موجودات زنده به تأثیرات محیطی را بررسی می کند. فیزیولوژی تطبیقیارتباط نزدیکی با فیزیولوژی تکاملی دارد و ویژگی‌های عملکرد کل ارگانیسم و بافت‌ها و سلول‌های موجودات زنده گونه‌های مختلف را مطالعه می‌کند. بخش های ویژه فیزیولوژی، فیزیولوژی گونه های مختلف جانوری یا فیزیولوژی اندام های فردی (قلب، کلیه ها و ...) را مطالعه کنید.
بخشی از دانش به نام در روسیه و کشورهای اروپایی به مطالعه سیستم عصبی اختصاص دارد عصب شناسی، یعنی دکترین سیستم عصبی، و در آمریکا - نوروبیولوژی. این بخش توسط علومی ارائه شده است که سیستم عصبی را در سطوح مختلف و با استفاده از روش های مختلف مطالعه می کنند.
اولین گروه از علومی که مورفولوژی سیستم عصبی و عناصر تشکیل دهنده آن را مطالعه می کنند عبارتند از:
1. آناتومی سیستم عصبی مرکزی - مورفولوژی سیستم عصبی را در سطح اندام مطالعه می کند.
2. بافت شناسی سیستم عصبی مرکزی (یونانی " هیستوس"- بافت) ساختار سیستم عصبی را در سطوح بافتی و سلولی مطالعه می کند. مربوط به آناتومی و بافت شناسی جنین شناسیکه فرآیندهای تشکیل سلول، لقاح، رشد جنینی (داخل رحمی) بافت های فردی و کل ارگانیسم را مطالعه می کند.
3. سیتولوژی CNS (یونانی: " باytos"-cell) ساختار نورون ها و سلول های گلیال را در سطوح سلولی و زیر سلولی مطالعه می کند.
4. بیوشیمی و بیولوژی مولکولی سیستم عصبی مرکزی مطالعه ساختار نورون ها و سلول های کمکی سیستم عصبی در سطوح زیر سلولی و مولکولی.
گروهی از رشته های زیر به بررسی عملکرد سیستم عصبی از طریق آزمایش و مدل سازی فرآیندهای رخ داده در آن می پردازند:
فیزیولوژی سیستم عصبی مرکزی الگوهای کلی عملکرد سلول های عصبی، ساختارهای منفرد سیستم عصبی مرکزی و کل سیستم عصبی را به طور کلی بررسی می کند.
فیزیولوژی آنالیزورها (سیستم های حسی) کار ساختارهایی را مطالعه می کند که اطلاعات را درک و پردازش می کنند.
تمامی علوم فوق با استفاده از روش های تحقیق عینی به مطالعه کار سیستم عصبی مرکزی می پردازند. بر خلاف آنها، روانشناسی و عصب روانشناسیتمرکز بر روش‌های ذهنی و غیرمستقیم مطالعه روان انسان و فرآیندهای سیستم عصبی مرکزی که زیربنای آن است.
هنگام مطالعه ارتباط بین رفتار و ساختارها و عملکردهای سیستم عصبی مرکزی، دانشمندان به اصل اساسی نورولوژی مدرن ، که بیان می کند همه تنوع و منحصر به فرد بودن فعالیت ذهنی انسان، عملکردهای یک مغز سالم و بیمار را می توان از ویژگی های ساختاری و ویژگی های ساختارهای آناتومیکی اصلی مغز توضیح داد.
قبل از اینکه به ارائه خاصی از مطالب در مورد آناتومی سیستم عصبی بپردازیم، لازم است مروری کوتاه بر ایده های اساسی در مورد ساختار بدن انسان داشته باشیم.
نوروبیولوژی شاخه ای از زیست شناسی است و علم ساختار، فیزیولوژی و عملکرد مغز است.
به معنای واقعی کلمه، اصطلاح "نوروبیولوژی" با زیست شناسی نورون ها (سلول های عصبی) که سیستم عصبی را تشکیل می دهند، مرتبط است. با این حال، علاوه بر نورون ها، مغز پستانداران شامل تعداد زیادی سلول گلیال متنوع (به نام نوروگلیا) است که تا 90 درصد از حجم مغز را اشغال می کنند. سلول های نوروگلیال از نزدیک با نورون ها تعامل دارند و از فعالیت حیاتی و عملکرد طبیعی آنها اطمینان می دهند. در سالهای اخیر در چارچوب نوروبیولوژی، خواص سلول‌های نوروگلیال و برهمکنش آنها با نورون‌ها در ارائه عملکردهای مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
در خارج از کشور (و در سالهای اخیر در روسیه)، علم مغز را "علوم اعصاب" نیز می نامند (انگلیسی، علوم اعصاب). اگرچه به طور رسمی این اصطلاح باید به عنوان "علم سیستم عصبی" ترجمه شود، اما از نظر محتوا و دامنه مشکلات مورد مطالعه، دومی معادل "زیست اعصاب" است.
آغاز نوروبیولوژی به دوران باستان باز می گردد، با این حال، محتوای مدرن آن با تحقیقات و اکتشافات از اواسط قرن 19 همراه است. در عمل علمی داخلی، نوروبیولوژی در تقاطع علوم رفتاری و فیزیولوژی عصبی پدید آمد و اخیراً به عنوان یک رشته مستقل از آن یاد می شود.
