معلومة

هل اتصالات عين الدماغ معكوسة في جميع الحيوانات أم في البشر فقط؟

هل اتصالات عين الدماغ معكوسة في جميع الحيوانات أم في البشر فقط؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أعلم أن اتصالات عين الدماغ تنعكس في البشر ،

  • يتحكم النصف المخي الأيسر في العين اليمنى / الجانب الأيمن من الجسم
  • نصف الكرة الأيمن يتحكم في العين اليسرى / الجانب الأيسر من الجسم

هل هذا صحيح في الحيوانات الأخرى مثل الطيور ورأسيات الأرجل والمخلوقات الأخرى؟

هل الأعصاب البصرية متصلة جسديًا بشكل عكسي أم أنها مخططة داخليًا؟


هذا ليس صحيحًا تمامًا. في الثدييات ، بما في ذلك البشر ، يظهر يسار الصورة على يمين كل من شبكية العين (هذا بسبب عمل العين مثل الكاميرا الغامضة) ، وعلى العكس من يمين الصورة. إذن لديك عينان ، تتلقى كل عين معلومات متطابقة في الغالب ولكن واحدة على اليسار والأخرى على يمين جسمك. يجب عليك بطريقة ما إعادة تجميع هذه المعلومات معًا في القشرة البصرية. يتم إجراء ذلك من خلال chiasma البصري ، حيث يتقاطع نصف أعصاب أجزاء الأنف تقريبًا (النصف الأقرب إلى مركز جسمك) من كل شبكية العين. ثم قم بالاتصال بمرحل يسمى Lateral Geniculate Nucleus ثم قم بالاتصال بالدماغ. يمكنك أن ترى أدناه رسمًا من Ramón y Cajal ، الذي اقترح هذه النظرية لأول مرة ، يصور العملية.

كما يمكنك أن ترى النقاط الموجودة على كل شبكية والتي تتلقى المعلومات من نفس أجزاء المجال البصري (ممثلة هنا بالسهم) فإنها تنطلق إلى مواقع متطابقة في الدماغ. لذلك لا يوجد فك كامل (الاسم التشريحي لعبور الأعصاب) مثل العضلات ، ولكن فقط هز جزئي لحوالي النصف في البشر.

على الرغم من أن y Cajal كان أول من شرح بالضبط لماذا من المنطقي أن يكون لديك فك جزئي ، إلا أن هذه الظاهرة كانت معروفة لفترة طويلة جدًا. في الحقائق ، يناقش نيوتن (بالكاد عالم تشريح) هذه الظاهرة في كتابه البصريات واقترح أنها قد تكون مرتبطة بمقدار التداخل بين العينين. لذلك كلما زاد التداخل ، زادت كمية التخلخل الجزئي. يبدو أن هذه القاعدة ، التي أطلق عليها لاحقًا قانون نيوتن-مولر-جودن بواسطة Walls ، صحيحة تقريبًا بالنسبة للثدييات. ومع ذلك ، كما لوحظ من قبل Walls ، لا يوجد دليل على ارتجاج جزئي في الفقاريات بخلاف الثدييات. وهذا يعني أن عملية التنفيس كاملة (مثل العضلات). استنتج نيوتن في كتابه Optiks أنه (أنا أعيد الصياغة) إذا كانت نظريته صحيحة ، فإن الحيوانات التي ليس لها تداخل مجهر لا ينبغي أن يكون لها تداخل ، والذي إذا كان على اطلاع جيد يكون صحيحًا بالنسبة للحرباء. كانت نظريته صحيحة بالفعل ، لكنه كان مضللاً ، والحرباء لديها تداعيات كاملة.

أخيرًا ، لا تمتلك غير الفقاريات أدمغة "جانبية". ليس لديهم هذه الخاصية الغريبة المتمثلة في أن كل نصف كرة متصل في الغالب بالجانب الآخر من أجسامهم. لذلك ليس لديهم decussation على الإطلاق.

إذن باختصار: الفقاريات - الثدييات = إزالة جزئية ؛ الفقاريات - غير الثدييات = التخلخل الكلي ؛ اللافقاريات = لا تنقشع.

على الرغم من أن كتاب Walls قديم ، إلا أنه يظل المرجع الأكثر اكتمالاً الذي يناقش decussation:

الجدران ، جي إل (1944). عين الفقاريات وإشعاعها التكيفي.


وفقًا لويكيبيديا ، تعبر الأعصاب في جميع الفقاريات:

في الفقاريات مع تداخل كبير في المجالات المرئية للعينين ، أي معظم الثدييات والطيور ، ولكن أيضًا البرمائيات والزواحف مثل الحرباء ، يندمج العصب البصري في التصالب البصري. لا يعبر جزء من الألياف العصبية خط الوسط ، ولكنه يستمر في اتجاه القناة البصرية من نفس الجانب. والغرض من ذلك أن يتم ضم جزء المجال البصري الذي تغطيه كلتا العينين بحيث يتم تمكين معالجة إدراك العمق المجهر بواسطة Stereopsis.

https://en.wikipedia.org/wiki/Optic_chiasm


الهرمونات ومناطق الدماغ وراء التواصل والتعاطف بالعين

أساسيات

يمكن لأقصر اتصال بالعين أن يزيد من المشاعر الوجدانية ، ويمنح الناس إحساسًا بالانتماء إلى بعضهم البعض. لكن المرضى الذين يعانون من مرض التوحد ، حتى في أكثر أشكاله عالية الأداء ، غالبًا ما يواجهون صعوبة في إنشاء هذا النوع من الاتصال الاجتماعي مع أشخاص آخرين. يتعمق الباحثون في ما يحدث خلف العيون عند حدوث هذه اللحظات ، وقد توفر الهرمونات والركائز العصبية المعنية الأمل في مساعدة الأشخاص المصابين بالتوحد في المستقبل. وهنا بعض الأمثلة.

نحن نأخذ لقطات ذهنية عندما ننظر إلى الناس. عندما تنظر إلى وجه شخص ما ، قد تتوقف عينيك مؤقتًا أو تثبت على عينيه أو فمه أو أنفه لمدة 1/4 إلى 1/3 ثانية فقط قبل الاندفاع إلى نقطة أخرى ، في مسار يمكن تتبعه باستخدام تقنية تتبع العين. تسمح الوقفات بنوع من اللقطة الذهنية التي نستخدمها للحصول على انطباع عن الشخص الآخر. لكن الأشخاص الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد ، حتى النوع عالي الأداء المعروف أيضًا باسم متلازمة أسبرجر & # 039 s ، يميلون إلى تجنب النظر إلى العينين.

يمكن للهرمون أن يشجع التواصل البصري والتعاطف. هذا هو السبب في أن النتائج التي توصلت إليها Bonnie Auyung والتي تفيد بأن جرعة من هرمون الأوكسيتوسين تزيد من الوقت الذي ينظر فيه الرجال المصابون بالتوحد إلى عيون الشخص الذي يجري المقابلة ، كما هو الحال مع الرجال العاديين ، يمكن أن تشير إلى العلاج المستقبلي ، خاصة إذا تم دمجها مع العلاج المعرفي السلوكي الذي يشجع على الممارسة. في التحديق المباشر والتعاطف مع الآخرين.

كما أخبرني جيمس ريلينج ، عالم الأعصاب الإدراكي في جامعة إيموري ، عبر الهاتف ، "إن قدرة الأوكسيتوسين على جعل الرجال ينظرون إلى منطقة العين من الوجه أكثر أهمية على الأرجح لأننا نتلقى الكثير من الإشارات الاجتماعية من منطقة العين "." إذا لم تكن مهتمًا بهذه الإشارات الاجتماعية ، فستفتقد كثيرًا ، وبعد ذلك تفوتك الفرصة لتعلم الكثير عن السلوك الاجتماعي المناسب. " ويضيف ريلينج أنه إذا تمكن الأوكسيتوسين من تطبيع هذه القدرة لأولئك المصابين بالتوحد ، فإنه "سيعطي المزيد من الفرص للعمل على بناء المهارات الاجتماعية."

يبدو أن الهرمون ، المعروف على نطاق واسع باسم Pitocin لاستخدامه في الولادة ، يثير مواقع مستقبلات الأوكسيتوسين في الخلايا العصبية في الدماغ.

عادة ما ينشط الاتصال بالعين مناطق معينة من "الدماغ الاجتماعي". حتى عند حدوثه ، يبدو أن الاتصال بالعين أو النظرة المباشرة ينشط مناطق معينة من الدماغ لدى الأشخاص العاديين أكثر من الأشخاص المصابين بالتوحد. من خلال عمليات مسح الدماغ بواسطة صور الرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) ، وجدت إليزابيث فون ديم هاغن من مجلس البحوث الطبية في المملكة المتحدة تلك المناطق التي ينضم فيها الفص الصدغي في جانب الدماغ إلى الفص الجداري فوقه ، أمام المنطقة التي يوجد فيها الفص البصري. تستقبل القشرة إشارات من شبكية العين.

تم تحديد موقع آخر بواسطة von dem Hagen في الفص الأمامي بالقرب من خط الوسط. تم اعتبار هذه المناطق وغيرها جزءًا من شبكة "العقل الاجتماعي" التي تستجيب للنظرة المباشرة والإشارات الاجتماعية الأخرى.

النظرة المباشرة هي إشارة اجتماعية في الرئيسيات غير البشرية أيضًا. عندما استخدم أحد القرود شاشة تعمل باللمس لتقديم حلوى عصير لآخر ، كان يميل إلى النظر في عينيه. ولكن عندما عاقبهم بضخامة من الهواء ، كان يميل إلى النظر بعيدًا. يعزز هذا السلوك في الرئيسيات غير البشرية فكرة أن الاتصال بالعين أو النظرة المتبادلة والأفعال التعاطفية يمكن تفسيرها على المستويين البيولوجي والنفسي.

