Сущность и истоки человеческого сознания

    ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Сущность  и истоки человеческого  сознания

    Реферат по концепциям современного естествознания 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнила:

Кожедуб Анжелика Эдуардовна

студентка второго курса 

факультета  журналистики

группа 2401 
 
 

    Томск 2011

Оглавление 

Понятие мозга

    Человеческий  мозг – самая сложная, непознанная, и творчески одаренная система познания мира.

    Мозг  любого человека насчитывает примерно триллион (1 000 000 000 000) клеток. Каждая мозговая клетка (нейрон) содержит в себе многокомпонентную электрохимическую микропроцессорную и передающую систему, которая, несмотря на свою сложность, способна уместиться на кончике иглы. Чем больше нейронов, тем выше интеллект.

    Каждый  нейрон способен ежесекундно принимать  сотни тысяч импульсов от других нейронов. Работая наподобие телефонной станции с огромным числом абонентов, микросекунда за микросекундой нейрон обрабатывает огромный объем поступающей  информации и направляет ее в нужном направлении по соответствующим каналам передачи.

    Всякий  раз, когда вас посетила какая-то мысль, сопротивление, оказываемое  прохождению агентов, переносящих  ее по определенному пути, в следующий  раз будет ниже. Это сродни тому, как проделывают тропу сквозь густые кустарниковые заросли. В первый раз вам предстоит немало мучений, поскольку придется продираться и сквозь кустарник, и сквозь плотный нижний ярус. Во второй раз вам придется легче, учитывая проделанную в первый раз брешь. Чем чаще вы проделаете тот же путь, тем меньше будет сопротивление среды, пока после многих повторений не образуется совершенно чистая тропа, идти по которой вам более не составит никаких усилий. Нечто подобное происходит и у вас в мозгу: чем больше повторений случается с некой идеей, тем с большей легкостью мозг обрабатывает это. Поэтому повторение увеличивает вероятность повторения. Иными словами, чем большее количество раз происходит «ментальное событие», тем вероятнее, что оно повторится вновь.

    Чем больше аналогичных тропинок, путей вы сумеете проделать в синоптическом пространстве вашего мозга, тем более ясным, скорым и эффективным будет ваше мышление.

    Каждый из десяти миллиардов нейронов, насчитывающихся в человеческом мозге, способен образовывать связи, число которых равно единице с двадцатью восемью нулями. Если принять, что один нейрон обладает подобным потенциалом, тогда трудно представить, на что способен мозг в целом. Математически это означает, что общее число возможных комбинаций в человеческом мозге, если попытаться это выписать, равнялось бы единице с 10,5 миллионов километров нулей! Не существовало доселе человека, способного использовать весь потенциал своего мозга.

    В общей сложности на Земле около 5 500 000 000 000 тонн живого органического вещества. Из этого количества 4 миллиона тонн является веществом человеческого мозга – бесценным сокровищем нашей планеты. Совсем немного, особенно если учесть, что 4/5 мозгового вещества составляет вода.

    Каждый  из нас вносит свои 1020–1970 граммов  в золотой фонд планеты. Именно в этих пределах колеблется вес мозга нормальных людей. Мужчины вносят на 100–150 граммов больше женщин. Между отдельными расами серьезной разницы нет. Во всяком случае, не европейцы занимают ведущее место. Средний вес мозга африканских негров 1316 граммов, европейцев – 1361, в том числе немцев – 1291, швейцарцев – 1327, русских и украинцев – 1377. Вес мозга японцев – 1374, а бурят – даже 1508 граммов.

    У нас один грамм мозга командует 50 граммами тела.

    Вес мозга составляет примерно пятидесятую часть веса тела, но на обеспечение значительной умственной нагрузки тратится около четверти всех энергетических ресурсов организма.

Полушария головного мозга

    Человеческий  мозг делится на два полушария: правое и левое. Как известно, их функции различны: в левом полушарии сконцентрированы механизмы абстрактного, а в правом — конкретного образного мышления.