ظهور و توسعه نوروبیولوژی
توسعه مبانی فیزیکوشیمیایی نوروبیولوژی
عصر مدرن مطالعه ساختار و عملکرد مغز با تعدادی اکتشاف در قرن 19-20 آغاز شد. نمایندگان و پیروان مکتب فیزیولوژیکی آلمان (G. von Helmholtz، E. Dubois-Reymond، L. Hermann، K. Ludwig، K. Bernard، J. Bernstein و غیره) که در نیمه اول قرن 19 تأسیس شد. J.-P. Müller ماهیت الکتریکی سیگنال ها را در رشته های عصبی ثابت کرد. در سال 1902، یو برنشتاین اولین تئوری غشایی تحریک بافت عصبی را مطرح کرد که در آن نقش تعیین کننده یون های پتاسیم را اعلام کرد. ما باید به ای. اورتون معاصر Y. Bernstein ادای احترام کنیم که در سال 1902 کشف مهمی کرد که سدیم برای ایجاد تحریک در عصب ضروری است. با این حال، نتایج E. Overton بدون توجه کافی از سوی معاصرانش باقی ماند. E. Dubois-Reymond و C. Bernard اولین کسانی بودند که پیشنهاد کردند سیگنال ها در مغز با استفاده از مواد شیمیایی منتقل می شوند. نمایندگان علم روسیه نیز تعدادی اکتشاف در الکتروفیزیولوژی انجام دادند. بنابراین، V.Yu. Chagovets در سال 1896 (کمی قبل از اعلام نظریه غشاء تحریک توسط Yu. Bernstein) اولین نظریه یونی منشا پدیده های بیوالکتریک را مطرح کرد و همچنین به طور تجربی نظریه تحریک کننده فیزیکی و شیمیایی را اثبات کرد. اثر جریان الکتریکی V.V. پراودیچ-نمینسکی در خاستگاه الکتروانسفالوگرافی بود: در سال 1913، او اولین کسی بود که فعالیت الکتریکی مغز یک سگ را از سطح جمجمه ثبت کرد. اولین ثبت الکتروانسفالوگرام در انسان توسط روانپزشک اتریشی G. Berger در سال 1928 به دست آمد. نمایندگان مکتب فیزیولوژی روسیه که توسط I.M. سچنوف در دهه 1860 با اروپایی ها همکاری نزدیک داشت و دائماً دیدار می کرد. بسیاری از دانشمندان جوان روسی برای تحصیل به اروپا (عمدتا آلمان) رفتند، جایی که در تحقیقات مشترک شرکت کردند.
اساس ایده های مدرن در مورد ساختار و عملکرد مغز به اصطلاح "دکترین عصبی" است. در پایان قرن نوزدهم. عصب آناتومیست ایتالیایی سی. گلگی روشی را برای رنگ آمیزی سلول های عصبی با کلرید نقره (که بعداً این روش نام خود را دریافت کرد) ایجاد کرد و ثابت کرد که بافت عصبی یک شبکه پیچیده در هم تنیده متشکل از نورون های منفرد است. او پیشنهاد کرد که نورون‌های شبکه با اتصالات پروتوپلاسمی به هم مرتبط هستند. با این حال، S. Ramon y Cajal، نوروناتومیست اسپانیایی، با استفاده از روش گلژی، ثابت کرد که سیستم عصبی از سلول‌های مجزا (نورون‌ها) تشکیل شده است که توسط تماس‌های تخصصی به هم مرتبط هستند. متعاقباً، سی.
شواهدی از ماهیت شیمیایی انتقال سیناپسی به طور موازی توسط نمایندگان دو مدرسه فیزیولوژیکی - کازان (بنیانگذار - A.F. Samoilov، روسیه و سپس اتحاد جماهیر شوروی) و کمبریج (بنیانگذار - چارلز شرینگتون، بریتانیای کبیر) به دست آمد. پیشگامان ماهیت شیمیایی انتقال سیناپسی در سراسر جهان فیزیولوژیست آلمانی اتریشی الاصل O. Levy و دانشمند انگلیسی G. Dale هستند. در سال 1921، O. Levy انتقال هومورال (شیمیایی) سیگنال های عصبی را در سیستم عصبی خودمختار ایجاد کرد، یعنی اثر مهاری استیل کولین انتقال دهنده عصبی بر ضربان قلب قورباغه هنگام تحریک عصب واگ. با این حال، اولین شواهد انتقال هومورال در سال 1904 توسط T. Elliott به دست آمد که آزاد شدن و اثر آدرنالین را بر اثر فعال شدن اعصاب محیطی نشان داد.
با نقض اخلاق علمی، جامعه علمی جهان به طور غیرقابل قبولی در مورد اکتشافات دانشمندان روسی A.F. Samoilov و شاگردانش A.V. Kibyakov، M.A. Kiselev و I.G. Validov سکوت کرده است. A.F. سامویلوف در دهه 1920 ایده هایی در مورد ماهیت شیمیایی انتقال تحریک هم از عصب به عضله اسکلتی و هم بین سلول های عصبی در سراسر سیستم عصبی ارائه کرد. او تحقیقات اولویت دار را در مورد پدیده تاخیر سیناپسی و وابستگی دمایی آن در سیناپس های عصبی عضلانی انجام داد که نشان دهنده ماهیت شیمیایی انتقال سیناپسی است. بنابراین، او نظریه انتقال شیمیایی تحریک را از ناحیه سیستم عصبی خودمختار (کارهای O. Levy، G. Dale و T. Elliott) به اعصاب حرکتی گسترش داد. این پیام اولین بار در جلسه انجمن روانپزشکان و آسیب شناسان اعصاب در سال 1923 بیان شد. علاوه بر این، A.F. سامویلوف با شاگردش M.A. کیسلف ماهیت شیمیایی فرآیندهای بازداری را کشف کرد. نتایج این مطالعه توسط او در دوازدهم کنگره بین المللی فیزیولوژی در استکهلم در سال 1926 گزارش شد. A.V. Kibyakov در اوایل دهه 1930. نقش انتقال دهنده عصبی استیل کولین را در سیناپس های گانگلیونی سمپاتیک گربه نشان داد. I.G. Validov مشارکت یون های کلسیم را در مکانیسم انتقال سیناپسی ثابت کرد. او همچنین اولین کسی بود که مشارکت یون‌های کلسیم درون سلولی را در مکانیسم انتقال سیناپسی، که به هدایت تحریک از عصب به عضله کمک می‌کند، اثبات کرد. نتایج این مطالعات در کنگره فیزیولوژی VII اتحادیه در سال 1948 گزارش شد، مدتها قبل از انتشارات B. Katz و R. Milady در اواسط دهه 1960، که مطالعات مشابهی را انجام دادند.