السلوك الذي يبدو بسيطًا وطبيعيًا للكثير منا يمكن أن يكون حدثًا نفسيًا اجتماعيًا صعبًا للأفراد المصابين بالتوحد. ولكن بينما يتعمق الباحثون في الدوافع العصبية والهرمونية والسلوكية التي تلعب دورًا وراء ملامسة العين ، قد يكون هناك أمل في أن بعض الأعراض العصبية والسلوكية لحالات طيف التوحد قد يتم تخفيفها يومًا ما.

أساسيات

مقتبس بإذن من مقال ظهر في العالم، أغسطس 2016.


ثلاثة أنظمة عاطفية تعقد حياة الإنسان

أعتقد أن ثلاثة أنظمة عاطفة أساسية ومتميزة ولكنها مترابطة في الدماغ تتوسط في التزاوج والتكاثر وتنشئة الصغار: الشهوة والانجذاب والتعلق. يرتبط كل نظام عاطفي ببيولوجيا عصبية محددة في الدماغ ، كل منها مرتبط بمجموعة مختلفة من السلوك وكل منها تطور لتوجيه جانب معين من التكاثر في الطيور والثدييات.

الدافع الجنسي (الشهوة الجنسية أو الشهوة) يتسم بالرغبة في الإشباع الجنسي ويرتبط بشكل أساسي بالهرمونات (الإستروجين والأندروجين). تطور الدافع الجنسي لتحفيز الأفراد على السعي وراء الارتباط الجنسي مع أي شريك مناسب.

نظام الجذب (يُطلق على البشر مصطلح "الحب العاطفي" أو "الحب الوسواسي" أو "الافتتان") يتميز بالطاقة المتزايدة وتركيز الانتباه على شريك التزاوج المفضل. عند البشر ، يرتبط الانجذاب أيضًا بمشاعر البهجة والتفكير المتطفّل عن الحبيب والرغبة في الاتحاد العاطفي. أفترض أن الانجذاب يرتبط في الدماغ بشكل أساسي بمستويات عالية من الناقلات العصبية الدوبامين والنورادرينالين ومستويات منخفضة من السيروتونين. طور نظام العاطفة هذا فكرة لتمكين الذكور والإناث من التمييز بين شركاء التزاوج المحتملين ، والحفاظ على طاقة التزاوج لديهم ، وتفضيل الأفراد المتفوقين وراثيًا ، ومتابعة هؤلاء الأفراد حتى اكتمال التلقيح.

نظام المرفقات (يُطلق عليه "الحب الرفيق" في البشر) يتميز في الطيور والثدييات بسلوك قد يشمل الدفاع عن الأراضي المشتركة ، وبناء العش المتبادل ، والتغذية المتبادلة والاستمالة ، وقلق الانفصال ، والأعمال الأبوية المشتركة. في البشر ، يتميز التعلق أيضًا بمشاعر الهدوء والأمان والراحة الاجتماعية والوحدة العاطفية. يرتبط التعلق في الدماغ بشكل أساسي بالببتيدات العصبية الأوكسيتوسين والفازوبريسين. تطور نظام العاطفة هذا لتحفيز الأفراد على الحفاظ على انفعالاتهم لفترة كافية لإكمال الواجبات الأبوية لنوعهم.

لكل نظام ، من المتوقع أن تختلف الدوائر العصبية من نوع إلى آخر ، وبين الأفراد داخل النوع ، وعلى مدى حياة الفرد. تعمل أنظمة العاطفة الثلاثة أيضًا بالتنسيق مع بعضها البعض ومع أنظمة الجسم الأخرى. على سبيل المثال ، قد يبدأ الشخص ارتباطًا جنسيًا لمجرد المتعة الجنسية ، ثم يتورط عاطفياً مع هذا الشريك الجنسي. يمكن أن يصبح مرتبطًا بعمق بهذا الشريك أيضًا ، ويمكن تفسير مشاعر الارتباط المعززة هذه بيولوجيًا. بعد النشوة الجنسية ، ترتفع مستويات الفازوبريسين في الرجال عند النساء. من المعروف أن هذه الهرمونات تسبب الارتباط ، وربما تساهم في الشعور بالتقارب بعد الجماع.

يمكن أن تعمل أنظمة العاطفة الثلاثة بشكل مستقل أيضًا. يشكل الأفراد في ما يقرب من 90 في المائة من أنواع الطيور روابط زوجية موسمية أو مدى الحياة ، ويصبحون مرتبطين ويربون نسلهم معًا. مع ذلك ، يقول جيفري بلاك من جامعة كامبريدج: "إن الكثير من الطيور لديها القليل من الأمور الجانبية". 1 في الواقع ، الأفراد في 10 في المائة فقط من 180 نوعًا أو نحو ذلك من الطيور المغردة أحادية الزواج هم مخلصون جنسيًا لشركائهم في التزاوج ، والبقية ينخرطون في تزاوج "الزوج الإضافي".

وبالمثل ، يمكن للرجال والنساء التعبير عن ارتباط عميق بزوج أو رفيقة طويلة الأمد في نفس الوقت الذي يعبرون فيه عن انجذابهم لشخص آخر ، وأيضًا أثناء شعورهم بالدافع الجنسي كرد فعل على مواقف لا علاقة لها بأي من الشريكين. نحن قادرون من الناحية الفسيولوجية على "حب" أكثر من شخص واحد في نفس الوقت.

قد يكون استقلالية أنظمة العاطفة هذه قد تطورت بين أسلافنا لتمكين الذكور والإناث من الاستفادة من العديد من استراتيجيات التزاوج في وقت واحد. مع بنية الدماغ هذه ، يمكنهم تكوين رابطة زوجية مع شريك واحد وممارسة الزنا السري أيضًا ، وبالتالي الاستفادة من فرص التزاوج "الإضافية" النادرة. كما يمكنهم ممارسة تعدد الزوجات إذا سنحت لهم الفرصة. ولكن بالنسبة للإنسان المعاصر ، فإن دوائر الدماغ المتميزة هذه لها حياة معقدة للغاية ، مما يساهم في أنماط الزنا العالمية اليوم والطلاق ، وارتفاع معدل الغيرة الجنسية ، والمطاردة ، وضرب الزوج ، وانتشار القتل ، والانتحار ، والاكتئاب السريري المرتبط بالرفض الرومانسي. .

ما هي بيولوجيا أنظمة العاطفة هذه؟ لماذا تطورت في البشر؟ إلى أي مدى يتحكمون في حياتنا؟ كيف نستخدم هذه المعلومات في ممارسة الطب والقانون؟ سأفكر في الشهوة والانجذاب والتعلق بشكل منفصل ، وأركز انتباهي على الانجذاب ، وهو أقل أنظمة المشاعر الأساسية مفهومة ، وهو النظام الذي أصبحنا نطلق عليه "الحب الرومانسي".


منحت الحكومة الفيدرالية الأمريكية أكثر من 28 مليون دولار لكلية John A. حدود علم الأعصاب.

يمول نشاط مشاريع البحث الاستخباراتي المتقدم (IARPA) برامج بحثية واسعة النطاق تعالج أصعب التحديات التي تواجه مجتمع الاستخبارات.

وكالات الاستخبارات اليوم تغمرها البيانات - أكثر مما تستطيع تحليله في فترة زمنية معقولة. البشر ، الذين يجيدون بطبيعة الحال التعرف على الأنماط ، لا يمكنهم مواكبة تدفق المعلومات الجديدة. وفي الوقت نفسه ، لا تزال قدرات الآلات على التعرف على الأنماط والتعلم شاحبة مقارنة بأبسط أدمغة الثدييات.

تحدي IARPA: اكتشف لماذا تكون العقول جيدة جدًا في التعلم ، واستخدم هذه المعلومات لتصميم أنظمة كمبيوتر يمكنها تفسير المعلومات وتحليلها وتعلمها بنجاح مثل البشر. لمعالجة هذا الأمر ، سيسجل باحثو جامعة هارفارد النشاط في القشرة البصرية للدماغ بتفاصيل غير مسبوقة ، ويرسمون روابطها على نطاق لم تتم تجربته من قبل ، ويعيدون هندسة البيانات لإلهام خوارزميات حاسوبية أفضل للتعلم.

قال قائد المشروع ديفيد كوكس ، الأستاذ المساعد في البيولوجيا الجزيئية والخلوية وعلوم الكمبيوتر: "هذا تحدٍ يشبه إطلاق مشروع الجينوم البشري في نطاقه". "القيمة العلمية لتسجيل نشاط العديد من الخلايا العصبية وتخطيط روابطها وحدها هائلة ، ولكن هذا فقط النصف الأول من المشروع. بينما نكتشف المبادئ الأساسية التي تحكم كيفية تعلم الدماغ ، فليس من الصعب أن نتخيل أننا سنكون في النهاية قادرين على تصميم أنظمة كمبيوتر يمكن أن تضاهي البشر أو تتفوق عليهم في الأداء ".

"هذا المشروع لا يدفع فقط حدود علم الدماغ ، بل يدفع أيضًا حدود ما هو ممكن في علوم الكمبيوتر." - هانزبيتر فيستر

يمكن تصميم هذه الأنظمة لاكتشاف غزوات الشبكة أو قراءة صور التصوير بالرنين المغناطيسي أو قيادة السيارات أو أي شيء بينهما.