    Функциональная  неравноценность больших полушарий  – одно из самых загадочных явлений в деятельности человеческого мозга. Наш специфически человеческий парадокс.

    Хотя  каждое полушарие доминирует в определенных типах мыслительной деятельности, оба полушария в принципе способны обеспечивать мыслительную активность любого типа. Разрыв связей между левым и правым полушарием мозга практически никак не влияет на умственные и функциональные способности человека. Таким образом, ментальные способности на деле «распределены» более-менее равномерно по всей коре головного мозга.

    Наблюдаемая ныне манера делить людей на «левосторонних» и «правосторонних» неправомерна. Как указывал Майкл Блох в одной из своих статей: «Когда мы относим сами себя к типу "левого полушария" или типу "правого полушария", мы на деле добровольно отказываемся развивать в себе новые ментальные способности». Говоря: «Я в этом деле не специалист, поскольку у меня отсутствует способность к тому-то», — мы одновременно искажаем факты и демонстрируем незнание самого себя. Если человек не владеет той или иной способностью, корректным утверждением было бы: «Мне еще предстоит развить эту способность в себе». Единственным барьером к тому, чтобы все наши способности и умения нашли выражение и применение, является то, что мы не всегда знаем, как их «включить». Совокупность ментальных способностей, доступных каждому из нас, включают те из них, которые прежде считали прерогативой сугубо левого или правого полушария.

Тайны памяти

    Весьма  заманчиво найти хранилище человеческой памяти. Далеко не сразу додумались заглянуть в черепную коробку. Кладовку искали в желудке, и в сердце, и во многих других закоулках человеческого тела.

    Усилия  ученых направлены главным образом  на выяснение способов консервации  наших знаний. Большинство группируется вокруг одной из двух основных идей. Предполагается, что записи в мозгу производятся или с помощью возникновения нового узора связей между нервными клетками, или путем каких-то биохимических изменений. Главный аргумент сторонников биохимической теории – генетическая информация, иными словами – память вида. Она записана на молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

    Молекулы  ДНК очень большие. Их молекулярный вес достигает 6–12 миллионов. Они  состоят из огромного количества нуклеотидов: у крысы их 15 тысяч, а у человека до 40 тысяч. Если развернуть спираль ДНК и выпрямить, она растянется на несколько миллиметров. Общая длина молекул ДНК одной клетки человека, соединенных вместе, около двух метров, а длина нити, составленной из всех молекул ДНК человеческого тела, достигнет 15 миллиардов километров.

    Каждая молекула состоит из двух нитей, скрученных в плотную спираль. Нуклеотиды, из которых она построена, служат основой для «кодирования» информации. В генетическом алфавите всего четыре буквы (четыре нуклеотида: аденин, тимин, цитозин и гуанин). Из них можно составить 440 000 сочетаний, то есть 440 000 слов. С помощью «словесного» материала молекул ДНК одной нервной клетки человеческого мозга можно закодировать содержание тысячи книг по тысяче страниц каждая! Это объем средней человеческой памяти, а в одной коре больших полушарий около 10–16 миллиардов нейронов.

    Более признанный кандидат РНК (рибонуклеиновая  кислота). Ее молекулы также достаточно велики, хотя в сравнении с ДНК  они карлики. Состоят они всего  из одной цепочки. Ее толщина 10–15, длина  около 100 ангстрем.

    Кроме ДНК и РНК, как возможные носители памяти высоко котируются белки. Любое  изменение порядка нуклеотидов  в молекуле ДНК сейчас же приведет к синтезированию видоизмененной РНК, а она, естественно, начнет собирать новый, ранее отсутствовавший в клетке белок. Каждый нестандартный белок может стать памяткой в записной книжке нашего мозга.

    К разработке химической теории памяти привлекла внимание серия интригующих  опытов на планариях, крошечных примитивных  червях.