مکانیسم های سلولی و مولکولی تحریک پذیری سلول های عصبی در مطالعات K. Cole، A. Hodgkin و E. Huxley آشکار شد. در سال 1939، K. Cole برای اولین بار تغییرات رسانایی یونی در غشای فرآیندهای عصبی را در بی مهرگان (آکسون های ماهی مرکب غول پیکر) در طول تحریک آن اندازه گیری کرد و در سال 1952، A. Hodgkin و E. Huxley برای اولین بار جریان های یونی را در طول تحریک غشاء ثبت کردند و سدیم را نشان دادند. - ماهیت پتاسیم پتانسیل های عمل در غشاهای آکسون. ب. کاتز در حین مطالعه مکانیسم های تحریک سیناپس عصبی عضلانی به تعدادی اکتشاف مهم دست یافت. J. Eccles سهم ارزشمندی در مطالعه مکانیسم‌های سیگنال دهی بین نورونی داشت. جریان های یونی برانگیخته غشای اجسام نورون در بی مهرگان و مهره داران برای اولین بار در موسسه فیزیولوژی آکادمی علوم اوکراین SSR (اتحادیه شوروی سابق) در اوایل دهه 1960 ثبت شد. تحت رهبری آکادمیک P.G. Kostyuk.
در سال 1979، J. Eccles پیشنهاد کرد که اثرات سریع انتقال دهنده های عصبی "سریع" نامیده شود. یونوتروپیک، که دلالت بر اثر مستقیم آنها بر کانال های یونی در غشای سیناپسی و اثرات آهسته انتقال دهنده های عصبی "آهسته" دارد - متابوتروپیک، نشان می دهد که آنها با شروع فرآیندهای متابولیک (مسیرهای سیگنال دهی داخل سلولی) در سیتوپلاسم نورون پس سیناپسی ایجاد می شوند. متعاقبا، P. Greengard مسیرهای سیگنال دهی درون سلولی را با سنتز یک "پیام رسان دوم" که با اتصال دوپامین به گیرنده های غشای پس سیناپسی فعال می شود، توصیف کرد. این فرآیندهای متابولیک منجر به تغییر در نفوذپذیری کانال های یونی می شود که تحریک پذیری سلول های عصبی را کنترل می کند. بعدها، بسیاری از اجزای درگیر در مسیرهای سیگنال دهی درون سلولی (پروتئین های مختلف G، آنزیم هایی برای سنتز پیام رسان های دوم، کینازها، فسفاتازها و غیره) کشف شدند. در سال 1976، B. Sackman و E. Naeher مطالعه ای در مورد کانال های یونی منفرد فعال شده توسط استیل کولین در فیبرهای عضلانی قورباغه منتشر کردند. پیشرفت های تکنولوژیکی بعدی امکان مطالعه فعالیت انواع کانال های یونی در غشای سلولی را فراهم کرده است. در دو دهه اخیر، معرفی گسترده روش ها، امکان ایجاد ساختار شیمیایی بسیاری از پروتئین های دخیل در فرآیندهای سیگنال دهی بین سلولی و درون سلولی را فراهم کرده است. بهبود روش‌های میکروسکوپ نوری و الکترونی با استفاده از فناوری‌های لیزری امکان مطالعه پایه‌های کلان و ریزساختاری فیزیولوژی سلول‌های عصبی و اندامک‌های آنها را فراهم کرده است.
پیشرفت در مطالعه پایه های فیزیکوشیمیایی فرآیندهای عصبی قطعاً توسعه جهات مختلف در علم مغز را تعیین کرد و درک عملکردهای اصلی آن را غنی کرد: 1) پردازش اطلاعات در مورد وضعیت بدن و وضعیت محیط آن. توسط سیستم های حسی؛ 2) سازماندهی و اجرای اقدامات پاسخ توسط سیستم های موتور. 3) ارتباط بین بخش‌های حسی و حرکتی سیستم عصبی مرکزی توسط سیستم‌های انجمنی که عملکردهای مرتبه بالاتری را ارائه می‌کنند (ادراک، توجه، حافظه، شناخت، احساسات، تفکر و دیگران).
در حال حاضر، نوروبیولوژی یک علم با فناوری پیشرفته است که دستاوردهای شیمی، فیزیک، ریاضیات و فناوری اطلاعات مدرن را انباشته می کند.
توسعه ایده ها در مورد رفتار
در آستانه قرن XIX-XX. به موازات مطالعات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی سیستم عصبی، ایده ها در مورد مکانیسم های رفتار فرو ریخت. در سال 1903 I.P. پاولوف نظریه رفلکس های شرطی را که کنش های رفتاری انطباقی تازه اکتسابی هستند، اعلام کرد. تئوری I.P. پاولوا بر اساس ایده های فلسفی R. Descartes در مورد ماهیت بازتابی واکنش های رفتاری انطباقی و I.M. Sechenov در مورد ماهیت بازتابی فرآیندهای ذهنی بود. آنها سچنوف معتقد بود که فعالیت های خودآگاه و ناخودآگاه ماهیتی بازتابی دارند و پدیده های ذهنی ناشی از فرآیندهای فیزیولوژیکی هستند که می توانند با روش های عینی مطالعه شوند. با الهام از ایده های I.M. Sechenov I.P. پاولوف یک روش فیزیولوژیکی عینی را برای مطالعه رفلکس های شرطی ایجاد کرد و از آن برای مطالعه غیرمستقیم فرآیندهای داخلی که منشأ "ذهنی" واکنش های اتونوم تطبیقی اکتسابی را تعیین می کند، استفاده کرد. با نام I.P. پاولوف با آغاز مطالعه عینی مکانیسم های رفتار همراه است. توسعه یک رفلکس شرطی توسط I.P. پاولوف به عنوان پیوندی از دو قوس بازتابی فعال شده توسط دو محرک - بدون شرط و شرطی، یعنی دو کانون تحریک در مغز مربوط به این محرک ها. در زمان خود، چنین تفسیر فیزیولوژیکی بدون شک پیشرفته به نظر می رسید و با روش درون نگری ذهنی که برای تجزیه و تحلیل فعالیت ذهنی استفاده می شد، مخالف بود.