يشمل فريق البحث الذي يتعامل مع هذا التحدي جيف ليختمان ، أستاذ جيريمي آر نولز في البيولوجيا الجزيئية والخلوية هانزبيتر فيستر ، وأستاذ علوم الكمبيوتر في آن وانغ هايم سومبولينسكي ، وأستاذ ويليام إن. العلوم بالإضافة إلى متعاونين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ونوتردام ، وجامعة نيويورك ، وجامعة شيكاغو ، وجامعة روكفلر.

يبدأ الجهد متعدد المراحل في مختبر كوكس ، حيث سيتم تدريب الفئران على التعرف بصريًا على الكائنات المختلفة على شاشة الكمبيوتر. أثناء تعلم الحيوانات ، سيسجل فريق كوكس نشاط الخلايا العصبية البصرية باستخدام مجاهر الليزر من الجيل التالي المصممة لهذا المشروع مع متعاونين في Rockefeller ، لمعرفة كيف يتغير نشاط الدماغ. بعد ذلك ، سيتم إرسال جزء كبير من دماغ الجرذ - بحجم 1 مليمتر مكعب - إلى أسفل القاعة إلى مختبر Lichtman ، حيث سيتم تقطيعه إلى شرائح رفيعة جدًا وتصويره تحت أول مجهر إلكتروني مسح ضوئي متعدد الحزم في العالم ، والموجود في مركز علوم الدماغ.

يقول ليختمان: "هذه فرصة رائعة لرؤية كل التفاصيل المعقدة لقطعة كاملة من القشرة الدماغية". "نحن متحمسون جدًا للبدء ولكن ليس لدينا أوهام بأن هذا سيكون سهلاً."

ستنتج هذه العملية الصعبة أكثر من بيتابايت من البيانات - أي ما يعادل حوالي 1.6 مليون قرص مضغوط من المعلومات. سيتم بعد ذلك إرسال هذا الكم الهائل من البيانات إلى Pfister ، الذي ستعيد خوارزمياته بناء حدود الخلايا ، والمشابك ، والوصلات ، وتصورها في ثلاثة أبعاد.

قال فيستر: "لا يقتصر هذا المشروع على دفع حدود علم الدماغ فحسب ، بل إنه يدفع أيضًا حدود ما هو ممكن في علوم الكمبيوتر". سوف نعيد بناء الدوائر العصبية على نطاق غير مسبوق من بيتابايت من البيانات الهيكلية والوظيفية. وهذا يتطلب منا إحراز تقدم جديد في إدارة البيانات والحوسبة عالية الأداء ورؤية الكمبيوتر وتحليل الشبكة ".

إذا توقف العمل هنا ، فسيكون تأثيره العلمي هائلاً بالفعل - لكنه لم يعد كذلك. بمجرد أن يعرف الباحثون كيف ترتبط الخلايا العصبية في القشرة البصرية ببعضها البعض في ثلاثة أبعاد ، ستكون المهمة التالية هي معرفة كيف يستخدم الدماغ هذه الاتصالات لمعالجة المعلومات بسرعة واستنتاج الأنماط من المنبهات الجديدة. اليوم ، أحد أكبر التحديات في علوم الكمبيوتر هو كمية بيانات التدريب التي تتطلبها أنظمة التعلم العميق. على سبيل المثال ، لتعلم التعرف على السيارة ، يحتاج نظام الكمبيوتر إلى رؤية مئات الآلاف من السيارات. لكن البشر والثدييات الأخرى لا يحتاجون إلى رؤية شيء ما آلاف المرات للتعرف عليه - فهم يحتاجون فقط لرؤيته عدة مرات.

في المراحل اللاحقة من المشروع ، سيقوم الباحثون في جامعة هارفارد والمتعاونون معهم ببناء خوارزميات حاسوبية للتعلم والتعرف على الأنماط مستوحاة من بيانات الوصلات وتقيدها. ستتفوق خوارزميات الكمبيوتر المستوحاة من الناحية البيولوجية على أنظمة الكمبيوتر الحالية في قدرتها على التعرف على الأنماط وتقديم استنتاجات من مدخلات البيانات المحدودة. من بين أمور أخرى ، يمكن لهذا البحث تحسين أداء أنظمة الرؤية الحاسوبية التي يمكن أن تساعد الروبوتات على رؤية البيئات الجديدة والتنقل خلالها.

قال كوكس: "أمامنا مهمة ضخمة في هذا المشروع ، ولكن في نهاية اليوم ، سيساعدنا هذا البحث على فهم ما يميز أدمغتنا". "أحد أكثر الأشياء إثارة في هذا المشروع هو أننا نعمل على أحد الإنجازات العظيمة المتبقية للمعرفة البشرية - فهم كيفية عمل الدماغ على المستوى الأساسي."


يكشف علماء الأعصاب كيف يمكن للدماغ أن يعزز الروابط

يتم توفير الصور للتنزيل على موقع مكتب MIT الإخباري للكيانات غير التجارية والصحافة وعامة الجمهور بموجب ترخيص Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. لا يجوز لك تغيير الصور المقدمة ، بخلاف قصها حسب الحجم. يجب استخدام حد ائتمان عند إعادة إنتاج الصور إذا لم يتم توفير أحدها أدناه ، فامنح الصور إلى "MIT".

الصورة السابقة الصورة التالية

عندما يشكل الدماغ ذكريات أو يتعلم مهمة جديدة ، فإنه يشفر المعلومات الجديدة عن طريق ضبط الاتصالات بين الخلايا العصبية. اكتشف علماء الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا آلية جديدة تساهم في تقوية هذه الروابط ، وتسمى أيضًا نقاط الاشتباك العصبي.

في كل مشبك ، يرسل الخلايا العصبية قبل المشبكي إشارات كيميائية إلى خلية أو أكثر من الخلايا المستقبلة بعد المشبكي. في معظم الدراسات السابقة حول كيفية تطور هذه الروابط ، ركز العلماء على دور الخلايا العصبية بعد المشبكية. ومع ذلك ، وجد فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن الخلايا العصبية قبل المشبكية تؤثر أيضًا على قوة الاتصال.

يقول تروي ليتلتون ، الأستاذ في أقسام علم الأحياء والدماغ والعلوم المعرفية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، "هذه الآلية التي اكتشفناها في جانب ما قبل المشبكي تضيف إلى مجموعة الأدوات التي لدينا لفهم كيف يمكن أن تتغير نقاط الاشتباك العصبي". معهد Picower للتعلم والذاكرة ، وكبير مؤلفي الدراسة ، والتي تظهر في عدد 18 نوفمبر من عصبون.

يمكن أن يساعد تعلم المزيد حول كيفية تغيير المشابك العصبية في روابطها العلماء على فهم اضطرابات النمو العصبي مثل التوحد بشكل أفضل ، نظرًا لأن العديد من التعديلات الجينية المرتبطة بالتوحد توجد في الجينات التي ترمز للبروتينات المتشابكة.

ريتشارد تشو ، عالم أبحاث في معهد بيكوير ، هو المؤلف الرئيسي للورقة.

إعادة توصيل الدماغ

أحد أكبر الأسئلة في مجال علم الأعصاب هو كيف يعيد الدماغ تشكيل نفسه استجابة للظروف السلوكية المتغيرة - وهي قدرة تُعرف باللدونة. هذا مهم بشكل خاص أثناء التطور المبكر ولكنه يستمر طوال الحياة حيث يتعلم الدماغ ويشكل ذكريات جديدة.

على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، وجد العلماء أن المدخلات القوية لخلية ما بعد المشبك تجعلها تنقل المزيد من مستقبلات الناقلات العصبية إلى سطحها ، مما يضخم الإشارة التي تتلقاها من الخلية قبل المشبكية. تحدث هذه الظاهرة ، المعروفة باسم التقوية طويلة المدى (LTP) ، بعد التحفيز المستمر عالي التردد للمشبك. يمكن أن يحدث الاكتئاب طويل الأمد (LTD) ، وهو ضعف في استجابة ما بعد المشبك بسبب التحفيز منخفض التردد للغاية ، عند إزالة هذه المستقبلات.

يقول ليتلتون إن العلماء ركزوا بشكل أقل على دور الخلايا العصبية قبل المشبكية في اللدونة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى صعوبة دراستها.

قضى مختبره عدة سنوات في العمل على آلية كيفية إطلاق الخلايا قبل المشبكية لناقل عصبي استجابة لارتفاع النشاط الكهربائي المعروف باسم إمكانات الفعل. عندما تسجل الخلايا العصبية قبل المشبكية تدفق أيونات الكالسيوم ، تحمل الاندفاع الكهربائي لإمكانات الفعل ، تندمج الحويصلات التي تخزن الناقلات العصبية في غشاء الخلية وتنسكب محتوياتها خارج الخلية ، حيث ترتبط بالمستقبلات الموجودة على العصبون ما بعد المشبكي.

يطلق العصبون قبل المشبكي أيضًا ناقلًا عصبيًا في غياب إمكانات الفعل ، في عملية تسمى الإطلاق التلقائي. كان يُعتقد سابقًا أن هذه "الثياب الصغيرة" تمثل ضوضاء تحدث في الدماغ. ومع ذلك ، وجد ليتلتون وتشو أنه يمكن تنظيم السيارات الصغيرة لقيادة اللدونة الهيكلية المتشابكة.

