Як працюють нейрони. Електронний імпульсний апарат модель нейрон фіз 01.700

Виробник: Mili Healthcare Ltd (Мілі Хелскере Лтд) Великобританія

Код АТС: A11EA

Фарм група:

Форма випуску: Тверді лікарські форми. Пігулки.

Загальні характеристики. Склад:

Фармакологічні властивості:

Показання до застосування:

Важливо!Ознайомся з лікуванням

Спосіб застосування та дози:

Особливості застосування:

Побічна дія:

Взаємодія з іншими лікарськими засобами:

Протипоказання:

Передозування:

Умови зберігання:

Зберігати при температурі не вище 25 ºС в оригінальній упаковці та недоступному для дітей місці. Термін придатності 2 роки.

Умови відпустки:

Без рецепта

Упаковка:

По 10 таблеток у блістері, по 3 блістери у картонній коробці разом з інструкцією із застосування.

З моїм баченням того, як працює мозок і які можливі шляхи створення штучного інтелекту. За минулий час вдалося істотно просунутися вперед. Щось вдалося глибше зрозуміти, щось вдалося змоделювати на комп'ютері. Що приємно, з'явилися однодумці, які беруть активну участь у роботі над проектом.

У цьому циклі статей планується розповісти про ту концепцію інтелекту над якою ми зараз працюємо та продемонструвати деякі рішення, які є принципово новими у сфері моделювання роботи мозку. Але щоб розповідь була зрозумілою і послідовною вона міститиме не тільки опис нових ідей, а й розповідь про роботу мозку взагалі. Якісь речі, особливо на початку, можливо здадуться простими та загальновідомими, але я б радив не пропускати їх, оскільки вони багато в чому визначають загальну доказовість оповіді.

Загальне уявлення про мозок

Нервові клітини, вони нейрони, разом зі своїми волокнами, що передають сигнали, утворюють нервову систему. У хребетних основна частина нейронів зосереджена в порожнині черепа та хребетному каналі. Це називається центральною нервовою системою. Відповідно, виділяють головний та спинний мозок як її складові.

Спинний мозок збирає сигнали від більшості рецепторів тіла та передає їх у головний мозок. Через структури таламуса вони розподіляються та проектуються на кору великих півкуль головного мозку.

Крім великих півкуль обробкою інформації займається ще й мозок, який, по суті, є маленьким самостійним мозком. Мозок забезпечує точну моторику та координацію всіх рухів.

Зір, слух і нюх забезпечують мозок потоком інформації про світ. Кожна зі складових цього потоку, пройшовши своїм трактом, також проектується на кору. Кора – це шар сірої речовини завтовшки від 1.3 до 4.5 мм, що становить зовнішню поверхню мозку. За рахунок звивин, утворених складками, кора упакована так, що займає втричі меншу площу, ніж розправленому вигляді. Загальна площа кори однієї півкулі – приблизно 7000 кв.

У результаті всі сигнали проектуються кору. Проекція здійснюється пучками нервових волокон, які розподіляються за обмеженими областями кори. Ділянка, на яку проектується або зовнішня інформація, або інформація з інших ділянок мозку утворює зону кори. Залежно від того, які сигнали на таку зону надходять, вона має спеціалізацію. Розрізняють моторну зону кори, сенсорну зону, зони Брока, Верніке, зорові зони, потиличну частку, лише близько сотні різних зон.

У вертикальному напрямку кору прийнято поділяти на шість шарів. Ці шари немає чітких меж і визначаються з переважання тієї чи іншої типу клітин. У різних зонах кори ці шари можуть бути виражені по-різному, сильнішими або слабшими. Але, загалом, можна говорити про те, що кора досить універсальна, і припускати, що функціонування різних її зон підпорядковується одним і тим же принципам.

Шари кори

Аферентними волокнами сигнали надходять у кору. Вони потрапляють на III, IV рівень кори, де розподіляються по прилеглих до того місця, куди потрапило аферентне волокно, нейронам. Більшість нейронів має аксонні зв'язки в межах своєї ділянки кори. Але деякі нейрони мають аксони, що виходять за її межі. За цими еферентним волокнам сигнали йдуть або межі мозку, наприклад, до виконавчих органів, або проектуються інші ділянки кори свого чи іншого півкулі. Залежно від напрямку передачі сигналів еферентні волокна прийнято ділити на:

• асоціативні волокна, які пов'язують окремі ділянки кори однієї півкулі;
• комісуральні волокна, які з'єднують кору двох півкуль;
• проекційні волокна, які з'єднують кору із ядрами нижчих відділів центральної нервової системи.

Можна уявити кору головного мозку як велике полотно, розкрите на окремі зони. Картина активності нейронів кожної із зон кодує певну інформацію. Пучки нервових волокон, утворені аксонами, що виходять за межі своєї зони кори, утворюють систему проекційних зв'язків. На кожну із зон проектується певна інформація. Причому на одну зону може надходити одночасно кілька інформаційних потоків, які можуть приходити як із зон своєї, так і протилежної півкулі. Кожен потік інформації нагадує своєрідну картинку, намальовану активністю аксонів нервового пучка. Функціонування окремої зони кори - це отримання безлічі проекцій, запам'ятовування інформації, її переробка, формування власної картини активності та подальша проекція інформації, що вийшла в результаті цієї зони.