به موازات آن، در مدرسه آمریکایی رفتارگرایی(از انگلیسی، رفتار - اخلاق) ایده هایی در مورد رفتار ابزاری ایجاد شد. نمونه ترین نمایندگان این روند E. Thorndike، J. Watson و B. Skinner هستند. یکی از ویژگی های متمایز رفتارگرایی، ماهیت توصیفی مطالعه واکنش های رفتاری ابزاری است که بر خلاف تفاسیر پاولوفی، بر مکانیسم های درونی (هرچند گمانه زنی از مواضع مدرن) تأثیر نمی گذارد. نمایندگان نسل جدید رفتارگرایان K. Lashley، E. Tolman و W. Hunter، که خود را نورفتارگرا می نامند، در نهایت به تفسیر عصبی فیزیولوژیکی رفتار ابزاری روی آوردند. یک تفسیر فیزیولوژیکی از مکانیسم‌های رفتار ابزاری شامل کمان‌های رفلکس مفهومی توسط E. Konorsky، یک دانشجوی برجسته I.P. پاولوا.
در میان اشکال رفلکس رفتار I.P. پاولوف رفلکس های غیرشرطی نسبتا ساده ای را شناسایی کرد که اساس ذاتی اعمال رفتاری تازه به دست آمده را تشکیل می دهند. اشکال پیچیده ذاتی رفتار (غرایز) در ابتدا توسط جانورشناسان مورد مطالعه قرار گرفت. در اواسط قرن بیستم. رفتار غریزی به یک موضوع مورد توجه علمی تبدیل شده است اخلاق شناسی، توسط K. Lorenz و N. Tinbergen اعلام شد.
در چارچوب روانشناسی شاخه دیگری از علم رفتار پدید آمده است که به مطالعه می پردازد شناختییا رفتار «هوشمندانه» که فقط برای حیواناتی با سیستم عصبی بسیار توسعه یافته مشخص می شود. در نتیجه مطالعات رفتار شامپانزه ها، W. Köhler تظاهرات رفتاری پیچیده (بینش (eng., بینش، بصیرت، درون بینی)، انتقال، تعمیم)، که نیازی به آموزش ندارند و اولین بار ظاهر می شوند. چنین اشکال رفتاری نه تنها در پستانداران بالاتر، بلکه در پستانداران دیگر و حتی در برخی از پرندگان نیز آشکار می شود و شامل راه حل های اضطراری برای مشکلات جدید - انواع مختلف مشکلات منطقی ابتدایی، فعالیت ابزاری در موقعیت جدید است. توانایی حیوانات در حل مسائل منطقی ابتدایی توسط اعضای مربوطه بررسی شد. آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی L.V. Krushinsky، که ایده هایی در مورد فعالیت عقلانی ابتداییحیوانات او ثابت کرد که امکان تجلی فعالیت عقلانی ابتدایی در حیوانات به پیچیدگی سازماندهی مغز بستگی دارد. L.V. Krushinsky توانایی های شناختی برخی از حیوانات را پیش نیازهای فیلوژنتیکی برای عملکردهای ذهنی بالاتر در انسان می دانست.
حتی Ch. Sherrington، بر اساس آزمایش‌های خود، استدلال کرد که رفلکس‌ها به فعال شدن قوس‌های بازتابی کاهش نمی‌یابند، بلکه باید به عنوان یک فعالیت یکپارچه بدن به عنوان یک کل در نظر گرفته شوند. کامپیوتر. آنوخین مفهوم "سیستم عملکردی" را مطرح کرد که عمل رفتاری انطباقی را در نتیجه ادغام مکانیسم‌های عصبی خصوصی و هومورال توضیح می‌دهد که وارد تعامل پویا هماهنگ پیچیده می‌شوند. کامپیوتر. آنوخین اصل "سیستم عملکردی" را به ساختار هر رفتار هدفمند گسترش داد.
همانطور که روش های عصبی فیزیولوژیکی در دهه 1950 و 60 توسعه یافت. آنها به طور گسترده ای برای مطالعه مکانیسم های عصبی رفتار مورد استفاده قرار گرفته اند. ثبت کل فعالیت الکتریکی مغز و نورون های فردی انگیزه جدیدی به توسعه ایده ها در مورد مکانیسم های رفتار داد. ادغام زمینه های مختلف علمی، و همچنین توسعه روش های جدید در نوروبیولوژی، به طور قابل توجهی پایه روش شناختی برای مطالعه مکانیسم های رفتار را غنی کرده است. کشف پدیده پلاستیسیته سیناپسیفرصت های جدیدی را برای تحقیق در مورد ویژگی های کلیدی سیستم عصبی مرکزی زیربنای یادگیری باز کرد - حافظه. در اوایل دهه 1970 T. Bliss و T. Lemo تغییراتی را در کارایی انتقال سیناپسی در سیناپس‌های هیپوکامپ خرگوش کشف کردند. چنین تغییراتی در انتقال سیناپسی سپس در سیناپس‌های دیگر ساختارهای مغز پستانداران نشان داده شد. پدیده‌های مشابهی نیز در سیستم‌های عصبی ساده حیوانات بی‌مهرگان، به‌ویژه در نرم تنان (کار E. Kandel) یافت شد. پدیده های شناسایی شده انعطاف پذیری سیناپسی در دینامیک زمانی آنها با ایده هایی در مورد کوتاه مدتو حافظه بلند مدت. بنابراین، ایده های مربوط به حافظه و سازماندهی آن تفسیر عصبی فیزیولوژیکی خود را یافته اند. متعاقباً، مدل‌های پلاستیسیته سیناپسی در مطالعات مکانیسم‌های رفتاری به‌عنوان آنالوگ‌های سلولی حافظه و یادگیری مورد استفاده قرار گرفت و پیش‌بینی‌های نظری فیزیولوژیست عصبی D. Hebb در اواخر دهه 1940 را تأیید کرد.