    Образовав у планарий простейший условный рефлекс – съеживаться при действии света, за которым следовал удар электрическим током, ученые рассекли подопытных животных пополам. Исследователи хотели выяснить, сохранится ли условный рефлекс после регенерации. Они полагали, что «обученная» нервная ткань с помощью каких-то химических веществ передает возникшим в процессе регенерации новым отделам нервной системы приобретенные знания. Рефлекс сохранился не только у животных, выросших из головного отрезка, но и из хвостового.

    Результаты  этих опытов проще всего понять, предположив, что у планарий и мучных хрущаков память «записывается» химическим путем. Молекулы – носители памяти, на которых записана информация, циркулируя по организму (во всяком случае, в период регенерации или метаморфоза), оседают в регенерировавших частях тела, передавая юным участкам опыт и знания участков-ветеранов.

    Ход рассуждений толкал ученых на поиски химических веществ – носителей  памяти. Нужно подчеркнуть всю  сложность поисков. Найти вещество памяти труднее, чем иголку в стоге сена. Чтобы убедиться в существовании химического пути передачи, проще всего взять какое-нибудь вещество из нервной системы обученных животных и ввести его необученным. Но что брать, как и куда вводить?

    Блестящий выход из затруднительного положения  предложил американский ученый Дж. Мак-Конелл. Видимо, он вспомнил обычай далеких предков – время от времени съедать старейших (а, следовательно, и мудрейших) членов общины. Мак-Конелл, а за ним Корнинг и Джон кормили необученных планарий обученными.

    Полученные  результаты кому угодно могут показаться диковинными: планарии – каннибалы, поедавшие отягощенных жизненным  опытом обученных сородичей, умнели, перенимая образованные навыки, а  питавшиеся необученными соплеменниками по-прежнему оставались невежественными. Опыты Мак-Конелла породили в научных кругах больше насмешек и забавных анекдотов, чем новых теорий. У всех на устах были вопросы меню. Студенты поговаривали, что следует съесть своих профессоров.

    Пища  в процессе пищеварения подвергается серьезным воздействиям, и трудно представить, чтобы закодированная на биомолекулах информация не была полностью уничтожена.

    Однако  желание найти химическое вещество – носитель памяти было столь велико, что исследователи придумывали  все новые варианты опытов. Одни остались верны планариям. Исследователи пересаживали кусочки тела планарий, получивших образование, планариям-недорослям. Через 3–10 дней после операции их экзаменовали. Оказалось, что животные, которым были вживлены кусочки тела обученных планарий, содержащие значительные части окологлоточного ганглия, обнаруживали удовлетворительные знания. Напротив, при пересадке безнервных кусочков или частей тела необученных планарий животные-реципиенты не умнели.

    В США из экстракта мозга мышей, обученных избегать темноты, выделили белковое вещество пептид. После введения его необученные мыши начинали бояться темноты. Переносчик «темнотобоязни» состоит из 15 аминокислот и обычно находится в соединении с РНК.

    Так как изучить порядок соединения 15 аминокислот оказалось трудно, ученые синтезировали несколько вариантов пептида и, испытав его на необученных мышах, отобрали наиболее эффективные. Пептиду присвоили название «скотофобии», что в переводе должно означать «мракострах». Он обладает универсальным действием. Золотые караси после введения им синтетического переносчика стали побаиваться темноты.

    РНК разрушается под действием фермента рибонуклеазы. Если информация записывается на молекулах РНК, можно уничтожить память, применив рибонуклеазу. Конечно, добраться до РНК, пока она находится внутри нервных клеток, нелегко. Зато в периоды серьезных пертурбаций, таких, как регенерация обширных частей тела или метаморфоз, больше оснований надеяться на успех.

    Обученных, а затем разрезанных на две  части планарий помещали в раствор  рибонуклеазы на все время регенерации. Последующая проверка знаний показала, что животные, выросшие из головного конца тела, в котором оставался и окологлоточный ганглий, сохраняли навык, а образовавшиеся из хвостового отдела – его утрачивали.