Істотний обсяг мозку – це біла речовина. Воно утворене аксонами нейронів, що створюють ті самі проекційні шляхи. На малюнку нижче білу речовину можна побачити як світле заповнення між корою та внутрішніми структурами мозку.

Розподіл білої речовини на фронтальному зрізі мозку

Використовуючи дифузну спектральну МРТ, вдалося відстежити напрямок окремих волокон та побудувати тривимірну модель зв'язаності зон кори (проект Connectomics (Коннектом)).

Уявлення про структуру зв'язків добре дають малюнки нижче (Van J. Wedeen, Douglas L. Rosene, Ruopeng Wang, Guangping Dai, Farzad Mortazavi, Patric Hagmann, Jon H. Kaas, Wen-Yih I. Tseng, 2012).

Вигляд з боку лівої півкулі

Вид ззаду

Вид справа

До речі, на виді ззаду чітко видно асиметрію проекційних шляхів лівої та правої півкулі. Ця асиметрія багато в чому визначає відмінності в тих функціях, які набувають півкулі в міру їх навчання.

Нейрон

Основа мозку – нейрон. Природно, що моделювання мозку з допомогою нейронних мереж починається з відповіді питання, який принцип його роботи.

p align="justify"> В основі роботи реального нейрона лежать хімічні процеси. У стані спокою між внутрішнім та зовнішнім середовищем нейрона існує різниця потенціалів – мембранний потенціал, що становить близько 75 мілівольт. Він утворюється за рахунок роботи спеціальних білкових молекул, що працюють як натрій-калієві насоси. Ці насоси за рахунок енергії АТФ нуклеотиду женуть іони калію всередину, а іони натрію - назовні клітини. Оскільки білок при цьому діє як АТФ-аза, тобто фермент, що гідролізує АТФ, він так і називається - «натрій-калієва АТФ-аза». В результаті нейрон перетворюється на заряджений конденсатор з негативним зарядом усередині та позитивним зовні.

Схема нейрона (Mariana Ruiz Villarreal)

Поверхня нейрона покрита відростками, що гілкуються - дендритами. До дендритів примикають аксонні закінчення інших нейронів. Місця їх з'єднань називають синапсами. За допомогою синаптичного взаємодії нейрон здатний реагувати на сигнали і за певних обставин генерувати власний імпульс, званий спайком.

Передача сигналу в синапс відбувається за рахунок речовин, званих нейромедіаторами. Коли нервовий імпульс по аксону надходить у синапс, він вивільняє зі спеціальних бульбашок молекули нейромедіатора, характерні для цього синапсу. На мембрані нейрона, який отримує сигнал, є білкові молекули – рецептори. Рецептори взаємодіють із нейромедіаторами.

Хімічний синапс

Рецептори, розташовані у синаптичній щілині, є іонотропними. Ця назва підкреслює той факт, що вони є іонними каналами, здатними переміщувати іони. Нейромедіатори впливають так на рецептори, що їх іонні канали відкриваються. Відповідно, мембрана або деполяризується, або гіперполяризується - залежно від того, які канали торкнулися і, якого типу цей синапс. У збуджуючих синапсах відкриваються канали, що пропускають катіони всередину клітини, - мембрана деполяризується. У гальмівних синапсах відкриваються канали, які проводять аніони, що призводить до гіперполяризації мембрани.

У певних обставинах синапси можуть змінювати свою чутливість, що називається синаптичною пластичністю. Це призводить до того, що синапси одного нейрона набувають різної між собою сприйнятливості зовнішніх сигналів.

Одночасно на синапс нейрона надходить безліч сигналів. Синапси, що гальмують, тягнуть потенціал мембрани у бік накопичення заряду всередині кліті. Активуючі синапси, навпаки, намагаються розрядити нейрон (рисунок нижче).

Порушення (A) і гальмування (B) гангліозної клітини сітківки (Ніколлс Дж., Мартін Р., Валлас Би., Фукс П., 2003)

Коли сумарна активність перевищує поріг ініціації, виникає розряд, що називається потенціалом дії або спайком. Спайк - це різка деполяризація мембрани нейрона, яка породжує електричний імпульс. Весь процес генерації імпульсу триває близько 1 мілісекунди. При цьому ні тривалість, ні амплітуда імпульсу не залежать від того, наскільки були сильні причини, що його викликали (рисунок нижче).

Реєстрація потенціалу дії гангліозної клітини (Ніколлс Дж., Мартін Р., Валлас Б., Фукс П., 2003)

Після спайку іонні насоси забезпечують зворотне захоплення нейромедіатора та розчищення синаптичної щілини. Протягом рефрактерного періоду, що настає після спайку, нейрон не здатний породжувати нові імпульси. Тривалість цього періоду визначає максимальну частоту генерації, яку здатний нейрон.

Спайки, які виникають як наслідок активності на синапсах, називають спричиненими. Частота проходження викликаних спайків кодує те, наскільки сигнал, що поступає, відповідає налаштуванню чутливості синапсів нейрона. Коли сигнали, що надходять, припадають саме на чутливі синапси, що активують нейрон, і цьому не заважають сигнали, що приходять на гальмові синапси, то реакція нейрона максимальна. Образ, який описується такими сигналами, називають характерним для нейрона стимулом.

