От чего высыхает мозг. Почему болит голова? Как мышечная сила может влиять на здоровье мозга

E341 Ортофосфаты кальция

Британские нейрофизиологи из Стэнфордского университета недавно удивили мир известием, что после 40 лет мозг начинает усыхать. И у людей, доживших до преклонного возраста, белого вещества мозга (то есть скопления нервных волокон, отходящих от нейронов и составляющих проводящие пути) может быть столько же, сколько и у маленьких детей.

По словам руководителя исследований профессора Брайана Ванделла, участки мозга с годами деградируют по-разному: в зонах, связанных с контролем движений, нехватка белого вещества ощущается сильнее всего, а в долях, ответственных за обучение, потери максимальны. Исследователи сделали компьютерную томографию ряду добровольцев в возрасте от 7 до 85 лет и обнаружили, что больше всего белого вещества наблюдается у 30-50-летних людей, а это время жизни с уверенностью можно назвать расцветом мозга.

«Число связей между нервными клетками и в самом деле увеличивается от момента рождения и до 40-50 лет, а потом постепенно уменьшается, — объяснил «Росбалту» психофизиолог, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ Александр Каплан. — Эти связи, по сути, являются отростками нервных клеток, которые как раз и создают то самое белое вещество (кора головного мозга, состоящая из самих нервных клеток, по цвету выглядит серой), об уменьшении объема которого говорят ученые из Стэнфорда».

Нервных связей становится меньше, поскольку снижается скорость образования новых, в то время как старые разрушаются из-за того, что перестают быть востребованными. Другой вопрос — насколько сокращение числа связей приводит к ухудшению интеллектуальной деятельности пожилого человека. «Здесь картина уже не так однозначна, — отмечает Каплан, — поскольку с возрастом в решении творческих задач людям все больше помогает прежний опыт, нежели новые знания. Детям, которые учатся в школе, опыт помогать не может: чтобы осваивать большие объемы нового, им нужны творчество, хорошая память, быстрота реакции — то есть все то, что требует активного роста новых связей. Поэтому те люди, которые всю жизнь эффективно трудятся в своей профессии, еще долго не заметят негативных последствий старения нервной ткани. Конечно, это не будет продолжаться вечно: кто с 60-ти, кто с 75-ти, но рано или поздно человек начинает чувствовать так называемый дефицит когнитивных функций — памяти, внимания, мышления и других. Это такой тотальный процесс. Но вариации между людьми очень сильные: тут все зависит от генетического потенциала человека и от его жизненного опыта. А это означает, что «усыхание» мозга — это не приговор, а руководство к действию».

Пытаясь окончательно расшифровать секреты главного органа человеческого организма, ученые Великобритании, Японии, США, Китая и стран ЕС решили за 10 ближайших лет искусственным путем создать полную модель головного мозга человека. Исследователи заявляют, что намерены с помощью системы компьютеров восстановить всю его структуру и довести расшифровку кода мозга до каждого отдельного нейрона. Но действительно ли возможно создать аналог мозга? И что это даст человечеству?

«Создать в электронной версии конструктив мозга, или, иначе говоря, то, что программисты называют hardware, «железо», — может быть, теоретически и возможно, — комментирует Александр Каплан. — Но как это сделать практически, если учесть, что в мозгу человека 86 миллиардов нервных клеток, и еще на четыре порядка больше связей между ними? Пусть даже эти связи будут сделаны из тончайших проводников — посчитайте, сколько будет весить такой компьютерный мозг, и какие он будет иметь размеры. Никак не меньше, чем несколько многоэтажных зданий».

Но, подчеркивает психофизиолог, это не главная трудность в построении электронной модели мозга. «Как быть с его информационным содержанием? — задается он вопросом. — Что толку, если мы выпустим, например, новый компьютер, и не загрузим туда программное обеспечение? Этот электронный монстр окажется ничем не лучше обычного камня. Надо же будет насытить данный агрегат содержанием, залить в него программы, одна сложнее другой, базы данных и знаний… Может, тогда он оживет? Увы, мы не знаем».