    Рибонуклеаза  не разрушает память, но препятствует ее проявлению и образованию. Пока планарии находятся в растворе рибонуклеазы, у них нельзя ни вызвать старый условный рефлекс, ни образовать новый. У пересаженных в чистую воду исчезнувший рефлекс через несколько часов сам собой восстанавливается и могут вырабатываться новые. Не сохранялся условный рефлекс и у мучного хрущака, если обученной личинке перед метаморфозом впрыскивали рибонуклеазу.

    Аналогичные опыты были повторены на мышах. Рибонуклеазу вводили в мозговое вещество больших полушарий. После этого зверьки забывали, куда в лабиринте следует бежать, а повторное обучение шло с трудом. Фермент, расщепляющий ДНК, введенный мышам в те же участки мозга, не нарушал ранее образованных навыков, но делал невозможным выработку новых. Антибиотик актиномицин С, который прекращает синтез РНК, также препятствовал образованию новых навыков.

    Рибонуклеиновые кислоты каждого вида организмов имеют собственный, строго постоянный химический состав. Несмотря на огромные размеры молекулы, изменение расположения одного лишь нуклеотида сильно меняет ее свойства, так как в их последовательности закодирована информация, необходимая для синтеза белка. В результате в синтезируемом белке нарушается порядок аминокислот или его синтез прекращается.

    В эксперименте удалось заменить один из нуклеотидов – изанин – на малопохожее вещество. Крысы, над которыми ученые так нехорошо подшутили, не утрачивали прочно выработанных навыков, но теряли способность чему-нибудь научиться вновь.

    Полученные  результаты дают основание предположить, что долгосрочная память кодируется с помощью белков. Об этом же свидетельствуют и другие эксперименты.

    Кто знает, может, наши потомки доживут  до такого времени, когда на полках книжных магазинов вместо аккуратных томиков будут стоять коробочки с пилюлями и родителям придется покупать своим детям микстуру «Пунические войны», порошки по политическому устройству стран Латинской Америки или набор таблеток «Полное собрание сочинений А.С. Пушкина».

    Потребность читать отпадет. С романами Ремарка и Хемингуэя молодежь познакомит жевательная резинка. Сроки обучения сократятся до минимума. Студентам технических институтов еще в самом начале обучения будет устраиваться грандиозный обед по сопромату, а медикам – банкет по анатомии человека. Один вечер – и труднейший материал усвоен.

    Конечно, не факт, что все так и будет, но процесс обучения удастся значительно облегчить.

Отбор материалов

    Исследователи давно пришли к выводу, что существует два вида памяти: короткая и долгосрочная. Первая предназначается для планирования непосредственного поведения. Весь материал, которым она располагает, хранится только до той поры, пока он нужен, а затем полностью стирается. Вот почему ее нередко называют оперативной памятью. В долгосрочной памяти материал хранится неизмеримо дольше, многие месяцы и годы, практически всю жизнь.

    Никому  не известно, через какой срок подручный  материал памяти передается из диспетчерских  отделов мозга на постоянное хранение. Зато известно, что далеко не вся информация из кратковременной памяти попадает в долгосрочную. У мозга есть свая отбирающая часть – гиппокамп.

    Гиппокамп — часть головного мозга, участвующая в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти, то есть перехода кратковременной памяти в долговременную.

    Гиппокамп связан с памятью, но не он служит кладовой мозга. Он всего лишь перевалочный пункт или транспортер, с помощью которого информация передается на хранение в другие отделы мозга. Порядочная хозяйка не тащит себе в кладовку все, что попало. Она отбирает для хранения только вещи, которые наверняка понадобятся. А как поступает мозг? Где, какой отдел заведует отбором материалов, направляемых в архив?

    Возможно, архивариусом служит гиппокамп. Есть предположение, что для запоминания обязательно  нужна его санкция. Здесь обнаружены нейроны, отвечающие активностью только на первые предъявления новых раздражителей, новых ситуаций. Стоит несколько раз повторить раздражитель, и нервные клетки гиппокампа перестают на них реагировать. Особенно сильной реакцией отвечают нейроны на раздражители, имеющие для животного важное значение. Вот, видимо, что является критерием для принятия гиппокампом решения. Новый, не имеющий значения раздражитель, может вызвать лишь мимолетную реакцию. Значит, гиппокамп не дал санкции на хранение информации и кратковременная память не перейдет в долгосрочную.