Звичайно, уявлення про роботу нейронів не варто надто спрощувати. Інформація між деякими нейронами може передаватися не тільки спайками, але й за рахунок каналів, що з'єднують їх внутрішньоклітинний вміст і безпосередньо передають електричний потенціал. Таке поширення називається градуальним, а саме з'єднання називається електричним синапсом. Дендрити залежно від відстані до тіла нейрона поділяються на проксимальні (близькі) та дистальні (віддалені). Дистальні дендрити можуть утворювати секції, що працюють як напівавтономні елементи. Крім синаптичних шляхів збудження є внесинаптичні механізми, що викликають метаботропні спайки. Крім викликаної активності, існує ще й спонтанна активність. І нарешті, нейрони мозку оточені гліальними клітинами, які також істотно впливають на протікають процеси.

Довгий шлях еволюції створив безліч механізмів, що використовуються мозком у своїй роботі. Деякі з них можуть бути зрозумілі власними силами, сенс інших стає зрозумілим тільки при розгляді досить складних взаємодій. Тому не варто сприймати зроблений вище опис нейрона як вичерпний. Щоб перейти до більш глибоких моделей, нам необхідно спочатку розібратися з базовими властивостями нейронів.

У 1952 році Аланом Ллойдом Ходжкіном та Ендрю Хакслі були зроблені описи електричних механізмів, які визначають генерацію та передачу нервового сигналу в гігантському аксоні кальмара (Hodgkin, 1952). Що було оцінено Нобелівською премією у галузі фізіології та медицини у 1963 році. Модель Ходжкіна - Хакслі визначає поведінку нейрона системою звичайних диференціальних рівнянь. Ці рівняння відповідають автохвильовому процесу активному середовищі. Вони враховують безліч компонентів, кожна з яких має свій біофізичний аналог у реальній клітині (рисунок нижче). Іонні насоси відповідають джерелу струму I p. Внутрішній ліпідний шар клітинної мембрани утворює конденсатор із ємністю C m . Іонні канали синаптичних рецепторів забезпечують електричну провідність g n , яка залежить від сигналів, що подаються, змінюються з часом t, і загальної величини мембранного потенціалу V. Струм витоку мембранних пір створює провідник g L . Рух іонів іонними каналами відбувається під дією електрохімічних градієнтів, яким відповідають джерела напруги з електрорушійною силою E n і E L .

Основні компоненти моделі Ходжкіна – Хакслі

Природно, що з створенні нейронних мереж виникає бажання спростити модель нейрона, залишивши у ній лише суттєві властивості. Найбільш відома та популярна спрощена модель – це штучний нейрон Маккалока - Піттса, розроблений на початку 1940-х років (Маккалох Дж., Піттс У., 1956).


Формальний нейрон Маккалока - Піттса

На входи такого нейрона подаються сигнали. Ці сигнали виважено підсумовуються. Далі до цієї лінійної комбінації застосовується нелінійна функція активації, наприклад, сигмоїдальна. Часто як сигмоїдальну використовують логістичну функцію:


Логістична функція

У цьому випадку активність формального нейрона записується як

У результаті такий нейрон перетворюється на пороговий суматор. При досить крутій пороговій функції сигнал виходу нейрона – або 0, або 1. Зважена сума вхідного сигналу та ваг нейрона – це згортка двох образів: образу вхідного сигналу та образу, що описується вагами нейрона. Результат згортки тим вищий, що точніше відповідність цих образів. Тобто нейрон, по суті, визначає, наскільки сигнал схожий на образ, записаний на його синапсах. Коли значення згортки перевищує певний рівень і порогова функція переключається в одиницю, це можна інтерпретувати як рішучу заяву нейрона про те, що він дізнався образ, що пред'являється.

Реальні нейрони справді якимось чином схожі на нейрони Маккалока – Піттса. Амплітуди їхніх спайків не залежить від того, які сигнали на синапсах їх спричинили. Спайк або є, або його немає. Але реальні нейрони реагують стимул не одиничним імпульсом, а імпульсної послідовністю. При цьому частота імпульсів тим вища, чим точніше пізнаний характерний для нейрона образ. Це означає, що якщо ми побудуємо нейронну мережу з таких порогових суматорів, то вона при статичному вхідному сигналі хоч і дасть якийсь вихідний результат, але цей результат буде далеким від відтворення того, як працюють реальні нейрони. Для того щоб наблизити нейронну мережу до біологічного прототипу, нам доведеться моделювати роботу в динаміці, враховуючи часові параметри та відтворюючи частотні властивості сигналів.

Але можна піти іншим шляхом. Наприклад, можна виділити узагальнену характеристику активності нейрона, що відповідає частоті його імпульсів, тобто кількості спайків за певний проміжок часу. Якщо перейти до такого опису, то можна уявити нейрон як простий лінійний суматор.

Лінійний суматор

Сигнали виходу і, відповідно, входу для таких нейронів вже не є дихатомічними (0 або 1), а виражаються певною скалярною величиною. Функція активації тоді записується як

Лінійний суматор не варто сприймати як щось принципово інше в порівнянні з імпульсним нейроном, просто він дозволяє при моделюванні або описі перейти до довших інтервалів. І хоча імпульсний опис коректніше, перехід до лінійного суматора в багатьох випадках виправданий сильним спрощенням моделі. Більше того, деякі важливі властивості, які важко розглянути в імпульсному нейроні, цілком очевидні для лінійного суматора.