لاستكشاف كيفية تقوية نقاط الاشتباك العصبي ، درس ليتلتون وتشو نوعًا من المشابك يُعرف باسم الوصلات العصبية العضلية في ذباب الفاكهة. قام الباحثون بتحفيز الخلايا العصبية قبل المشبكية بسلسلة سريعة من إمكانات العمل خلال فترة زمنية قصيرة. كما هو متوقع ، أطلقت هذه الخلايا ناقلًا عصبيًا بشكل متزامن مع إمكانات العمل. ومع ذلك ، ولدهشتهم ، وجد الباحثون أن الأحداث المصغرة قد تحسنت بشكل كبير بعد انتهاء التحفيز الكهربائي.

يقول ليتلتون: "كل مشابك في الدماغ تطلق هذه الأحداث الصغيرة ، لكن الناس تجاهلوها إلى حد كبير لأنها تحفز قدرًا صغيرًا جدًا من النشاط في خلية ما بعد المشبكية". "عندما أعطينا نبضًا قويًا من النشاط لهذه الخلايا العصبية ، فإن هذه الأحداث الصغيرة ، والتي عادة ما تكون منخفضة التردد للغاية ، زادت فجأة وبقيت مرتفعة لعدة دقائق قبل أن تنخفض."

نمو متشابك

يبدو أن تعزيز الثغرات الصغيرة يستفز الخلايا العصبية بعد المشبكية لإطلاق عامل إشارة ، لا يزال غير معروف ، يعود إلى الخلية قبل المشبكية وينشط إنزيمًا يسمى PKA. يتفاعل هذا الإنزيم مع بروتين حويصلي يسمى كومبلينسين ، والذي يعمل عادةً كمكبح ، ويثبِّط الحويصلات لمنع إطلاق ناقل عصبي إلى حين الحاجة إليه. التحفيز بواسطة PKA يعدل المركب بحيث يطلق قبضته على حويصلات الناقل العصبي ، مما ينتج عنه أحداث صغيرة.

عندما يتم إطلاق هذه الحزم الصغيرة من الناقلات العصبية بمعدلات مرتفعة ، فإنها تساعد في تحفيز نمو اتصالات جديدة ، تُعرف باسم boutons ، بين الخلايا العصبية قبل المشبكي وما بعد المشبكي. هذا يجعل الخلايا العصبية بعد المشبكية أكثر استجابة لأي اتصال مستقبلي من الخلايا العصبية قبل المشبكية.

"عادةً ما يكون لديك 70 أو نحو ذلك من هذه الحزم لكل خلية ، ولكن إذا قمت بتحفيز الخلية قبل المشبكية ، يمكنك زراعة نبتات جديدة بشكل حاد جدًا. سيضاعف عدد نقاط الاشتباك العصبي التي تتشكل ، "يقول ليتلتون.

لاحظ الباحثون هذه العملية خلال تطور يرقات الذباب ، والتي تستمر من ثلاثة إلى خمسة أيام. ومع ذلك ، أوضح ليتلتون وتشو أن التغيرات الحادة في الوظيفة المشبكية يمكن أن تؤدي أيضًا إلى مرونة هيكلية متشابكة أثناء التطور.

"يمكن تعديل الآلات في الطرف قبل المشبكي بطريقة حادة جدًا لدفع أشكال معينة من اللدونة ، والتي قد تكون مهمة حقًا ليس فقط في التطور ، ولكن أيضًا في الحالات الأكثر نضجًا حيث يمكن أن تحدث تغيرات متشابكة أثناء العمليات السلوكية مثل التعلم والذاكرة ، "تشو يقول.

الدراسة مهمة لأنها من بين أولى الدراسات التي كشفت عن كيفية مساهمة الخلايا العصبية قبل المشبكية في اللدونة ، كما تقول ماريا بيخوفسكايا ، أستاذة علم الأعصاب في كلية الطب بجامعة واين ستيت والتي لم تشارك في البحث.

يقول بيخوفسكايا: "كان معروفًا أن نمو الروابط العصبية يتحدد بالنشاط ، لكن ما كان يحدث تحديدًا لم يكن واضحًا للغاية". ”أنها تستخدم بشكل جميل ذبابة الفاكهة لتحديد المسار الجزيئي. "

يحاول مختبر Littleton الآن اكتشاف المزيد من التفاصيل الآلية لكيفية تحكم مركب مركب في إطلاق الحويصلة.


يشكك الباحثون في فرضية العين التعاونية

الائتمان: Pixabay / CC0 Public Domain

صُلبة العين خالية من الصبغة ، ولهذا السبب يمكن للبشر أن يتتبعوا بسهولة المكان الذي ينظر إليه نظرائهم. يعتقد الباحثون منذ فترة طويلة أن هذا يسهل التواصل القائم على النظرة. يتحدى فريق من علماء الحيوان في جامعة دويسبورغ إيسن (UDE) ومعهد الأنثروبولوجيا في زيورخ هذه النظرة التقليدية في دراسة جديدة. درس الباحثون السلوك التواصلي ولون العين في القردة وشككوا في العلاقة المقترحة بين الظاهرتين. تم نشر النتائج للتو في التقارير العلمية.

يقول قائد الدراسة كاي كاسبار (UDE): "يعتمد جزء من هذه الفرضية على فكرة أنه من بين الرئيسيات ، البشر فقط لديهم صلبة بيضاء". "ومع ذلك ، لم يتوفر سوى عدد قليل من البيانات المقارنة لدعم هذا الادعاء. لذلك ، قمنا بتقييم الصبغة الصلبة وقياس قيم تباين العين في صور أكثر من 380 شبيهات من 15 نوعًا. وشمل ذلك البشر والقردة العليا مثل الشمبانزي وإنسان الغاب ، وجيبونز ، القردة الصغيرة ".

على الرغم من أن كل شبيهات البشر مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ، إلا أنهم يتواصلون بوسائل مختلفة. يقول كاسبار ، عالم الحيوان في UDE ، "يختلف عن البشر ، تلعب النظرات دورًا ثانويًا فقط في التواصل مع القردة العليا ، ويبدو أنها لا تتمتع بأهمية تواصلية على الإطلاق بالنسبة للجبون. لذا إذا كان الافتراض التقليدي صحيحًا ، فيجب أن تتوافق الاختلافات في التصبغ مع الاختلافات في السلوك التواصلي: كلما كانت الصلبة أخف وزاد استخدام العيون لنقل المعلومات ".

لكن هذا ليس هو الحال ، كما أظهرت الدراسة. لا يعتبر بياض العين البشرية فريدًا ، ولا يمكن إجراء اتصال بين لون الصلبة ومتطلبات التواصل. "لا يختلف التعبير عن التباين في أعيننا بشكل كبير عن ذلك في بعض القردة العليا ، مثل إنسان الغاب السومطري. ومن المثير للاهتمام ، أن التصبغ الصلب في بعض الأحيان يمكن أن يكون متغيرًا بشكل كبير داخل نفس نوع القردة. في البشر ، لا يوجد سوى اللون الأبيض العادي . هذا التوحيد هو تطرف غير عادي تماما. "

يرفض علماء الحيوان حول كاي كاسبار تمامًا الافتراض الشائع بأن تفتيح الصلبة لدينا نشأ لغرض التواصل الفعال. وبدلاً من ذلك ، فإنهم يشتبهون في أن الآليات التطورية الأخرى مثل الانجراف الجيني أو الانتقاء الجنسي تلعب دورًا: "ربما تكون هذه قد غيرت مظهر أعيننا مقارنةً بأقرب أقربائنا الأحياء".


كيف يقارن نوم الإنسان بنوم الحيوانات الأخرى؟

ليس فقط مقدار النوم المطلوب يختلف بين البشر والحيوانات الأخرى. دورات النوم والعمليات التي تحدث أثناء النوم يمكن أن تختلف أيضًا. هذه الاختلافات في عادات النوم واحتياجاته ناتجة عن العديد من العوامل ، بما في ذلك حجم الدماغ والنظام الغذائي ومؤشر كتلة الجسم (BMI) والتسلسل الهرمي الاجتماعي. تنام الحيوانات المفترسة عادة في فترات أطول غير متقطعة تكون نهارية - بشكل أساسي في الليل ، مثل البشر - أو ليلية - بشكل أساسي خلال النهار ، مثل النمور.

نوم حركة العين السريعة في البشر والحيوانات

ماذا يحدث عندما ينام البشر؟ أثناء النوم ، تدور أجسامنا عبر أربع مراحل. تحدث التغييرات الجسدية خلال كل مرحلة ، مثل انخفاض درجة الحرارة ومعدل ضربات القلب. تحدث أيضًا أنواع مختلفة من نشاط الدماغ خلال كل مرحلة ، مع حدوث المزيد من النشاط خلال المرحلة الرابعة ، والتي تسمى نوم حركة العين السريعة (REM). بالإضافة إلى ترفرف العيون خلف الجفون ، تتميز مرحلة النوم هذه أيضًا بارتعاش العضلات وأنماط الدماغ الكهربائية التي تشبه الاستيقاظ (مخطط كهربية الدماغ أو EEG). على الرغم من أن البشر يمكن أن يحلموا أثناء أي مرحلة من مراحل النوم ، فمن المرجح أن يحلموا أثناء نوم حركة العين السريعة.

هل كل الحيوانات تنام بحركة العين السريعة؟ تعاني العديد من الثدييات الأرضية ، بما في ذلك الرئيسيات وبعض الزواحف والطيور واللافقاريات المائية ، من نوم الريم. يختلف مقدار نوم الريم بشكل كبير حسب الأنواع. لأن الأفيال تنام قليلاً ، لا يحدث لها نوم الريم يوميًا. في المقابل ، يمكن أن تقضي القطط المنزلية ما يصل إلى 8 ساعات يوميًا في نوم حركة العين السريعة.