«Реальный мозг человека растет, от младенца до взрослого, постепенно складывая для себя картину мира, накапливает знания, самопрограммируется. Поэтому, даже если вы загрузите в электронный мозг всю Ленинскую библиотеку или библиотеку Конгресса США, — ничего путного из этого не выйдет. Знания не будут взаимодействовать друг с другом, а останутся просто лежать там, как на библиотечных полках — до востребования. Хотя мозгу они нужны не в книжном виде, а в операциональном — чтобы в любой момент можно было вспомнить конкретную вещь и пересечь одно с другим, ведь у каждого человека свой индивидуальный способ оперирования знаниями», — подчеркивает профессор Каплан.

«В голове человека почти миллион миллиардов связей между нервными клетками, в то время как самый сложный современный суперпроцессор имеет только два-три миллиарда контактов. Возможно ли воспроизвести на кремниевых элементах все богатство межнейронных связей мозга человека, если мы не знаем элементарных кодов их функционирования? И вряд ли узнаем даже в отдаленном будущем…. Так что полная компьютерная копия мозга если и осуществима, то только в теории: это слишком сложно для нашей цивилизации, поскольку мы просто-напросто не знаем схемы мозга», — резюмирует российский психофизиолог.

Тем не менее, группа ученых-неврологов под руководством профессора Теодора Бергера из университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе недавно заявила о создании первого в мире протеза мозга. Точнее, одного из его отделов — гиппокампа, отвечающего за долговременную память. По словам разработчиков, в отличие от других подобных устройств, которые только стимулируют мозговую деятельность, их изобретение будет действительно замещать гиппокамп и выполнять все его функции с помощью встроенного кремниевого чипа.

Насколько это достижение реально приближает нас к протезированию самой сложной части человеческого организма?

«Никакого отношения к протезу мозга эти исследования не имеют, — говорит профессор Каплан. — Хотя так называемый «чип гиппокампа» существует, и он действительно разработан под руководством американского исследователя Теда Бергера. Я с ним лично знаком и знаю доподлинно, что опыты Бергера были проведены на крысах, в гиппокамп которых вживлялись десятки очень тонких проводников. На другом конце они объединялись с тем самым чипом, вшитым под кожу на черепе животного. Бергер нашел алгоритмы распределенной электрической стимуляции гиппокампа через проводники, которые замещали его естественную активность. Управлял этими алгоритмами вживленный чип. Если гиппокамп вдруг начинал плохо работать, то включение чипа улучшало дело. Однако речь тут идет всего лишь о каком-то одном, очень мелком навыке поведения. Таких навыков тысячи. На каждый навык чип не построишь. Так что, к сожалению, здесь нет даже намека на протез целого мозга…».

Может, «мозговые» чипы и можно будет использовать для замещения каких-то элементарных нарушенных функций организма, отмечает Каплан. Например, в борьбе с болезнью Паркинсона, когда все мозговое расстройство зависит от неправильной работы локальной и очень маленькой его структуры. «Но заменить все функции мозга — это все равно, что создать на Земле, скажем, физическую модель Вселенной…», — убежден ученый.

Андрей Володин

Похожие материалы

Нейрофизиологи заявили, что в среднем возрасте людям просто необходимо вести активный образ жизни, в противном случае мозг начинает постепенно уменьшаться в размерах. Результаты своей работы специалисты опубликовали в популярном научном журнале, где отмечается, что им удалось найти прямую связь между образом жизни (активный или малоподвижный) и размерами головного мозга (при этом изменения размера происходят через десятилетия, т.е. уже в пожилом возрасте). Специалисты отмечают, что малоподвижность ускоряет процесс старения мозга, что с возрастом приводит к усыханию одного из главных органов человеческого организма.

Николь Спортано со своими коллегами провела исследование, в ходе которого были изучены данные 20-летних наблюдений, которые велись за 1500 добровольцев. В то время проводился проект по мониторингу за здоровьем различных органов человека. Всем участникам необходимо было пройти тестирование в начале и конце испытательного периода, которое помогло определить уровень физподготовки каждого из них. После тестирования проводилась магнитно-резонансная томография головного мозга каждого из участников эксперимента. Выводы об уровне физической подготовки ученые основывали на количестве кислорода, которое сжигал каждый из участников за 1 минуту на беговой дорожке, а также на том, сколько человек мог выдержать на тренажере, пока частота сердцебиения не достигала предельных значений.