Екологія життя. Наука і відкриття: Людина освоїв морські глибини та повітряні простори, проникнув у таємниці космосу та земних надр. Він навчився протистояти багатьом хворобам

Людина освоїв морські глибини та повітряні простори, проникнув у таємниці космосу та земних надр.Він навчився протистояти багатьом хворобам і почав жити довше.Він намагається маніпулювати генами, «вирощувати» органи для трансплантації та шляхом клонування «творити» живих істот.

Але для нього, як і раніше, залишається найбільшою загадкою, як функціонує його власний мозок, як за допомогою звичайних електричних імпульсів і невеликого набору нейромедіаторів нервова система не тільки координує роботу мільярдів клітин організму, але й забезпечує можливість пізнавати, мислити, запам'ятовувати, відчувати найширшу гаму емоцій. .

На шляху до розуміння цих процесів людина повинна, перш за все, зрозуміти, як функціонують окремі нервові клітини (нейрони).

Найбільша загадка – як функціонує мозок

Живі електромережі

За приблизними оцінками, у нервовій системі людини понад 100 млрд нейронів. Усі структури нервової клітини орієнтовані виконання найважливішої для організму завдання – отримання, переробка, проведення та передачі інформації, закодованої як електричних чи хімічних сигналів (нервових імпульсів).

Нейрон складаєтьсяз тіла діаметром від 3 до 100 мкм, що містить ядро, розвинений білок-синтезуючий апарат та інші органели, а також відростків: одного аксона, і кількох, як правило, розгалужених, дендритів. Довжина аксонів зазвичай помітно перевищує розміри дентритів, окремих випадках досягаючи десятків сантиметрів і навіть метрів.

Наприклад, гігантський аксон кальмара має товщину близько 1 мм і кілька метрів у довжину; експериментатори не забули скористатися такою зручною моделлю, і досліди саме з нейронами кальмарів послужили з'ясування механізму передачі нервових імпульсів.

Зовні нервова клітина оточена оболонкою (цитолемою), яка забезпечує обмін речовин між клітиною і навколишнім середовищем, але й здатна проводити нервовий імпульс.

Справа в тому, що між внутрішньою поверхнею мембрани нейрона та зовнішнім середовищем постійно підтримується різниця електричних потенціалів. Це відбувається завдяки роботі про «іонних насосів» – білкових комплексів, здійснюють активний транспорт позитивно заряджених іонів калію і натрію через мембрану.

Такий активний перенесення, а також пасивна дифузія іонів, що постійно протікає, через пори в мембрані зумовлюють у спокої негативний щодо зовнішнього середовища заряд з внутрішньої сторони мембрани нейрона.

Якщо подразнення нейрона перевищує певну порогову величину, то у точці стимуляції виникає серія хімічних та електричних змін (активне надходження іонів натрію в нейрон та короткочасна зміна заряду з внутрішньої сторони мембрани з негативного на позитивний), які поширюються по всій нервовій клітині.

На відміну від простого електричного розряду, який через опір нейрона поступово слабшатиме і зуміє подолати лише коротку відстань, нервовий імпульс у процесі поширення постійно відновлюється.

Основними функціями нервової клітини є:

• сприйняття зовнішніх подразнень (рецепторна функція),
• їх переробка (інтегративна функція),
• передача нервових впливів інші нейрони чи різні робочі органи (ефекторна функція).

За дендритами – інженери назвали б їх «приймачами» – імпульси надходять у тіло нервової клітини, а за аксоном – «передавач» – йдуть від її тіла до м'язів, залоз або інших нейронів.

У зоні контакту

Аксон має тисячі відгалужень, які тягнуться до дендритів інших нейронів. Зона функціонального контакту аксонів та дендритів називається синапсом.

Чим більше синапсів на нервовій клітині, тим більше сприймається різних подразнень і, отже, ширша сфера впливів на її діяльність та можливість участі нервової клітини у різноманітних реакціях організму. На тілах великих мотонейронів спинного мозку може налічуватися до 20 тис. синапсів.

У синапсі відбувається перетворення електричних сигналів на хімічні і назад.Передача збудження здійснюється за допомогою біологічно активних речовин – нейромедіаторів (ацетилхоліну, адреналіну, деяких амінокислот, нейропептидів та ін.). Проні містяться у спеціальних бульбашках, що у закінченнях аксонів – пресинаптичної частини.

Коли нервовий імпульс досягає пресинаптичної частини, відбувається викид нейромедіаторів у синаптичну щілину, вони зв'язуються з рецепторами, розташованими на тілі або відростках другого нейрона (постсинаптичної частини), що призводить до генерації електричного сигналу постсинаптичного потенціалу.

Розмір електричного сигналу прямо пропорційна кількості нейромедіатора.

Одні синапси спричиняють деполяризацію нейрона, інші – гіперполяризацію; перші є збуджуючими, другі – гальмуючими.

Після припинення виділення медіатора відбувається видалення його залишків із синаптичної щілини та повернення рецепторів постсинаптичної мембрани у вихідний стан. Результат сумації сотень і тисяч збуджуючих і гальмівних імпульсів, що одночасно стікаються до нейрона, визначає, чи буде він на даний момент генерувати нервовий імпульс.

Нейрокомп'ютери

Спроба змоделювати принципи роботи біологічних нейронних мереж призвела до створення такого пристрою переробки інформації як нейрокомп'ютер .