لا تظهر بعض الحيوانات ، مثل الدلافين والحيتان ، سلوكيات نموذجية مرتبطة بنوم حركة العين السريعة. ومع ذلك ، فإن الحيتان تظهر بعض ارتعاش العضلات التي قد تكون ممثلة لنوم حركة العين السريعة.

تختلف دورات نوم حركة العين السريعة باختلاف الأنواع أيضًا. يختبر البشر نوم حركة العين السريعة كل 90-120 دقيقة تقريبًا أثناء النوم ، بينما تعاني الفئران من نوم حركة العين السريعة كل 10-15 دقيقة.

الدماغ أثناء النوم عند البشر والحيوانات

تحصل الحيوانات على نومها وراحتها بعدة طرق. على عكس البشر ، فإن بعض الحيوانات لديها نصف كرة دماغية واحدة تنام في كل مرة. على سبيل المثال ، في الدلافين ، يبدو أن نصف الدماغ فقط يُظهر خصائص النوم بينما يُظهر الآخر خصائص اليقظة. هذا يسمح لهم بالسباحة إلى سطح الماء للتنفس أثناء النوم.

قلة النوم عند البشر والحيوانات

بدون نوم كافٍ ، يكون البشر عرضة للتغيرات في المزاج وضعف الذاكرة والمرض وحتى الموت. هذه المخاطر تنطبق أيضًا على العديد من الحيوانات ، مثل الفئران. فالفئران المحرومة من النوم تفقد الوزن بسرعة وتصاب بالعدوى. تموت الفئران بعد أسابيع قليلة من عدم النوم بشكل سليم.

كيف يقارن نوم الإنسان بنوم الرئيسيات الأخرى؟

في دراسة أجريت على 30 نوعًا من الرئيسيات ، كان البشر ينامون أقل مدة على مدار 24 ساعة. إحدى الفرضيات التي تشرح سبب نوم البشر أقل من الرئيسيات الأخرى هي أنه في الماضي ، واجه البشر ضغوطًا متزايدة للبقاء على قيد الحياة ، ومخاطر التعرض للانتهاك ، وفوائد التفاعل الاجتماعي. من المحتمل أن تكون هذه التجارب قد أثرت على ممارسات النوم الحالية. اليوم ، ينام البشر أقصر وأعمق مع دورات REM أكثر من الرئيسيات الأخرى. يوصف نوم الإنسان بأنه "أكثر كفاءة" من نوم الرئيسيات.

أحد العوامل المشتركة الواضحة بين الرئيسيات هو ترتيب العش ، أو في حالة البشر ، ترتيب السرير. يوجد بناء العش عبر أنواع القردة العليا ، على الرغم من اختلاف أشكال الأعشاش وأحجامها ومواقعها. بسبب انتشار بناء العش ، يُفترض أن آخر سلف مشترك بين البشر والرئيسيات الأخرى كان منشئ العش. في حين أن أعشاش الرئيسيات ربما كانت تستخدم في الأساس للتغذية ، إلا أنها تطورت إلى مساحات للراحة تعزز النوم بشكل أفضل. من المفترض أيضًا أن النوم على الأرض جعل أسلاف البشر أكثر عرضة للخطر ، لذلك يجب أن تصبح فترات النوم أقصر.


اضطرابات النمو

يؤثر الضرر أثناء النمو على الدماغ بطريقة مختلفة نوعيًا عن الضرر أثناء مرحلة البلوغ. غالبًا ما تؤدي إصابات دماغ البالغين إلى إعاقات معرفية شديدة وانتقائية ، مع فقدان القدرة في وظيفة واحدة على خلفية الإدراك المستبعد. ومن الأمثلة على ذلك فقدان الذاكرة (ضعف انتقائي في تكوين ذكريات جديدة) ، والحبسة (فقدان انتقائي للقدرة على فهم الكلام أو التعبير عنه) ، والغم (عدم القدرة على التعرف على الأشياء أو الأشخاص المألوفين والتعرف عليهم). على النقيض من ذلك ، فإن الإعاقات المعرفية الناتجة عن تلف الدماغ الذي يحدث أثناء النمو تكون عادةً أقل حدة ولكنها أكثر عمومية ، مما يؤثر على نطاق أوسع من الإدراك. أحد الاحتمالات لهذه الاختلافات هو أن الضرر البؤري الذي حدث في وقت مبكر من الحياة يمكن أن يؤثر على وظيفة مناطق الدماغ الأخرى المرتبطة بالمنطقة المتضررة أثناء عمليات النضج. ومع ذلك ، ليس لدينا حاليًا فهم كامل لجميع العوامل التي تساهم في التأثيرات التفاضلية على إدراك الضرر المكتسب في نقاط مختلفة أثناء التطوير. يعد نموذج الرئيسيات غير البشرية أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز فهمنا لاضطرابات النمو لأنه يسمح بإجراء دراسات مستقبلية وطولية في نظام - على عكس الماوس - حيث يكون مسار وخصوصية التطور القشري متماثلًا إلى حد كبير كما هو الحال في البشر.

تسلط المقالات في هذا القسم الضوء على مساهمة نموذج الرئيسيات غير البشرية في فهمنا الحالي للاضطرابات التنموية للإدراك. يوفر المنظور السريري لكاكوتشي وفارغا خادم (5) إطارًا نظريًا وسريريًا لفهم الآثار المعرفية لإصابة الدماغ عند الأطفال. يصف مقال Bachevalier (6) سلسلة من الدراسات التنموية في القرود التي أفادت فهمنا لتطور الحُصين ودوره الفريد في نظام ذاكرة الرئيسيات. يكون الحصين عرضة بشكل خاص لفترات انخفاض الأكسجين ، ويلاحظ حدوث تلف مبكر للحصين عند الأطفال الذين عانوا من حالات نقص الأكسجين أو نقص تروية الدم ، والصرع ، وحتى الإجهاد. قدمت الدراسات التي استخدمت نموذج الرئيسيات غير البشرية معلومات مهمة حول المسار الزمني لظهور الوظائف المعرفية المعتمدة على الحصين ، وكيف تتأثر الذاكرة بالضرر المبكر للحصين ، والآثار السريرية للضرر الذي يلحق بهذا الجزء من الدماغ في النمو. الاضطرابات العصبية والنفسية. لا يمكن الحصول على أي من هذه المعلومات من العمل مع نماذج أخرى ، مثل الماوس. يصف مقال Kiorpes (7) اضطراب النمو في مرحلة الطفولة من الغمش ، والذي يعطل الرؤية لدى عدد كبير من الأطفال حول العالم. يصف Kiorpes العمل مع نموذج الرئيسيات غير البشري الذي يلخص المرض البشري بطرق لا تفعلها النماذج الأخرى مثل الفأر. قدم هذا النموذج نظرة ثاقبة لآليات الدماغ التي تكمن وراء الغمش ، بالإضافة إلى فهم جديد لأصوله وفتراته الحساسة. أدى هذا البحث إلى تغييرات مهمة في الممارسة السريرية من خلال تعزيز فهم أهمية التدخلات المبكرة في الأطفال الذين يعانون من ظروف تجعلهم عرضة للحول ، وأيضًا في توجيه العلاجات الجديدة للأطفال المتأثرين بناءً على تجارب القرود على مرونة الدماغ. كانت التجارب في نماذج الرئيسيات غير البشرية لتلف الدماغ الذي تعرض له في وقت مبكر من الحياة ، وستظل ، ضرورية لتعزيز فهمنا لإمكانية العمليات التعويضية وإعادة تنظيم الوظيفة. هذه الدراسات مفيدة لهدف تطوير تدخلات علاجية جديدة لتحسين صحة الإنسان والنتائج للأطفال والمراهقين والبالغين المتأثرين باضطرابات النمو.


لماذا تحب أدمغتنا المحيط: يشرح العلم ما يجذب البشر إلى البحر

بقلم والاس جي نيكولز
تم النشر في 19 يوليو 2014 9:00 مساءً (EDT)

تشارك

أنا أقف على رصيف في أوتر بانكس بولاية نورث كارولينا ، على ارتفاع خمسين قدمًا فوق المحيط الأطلسي. إلى اليسار واليمين ، للأمام ، للخلف ، وتحت ، كل ما يمكنني رؤيته هو المحيط. أرتدي قبعة زرقاء فاتحة تشبه قبعة السباحة المرصعة بالجواهر ، وكابل أسود ثقيل يلتف أسفل ظهري مثل ذيل الحصان. على الرغم من أنني أبدو كإضافة من فيلم إستر ويليامز الذي تجول في فيلم وودي آلن سليبر عن طريق الخطأ ، في الحقيقة أنا فأر مختبر بشري ، هنا لقياس استجابة عقلي للمحيط.

