План лекций 0:09 Лекции будут посвящены основным медиаторам, психотропным препаратам и гормонам. Планируется два цикла лекций: "Мозг и потребности" и "Нейрофизиология поведения". Лекции будут длиться около десяти часов каждая.
Опыт и образование 1:34 Лектор имеет опыт работы в различных областях нейрофизиологии. Последние 20 лет занимается нейрофармакологией и медиаторами. Лекции охватывают широкий спектр функций мозга.
Межфакультетские курсы 3:32 Лектор читает курсы по выбору для студентов МГУ. Курсы охватывают различные факультеты и специальности. Лекции привлекают студентов разных направлений, включая математиков и физиков.
Структура лекций 5:29 Лекции состоят из двух частей по часу каждая. Лекции включают обсуждение влияния молекул на память, эмоции и движения. Лекции будут проходить в определенное время и включать вопросы.
Аналогии с компьютером 6:29 Мозг сравнивается с компьютером для лучшего понимания его работы. Высшие отделы коры больших полушарий аналогичны главному процессору компьютера. Сенсорные системы и память аналогичны устройствам ввода и памяти в компьютере.
Центры потребностей и эмоций 8:26 Центры потребностей и эмоций аналогичны блокам питания в компьютере. Эти центры регулируют общий тонус нервной системы. Аналогии будут использоваться для понимания работы мозга.
Физическая основа мозга 10:20 Мозг состоит из нервных клеток нейронов. У разных организмов количество нейронов варьируется. Нейроны формируют нервы, которые связывают мозг с органами и мышцами.
Периферическая нервная система 11:57 В периферической нервной системе нейронов меньше, чем в головном и спинном мозге. Существуют ганглии, маленькие мозги, разбросанные по телу, где находятся нейроны. Эти ганглии занимаются сенсорикой и управлением внутренними органами.
Структура нейрона 12:52 Нейрон состоит из тела и двух типов отростков: дендритов и аксона. Дендриты ветвятся под острым углом и собирают информационные сигналы. Аксон передает сигналы от тела нейрона к другим клеткам.
Размеры и функции нейронов 14:47 Тела нейронов имеют размеры от 5 до 100 микрометров. Дендриты и аксоны могут достигать длины до нескольких сантиметров. Нейроны работают как устройства с односторонней проводимостью.
Нейронные сети 16:35 Нейроны работают в комплексах для выполнения функций. Основные типы нейронов: сенсорные, двигательные и вставочные. Вставочные нейроны принимают решения о реакции на стимулы.
Рефлексы и память 20:10 Нейронные сети могут создавать рефлексы и запоминать информацию. Сигналы могут зацикливаться, создавая простейшую память. Увеличение числа нейронов и контактов между ними увеличивает возможности сетей.
Потенциал действия 21:21 Сигнал передается по нейрону в виде электрического импульса. Потенциал действия имеет треугольную форму и стабильные параметры. Потенциалы действия используются для создания нейрокомпьютерных интерфейсов.
Нейрокомпьютерные интерфейсы 23:18 Нейрокомпьютерные интерфейсы позволяют сопрягать мозг с внешними устройствами. Примеры: видеокамера и мозг, имитация движения руки. Основное содержание курса будет посвящено передаче сигнала и его обработке.
Химическая передача сигналов 24:40 Сигналы между клетками передаются химически, а не электрически. Медиаторы выделяются из окончания аксона и влияют на следующую клетку. Существует около десятка основных медиаторов и около сотни менее значимых.
Синапсы и медиаторы 25:39 Сигналы проходят через синапсы, где медиаторы действуют на следующую клетку. Если медиатора достаточно, сигнал передается дальше. Не все сигналы проходят через синапсы, что снижает "шум" в мозге.
Центральная нервная система 26:39 Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Спинной мозг эволюционировал из нервной трубки, как у ланцетников. Спинной мозг делится на 31 сегмент, каждый из которых работает с определенным этажом тела.
Работа спинного мозга 28:35 Каждый сегмент спинного мозга управляет своим этажом тела. Спинной мозг собирает информацию о воздействиях на тело и передает двигательные и вегетативные команды. Спинной мозг взаимодействует с головным мозгом, передавая сенсорную и двигательную информацию.
Белое и серое вещество 31:44 Спинной мозг состоит из белого и серого вещества. Белое вещество содержит аксоны, передающие информацию. Серое вещество состоит из тел нервных клеток, которые являются процессорами.
Анатомия головного мозга 32:55 Головной мозг делится на две симметричные половинки. Ствол мозга непарные структуры, мозжечок также делится пополам. Основные части: ствол, мозжечок и большие полушария.
Основные отделы головного мозга 33:55 Ствол: продолговатый мозг, мост, средний мозг, промежуточный мозг. Промежуточный мозг: таламус и гипоталамус. Конечный мозг: большие полушария и мозжечок.
Важные детали анатомии 35:31 Продолговатый мозг и мост работают совместно. Средний мозг: четверохолмие и ножки мозга. Промежуточный мозг: таламус и гипоталамус, эпифиз и гипофиз.