На відміну від цифрових систем, що являють собою комбінації процесорних і запам'ятовуючих блоків, нейропроцесори містять пам'ять, розподілену у зв'язках (своєрідних синапсах) між дуже простими процесорами, які формально можуть бути названі нейронами.

Нейрокомп'ютери не програмують у традиційному сенсі цього слова, а «навчають», налаштовуючи ефективність усіх «синаптичних» зв'язків між їх «нейронами», що їх складають.

Основними сферами застосування нейрокомп'ютерів їх розробники вбачають:

• розпізнавання візуальних та звукових образів;
• економічне, фінансове, політичне прогнозування;
• управління у реальному часі виробничими процесами, ракетами, літаками;
• оптимізація під час конструювання технічних пристроїв тощо.

"Голова - предмет темний ..."

Нейрони можна розбити на три великі групи:

• рецепторні,
• проміжні,
• ефекторні.

Рецепторні нейронизабезпечують введення у мозок сенсорної інформації. Вони трансформують сигнали, що надходять на органи почуттів (оптичні сигнали в сітківці ока, акустичні – у вушному равлику, нюхові – у хеморецепторах носа та ін.), електричну імпульсацію своїх аксонів.

Проміжні нейрониздійснюють обробку інформації, що отримується від рецепторів, і генерують керуючі сигнали для ефекторів. Нейрони цієї групи утворюють центральну нервову систему (ЦНС).

Ефективні нейронипередають сигнали, що приходять на них, виконавчим органам. Результат діяльності нервової системи – та чи інша активність, основу якої лежить скорочення чи розслаблення м'язів чи секреція чи припинення секреції залоз. Саме з роботою м'язів та залоз пов'язаний будь-який спосіб нашого самовираження.

Якщо принципи функціонування рецепторних і эффекторных нейронів більш менш зрозумілі вченим, то проміжний етап, у якому організм «перетравлює» інформацію, що надійшла, і приймає рішення про те, як на неї відреагувати, зрозумілий лише на рівні найпростіших рефлекторних дуг.

У більшості випадків нейрофізіологічний механізм формування тих чи інших реакцій залишається загадкою. Недарма у науково-популярній літературі головний мозок людини часто порівнюють із «чорним ящиком».

«…У вашій голові живе 30 млрд нейронів, які зберігають ваші знання, навички, накопичений життєвий досвід. Після 25 років роздумів цей факт здається мені не менш разючим, ніж раніше.Найтонша плівка, що складається з нервових клітин, бачить, відчуває, творить наш світогляд. Це просто неймовірно!Насолода теплотою літнього дня і сміливі мрії про майбутнє - все створюється цими клітинами ... Нічого іншого не існує: ніякої магії, ніякого спеціального соусу, тільки нейрони, що виконують інформаційний танець, - писав у своїй книзі «Про інтелект» відомий розробник комп'ютерів, засновник Ред Інституту нейрології (США) Джефф Хокінс.

Вже понад півстоліття тисячі вчених-нейрофізіологів у всьому світі намагаються зрозуміти хореографію цього «інформаційного танцю», проте на сьогодні відомі лише його окремі постаті та па, які не дозволяють створити універсальну теорію функціонування головного мозку.

Слід зазначити, що багато робіт у галузі нейрофізіології присвячені так званій "функціональної локалізації" – з'ясування того, який нейрон, група нейронів чи ціла галузь мозку активується у тих чи інших ситуаціях.

На сьогодні накопичено величезний масив інформації про те, які нейрони у людини, щури, мавпи вибірково активуються при спостереженні різних об'єктів, вдиханні феромонів, прослуховуванні музики, розучуванні віршів тощо.

Щоправда, іноді подібні досліди здаються дещо курйозними. Так, ще в 70-ті роки минулого століття одним із дослідників у мозку у щура були виявлені «нейрони зеленого крокодильчика»: ці клітини активувалися, коли тварина, що біжить по лабіринту, серед інших предметів натикалася на вже знайому йому іграшку маленького зеленого крокодильчика.

А іншим вченим пізніше в мозку у людини був локалізований нейрон, який «реагує» на фотографію президента США Біла Клінтона.

Всі ці дані підтверджують теорію, що нейрони в головному мозку спеціалізовані, проте жодною мірою не пояснюють, чому і як відбувається ця спеціалізація.

Лише загалом зрозумілі вченим нейрофізіологічні механізми навчання та пам'яті.Передбачається, що у процесі запам'ятовування інформації відбувається формування нових функціональних контактів між нейронами кори мозку.

Інакше кажучи, нейрофізіологічним «слідом» пам'яті є синапси. Чим більше виникає нових синапсів, тим «багатіша» пам'ять індивідуума.Типова клітина у корі головного мозку утворює кілька (до 10) тисяч синапсів. З урахуванням загальної кількості нейронів кори виходить, що тут можуть сформуватися сотні мільярдів функціональних контактів!

Під впливом якихось відчуттів, думок чи емоцій відбувається пригадування- Порушення окремих нейронів активізує весь ансамбль, відповідальний за зберігання тієї чи іншої інформації.

У 2000 р. шведському фармакологу Арвіду Карлссону та американським нейробіологам Полу Грінгарду та Еріку Кенделу було присуджено Нобелівську премію з фізіології та медицини за відкриття, що стосуються «передачі сигналів у нервовій системі».