نوروبیولوژی مدرن به عنوان یک علم یکپارچه
در حال حاضر، نوروبیولوژی یک علم میان رشته ای است که شامل برخی از حوزه های علمی در روانشناسی، پزشکی، ریاضیات، علوم کامپیوتر، فیزیک، زبان شناسی و فلسفه است. در چارچوب نوروبیولوژی مدرن، طیف وسیعی از مسائل، از جمله رویکردهای مختلف برای مطالعه جنبه‌های مولکولی، انتوژنتیکی، ساختاری، عملکردی، تکاملی، پزشکی و سایبرنتیکی سیستم عصبی مرکزی و نقش کلیدی آن در کنترل رفتار ارگانیسم ها این مشکلات را می توان با استفاده از ابزارهای تحلیلی از طیف وسیعی از علوم زیستی، از جمله بیوفیزیک، زیست شناسی مولکولی و سلولی، ژنتیک، جنین شناسی، آناتومی و فیزیولوژی، زیست شناسی رفتاری و روانشناسی بررسی کرد. فناوری‌های مورد استفاده در علوم اعصاب بسیار متنوع هستند - از روش‌های بیوفیزیکی و مولکولی برای مطالعه سلول‌های منفرد، کانال‌های یونی، گیرنده‌های غشایی، اندامک‌های سلولی گرفته تا تصویربرداری از فرآیندهای ادراکی، یکپارچه و حرکتی کل مغز با استفاده از تشدید مغناطیسی و توموگرافی گسیل پوزیترون. پیشرفت‌های نظری اخیر در علوم اعصاب منجر به تحقیقات در مورد شبکه‌های عصبی-مانند شده است که مبنایی برای رویکردهای ایجاد هوش مصنوعی هستند. وظیفه نوروبیولوژی ادغام انواع اطلاعات به دست آمده در سطوح مختلف تجزیه و تحلیل کار سیستم عصبی مرکزی در درک منسجم از ساختار و عملکرد آن است. گسترش دامنه مشکلات در نوروبیولوژی با مشارکت تعداد زیادی از دانشمندان از طیف گسترده ای از زمینه های علمی در مطالعه عملکرد مغز به ایجاد جوامع علمی بین المللی ویژه کمک کرد. به عنوان مثال، سازمان بین المللی تحقیقات مغز در سال 1960، انجمن مغز و رفتار اروپا در سال 1968، و انجمن علوم اعصاب ایالات متحده در سال 1969 برای علوم اعصاب، ایالات متحده آمریکا تاسیس شد.
مبانی نوروبیولوژی مدرن
در نیمه دوم قرن بیستم. تحقیقات در مورد سیستم عصبی به دلیل پیشرفت های انقلابی در فیزیولوژی مولکولی و سلولی، فیزیولوژی عصبی و فناوری اطلاعات انگیزه قابل توجهی دریافت کرده است. در نتیجه، دانش ما در مورد میکروآناتومی و فیزیولوژی نورون‌ها، فرآیندهای مولکولی در سیتوپلاسم و اندامک‌های آنها و همچنین ارتباطات بین نورونی به میزان قابل توجهی غنی شده است. با این حال، نقش شبکه های عصبی در تضمین هوش، تفکر، آگاهی، احساسات، سازماندهی رفتار هدفمند و تعدادی دیگر از تظاهرات روان کاملا ناشناخته باقی مانده است.
بسیاری از انواع مورفولوژیکی و عملکردی نورون ها و سلول های گلیال در مغز شناسایی شده اند. علیرغم این واقعیت که سلول های گلیال برای اولین بار توسط R. Virchow در اواسط قرن 19 توصیف شد، برای چندین دهه عملکرد این سلول ها به خوبی شناخته نشده بود و آنها فقط نقش کمکی داشتند. در حال حاضر، درک ما از ساختار و عملکرد گلیا به طور قابل توجهی گسترش یافته است. مشخص شد که سلول های گلیال دارای خواص زیادی هستند که در سلول های عصبی ذاتی هستند. سیستم عصبی توسط شبکه هایی تشکیل شده است که از انواع نورون ها و سلول های گلیال تشکیل شده است. این شبکه های عصبی ماژول های اولیه سیستم عصبی را تشکیل می دهند که انواع خاصی از اطلاعات را پردازش می کنند. چنین ماژول های عصبی ساختارهای تشریحی مجزا در مغز را تشکیل می دهند که عملکردهای خاصی را انجام می دهند. از علوم اعصاب خواسته شده است تا عملکرد چنین ماژول هایی را در چندین سطح - مولکولی، سلولی، سیستمیک و رفتاری بررسی کند.
بر مولکولیسطح در چارچوب نوروبیولوژی، آنها (1) مکانیسم های درون سلولی سنتز مولکول های سیگنال را مطالعه می کنند. (2) آبشارهای درون سلولی که توسط مولکول های سیگنالینگ آغاز می شوند. (3) مکانیسم های ادغام رویدادهای درون سلولی که منجر به فعال شدن نورون با انتشار بعدی انتقال دهنده های عصبی می شود. در این سطح از تحقیقات، فرآیندهای رشد و مرگ نورون ها و تأثیر عوامل ژنتیکی بر عملکرد بیولوژیکی نورون ها با استفاده از روش های زیست شناسی مولکولی و ژنتیک مورد بررسی قرار می گیرد. مکانیسم‌هایی که مورفولوژی، هویت مولکولی و ویژگی‌های فیزیولوژیکی نورون‌ها را تغییر می‌دهند، و اینکه چگونه چنین تغییراتی متعاقباً منجر به تغییراتی در اشکال مختلف رفتار می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از سوی دیگر، مکانیسم‌هایی که عملکرد یک نورون را با تجربه فردی ارگانیسم تغییر می‌دهند و اینکه چگونه این تغییرات فرآیندها را در سطوح فیزیولوژیکی و رفتاری تعیین می‌کنند، کم اهمیت نیستند.