Заключение

    Исследованиями  деятельности человеческого мозга занимаются биологи, нейрофизиологи, психологи. Иногда от них мы узнаем крайне интересные факты.

    1 факт: Наша краткосрочная память может запоминать одновременно только семь объектов. Именно по этой причине большинство телефонов состоят из семи цифр. Впрочем, можно натренировать человека обрабатывать большее количество предметов, если научить его объединять объекты в группы.

    2 факт: Цвет, который лучше всего воспринимается мозгом – желто-зеленый. Наши глаза имеют рецепторы для восприятия синего, зеленого и красного. Но мозг не получает информации о цветах, он получает информацию о разнице светлого и темного, и информацию о разнице между цветами. Кстати, этот цвет называется шартрезом.

    3 факт: Для полноценной работы мозга нужно выпивать достаточное количество жидкости. Мозг, как и весь наш организм, состоит приблизительно на 75% из воды. Поэтому люди, сидящие на обезвоживающих диетах, часто жалуются на ухудшение памяти и заторможенную интеллектуальную активность.

    4 факт: Человеческий мозг воспринимает наши тени как физическое продолжение тел. Это происходит потому, что мозг, определяя положение тела в пространстве при его взаимодействии с окружающим миром, использует визуальные намеки, которые он получает не только от конечностей, но и от тени.

    5 факт: Регулярная работа мозга позволяет предотвратить развитие синдрома Альцгеймера (заболевание, связанное с гибелью клеток головного мозга и ведущее к тяжелым расстройствам памяти, интеллекта, а также к серьезным проблемам в эмоциональной и поведенческой сферах). Интеллектуальная активность вызывает производство дополнительной ткани, компенсирующей заболевшую. Поэтому пожилым людям рекомендуют решать кроссворды и головоломки.

    6 факт: Молитва не зря существует практически во всех религиях. Оказывается, в процессе молитвы (как и при медитациях) в мозге возникают дельта-волны, которые обычно фиксируются у младенцев в первые шесть месяцев его жизни. Мы «отключаемся» от реальности, что благотворно влияет на наш мозг.

    7 факт: Умственная работа не утомляет мозг. Состав крови, протекающий через мозг неизменен на протяжении его активной деятельности, сколько бы она не продолжалась. При этом кровь, которую берут из вены человека, проработавшего целый день, содержит определенный процент «токсинов утомления».

    8 факт: Наше подсознание гораздо мощнее нас. Тесты подтверждают, что первое впечатление от увиденного или услышанного несет в себе самую точную информацию. Когда мы начинаем анализировать происшедшее с помощью мозга, мы часто приходим к неверным выводам.

    9 факт: Мозг просыпается дольше тела. Интеллектуальные способности человека сразу после пробуждения ниже, чем после бессонной ночи или в состоянии опьянения средней тяжести. Чтобы «разбудить» мозг, с утра лучше немного почитать или разгадать кроссворд.

    10 факт: Мозгу легче понимать речь мужчин, чем женщин. Женские голоса – более музыкальные и звучат на более высоких частотах. Диапазон частот при этом шире, чем у мужских голосов. Человеческому мозгу приходится «расшифровывать» смысл того, что говорит женщина, используя свои дополнительные ресурсы. Кстати, люди, страдающие слуховыми галлюцинациями, чаще слышат именно мужскую речь.

Список  литературы

    1. Сергеев Б. Тайны памяти. М., 1995.

    2. Бьюзен Т. и Б. Супермышление. Лондон, 2000.

    3. Зденек М.  Развитие правого полушария. Пер. с англ. — Мн.: ООО "Попурри", 1997.

Источники

    1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Гиппокамп_(часть_мозга)

    2. http://www.galactic.org.ua/Prostranstv1/n-kopot-8-1.htm

    3. http://www.sunhome.ru/journal/19748