Вчені продемонстрували, що пам'ять більшості живих істот працює завдяки дії так званих нейротрансмітерів – дофаміну, норадреналіну та серотоніну, Ефект яких на відміну від класичних нейромедіаторів розвивається не за мілісекунди, а за сотні мілісекунд, секунди і навіть годинник. Саме цим і зумовлено їх тривалий, що модулює вплив на функції нервових клітин, їх роль в управлінні складними станами нервової системи – спогадами, емоціями, настроями.

Слід також відзначити, що величина сигналу, що генерується на постсинаптичній мембрані, може бути різною навіть за однакової величини вихідного сигналу, що досяг пресинаптичної частини. Ці відмінності визначає так звана ефективність, або вага, синапс, який може змінюватися в процесі функціонування міжнейронного контакту.

На думку багатьох дослідників, зміна ефективності синапсів також відіграє важливу роль роботі пам'яті. Можливо, інформація, що часто використовується людиною, зберігається в нейронних мережах, пов'язаних високоефективними синапсами, і тому швидко і легко «згадується». У той самий час, синапси, що у зберіганні другорядних, рідко «витягуваних» даних, очевидно, характеризуються низькою ефективністю.

А таки вони відновлюються!

Одна з найбільш хвилюючих з медичної точки зору проблем нейробіології – можливість регенерації нервової тканини. Відомо, що перерізані або пошкоджені волокна нейронів периферичної нервової системи, оточені неврилемою (оболонкою зі спеціалізованих клітин), можуть регенерувати, якщо тіло клітини збереглося в цілості. Нижче місця перерізання неврилема зберігається у вигляді трубчастої структури, і та частина аксона, яка залишилася пов'язаною з тілом клітини, росте по цій трубці, доки не досягне нервового закінчення. У такий спосіб відновлюється функція пошкодженого нейрона.

Аксони в ЦНС не оточені неврилемою і тому, мабуть, не здатні знову проростати до місця колишнього закінчення.

У той же час, донедавна нейрофізіологи вважали, що протягом життя нові нейрони в ЦНС не утворюються.

«Нервові клітини не відновлюються!», – застерігали вчені. Передбачалося, що підтримка нервової системи в «робочому стані» навіть при серйозних захворюваннях і травмах відбувається завдяки її винятковій пластичності: функції загиблих нейронів беруть на себе їх колеги, що залишилися в живих, які збільшуються в розмірах і формують нові зв'язки.

Високу, але не безмежну ефективність подібної компенсації можна проілюструвати на прикладі хвороби Паркінсона, коли відбувається поступове відмирання нейронів. Виявляється, поки в головному мозку не загине близько 90% нейронів, клінічні симптоми захворювання (тремтіння кінцівок, нестійка хода, недоумство) не виявляються, тобто людина виглядає практично здоровою. Виходить, одна жива нервова клітина може функціонально замінити дев'ять загиблих!

В даний час доведено, що в головному мозку дорослих ссавців утворення нових нервових клітин (нейрогенез) все ж таки відбувається. Ще в 1965 р. було показано, що нові нейрони регулярно з'являються у дорослих щурів у гіпокампі – області мозку, що відповідає за ранні фази навчання та пам'яті.

Через 15 років вчені показали, що у мозку птахів нові нервові клітини з'являються протягом усього життя. Проте дослідження мозку дорослих приматів щодо нейрогенезу не давали обнадійливих результатів.

Лише близько 10 років тому американські вчені розробили методику, яка довела, що в мозку мавп протягом усього життя з нейрональних стовбурових клітин продукуються нові нейрони. Дослідники вводили тваринам спеціальну речовину-мітку (бромдіоксіурідін), яка включалася в ДНК тільки клітин, що діляться.

Так було виявлено, що нові клітини починали розмножуватися в зоні субвентрикулярної і вже звідти мігрували в кору, де і дозрівали до дорослого стану. Нові нейрони виявлялися в зонах головного мозку, пов'язаних із когнітивними функціями, і не виникали в зонах, що реалізують більш примітивний рівень аналізу.

У зв'язку з цим вчені припустили, що нові нейрони можуть бути важливими для процесу навчання та пам'яті.

На користь цієї гіпотези говорить також таке: великий відсоток нових нейронів гине в перші тижні після того, як вони народилися; однак у тих ситуаціях, коли відбувається постійне навчання, частка нейронів, що вижили, значно вища, ніж тоді, коли вони «не затребувані» – коли тварина позбавлена ​​можливості утворювати новий досвід.

На сьогодні встановлені універсальні механізми загибелі нейронів при різних захворюваннях:

1) підвищення рівня вільних радикалів та окисне ушкодження мембран нейронів;

2) порушення діяльності мітохондрій нейронів;

3) несприятлива дія надлишку збуджувальних нейротрансмітерів глутамату та аспартату, що призводить до гіперактивації специфічних рецепторів, надмірного накопичення внутрішньоклітинного кальцію, розвитку окислювального стресу та загибелі нейрона (феномен ексайтотоксичності).

Виходячи з цього, як лікарські засоби - нейропротекторів в неврології використовують:

• препарати з антиоксидантними властивостями (вітаміни Е та С, ін.),
• коректори тканинного дихання (коензим Q10, янтарна кислота, рибофлавін, ін),
• а також блокатори рецепторів глутамату (мемантин та ін.).

Приблизно в той же час була підтверджена можливість появи нових нейронів зі стовбурових клітин у головному мозку дорослої людини: патологоанатомічне дослідження пацієнтів, які отримували за життя бромдіоксиуридин з терапевтичною метою, показало, що нейрони, що містять дану речовину-мітку, виявляються практично у всіх відділах мозку, включаючи кору великих півкуль.