بر سلولیدر سطح آنها مکانیسم های فیزیولوژیکی و الکتروشیمیایی اساسی پردازش سیگنال های مختلف، نشان دهنده تأثیرات شیمیایی و الکتریکی مختلف، و همچنین مکانیسم های تبدیل این سیگنال ها به غشای دندریت ها، اجسام و آکسون های نورون ها را مطالعه می کنند. "کد عصبی" منحصر به فرد هر نورون الگوی سیگنال های الکتریکی تولید شده و ویژگی انتقال دهنده عصبی آن است. یکی دیگر از زمینه های مهم نوروبیولوژی در سطح سلولی، مطالعه توسعه سیستم عصبی است. چالش‌های پیش روی این حوزه عبارتند از: (1) تقسیم منطقه‌ای بافت عصبی در حال توسعه با تشکیل ساختارهای تخصصی بعدی. (2) تکثیر سلول های بنیادی. (3) تمایز آنها به انواع مختلف نورون ها و سلول های گلیال. (4) مهاجرت عصبی. (5) توسعه فرآیندها (دندریت و آکسون). (6) تعامل تغذیه ای سلول های سیستم عصبی؛ و (7) تشکیل تماس های سیناپسی.
بر سیستمیکبررسی سطحی مسائل مربوط به اینکه چگونه تشکیلات عصبی آناتومیکی و عملکردی، که در طول رشد شکل می‌گیرند، برای انجام عملکردهای خاصی مانند رفلکس‌ها، ادغام سیگنال‌های حسی، هماهنگی حرکات، تنظیم ریتم‌های شبانه‌روزی، واکنش‌های عاطفی، یادگیری، حافظه و بسیاری دیگر تخصص دارند. . یک معمای هنوز حل نشده این است که چگونه برخی از نورون ها به سیگنال های دیداری و برخی دیگر به سیگنال های شنیداری حساس می شوند و چگونه این نورون ها ما را قادر می سازند تا نور و صدا را به صورت ذهنی تجربه کنیم. چنین مشکلاتی در اواسط قرن نوزدهم مطرح شد. J.-P. مولر در «نظریه انرژی ویژه» خود. در چارچوب عصب‌شناسی، ویژگی جمعیت‌های عصبی در حصول اطمینان از اعمال رفتاری خاص در حیوانات مورد مطالعه قرار می‌گیرد و در چارچوب عصب روانشناسی، نقش مناطق مختلف قشری در تضمین عملکردهای ذهنی در انسان مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در چارچوب نوروبیولوژی، مکانیسم های تعامل بین سیستم عصبی و سیستم غدد درون ریز و ایمنی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد.
بر شناختیدر سطح (شناختی)، مکانیسم های عصبی در حصول اطمینان از فعالیت شناختی در انسان مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، روش‌های مدرن تجسم وضعیت مغز (رزونانس مغناطیسی و توموگرافی انتشار پوزیترون)، و همچنین الکتروانسفالوگرافی سنتی هنگام حل مشکلات پیچیده ذهنی به طور گسترده استفاده می‌شود. هدف از چنین مطالعاتی ایجاد ارتباط بین مناطق فعال مغز و فرآیندهای ذهنی است.
نوروبیولوژی و پزشکی.رشته های پزشکی مانند مغز و اعصاب، جراحی مغز و اعصاب، آسیب شناسی عصبی و روانپزشکی به مطالعه اختلالات سیستم عصبی می پردازند. بیماری‌های مختلف نشان‌دهنده مدل‌های طبیعی اختلال عملکرد مغز هستند که مطالعه آنها به توسعه ایده‌هایی درباره عملکرد مغز و راه‌های درمان این بیماری‌ها کمک می‌کند.
علوم اعصاب و علوم انسانی. عصب شناسی ارتباط نزدیکی با روانشناسی و جامعه شناسی دارد. پیشرفت‌ها در تحقیقات شبکه‌های عصبی، استفاده از مدل‌های مشابه عصبی را در اقتصاد، هوش مصنوعی و مشکلات تصمیم‌گیری و در علوم اجتماعی ممکن می‌سازد. دستاوردهای نوروبیولوژی نیز در فلسفه مورد تقاضا است، که وظیفه درک هدف ذهن را بر عهده دارد. فلسفه می کوشد تا با مقایسه زوج فلسفی «اندیشه-ایده» و زوج عصب زیستی «ساختار-عملکرد» جوهر روان را توضیح دهد.
جهات اصلی نوروبیولوژی
در حال حاضر، چندین حوزه اصلی تحقیق در نوروبیولوژی وجود دارد. با این حال، چنین تقسیم بندی مشروط است و در عمل علمی واقعی، حوزه های مورد علاقه به طور قابل توجهی با هم همپوشانی دارند.
عصب شناسان مولکولی و سلولیمن. موضوع تحقیق: فراساختار نورون ها و سلول های گلیال، متابولیسم پروتئین، سیناپس ها، کانال های یونی، پتانسیل های عمل و پتانسیل های پس سیناپسی، انتقال دهنده های عصبی، مسیرهای سیگنال دهی درون سلولی، برهمکنش سیستم عصبی و ایمنی است.
نوروبیولوژی رفتار. موضوع تحقیق عبارت است از: ژنتیک رفتاری، روانشناسی زیستی، تنظیم ریتم شبانه روزی، نورواتولوژی، مکانیسم های تنظیم رفتار هیپوتالاموس هیپوفیز، حفظ هموستاز، دوشکلی جنسی، سیستم های حسی، سیستم های کنترل حرکتی، تنظیم هورمونی، اعتیاد. از مواد (به عنوان مثال، مواد مخدر و الکل).