Спортано со своей группой сопоставила данные результатов на беговой дорожки и данные МРТ, после чего была выявлена определенная закономерность – при низком уровне физподготовки, быстрой утомляемости, через 20 лет наблюдалось уменьшение головного мозга (сравнивались данные МРТ в начале и конце испытательного периода). Ученые отметили, что в среднем, при снижении предельного уровня потребления кислорода на 9 единиц, жизнь головного мозга уменьшалась на 1 год.

Подобные результаты были и у добровольцев, у которых был повышенный пульс и давление во время занятий на тренажере (в сравнении с теми, кто регулярно занимался спортом).

В результате ученые сделали заключение, что низкий уровень физической активности влияет на скорость старения головного мозга. Сейчас Спортано со своими коллегами не может точно сказать, почему именно так происходит, возможно, именно из-за отсутствия движения мозг начинает «усыхать», либо же причины кроются в совершенно иных процессах организма, а уменьшение головного мозга и малоподвижный образ жизни являются только следствием этих изменений. Также было высказано мнение, что причина уменьшения мозга к нехватке кислорода – из-за малоподвижности в клетки поступает меньше кислорода, что и приводит в конечном итоге к «усыханию».

Но на данном этапе все это является лишь предположениями ученых, и дальнейшие работы в этом направлении помогут получить более точные ответы на все вопросы.

Прошлые исследования, проведенные другой исследовательской группой, показали, что на работоспособность головного мозга положительно влияет физическая нагрузка в детстве. По словам ученых у активных детей улучшается работа кишечных бактерий, а в более зрелом возрасте человека отличает хороший метаболизм и высокая мозговая активность.

Из всех представителей царства животных люди единственные подвержены опасности старческого слабоумия. Таковы результаты исследования группы ученых, опубликованного в научном журнале Национальной академии наук США.

Человеческий мозг с возрастом уменьшается, тогда как с мозгом шимпанзе - ближайших родственников людей - это не происходит. Глава исследования, антрополог Чет Шервуд из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, считает, что уменьшение мозга людей – это плата за их более долгую жизнь.

Люди живут дольше других приматов. Основная часть человеческой жизни приходится на пост-репродуктивный период, тогда как шимпанзе, как правило, способны к зачатию вплоть до самой смерти.

Предпосылки исследования

Известно, что с возрастом человеческий мозг становится легче. К тому моменту, когда человек достигает 80 лет, его мозг в среднем теряет 15 % своего изначального веса. Мозг людей, страдающих от болезни Альцгеймера, сжимается еще сильнее.

В процессе старения мозга ослабевают нейроны и связи между ними. Параллельно с деградацией мозговой ткани снижается также способность мозга поддерживать мыслительный процесс и посылать сигналы остальным частям тела.

Ученым известно, что на одних участках мозга возраст отражается хуже, чем на других. Например, кора больших полушарий, играющая важную роль в осуществлении высшей нервной деятельности, сжимается сильнее, чем мозжечок, отвечающий за координацию движений.

В то же время, похоже, что мозг обезьян этому процессу не подвержен, и возникает предположение, что с возрастом сжимается только человеческий мозг.

И вот теперь группа нейробиологов, антропологов и приматологов собрали вместе свои наблюдения и данные, которые подтвердили это предположение.

Пять - восемь миллионов лет

Сравнив магнитно-резонансные томограммы более 80 здоровых людей в возрасте от 22 до 88 лет с томограммами того же числа обезьян, рожденных в неволе, ученые выяснили, что мозг обезьян не уменьшается с возрастом. Результаты исследования показывают, что те пять-восемь миллионов лет истории эволюции, которые отделяют обезьян от людей, определили разницу влияния процесса старения на мозг представителей обоих родов.