Цей феномен всебічно досліджується з метою лікування різних нейродегенеративних захворювань, насамперед хвороб Альцгеймера та Паркінсона, які стали справжнім бичем для «старіючого» населення розвинутих країн.

В експериментах для трансплантації використовують як нейрональні стовбурові клітини, які і в ембріона, і у дорослої людини розташовуються навколо шлуночків головного мозку, так і ембріональні стовбурові клітини, здатні перетворюватися практично на будь-які клітини організму.

На жаль, на сьогоднішній день лікарі не можуть вирішити основну проблему, пов'язану з пересадкою нейрональних стовбурових клітин: їх активне розмноження в організмі реципієнта в 30-40% випадків призводить до утворення злоякісних пухлин.

Незважаючи на це, фахівці не втрачають оптимізму і називають трансплантацію стовбурових клітин одним з найбільш перспективних підходів у терапії нейродегенеративних захворювань.опубліковано . Якщо у вас виникли питання на цю тему, задайте їх фахівцям та читачам нашого проекту .

Незважаючи на те, що сучасна фармацевтична промисловість розробила багато ліків від різних захворювань, багато лікарів дотримуються немедикаментозних методик лікування своїх пацієнтів. Тому для тих, хто звик до допомоги таблеток і мікстур вдаватися в останню чергу, рекомендуємо переглянути даний каталог, в якому найрізноманітніші інтернет-магазини пропонують вам придбати апарати електронейростимуляції за відмінними цінами. Незважаючи на те, що цей товар досить специфічний, ви знайдете на сайті найбагатший асортимент цих пристроїв, і обов'язково зможете вибрати те, що підійде і допоможе саме вам чи вашим близьким.

Доставка та оплата обраного товару

Яку б модель ви не вибрали із запропонованих варіантів, менеджери інтернет-магазину обов'язково намагатимуться зробити доставку товару максимально комфортною для вас. Ви зможете погодити місце та спосіб доставки під час оформлення свого замовлення, а можливість оплати, як готівкою, так і за безготівковим розрахунком, зробить придбання товару можливим не тільки для фізичних осіб, а й для лікарень, клінік та інших підприємств.

Види приладів

У наш час виробники апаратів електронейростимуляції розробили та активно виробляють два основних типи цих пристроїв:

• апарати черезшкірної електронейростимуляції;
• апарати динамічної електронейростимуляції.

Черезшкірна електронейростимуляція

Цей вид стимуляції активно застосовується за таких діагноз:

• різного походження гострі болючі синдроми;
• постгерпетичні болі;
• невропатії;
• артрити та артрози;
• псоріаз.

Як правило, застосування таких пристроїв є частиною комплексного лікування при захворюваннях і дозволяє суттєво прискорити одужання та реабілітацію пацієнта, а також дуже ефективно для профілактики рецидивів загострень захворювань. На шкіру хворого на місця, схильні до впливу хвороби, кріпляться електроди, якими надходять слабкі імпульси електрики. Таке лікування не викликає дискомфорту, опіків та інших негативних наслідків для організму.

Динамічна електронейростимуляція

Якщо у черезшкірної стимуляції є ряд протипоказань, то на допомогу завжди прийдуть апарати динамічної стимуляції, які мають більш м'який вплив, і дозволяють застосовувати такі моделі навіть для лікування школярів. При застосуванні цього виду стимуляторів немає побічних дій.

Інструкція з медичного застосування препарату

Опис фармакологічної дії

Комплекс вітамінів групи В. Тіамін (вітамін В1) в організмі людини внаслідок процесів фосфорилювання перетворюється на кокарбоксилазу, яка є коферментом багатьох ферментативних реакцій. Тіамін відіграє важливу роль в обміні вуглеводів, білків та жирів в організмі. Бере участь у всіх ключових метаболічних процесах у тканинах нервової системи, серця, м'язів та формених елементів крові, у процесах проведення нервового імпульсу у синапсах. Рибофлавін (вітамін В2) регулює окисно-відновні процеси, обмін вуглеводів, білків та жирів. Необхідний підтримки функції органу зору, шкіри, бере участь у синтезі гемоглобіну.

Показання до застосування

Полінейропатія різної етіології, неврит та невралгія, корінцевий синдром, викликаний дегенеративними змінами хребта, ішіас, люмбаго, плексит, міжреберна невралгія, невралгія трійчастого нерва, парез лицевого нерва; дефіцит відповідних вітамінів при різних станах, наприклад, при підвищеній потребі у вітамінах у період вагітності та годування груддю, під час менструації, при лихоманці, хронічних захворюваннях, інтенсивному фізичному навантаженні та підвищеній стомлюваності, у післяопераційний період, у курців; порушення абсорбції вітамінів із травного тракту при печінковій недостатності, екзокринній недостатності підшлункової залози, хронічній діареї, порушенні харчування та ураженні слизової оболонки кишечника; аліментарний дефіцит вітамінів за дотримання обмежувальних дієт, дисбаланс харчування; дефіцит вітамінів, викликаний лікуванням препаратами, що збільшують метаболізм вітамінів (протитуберкульозні, протиепілептичні та інші засоби).