علوم اعصاب سیستمی. موضوع تحقیق عبارت است از: فیزیولوژی سیستم های حسی، تجزیه و تحلیل علائم پیچیده حسی خاص، فیزیولوژی سیستم های حرکتی، یکپارچگی حسی، درد و احساس آن، فعالیت الکتریکی خود به خودی و برانگیخته، حالات عملکردی (خواب، بیداری و ...) حفظ هموستاز، انگیزه، فعال سازی غیر اختصاصی ( انگیختگی) توجه
نوروبیولوژی رشدی. موضوع مطالعه عبارت است از: تکثیر سلولی در مغز، نوروژنز، تشکیل فرآیندهای عصبی، مهاجرت نورون ها، عوامل رشد، نوروتروفین ها، آپوپتوز و آنتی آپوپتوز، سیناپتوژنز.
علوم اعصاب شناختی. موضوع تحقیق عبارت است از: توجه انتخابی اختیاری، آگاهی (درک)، کنترل شناختی، ژنتیک شناختی، تصمیم گیری، انگیزه و هیجانات، عملکردهای زبان، حافظه، فعالیت، ادراک، جنبه های اجتماعی.
علوم اعصاب نظری و محاسباتی. موضوع تحقیق عبارت است از: مدل سازی تولید تکانه های عصبی (مثلاً پتانسیل های عمل در مدل هوچکین- هاکسلی) و هدایت آنها در طول فرآیندهای عصبی (نظریه کابل)، مدل سازی برهمکنش سیناپسی و یکپارچگی سیناپسی، شبکه های عصبی و آنها. شبیه سازی کامپیوتری، مدل سازی یادگیری (مثلاً توسط قانون هب).
نوروبیولوژی در نورولوژی و روانپزشکی. موضوع مطالعه عبارتند از: اوتیسم، زوال عقل، بیماری پارکینسون، آپوپلکسی مغزی، نوروپاتی محیطی، ضایعات تروماتیک مغز و نخاع، اختلالات اتونومیک، روان پریشی، اسکیزوفرنی، افسردگی، اضطراب، اعتیاد، اختلالات حافظه، اختلالات خواب.
عصب شناسی کاربردی. موضوع تحقیق: پروتزهای عصبی حسی و حرکتی، بیوفیدبک، رابط مغز و کامپیوتر می باشد.
عصب زبانشناسی. موضوع پژوهش عبارت است از: کارکردهای زبان، بیان گفتار شفاهی، فراگیری زبان، ادراک گفتار شفاهی و نوشتاری، تحلیل ساختارهای نحوی.
تصویربرداری عصبی(انگلیسی، تصویربرداری عصبی). موضوع تحقیق: تصویربرداری ساختاری و عملکردی مغز است.
مناطق ذکر شده طیفی از مشکلات مورد مطالعه در چارچوب نوروبیولوژی مدرن را تمام نمی کند. برخی از جهت ها به طور قابل توجهی با یکدیگر همپوشانی دارند.
آینده علوم اعصاب (مشکلات حل نشده)
علیرغم پیشرفت های معین در نوروبیولوژی، برخی از مشکلات مهم هنوز حل نشده باقی مانده و نیازمند تحقیقات بیشتر است. دورترین چشم اندازها برای حل مشکلات مربوط به فرآیندهای شناختی است. علم اعصاب مدرن هنوز با سؤالات حل نشده ای در مورد مکانیسم های عصبی آگاهی، خواب، ادراک، یادگیری و حافظه، انعطاف پذیری عصبی و تصمیم گیری مواجه است. بسیاری از سوالات حل نشده مربوط به رشد و تکامل سیستم عصبی است. مکانیسم های عصبی بروز برخی از بیماری های روانی (به عنوان مثال، اختلال وسواس فکری-اجباری، اسکیزوفرنی)، بیماری پارکینسون، بیماری آلزایمر و اعتیاد هنوز به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است.
در زیر فقط 10 خاصیت مرموز مغز وجود دارد که باید در آینده کشف شوند:
1. اطلاعات چگونه در الگوهای فعالیت عصبی رمزگذاری می شود؟
2. اطلاعات چگونه از حافظه ذخیره و بازیابی می شود؟
3. فعالیت الکتریکی پس زمینه مغز چه چیزی را منعکس می کند؟
4. مغز چگونه آینده را شبیه سازی می کند؟
5. احساسات چیست؟
6. هوش چیست؟
7. زمان در مغز چگونه نمایش داده می شود؟
8. چرا مغز می خوابد و رویاها چیست؟
9. سیستم های تخصصی مغز چگونه با یکدیگر تعامل دارند؟
10. آگاهی چیست؟
دانشمندان علوم اعصاب دائماً با دانشمندان سایر رشته های علمی همکاری نزدیک دارند و موفقیت در حل بسیاری از مشکلات پیش روی علم اعصاب به این تعامل بستگی دارد.
خواندن توصیه می شود
1. Blum F., Leiserson A., Hofstadter L., Brain, ذهن و رفتار, "Mir", M., 1988.
2. Nichols J.G., Martin A.R., Wallas B.J., Fuchs P.A. از نورون تا مغز، انتشارات LKI، M.، 2008.
3. رز اس، دستگاه حافظه، از مولکول ها تا آگاهی، «میر»، م.، 1995.
4. هوبل دی. چشم، مغز، بینایی، «میر»، م.، 1990.
5. شپرد جی. نوروبیولوژی، «میر»، م.، 1987.
6. Shulgovsky V.V.، فیزیولوژی فعالیت عصبی بالاتر با مبانی نوروبیولوژی، اد. مرکز "آکادمی"، م.، 1387.
7. Shulgovsky V.V. مبانی فیزیولوژی عصبی، اد. «آسپکت پرس»، م.، 1387.
8. اسکوایر. L.R., Berg D., Bloom F.E., du Lac S., Ghosh A., Spitzer N.C. علوم اعصاب بنیادی، انتشارات آکادمیک، ویرایش سوم، سن دیگو، لندن، 2008.