الغطاء هو المركز العصبي لوحدة تخطيط كهربية الدماغ (EEG) ، اخترعها الدكتور ستيفن ساندز ، خبير العلوم الطبية الحيوية ورئيس قسم العلوم في Sands Research. ستيف رجل أصلع ضخم قوي البنية من النوع الذي يمكن أن يخطئ في أنه مدرس العلوم بالمدرسة الثانوية المحلية والذي هو أيضًا مدرب كرة القدم ، أو ربما قبطان أحد قوارب الصيد في أعماق البحار التي تسمى أوتر بانكس بالمنزل. أحد سكان إل باسو (مدينة تقع على نهر سان أنطونيو) عن طريق لونج بيتش ، كاليفورنيا ، وهيوستن ، تكساس ، أمضى ستيف سنوات في الأوساط الأكاديمية كأستاذ ، مستخدمًا التصوير الدماغي للبحث في مرض الزهايمر. في عام 1998 أسس نيوروسكان ، التي أصبحت أكبر مورد لأجهزة التخطيط الدماغي والبرمجيات المستخدمة في أبحاث الأعصاب. في عام 2008 ، أسس ستيف Sands Research ، وهي شركة تقوم بالتسويق العصبي ، وهو مجال جديد يستخدم البيانات السلوكية والفسيولوجية العصبية لتتبع استجابة الدماغ للإعلانات. كتب ذات مرة: "استجابات الناس لأي نوع من التحفيز ، بما في ذلك الإعلانات ، تشمل نشاطًا واعًا - أشياء يمكننا نطقها - ونشاطًا لاشعوريًا". "ولكن لا يمكن تتبع استجابات العقل الباطن من خلال طرق أبحاث السوق التقليدية." عندما يتم تنشيط مجموعات من الخلايا العصبية في الدماغ بواسطة أي نوع من التحفيز - صورة أو صوت أو رائحة أو لمسة أو تذوق أو ألم أو متعة أو عاطفة - يتم توليد شحنة كهربائية صغيرة ، مما يشير إلى أن الوظائف العصبية مثل الذاكرة والانتباه ومعالجة اللغة والعاطفة تحدث في القشرة. من خلال التدقيق في مكان حدوث تلك الشحنات الكهربائية في الدماغ ، يمكن لجهاز Steve المكون من ثمانية وستين قناة ، كامل الطيف قياس كل شيء من المشاركة الكلية إلى الإدراك والانتباه ومستوى التحفيز البصري أو السمعي ، سواء كانت المهارات الحركية للموضوع متضمنة ، and how well the recognition and memory circuits are being stimulated. “When you combine EEG scans with eyemovement tracking, you get unique, entirely nonverbal data on how someone is processing the media or the real-world environment, moment by moment,” Steve says.

Given current perplexity about the value of promotional efforts, Steve’s data are increasingly sought after. Sands Research does advertising impact studies for some of the largest corporations in the world it’s perhaps best known for an “Annual Super Bowl Ad Neuro Ranking,” which evaluates viewers’ neurological responses to those $3.8-million-per-thirty-second spots. (Among those that Steve’s team measured were the well known ads that featured people sitting on a beach, backs to the camera as they gazed at white sand and blue water, Corona beers on the table between them, and only the lapping of the sea as a soundtrack. That campaign made the brewer famous, forever associated with tropical ocean leisure.)

In the months prior to my trip to the Outer Banks, I’d been contacted by Sands Research’s director of business development, Brett Fitzgerald. Brett’s an “outside” kind of guy with a history of working with bears in Montana. He’d heard about my work combining water science with neuroscience and contacted me to see if we could do some sort of project together. Before I knew it, he was on a plane to California, and we met along the coast north of my home to talk “brain on ocean.” Not long after, I was on a plane heading to North Carolina.

Today Brett has fitted me with a version of the Sands Research EEG scanning apparatus that can detect human brain activity with the same level of precision as an fMRI (functional magnetic resonance imaging). The data from the electrodes in this ornamented swim cap are sampled 256 times per second and, when amplified for analysis, will allow neuroscientists to see in real time which areas of the brain are being stimulated. Typically such data are used to track shoppers’ responses in stores like Walmart as they stop to look at new products on a shelf. In this case, however, the sixty-eight electrodes plugged into the cap on my head are for measuring my every neurological up and down as I plunge into the ocean. It’s the first time equipment like this has been considered for use at (or in) the water, and I’m a little anxious about both the current incompatibility (no pun intended) between the technology and the ocean, but also about what we might learn. So is Brett—the cap and accompanying scanning device aren’t cheap. In the future such a kit will be made waterproof and used underwater, or while someone is surfing. But for today, we’re just hoping that neither the equipment nor I will be the worse for wear after our testing and scheming at the salt-sprayed pier.

It’s only recently that technology has enabled us to delve into the depths of the human brain and into the depths of the ocean. With those advancements our ability to study and understand the human mind has expanded to include a stream of new ideas about perception, emotions, empathy, creativity, health and healing, and our relationship with water. Several years ago I came up with a name for this human–water connection: Blue Mind, a mildly meditative state characterized by calm, peacefulness, unity, and a sense of general happiness and satisfaction with life in the moment. It is inspired by water and elements associated with water, from the color blue to the words we use to describe the sensations associated with immersion. It takes advantage of neurological connections formed over millennia, many such brain patterns and preferences being discovered only now, thanks to innovative scientists and cutting-edge technology.

In recent years, the notion of “mindfulness” has edged closer and closer to the mainstream. What was once thought of as a fringe quest for Eastern vacancy has now been recognized as having widespread benefits. Today the search for the sort of focus and awareness that characterizes Blue Mind extends from the classroom to the boardroom to the battlefield, from the doctor’s office to the concert hall to the world’s shorelines. The stress produced in our overwhelmed lives makes that search more urgent.

Water’s amazing influence does not mean that it displaces other concerted efforts to reach a mindful state rather, it adds to, enhances, and expands. Yet this book is not a field guide to meditation, nor a detailed examination of other means toward a more mindful existence. To use a water-based metaphor, it offers you a compass, a craft, some sails, and a wind chart. In an age when we’re anchored by stress, technology, exile from the natural world, professional suffocation, personal anxiety, and hospital bills, and at a loss for true privacy, casting off is wonderful. Indeed, John Jerome wrote in his book "Blue Rooms" that “the thing about the ritual morning plunge, the entry into water that provides the small existential moment, is its total privacy. Swimming is between me and the water, nothing else. The moment the water encloses me, I am, gratefully, alone.” Open your Blue Mind and the ports of call will become visible.

To properly navigate these depths, over the past several years I’ve brought together an eclectic group of scientists, psychologists, researchers, educators, athletes, explorers, businesspeople, and artists to consider a fundamental question: what happens when our most complex organ—the brain— meets the planet’s largest feature — water?

As a marine biologist as familiar with the water as I am with land, I believe that oceans, lakes, rivers, pools, even fountains can irresistibly affect our minds. Reflexively we know this: there’s a good reason why Corona chose a beach and not, say, a stockyard. And there are logical explanations for our tendency to go to the water’s edge for some of the most significant moments of our lives. لكن لماذا؟

I look out from the pier at the vast Atlantic and imagine all the ways that the sight, sound, and smell of the water are influencing my brain. I take a moment to notice the feelings that are arising. For some, I know, the ocean creates fear and stress but for me it produces awe and a profound, immersive, and invigorating peace. I take a deep breath and imagine the leap, cables trailing behind me as I plunge into the waves surging around the pier. The EEG readings would reflect both my fear and exhilaration as I hit the water feet first. I imagine Dr. Sands peering at a monitor as data come streaming in.

Water fills the light, the sound, the air — and my mind.

Our (Evolving) Relationship to Water

Thousands have lived without love, not one without water.
— W. H. Auden

There’s something about water that draws and fascinates us. No wonder: it’s the most omnipresent substance on Earth and, along with air, the primary ingredient for supporting life as we know it. For starters, ocean plankton provides more than half of our planet’s oxygen. There are approximately 332.5 million cubic miles of water on Earth—96 percent of it saline. (A cubic mile of water contains more than 1.1 trillion gallons.) Water covers more than 70 percent of Earth’s surface 95 percent of those waters have yet to be explored.

From one million miles away our planet resembles a small blue marble from one hundred million miles it’s a tiny, pale blue dot. “How inappropriate to call this planet Earth when it is quite clearly Ocean,” author Arthur C. Clarke once astutely commented.

That simple blue marble metaphor is a powerful reminder that ours is an aqueous planet. “Water is the sine qua non of life and seems to be all over the universe and so it’s reasonable for NASA to use a ‘follow the water’ strategy as a first cut or shorthand in our quest to locate other life in the universe,” Lynn Rothschild, an astrobiologist at the NASA Ames Research Center in Mountain View, California, told me. “While it may not be the only solvent for life, it certainly makes a great one since it is abundant, it’s liquid over a broad temperature range, it floats when solid, allowing for ice-covered lakes and moons, and it’s what we use here on Earth.”

Whether searching the universe or roaming here at home humans have always sought to be by or near water. It’s estimated that 80 percent of the world’s population lives within sixty miles of the coastline of an ocean, lake, or river. Over half a billion people owe their livelihoods directly to water, and two-thirds of the global economy is derived from activities that involve water in some form. Approximately a billion people worldwide rely primarily on water-based sources for protein. (It’s very possible that increased consumption of omega-3 oils from eating fish and shellfish played a crucial role in the evolution of the human brain. And, as we’ll discuss later in the book, the seafood market is now global in a manner that could never have been imagined even a few decades ago.) We use water for drinking, cleansing, working, recreating, and traveling. According to the U.S. Geological Survey, each person in the United States uses eighty to one hundred gallons of water every day for what we consider our “basic needs.” In 2010 the General Assembly of the United Nations declared, “Safe and clean drinking water is a human right essential to the full enjoyment of life.”

Our innate relationship to water goes far deeper than economics, food, or proximity, however. Our ancient ancestors came out of the water and evolved from swimming to crawling to walking. Human fetuses still have “gill-slit” structures in their early stages of development, and we spend our first nine months of life immersed in the “watery” environment of our mother’s womb. When we’re born, our bodies are approximately 78 percent water. As we age, that number drops to below 60 percent — but the brain continues to be made of 80 percent water. The human body as a whole is almost the same density as water, which allows us to float. In its mineral composition, the water in our cells is comparable to that found in the sea. Science writer Loren Eiseley once described human beings as “a way that water has of going about, beyond the reach of rivers.”