Форма випуску

таблетки

Фармакодинаміка

Піридоксин (вітамін В6) необхідний підтримки нормальної функції центральної і периферичної нервової системи. У фосфорильованій формі є коферментом у метаболізмі амінокислот (процеси декарбоксилювання, трансамінування та ін.). Бере участь у біосинтезі нейромедіаторів: допаміну, норадреналіну, адреналіну, серотоніну, гістаміну.

Ціанокобаламін (вітамін В12) необхідний для нормального кровотворення та дозрівання еритроцитів. Він також бере участь у низці біохімічних реакцій, що забезпечують життєдіяльність організму – у перенесенні метильних груп, синтезі нуклеїнових кислот, білка, в обміні амінокислот, вуглеводів, ліпідів. Вітамін В12 впливає на метаболічні процеси в нервовій системі (синтез РНК, ДНК, мієліну, на ліпідний склад цереброзидів та фосфоліпідів). Коферментні форми ціанокобаламіну - метилкобаламін та аденозилкобаламін - необхідні для процесів реплікації та росту клітин.

Компоненти препарату відносяться до водорозчинних вітамінів, що виключає можливість їхньої кумуляції в організмі.

Фармакокінетика

Тіамін та піридоксин абсорбуються у верхніх відділах ШКТ. Абсорбція ціанокобаламіну обумовлена ​​наявністю внутрішнього фактора в шлунку та верхніх відділах кишечника, надалі транспорт ціанокобаламіну в тканині здійснюється транспортним білком транскобаламіном II. Тіамін, піридоксин та ціанокобаламін метаболізуються в печінці. Рибофлавін в організмі перетворюється на кофермент - флавін мононуклеотид, а потім на інший кофермент - флавін аденіндинуклеотид. Приблизно 60% метаболітів зв'язуються із білками плазми.

Тіамін і піридоксин виводяться із сечею (8–10% у незміненому стані). При передозуванні значно збільшується виведення тіаміну та піридоксину через кишечник. Вітамін В12 виділяється з жовчю і вступає в цикл ентерогепатичної рециркуляції, частина прийнятої дози екскретується із сечею, більша частина – протягом перших 8 годин після прийому. Однак із сечею виводиться лише незначна кількість прийнятого внутрішньо вітаміну (6–30%). Вітамін В12 проникає через плаценту та виділяється з грудним молоком. Рибофлавін виводиться із сечею, частково у вигляді метаболіту.

Протипоказання до застосування

Підвищена чутливість до компонентів препарату, одночасне лікування леводопою

Побічна дія

Спосіб застосування та дози

Передозування

Можливі симптоми гіпервітамінозу: сухість шкіри, свербіж, кропив'янка.

Взаємодія з іншими препаратами

Вживання алкоголю, пероральних контрацептивів, сечогінних препаратів може знизити рівень тіаміну. Доцільним є додатковий прийом препаратів, що містять магній, оскільки останній необхідний для перетворення тіаміну на його активну форму. Вітамін В6 не можна призначати пацієнтам, які приймають леводопу, оскільки вітамін знижує ефективність протипаркінсонічного засобу. Вітамін В6 може підвищити внутрішньоклітинний рівень магнію та цинку. Знижують рівень піридоксину та зменшують його ефект пероральні контрацептиви, ізоніазид, пеніцилін, теофілін, циклосерин. Піридоксин може знижувати концентрацію протисудомних препаратів у крові, наприклад, фенітоїну, фенобарбіталу.

Рівень вітаміну В12 у крові можуть знижувати закис азоту, загальні анестетики, протиепілептичні препарати та алкоголь.

Запобіжні заходи при прийомі

Препарат не слід призначати до встановлення діагнозу через можливість появи прихованих симптомів підгострої дегенерації спинного мозку

Умови зберігання

У захищеному від світла місці за нормальної температури 15–25 °З.

** Довідник ліків призначений виключно для ознайомлювальних цілей. Для отримання більш повної інформації просимо Вас звертатися до інструкції виробника. Не займайтеся самолікуванням; перед початком застосування препарату Нейрон Ви повинні звернутися до лікаря. EUROLAB не несе відповідальності за наслідки, спричинені використанням розміщеної на порталі інформації. Будь-яка інформація на сайті не замінює консультації лікаря і не може бути гарантією позитивного ефекту лікарського засобу.

Вас цікавить препарат Нейрон? Ви хочете дізнатися більш детальну інформацію або Вам необхідний огляд лікаря? Чи Вам необхідний огляд? Ви можете записатися на прийом до лікаря– клініка Eurolabзавжди до ваших послуг! Найкращі лікарі оглянуть Вас, проконсультують, нададуть необхідну допомогу та поставлять діагноз. ви також можете викликати лікаря додому. Клініка Eurolabвідкрита для Вас цілодобово.

** Увага! Інформація, представлена ​​в цьому довіднику ліків, призначена для медичних фахівців і не повинна бути підставою для самолікування. Опис препарату Нейрон наведено для ознайомлення та не призначений для призначення лікування без участі лікаря. Пацієнтам потрібна консультація фахівця!

Якщо Вас цікавлять ще якісь лікарські засоби та медикаменти, їх описи та інструкції по застосуванню, інформація про склад та форму випуску, показання до застосування та побічні ефекти, способи застосування, ціни та відгуки про лікарські препарати або у Вас є які-небудь інші питання та пропозиції – напишіть нам, ми обов'язково постараємося Вам допомогти.