Участник исследования нейролог Том Преусс из Университета Эмори в Атланте настаивает, что полученные результаты не означают, что попытки изучать возрастные болезни мозга людей на примере животных ни к чему не приведут. Наоборот, считает Преусс, знания о наличии этой разницы помогут объяснить, почему люди подвержены тем заболеваниям, которые животных не затрагивают.

Предпосылки исследования
Известно, что с возрастом человеческий мозг становится легче. К тому моменту, когда человек достигает 80 лет, его мозг в среднем теряет 15 % своего изначального веса.

Мозг людей, страдающих от болезни Альцгеймера, сжимается еще сильнее.
В процессе старения мозга ослабевают нейроны и связи между ними. Параллельно с деградацией мозговой ткани снижается также способность мозга поддерживать мыслительный процесс и посылать сигналы остальным частям тела.

В то же время, похоже, что мозг обезьян этому процессу не подвержен, и возникает предположение, что с возрастом сжимается только человеческий мозг. И вот теперь группа нейробиологов, антропологов и приматологов собрали вместе свои наблюдения и данные, которые подтвердили это предположение.

Пять - восемь миллионов лет
Сравнив магнитно-резонансные томограммы более 80 здоровых людей в возрасте от 22 до 88 лет с томограммами того же числа обезьян, рожденных в неволе, ученые выяснили, что мозг обезьян не уменьшается с возрастом.

Результаты исследования показывают, что те пять-восемь миллионов лет истории эволюции, которые отделяют обезьян от людей, определили разницу влияния процесса старения на мозг представителей обоих родов.

От слаженной работы головного мозга зависят все жизненно важные функции нашего тела и наше поведение. Именно этот орган является своеобразной «диспетчерской» организма, которая принимает внешнюю и внутреннюю информацию, анализирует ее и определяет наиболее правильный план действий. Такая постоянная, можно сказать, контролирующая работа головного мозга позволяет человеческому телу нормально функционировать и выбирать необходимые «настройки» в постоянно изменяющихся условиях.

Патологии этого органа могут нарушать слаженную работу такой сложной системы тотального контроля за телом и приводят к:

появлению тех или иных дисфункций организма;
изменениям в поведении;
деформации и разрушению личности.

При тяжелых заболеваниях или травмах головного мозга нарушения функций этого органа могут приводить к инвалидизации и смерти больного. Именно поэтому неврологи и нейрохирурги призывают нас не откладывать визит к врачу при появлении первых симптомов, которые могут указывать на проблемы в функционировании нашей «центральной диспетчерской».

Будьте бдительны

Первые признаки патологий головного мозга могут быть чрезвычайно разнообразны. Они провоцируются генетическими дефектами, травмами, инфекциями, иммунными нарушениями, или доброкачественными и злокачественными новообразованиями. Проявления таких нарушений в работе нашей «центральной диспетчерской» могут выражаться в схожих симптомах. Например, могут вызываться патологиями сосудов головного мозга или раковыми опухолями, а тошнота может провоцироваться сотрясением головного мозга или наличием в тканях мозга какого-либо новообразования. Но в любом случае симптомы проблем с головным мозгом не должны оставаться без внимания, служат поводом для обращения к врачу и наблюдения за состоянием здоровья. Только такой всесторонний подход поможет вам избежать прогрессирования тяжелых заболеваний головного мозга и всех осложнений, которые могут развиваться при запущенных патологиях.

В этой статье мы ознакомим вас с основными признаками проблем с состоянием головного мозга, которые не стоит игнорировать. Эта информация поможет вам вовремя принять необходимые меры, и вы не допустите прогрессирования заболевания.