We are inspired by water — hearing it, smelling it in the air, playing in it, walking next to it, painting it, surfing, swimming or fishing in it, writing about it, photographing it, and creating lasting memories along its edge. Indeed, throughout history, you see our deep connection to water described in art, literature, and poetry. “In the water I am beautiful,” admitted Kurt Vonnegut. Water can give us energy, whether it’s hydraulic, hydration, the tonic effect of cold water splashed on the face, or the mental refreshment that comes from the gentle, rhythmic sensation of hearing waves lapping a shore. Immersion in warm water has been used for millennia to restore the body as well as the mind. Water drives many of our decisions — from the seafood we eat, to our most romantic moments, and from where we live, to the sports we enjoy, and the ways we vacation and relax. “Water is something that humanity has cherished since the beginning of history, and it means something different to everyone,” writes archeologist Brian Fagan. We know instinctively that being by water makes us healthier, happier, reduces stress, and brings us peace.

In 1984 Edward O. Wilson, a Harvard University biologist, naturalist, and entomologist, coined the term “biophilia” to describe his hypothesis that humans have “ingrained” in our genes an instinctive bond with nature and the living organisms we share our planet with. He theorized that because we have spent most of our evolutionary history—three million years and 100,000 generations or more — in nature (before we started forming communities or building cities), we have an innate love of natural settings. Like a child depends upon its mother, humans have always depended upon nature for our survival. And just as we intuitively love our mothers, we are linked to nature physically, cognitively, and emotionally.

You didn’t come into this world. You came out of it, like a wave from the ocean. You are not a stranger here.
— Alan Watts

This preference for our mother nature has a profound aesthetic impact. The late Denis Dutton, a philosopher who focused on the intersection of art and evolution, believed that what we consider “beautiful” is a result of our ingrained linkage to the kind of natural landscape that ensured our survival as a species. During a 2010 TED talk, “A Darwinian Theory of Beauty,” Dutton described findings based on both evolutionary psychology and a 1997 survey of contemporary preference in art. When people were asked to describe a “beautiful” landscape, he observed, the elements were universally the same: open spaces, covered with low grass, interspersed with trees. And if you add water to the scene — either directly in view, or as a distant bluish cast that the eye takes as an indication of water — the desirability of that landscape skyrockets. Dutton theorized that this “universal landscape” contains all the elements needed for human survival: grasses and trees for food (and to attract edible animal life) the ability to see approaching danger (human or animal) before it arrives trees to climb if you need to escape predators and the presence of an accessible source of water nearby. In 2010 researchers at Plymouth University in the United Kingdom asked forty adults to rate over one hundred pictures of different natural and urban environments. Respondents gave higher ratings for positive mood, preference, and perceived restorativeness to any picture containing water, whether it was in a natural landscape or an urban setting, as opposed to those photos without water.

Marcus Eriksen, a science educator who once sailed a raft made entirely of plastic bottles from the U.S. Pacific coast to Hawaii, expanded upon Dutton’s hypothesis to include seacoasts, lakeshores, or riverbanks. In the same way the savannah allowed us to see danger a long way off, he theorized, coastal dwellers could see predators or enemies as they came across the water. Better, land-based predators rarely came from the water, and most marine-based predators couldn’t emerge from the water or survive on land. Even better than that: the number of food and material resources provided in or near the water often trumped what could be found on land. The supply of plant-based and animal food sources may vanish in the winter, Eriksen observed, but our ancestors could fish or harvest shellfish year-round. And because the nature of water is to move and flow, instead of having to travel miles to forage, our ancestors could walk along a shore or riverbank and see what water had brought to them or what came to the water’s edge.

While humans were developing an evolutionary preference for a certain type of water-containing landscape, the human brain was also being shaped by environmental demands. Indeed, according to molecular biologist John Medina, the human brain evolved to “solve problems related to surviving in an unstable outdoor environment, and to do so in nearly constant motion.” Imagine that you are one of our distant Homo sapiens ancestors, living in that ideal savannah landscape more than 200,000 years ago. Even if you and your family have inhabited this particular spot for a while, you still must be alert for any significant threats or potential sources of food. Every day brings new conditions—weather, animals, fruits, and other edible plants. Use up some sources of food and you have to look for more, which means constant exploration of your environment to learn more about where you are and what other sources of food and water are available for you and your family. Perhaps you encounter new plants or animals, some of which are edible—some not. You learn from your mistakes what to gather and what to avoid. And while you and your children learn, your brains are being shaped and changed by multiple forces: your individual experiences, your social and cultural interactions, and your physical environment. Should you survive and reproduce, some of that rewiring will be passed on to your descendants in the form of a more complex brain. Additional information for survival will be socially encoded in vivid stories and songs.

A nervous system is the part of an animal that coordinates activity by transmitting signals about what’s happening both inside and outside the body. It’s made up of special types of cells called neurons, and ranges in size and complexity from just a few hundred nerve cells in the simplest worms, to some 20,000 neurons in the California sea hare, Aplysia californica (a very cool mollusk whose large, sometimes gigantic, neurons have made it the darling of neurobiologists for the past fifty years), to as many as 100 billion in humans. We’ll be looking in detail at the human brain and DNA in later chapters, but there’s an important point to be made before we leave our ancestors on the distant savannah: just as the human brain changed and evolved over the millennia, our individual brain changes and evolves from the day we are born until we die. Critical studies starting in the 1970s and 1980s demonstrated that our brains are in a state of constant evolution — neurons growing, connecting, and then dying off. Both the brain’s physical structure and its functional organization are plastic, changing throughout our lives depending on need, attention, sensory input, reinforcement, emotion, and many other factors. The brain’s neuroplasticity (its ability to continually create new neural networks, reshape existing ones, and eliminate networks that are no longer used due to changes in behavior, environment, and neural processes) is what allows us to learn, form memories throughout our lifetimes, recover function after a stroke or loss of sight or hearing, overcome destructive habits and become better versions of ourselves. Neuroplasticity accounts for the fact that, compared to most of us, a disproportionate amount of physical space in a violinist’s brain is devoted to controlling the fingers of his or her fingering hand, and that studying for exams can actually increase the amount of cortical space devoted to a particular subject (more complex functions generally require more brain matter). As we’ll see later, it also accounts for certain negative behaviors, like obsessive-compulsive disorder.

You will hear the term neuroplasticity a lot in this book, because it exemplifies one of the fundamental premises of Blue Mind: the fact that our brains — these magnificent, three-pound masses of tissue that are almost 80 percent water — are shaped, for good or ill, by a multitude of factors that include our perceptions, our emotions, our biology, our culture — and our environment.

You’ll also hear a lot about happiness. While the “pursuit of happiness” has been a focus of humankind since almost before we could put a name to the feeling, from ancient times onward philosophers have argued about the causes and uses of happiness, and composers, writers, and poets have filled our heads with stories of happiness lost and found. In the twenty-first century, however, the pursuit of happiness has become one of the most important means of judging our quality of life. “Happiness is an aspiration of every human being,” write John F. Helliwell, Richard Layard, and Jeffrey D. Sachs in the United Nations’ World Happiness Report 2013, which ranks 156 countries by the level of happiness of their citizens. It’s a vital goal: “People who are emotionally happier, who have more satisfying lives, and who live in happier communities, are more likely both now and later to be healthy, productive, and socially connected. These benefits in turn flow more broadly to their families, workplaces, and communities, to the advantage of all.”

“The purpose of our lives is to be happy,” says the Dalai Lama—and with all the many benefits of happiness, who would disagree? As a result, today we are bombarded with books on happiness, studies (and stories) about happiness, and happiness research of every kind. We’ll walk through some of the studies later, and discuss why water provides the most profound shortcut to happiness, but suffice it to say, greater individual happiness has been shown to make our relationships better help us be more creative, productive, and effective at work (thereby bringing us higher incomes) give us greater self-control and ability to cope make us more charitable, cooperative, and empathetic boost our immune, endocrine, and cardiovascular systems lower cortisol and heart rate, decrease inflammation, slow disease progression, and increase longevity. Research shows that the amount of happiness we experience spreads outward, affecting not just the people we know but also the friends of their friends as well (or three degrees of the famous six degrees of separation). Happy people demonstrate better cognition and attention, make better decisions, take better care of themselves, and are better friends, colleagues, neighbors, spouses, parents, and citizens. Blue Mind isn’t just about smiling when you’re near the water it’s about smiling everywhere.

Water and Our Emotions

Some people love the ocean. Some people fear it. I love it, hate it, fear it, respect it, resent it, cherish it, loathe it, and frequently curse it. It brings out the best in me and sometimes the worst.
— Roz Savage

Beyond our evolutionary linkage to water, humans have deep emotional ties to being in its presence. Water delights us and inspires us (Pablo Neruda: “I need the sea because it teaches me”). It consoles us and intimidates us (Vincent van Gogh: “The fishermen know that the sea is dangerous and the storm terrible, but they have never found these dangers sufficient reason for remaining ashore”). It creates feelings of awe, peace, and joy (The Beach Boys: “Catch a wave, and you’re sitting on top of the world”). But in almost all cases, when humans think of water — or hear water, or see water, or get in water, even taste and smell water — they feel something. These “instinctual and emotional responses . . . occur separately from rational and cognitive responses,” wrote Steven C. Bourassa, a professor of urban planning, in a seminal 1990 article in Environment and Behavior. These emotional responses to our environment arise from the oldest parts of our brain, and in fact can occur before any cognitive response arises. Therefore, to understand our relationship to the environment, we must understand both our cognitive and our emotional interactions with it.