Функции продолговатого мозга и моста 38:25 Жизненно важные функции: дыхание, управление сердцем и сосудами. Врожденное пищевое поведение и кожная чувствительность. Центр бодрствования и голубое пятно.
Функции мозжечка 41:25 Двигательный центр, автоматизация движений. Центральная зона червя и полушария. Старая часть мозжечка для локомоторных движений. Новая часть мозжечка для тонких движений рук.
Базальные ганглии 44:39 Базальные ганглии внутри больших полушарий. 80% нейронов работают с мозжечком, 20% с гипоталамусом. Важны для двигательного обучения и эмоциональной регуляции.
Средний мозг 46:29 Средний мозг состоит из четверохолмия, которое детектирует новые сенсорные сигналы. Ориентировочные рефлексы, такие как поворот глаз и головы, запускаются четверохолмием. Биологический смысл этих рефлексов — сбор новой информации и любопытство.
Мозжечок и черная субстанция 48:41 Красное ядро и черная субстанция — двигательные центры, связанные с мозжечком и базальными ганглиями. Черная субстанция влияет на уровень двигательной активности и эмоции. Повреждения черной субстанции могут привести к паркинсонизму.
Промежуточный мозг 50:20 Таламус — информационный фильтр, пропускающий актуальные сигналы в кору больших полушарий. Произвольное внимание и переключение внимания зависят от таламуса. Гипоталамус регулирует эндокринные и вегетативные функции, а также биологические потребности.
Кора больших полушарий 56:16 Кора делится на древнюю, старую и новую. Древняя кора связана с обонянием и находится у рыб. Старая кора, включая гиппокамп, отвечает за кратковременную память и обучение.
Гиппокамп 57:16 Гиппокамп — главный центр кратковременной памяти, особенно памяти о перемещениях в пространстве. Гиппокамп помогает запоминать траектории и пути. Исследования гиппокампа важны для понимания памяти и обучения.
Новая кора больших полушарий 59:31 Большие полушария делятся на четыре доли: лобная, теменная, затылочная и височная. Границы долей определяются центральной и боковой бороздами. Борозды увеличивают площадь коры, что улучшает вычислительные возможности мозга.
Извилины и борозды 1:00:08 Извилины находятся между бороздами и увеличивают поверхность коры. Рисунок борозд индивидуален, как отпечатки пальцев. Боковая борозда отделяет височную долю, а центральная борозда разделяет лобную и теменную доли.
Островковая и лимбическая доли 1:01:07 Островковая доля находится на дне боковой борозды и отвечает за вкус и равновесие. Лимбическая зона расположена между промежуточным мозгом и полушариями. Всего шесть долей: лобная, теменная, затылочная, височная, островковая и лимбическая.
Функции долей 1:02:02 Затылочная кора отвечает за зрение. Височная кора связана со слухом. Передняя часть теменной доли отвечает за болевую, кожную и мышечную чувствительность. Островковая доля связана с вкусом и равновесием. Задняя часть лобной доли управляет двигательными функциями.
Ассоциативная кора 1:03:49 Ассоциативная теменная кора объединяет сенсорные сигналы. Здесь формируется целостная сенсорная картина внешнего мира. Ассоциативная лобная кора принимает решения о выборе поведенческих программ.
Информационные потоки 1:06:38 Ассоциативная лобная кора сопоставляет сенсорные сигналы, сигналы от центров потребностей и памяти. На основе этих данных выбирается программа поведения для удовлетворения актуальной потребности. Выбранная программа передается на двигательную кору для выполнения действий.
Поясная извилина 1:07:51 Поясная извилина - специфическая человеческая зона, необходимая для выполнения длинных программ. Помогает оставаться в рамках выполнения программ, отслеживая промежуточные результаты. Генерирует положительные и отрицательные эмоции в зависимости от успешности этапов.
Лимбическая доля 1:09:55 Лимбическая доля включает древнюю обонятельную кору и гиппокамп. Важна для понимания химии мозга и функционирования молекул. Перерыв перед продолжением обсуждения.
Введение в курс 1:10:18 Курс состоит из десяти лекций, передающих современные знания о принципах работы мозга. В отличие от коротких лекций, курс предоставляет системные знания. Включает элементы, которые студенты-психологи изучают в МГУ.
Химические компоненты клетки 1:13:27 Клетка состоит в основном из воды, которая является универсальным растворителем. Вода растворяет минеральные соли, которые распадаются на ионы. Ионы натрия, калия, кальция и хлора важны для электрических процессов в организме.
Органические вещества 1:16:15 Органические молекулы, такие как жиры, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты, играют ключевую роль в жизни. Крахмал состоит из молекул глюкозы, которая является основным источником энергии для клеток. Глюкоза образуется в растениях в ходе фотосинтеза и используется для энергетических и запасающих функций.
Липиды 1:18:45 Липиды состоят из глицерина и углеводородных хвостов. Глицерин хорошо взаимодействует с водой, а хвосты - нет. Липиды формируют двуслойные мембраны, которые являются основой клеточных мембран.