سیستم عصبی (Systema nervosum) یکی از سیستم های یکپارچه کننده پیشرو بدن است و همراه با سیستم غدد درون ریز و قلب و عروق بدن را در یک کل واحد متحد می کند. به عقیده پاولوف I.P، یک موجود زنده مجموع مکانیکی اجزای تشکیل دهنده آن نیست، بلکه یک سیستم پیچیده و پویا است که همه اجزای آن به هم مرتبط و وابسته هستند. بدن در تماس مداوم و نزدیک با محیط خارجی است. در طول زندگی، بدن با شرایط محیطی سازگار می شود. سطح سازگاری آن با محیط خارجی توسط سیستم عصبی کنترل می شود. بنابراین، Systema nervosum ارتباط بدن با محیط خارجی را تضمین می کند، عملکرد همه اندام ها را کنترل می کند و تمام قسمت های بدن را به یک کل متصل می کند. گردش خون، جریان لنفاوی و فرآیندهای متابولیک را هماهنگ می کند که به نوبه خود بر وضعیت سیستم عصبی تأثیر می گذارد. پاولوف I.P. نوشته است: "فعالیت سیستم عصبی از یک طرف به یکپارچگی و یکپارچگی تمام اعضای بدن، از طرف دیگر برای اتصال بدن با محیط، ایجاد تعادل بین سیستم های بدن با خارج است. دنیا.”
سیستم عصبی بر اساس اصل بازخورد کار می کند، یعنی. تکانه از طریق بخش محیطی خود به مغز و از مغز در امتداد همان بخش محیطی به اندام کار می رود. باید به خاطر داشته باشیم که هرگونه پاسخ به تحریک حرکتی خواهد بود، بنابراین سیستم عصبی به موازات سیستم اسکلتی عضلانی توسعه می یابد.
علمی که به مطالعه سیستم عصبی می پردازد نورولوژی نام دارد.
فیلو و آنتوژنی سیستم عصبی. در روند توسعه تاریخی، سیستم عصبی تعدادی از مراحل متوالی را طی می کند:
منمرحله - مرحله طنز. ارتباط ارگانیسم با محیط از طریق یک مایع خاص که هم در خارج و هم در داخل آن قرار دارد انجام می شود. این مرحله برای موجودات تک سلولی معمولی است.
مرحله دوم - مرحله پراکنده. ارتباط بدن با محیط خارجی با کمک نورون هایی انجام می شود که فرآیندهای آنها در تماس با یکدیگر شبکه ای را تشکیل می دهند. این شبکه در کل بدن یک ارگانیسم چند سلولی نفوذ می کند، بنابراین، هنگامی که تحریک می شود، کل بدن منقبض می شود. نوع مشبک سیستم عصبی مشخصه کولنترات ها (هیدرا، چتر دریایی، پولیپ) است.
بازتاب این مرحله در مهره داران بالاتر بخش پاراسمپاتیک سیستم عصبی خودمختار است.
مرحله III - مرحله گانگلیون. در این مرحله، نورون‌ها خوشه‌هایی (گانگلیون‌ها) تشکیل می‌دهند که به‌طور تصادفی چیده نشده‌اند، بلکه به‌صورت قطعه‌ای، متامری هستند و توسط فرآیندهای عصبی به هم متصل می‌شوند. تحریک در حال حاضر در یک بخش موضعی شده است. نوع گانگلیونی سیستم عصبی مشخصه کرم های بالاتر و بندپایان است. بازتاب این مرحله در مهره داران بالاتر بخش سمپاتیک سیستم عصبی خودمختار است.
مرحله IV - مرحله لوله ای شکل با غلظت گانگلیون های عصبی به شکل لوله عصبی همراه است که در داخل آن یک حفره وجود دارد. این ساختار سیستم عصبی مشخصه همه آکوردها - از نیزه تا پستانداران و پرندگان است.
مرحله V - مرحله بعدی با بهبود حواس، رشد پیشرونده قسمت قدامی لوله عصبی و تشکیل مغز همراه است (یعنی انسفالیزاسیون رخ می دهد). ابتدا یک وزیکول مغزی تشکیل می شود، سپس اکستنشن با دو انقباض بسته می شود تا 3 وزیکول مغزی اولیه تشکیل شود. پس از آن، 1 و 3 دوباره به دو بخش تقسیم می شود. بنابراین، 5 وزیکول مغزی تشکیل می شود که متعاقباً 5 قسمت از مغز از آنها تشکیل می شود. حفره‌های وزیکول‌های مغزی به بطن‌هایی تبدیل می‌شوند که مایع مغزی نخاعی (CSF) درون آنها گردش می‌کند. مشروب مواد مغذی و اکسیژن را به نورون ها می رساند و به عنوان واسطه ای بین خون و بافت عصبی عمل می کند. بنابراین، محرک رشد مغز، بهبود بیشتر دستگاه گیرنده حیوانات (ارگان های حسی) بود.
در مورد طناب نخاعی، محرک رشد آن فعالیت حرکتی حیوانات بود. این ابتدا منجر به تشکیل مغز تنه شد که در طول رشد توسط نخاع با اعصاب نخاعی که از آن به تمام بخش‌های بدن گسترش یافته بود جایگزین شد.
در انتوژنز، سیستم عصبی از اکتودرم توسعه می یابد که در آن صفحه عصبی ابتدا ترشح می شود، چین های عصبی در آن ظاهر می شوند که در صورت بسته شدن، لوله عصبی را تشکیل می دهند.
در انتهای جمجمه لوله عصبی ابتدا 3 وزیکول مغزی ظاهر می شود و سپس با تقسیم 2 تای آنها 5 وزیکول مغزی ظاهر می شود. از این 5 وزیکول مغزی متعاقباً 5 قسمت مغز تشکیل می شود.
از انتهای دمی لوله عصبی، طناب نخاعی رشد می کند که در ابتدای جنین زایی با طول کانال نخاعی مطابقت دارد و سپس تنها بخشی از آن را اشغال می کند، زیرا کندتر از ستون فقرات رشد می کند.