This makes sense to me, as I’ve always been drawn to the stories and science of why we love the water. However, as a doctoral student studying evolutionary biology, wildlife ecology, and environmental economics, when I tried to weave emotion into my dissertation on the relationship between sea turtle ecology and coastal communities, I learned that academia had little room for feelings of any kind. “Keep that fuzzy stuff out of your science, young man,” my advisors counseled. Emotion wasn’t rational. It wasn’t quantifiable. It wasn’t science.

Talk about a “sea change”: today cognitive neuroscientists have begun to understand how our emotions drive virtually every decision we make, from our morning cereal choice, to who we sit next to at a dinner party, to how sight, smell, and sound affect our mood. Today we are at the forefront of a wave of neuroscience that seeks to discover the biological bases of everything, from our political choices to our color preferences. They’re using tools like EEGs, MRIs, and those fMRIs to observe the brain on music, the brain and art, the chemistry of prejudice, love, and meditation, and more. Daily these cutting-edge scientists are discovering why human beings interact with the world in the ways we do. And a few of them are now starting to examine the brain processes that underlie our connection to water. This research is not just to satisfy some intellectual curiosity. The study of our love for water has significant, real-world applications—for health, travel, real estate, creativity, childhood development, urban planning, the treatment of addiction and trauma, conservation, business, politics, religion, architecture, and more. Most of all, it can lead to a deeper understanding of who we are and how our minds and emotions are shaped by our interaction with the most prevalent substance on our planet.

The journey in search of people and scientists who were eager to explore these questions has taken me from the sea turtles’ habitats on the coasts of Baja California, to the halls of the medical schools at Stanford, Harvard, and the University of Exeter in the United Kingdom, to surfing and fishing and kayaking camps run for PTSD-afflicted veterans in Texas and California, to lakes and rivers and even swimming pools around the world. And everywhere I went, even on the airplanes connecting these locations, people would share their stories about water. Their eyes sparkled when they described the first time they visited a lake, or ran through a sprinkler in the front yard, caught a turtle or a frog in the creek, held a fishing rod, or walked along a shore with a parent or boyfriend or girlfriend. I came to believe that such stories were critical to science, because they help us make sense of the facts and put them in a context we can understand. It’s time to drop the old notions of separation between emotion and science— for ourselves and our future. Just as rivers join on their way to the ocean, to understand Blue Mind we need to draw together separate streams: analysis and affection elation and experimentation head and heart.

The Tohono O’odham (which means “desert people”) are Native Americans who reside primarily in the Sonoran Desert of southeastern Arizona and northwest Mexico. When I was a graduate student at the University of Arizona, I used to take young teens from the Tohono O’odham Nation across the border to the Sea of Cortez (the Gulf of California). Many of them had never seen the ocean before, and most were completely unprepared for the experience, both emotionally and in terms of having the right gear. On one field trip several of the kids didn’t bring swim trunks or shorts—they simply didn’t own any. So we all sat down on the beach next to the tide pools of Puerto Peñasco, I pulled out a knife, and we all cut the legs off our pants, right then and there.

Once in the shallow water we put on masks and snorkels (we’d brought enough for everyone), had a quick lesson on how to breathe through a snorkel, and then set out to have a look around. After a while I asked one young man how it was going. “I can’t see anything,” he said. Turns out he’d been keeping his eyes closed underwater. I told him that he could safely open his eyes even though his head was beneath the surface. He put his face under and started to look around. Suddenly he popped up, pulled off his mask, and started shouting about all the fish. He was laughing and crying at the same time as he shouted, “My planet is beautiful!” Then he slid his mask back over his eyes, put his head back into the water, and didn’t speak again for an hour.

My memory of that day, everything about it, is crystal clear. I don’t know for sure, but I’ll bet it is for him, too. Our love of water had made an indelible stamp on us. His first time in the ocean felt like mine, all over again.

The Beginnings of Blue Mind

In 2011, in San Francisco—a city surrounded by water on three sides—I gathered a group of neuroscientists, cognitive psychologists, marine biologists, artists, conservationists, doctors, economists, athletes, urban planners, real estate agents, and chefs to explore the ways our brains, bodies, and psyches are enhanced by water. I had realized that there was a constellation of innovative thinkers who had been trying to put the pieces together regarding the powerful effects of water, but they had mostly been isolated from one another. Since then, the Blue Mind gathering has become an annual conference that taps into a growing quantity of new mind/body/environment research and continues to produce new and startling insights on how humanity interacts with our watery planet. Both the brain and the ocean are deep, complex, and subtle realms — scarcely explored and poorly understood. However, we are on the cusp of an age when both the brain and the ocean are giving up more and more of their secrets to dedicated scientists and explorers. As more researchers from varied disciplines apply their expertise to the relation between water and humanity, the insights from their collaborations are illuminating the biological, neurological, and sociological benefits of humanity’s Blue Mind.

Every year more experts of all kinds are connecting the dots between brain science and our watery world. This isn’t touchy-feely “let’s save the dolphins” conservation: we’re talking prefrontal cortex, amygdala, evolutionary biology, neuroimaging, and neuron functioning that shows exactly why humans seem to value being near, in, on, or under the water. And this new science has real-world implications for education, public policy, health care, coastal planning, travel, real estate, and business — not to mention our happiness and general well-being. But it’s science with a personal face science practiced by real people, with opinions, biases, breakthroughs, and insights.

At subsequent Blue Mind conferences on the shores of the Atlantic and Pacific, scientists, practitioners, and students have continued to share their research and life’s work, huddling together to discuss, create, and think deeply. We’ve produced documents describing “what we think we know” (facts), “what we want to explore” (hypotheses), and “what we want to share” (teachings). At Blue Mind 2013, held on Block Island, we discussed topics like dopaminergic pathways, microplastics and persistent organic pollutants, auditory cortex physiology, and ocean acidification, but for those of us drawn to the waves, no discussion of water is without joy and celebration. At dawn we sang together, overlooking the sparkling blue Atlantic Ocean, and in the evening we drank wine, those waters now black and sparkling, and listened to former Rhode Island poet laureate Lisa Starr.

“Listen, dear one,” it whispers.
“You only think you have
forgotten the impossible.

“Go now, to that marsh beyond
Fresh Pond and consider how the red
burgeons into crimson
go see how it’s been preparing forever
for today.”

This is poetry, this is science this is science, this is poetry. So, too, are oceans and seas, rivers and ponds, swimming pools and hot springs — all of us could use a little more poetry in our lives.

We could use a lot more, too — and, in some cases, a lot less. Too many of us live overwhelmed—suffocated by work, personal conflicts, the intrusion of technology and media. Trying to do everything, we end up stressed about almost anything. We check our voice mail at midnight, our e-mail at dawn, and spend the time in between bouncing from website to website, viral video to viral video. Perpetually exhausted, we make bad decisions at work, at home, on the playing field, and behind the wheel. We get flabby because we decide we don’t have the time to take care of ourselves, a decision ratified by the fact that those “extra” hours are filled with e-mailing, doing reports, attending meetings, updating systems to stay current, repairing what’s broken. We’re constantly trying to quit one habit just to start another. We say the wrong things to people we love, and love the wrong things because expediency and proximity make it easier to embrace what’s passing right in front of us. We make excuses about making excuses, but we still can’t seem to stop the avalanche. All of this has a significant economic cost as “stress and its related comorbid diseases are responsible for a large proportion of disability worldwide.”

لا يجب أن يكون الأمر على هذا النحو. The surfers, scientists, veterans, fishers, poets, artists, and children whose stories fill this book know that being in, on, under, or near water makes your life better. They’re waiting for you to get your Blue Mind on too.

Excerpted from “Blue Mind: The Surprising Science That Shows How Being Near, In, On, or Under Water Can Make You Happier, Healthier, More Connected, and Better at What You Do” by Wallace J. Nichols. Copyright © 2014 by Wallace J. Nichols. Reprinted by arrangement with Little, Brown. كل الحقوق محفوظة.


ملخص

The human brain consists of billions of neurons that are interconnected via neuronal synapses. Cells other than neurons called the glial cells are also present to proivide support to the neurons.

A neuron consists of a cell body and cellular process.

The cell body contains the nucleus in the center and other organelles for the synthetic needs of the cell. The complex system of rough endoplasmic reticulum and polyribosomes is also present called the Nissl granules. They are exclusive to the cell body of neurons.

Dendrites are the slender processes that show abundant branching and carry nerve impulses to the cell body of neurons. Dendritic spines are the sites for synapse formation on dendrites.

Axons are the cylindrical processes that carry nerve impulses away from the cell body of neurons. They do not show branching and have a constant diameter throughout their length. They are the myelinated nerve fibers.

Neurons can be divided into sensory, motor, and interneurons. Most of the neurons present in the brain are interneurons.

The neurons in the brain are arranged into gray matter and white matter.

These neurons communicate via chemical synapses.

In a chemical synapse, neurotransmitters are released by the pre-synaptic cells that diffuse through the synaptic cleft and excite the post-synaptic neuron.

The synapses present in the brain might be axoaxonic, axosomatic, or axodendritic.

Glial cells replace the connective tissue in the brain. They provide support, nutrition, and protection to the neurons. They are involved in myelin sheath synthesis, providing metabolic support, regulating the flow of CSF providing protection from pathogens.


شاهد الفيديو: دماغ الرجل ودماغ المرأة بروفسور في علم الدماغ يكشف عن الاختلاف التركيبي (شهر نوفمبر 2022).