Невероятные факты Мозг человека
Мозг уже давно поражает ученые умы своей сложной структурой работы. Вероятно, лучше всего сформулировал мысль о мозге Карл Саган в "Космосе", сказав, что "мозг – это очень большое место в очень маленьком пространстве".
С помощью современных технологий ученые все глубже и глубже проникают в этот клубок нейронов и в его миллиардные соединения.
Ниже представлен обзор того, что представлял и представляет собой мозг от античности до наших дней.
"Портреты разума"
В книге "Портреты разума: визуализация мозга от античности до 21 века" представлены удивительные образы, которые показывают всю сложность и красоту мозга. Причем, со временем, когда появляются все новые технологии и возможности визуализации мозга, ученые находят новые способы видения и интерпретации увиденного. Посмотрите на некоторые удивительные фотографии из этой книги.
Запах собаки
Это чертеж 1875 года, на котором изображена обонятельная луковица собаки. Это изображение стало реальностью с помощью использования метода окрашивания имени Камилло Гольджи (Camillo Golgi), при котором определенные химические вещества вводятся в нервную ткань, в результате чего ее можно четко рассмотреть. Некоторые утверждают, что применение метода к изучению мозговой ткани представляет собой начало современной нейробиологии.
Капель Дендриты
Хотя все клетки тела подчиняются работе одного и того же генома, только определенный набор генов присущ каждой клетке, причем каждый тип коммутаторов нейрона определяет характер генов.
На данном изображении ген JAM-B был "включен", что привело к активизации флуоресцентного белка, благодаря чему осветилась небольшая группа клеток. Полученное фото показывает, что все нейронные проекции, называемые дендритами, двигаются в одном направлении, причем эти нейронные сетчатки, как известно, могут обнаружить только объекты, движущиеся вверх.
Кровеносные сосуды
При помощи сканирующего электронного микроскопа удалось получить изображение этих ветвящихся структур, которые доставляют кровь в человеческий мозг. Сосуды организуются следующим образом: самые крупные кровеносные сосуды окружают поверхность мозга (верхняя часть фото), от них затем исходят тонкие, но плотные сосудики, направляющиеся вглубь мозга (нижняя часть изображения).
Инсульт
Использование в неврологии метода диффузионной магнитно-резонансной томографии – это сравнительно новое явление, хотя оно и выступает в качестве своеобразного диагностического инструмента. На данном изображении показан мозг пациента, который перенес инсульт в средней части мозга и в таламусе, что привело к повреждению определенных аксонов (некоторые из них видны в нижней части изображения).
Мозг мыши
Сечение гиппокампа мыши (одна из мозговых частей памяти) раскрывает свою сложную сеть нейронов, чьи сомы показаны в виде маленьких кружков. Гиппокамп, как видно, расположен непосредственно под корой головного мозга, которая является наружным слоем полушарий мозга.
"Колючий" нейрон
Большинство нейронов состоит из трех частей: аксона, тело клетки, называемое сомой и дендритов. Это изображение, полученное при помощи электронного микроскопа, показывает сому с дендритами (и их шипами), исходящими из нее. Для получения этого изображения, сканируется непосредственно поверхность взятого образца, а детектор отслеживает движущиеся электроны, которые отражаются от поверхности и таким образом выявляется внешняя форма образца.
Особые клетки мозга
Здесь представлены два типа клеток, расположенных в мозжечке: глии и нейроны Пуркинье. Клетки можно выделить благодаря методу, который в своей работе использует иммунную систему организма и ее антитела – белки, которые распознают и выделяют "посторонние вещества". Теперь биологи используют антитела для того, чтобы выявить месторасположение определенных белков в головном мозге. На данном фото красное антитело окрашивает белок, который нашел клетки глии, а зеленое антитело обнаружило нейроны Пуркинье.
Раскрашенный мозжечок
Цветные пятна выявляют так называемые пресинаптические терминалы или переходы, через которые проходят сигналы нейрона, образующиеся аксонами в мозжечке.
Мозговая радуга
Хотя окрашивание методом Гольджи сделало чудеса и помогло найти скрытые структуры в клубке нейронов, с помощью этого метода невозможно было выявить отдельные клетки мозга, которые были окрашены в тот же цвет.
В данном случае специалисты решили прибегнуть к своего рода генетическому обману под названием "мозговая радуга": Роберт Цин (Robert Tsien) и другие химики обнаружили, что флуоресцентные белки ответственны за производство разных цветов, свойственных различным морским существам (таким как кораллы и медузы). Собрав определенные наборы нейронов, производящих различные белки, ученые смогли разделить клетки по цвету, которым они светились.
На данном изображении представлены несколько моторных нейронов аксоны (проекции нейронов, которые передают сигналы другим нейронам), путешествующих бок о бок.