14 симптомов проблем с головным мозгом, требующих обращения к врачу

Постоянные или периодические головные боли. Головная боль может сопровождать самые различные заболевания, и многие люди привыкли решать эту проблему путем приема обезболивающих средств. Выяснение причин появления головной боли всегда должно быть всесторонним, комплексным, так как этот симптом может сопровождать различные заболевания (в том числе и головного мозга). Боли различной степени интенсивности могут появляться при травмах, патологиях сосудов головного мозга, , мигренях, прединсультных состояниях, опухолях и др.
Перепады настроения. Этот симптом может выражаться в появлении приступов гнева или агрессии «на ровном месте», частом изменении настроения в течение дня, непредсказуемости или неадекватности поведения и т. п. Такие эмоциональные перепады могут провоцироваться психическими отклонениями, интоксикациями, ишемической болезнью, опухолями, менингитом, и многими другими патологиями головного мозга.
Снижение аппетита. Это довольно общий симптом, может наблюдаться при заболеваниях различных систем организма, но в некоторых случаях он сопровождает такие патологии головного мозга, как невроз, энцефалит, злокачественные или доброкачественные опухоли, психические отклонения, алкогольную эпилепсию и др.
Когнитивные нарушения: нарушение внимания, ухудшение памяти, снижение интеллекта. Такие отклонения могут наблюдаться при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз, сосудистые патологии, психические отклонения, злокачественные или доброкачественные опухоли головного мозга.
Признаки депрессии. Это состояние часто сопровождает сосудистые патологии головного мозга, болезнь Паркинсона и рассеянный склероз. Для выявления истинных причин депрессии больному показана всесторонняя диагностика у невролога и психотерапевта.
Изменение поведения и личности. Такие симптомы наиболее характерны для психических отклонений, но могут наблюдаться и при сосудистой деменции, болезнях Альцгеймера, сосудистых патологиях головного мозга и интоксикациях.
Нарушения слуха, равновесия, вкусовых ощущений, зрения, обоняния. Такие симптомы могут наблюдаться при поражениях определенных участков головного мозга, вызванных опухолями, травмами, инфекционными процессами или интоксикациями.
Невозможность сосредоточиться. Этот симптом может сопровождать различные сосудистые патологии головного мозга, посттравматические изменения, неврозы, психические отклонения и онкологические заболевания.
Слабость. Этот часто встречающийся симптом многих заболеваний может провоцироваться и патологиями головного мозга: инфекционными поражениями, интоксикациями, сосудистыми нарушениями, опухолевым процессом, рассеянным склерозом и др.
Судороги. Этот симптом может носить эпилептический или неэпилептический характер. Причинами появления могут становиться самые различные патологии, вызывающие нарушения в функционировании головного мозга: активация некоторых структур мозга токсинами или ядами, психические отклонения, нехватка витаминов (В2, В6, Е и D), дефицит микроэлементов ( , натрия, и ), недостаточное поступление в организм таурина (аминокислоты), инфекции, обезвоживание, тепловой удар и органические поражения мозга.
Онемение или паралич разных участков тела. Такие симптомы могу провоцироваться мигренью, эпилепсией, травмами, органическими поражениями мозга при и опухолевых заболеваниях.
Спутанность или утрата сознания. Такие симптомы могут сопровождать вегето-сосудистые нарушения, энцефалопатии, травмы головного мозга, , эпилепсию, опухолевые процессы, менингит и интоксикации различного генеза.
Тошнота. Этот может сопровождать многие патологии головного мозга: невроз, энцефалит и другие инфекционные заболевания, ишемию головного мозга, вегето-сосудистые нарушения, онкологические заболевания, энцефалопатию и психические отклонения.
Нарушения сна. Различные виды нарушения сна могут наблюдаться при неврозах и неврастении, психических отклонениях, депрессиях, длительном приеме некоторых лекарственных препаратов, интоксикациях и сосудистых патологиях головного мозга.

Стоит упомянуть и о таком состоянии,которое уже без врачей не обойдется как кома. Причиной развития комы могут стать различные инфекционные поражения головного мозга, травмы, кислородное голодание тканей мозга, инсульт, эпилепсия, отравление ядами, токсинами или лекарственными препаратами.

К какому врачу обратиться?

Для выявления причин появления вышеперечисленных симптомов необходимо обратиться к врачу-неврологу. Многие из симптомов могут наблюдаться при самых различных заболеваниях, и именно поэтому провоцирующие их факторы выявляются в ходе опроса, осмотра, инструментального и лабораторного обследования пациента. Для составления плана дальнейшей диагностики врач обязательно учитывает всю полученную информацию о самочувствии пациента и на основании этих данных определяет необходимость проведения тех или иных видов исследования (КТ, ЭЭГ, МРТ, ангиографии и др.).