Фосфолипиды 1:20:21 Фосфолипиды имеют третий углеводородный хвост, замененный фосфорной кислотой. Липиды выполняют строительную, запасающую и энергетическую функции. Растительные липиды предпочтительны для мембран из-за гибкости хвостов.
Белки 1:21:19 Белки состоят из аминокислот, которые различаются радикалами. Аминокислоты имеют аминогруппу и кислотную группу. Белки объединяют аминокислоты в уникальную последовательность.
Структура белков 1:24:09 Белки имеют первичную структуру, заданную генетически. Белки сворачиваются в спираль за счет взаимодействия аминогрупп и кислотных групп. Третичная структура белка уникальна и определяется радикалами.
Активный центр 1:28:27 В свернутом белке формируется активный центр для захвата лигандов. Лиганд - это молекула, которая входит в активный центр. Разные белки имеют разные активные центры для разных лигандов.
Типы белков 1:30:46 Основные типы белков: ферменты, насосы, рецепторы, защитные белки, антитела. Эти белки выполняют различные функции, включая взаимодействие с лигандами. Для понимания работы нервной системы необходимо знать основные типы белков.
Белки-ферменты 1:31:41 Фермент - это белок, реализующий химическую реакцию. Фермент захватывает лиганд, изменяет свою конфигурацию и разрывает лиганд на части. Ферменты могут многократно проводить химические реакции, как пищеварительные ферменты.
Ферменты синтеза 1:32:21 Ферменты синтеза имеют несколько активных центров. Они захватывают два лиганда, соединяют их и отпускают. Эти ферменты важны для синтеза молекул.
Энергетические состояния белков 1:33:44 Белки имеют несколько стабильных энергетических состояний. Переход между состояниями требует энергии, которая может быть предоставлена лигандом или АТФ. АТФ - аденозинтрифосфорная кислота - запускает изменения конфигурации белков.
Транспортные белки 1:34:37 Транспортные белки захватывают молекулу, переносят её и отпускают. Пример: гемоглобин переносит кислород в крови. В плазме крови есть несколько десятков белков, переносящих различные молекулы и микроэлементы.
Белки-каналы 1:36:06 Белки-каналы расположены на клеточной мембране. Они имеют форму цилиндра с проходом, настроенным на определенный ион или молекулу. Каналы обеспечивают транспорт веществ через мембрану, используя разницу концентраций.
Диффузия 1:38:05 Диффузия происходит, когда молекулы или ионы могут свободно двигаться. Каналы способствуют диффузии, если концентрация веществ снаружи и внутри клетки различается. Каналы со створкой могут быть открыты или закрыты в зависимости от внешних условий.
Белки-насосы 1:41:05 Белки-насосы работают с затратами энергии, перенося вещества против градиента концентрации. Они используют энергию АТФ для принудительного переноса веществ. Насосы могут быть организованы в сложные структуры, такие как мельничные колеса.
Белки-рецепторы 1:44:21 Белки-рецепторы реагируют на сигналы, такие как гормоны или медиаторы. Они передают сигнал внутрь клетки, вызывая определенные реакции. Рецепторы важны для эндокринной и нервной систем.
Примеры белков 1:46:29 Инсулин запускает всасывание глюкозы в клетки, активируя насос для глюкозы. Белки могут собираться в комплексы для выполнения сложных функций. Белки-антитела защищают организм от чужеродных молекул, а двигательные белки участвуют в мышечных сокращениях.
Заключение 1:48:19 В организме работают около 20 тысяч типов белков, кодируемых 20 тысячами генов. Белки выполняют множество функций, включая обмен веществ, электрические процессы и выделение медиаторов. Изучение белков помогает понять механизмы развития заболеваний и открывает новые возможности для создания материалов и лекарств.
Гены и ДНК 1:50:06 Гены кодируют первичную структуру белков. ДНК содержит информацию о порядке аминокислот в белках. 20 тысяч генов кодируют 20 тысяч типов белков.
Хромосомы и гены 1:51:06 23 молекулы ДНК составляют хромосомы. Каждая хромосома содержит около тысячи генов. Гены включают и выключают друг друга.
Синтез белков 1:52:07 ДНК — база данных белков. Синтез белков происходит на рибосомах. Информационная РНК передает информацию о генах на рибосомы.
Клетка и её органоиды 1:53:18 Клетка состоит из мембраны, ядра, рибосом, эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. Мембрана состоит из липидов и белков. Ядро хранит ДНК и синтезирует РНК.
Эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи 1:54:45 Эндоплазматическая сеть транспортирует белки. Комплекс Гольджи накапливает и обрабатывает молекулы. Пузырьки комплекса Гольджи переносят вещества наружу клетки.
Митохондрии и АТФ 1:57:02 Митохондрии — электростанции клетки. Глюкоза превращается в АТФ, универсальный источник энергии для белков. АТФ помогает белкам выполнять функции, изменяя их конфигурацию.
Заключение 1:59:53 Нейрон типичен по строению для клетки. В нейроне присутствуют ядро, митохондрии, комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть. Литература по теме включает учебники.
