Мозг неомлекопитающих

Мозг неомлекопитающих является одним из трех аспектов триединой теории человеческого мозга Пола Маклина . Маклин был американским врачом и нейробиологом , который сформулировал свою модель в 1960-х годах, которая была опубликована в его собственной книге 1990 года «Триединый мозг в эволюции» . ^[1] Трехчастная теория Маклина исследует, как человеческий мозг эволюционировал от предков на протяжении миллионов лет, состоя из рептильных , палеомлекопитающих и неомлекопитающих комплексов . ^{[1] [2]} Маклин предполагает, что неомлекопитающий комплекс встречается только у млекопитающих высшего порядка , ^[3] например, у человеческого мозга , что объясняет возросшие когнитивные способности, такие как контроль движений , память , улучшенное рассуждение и сложное принятие решений . ^[4]

Теория Маклина исследует, как у высших млекопитающих мозг неомлекопитающих взаимозависимо работает с комплексами рептилий и палеомлекопитающих, обеспечивая возможность сложных мыслительных процессов. ^[5]

Теория мозга неомлекопитающих основана на обширном исследовании Маклина, проведенном путем сравнения структурных различий между человеческим мозгом и другими организмами, включая обезьян и ряд рептилий . Исследования Маклина были основаны на выводах предыдущих исследователей нейронауки, включая Джеймса Папеза , ^[6], которые привели к формулировке триединой теории человеческого мозга и лимбической системы , ^[7] двух основных вкладов, которые Маклин внес в факультет нейронауки . ^[6]

Пол Дональд Маклин был американским врачом и нейробиологом , который родился в Фелпсе, штат Нью-Йорк , ^[6] 1 мая 1913 года в семье пресвитерианского священника, таким образом, в конечном итоге сам стал религиозным человеком. ^{[ требуется ссылка ]} Маклин женился на Элисон Стоукс и жил в Митчеллвилле, штат Мэриленд , со своими пятью детьми Элисон, Александром, Дэвидом, Джеймсом и Полом. ^[6] Маклин умер в Потомаке, штат Мэриленд , в 2007 году в возрасте 94 лет. ^{[1] [7]} Маклин известен своим значительным вкладом в исследования мозга, психиатрию и физиологию . Он провел большую часть своей трудовой жизни в Йельской медицинской школе и Национальных институтах здравоохранения , ^[7] где благодаря своим исследованиям он смог опубликовать тексты по нейробиологии, отчеты, фотографии и аудиовизуальные материалы о своих неврологических открытиях. ^[1]

Маклин провел два года во время Второй мировой войны, служа в качестве медицинского офицера в Йельском подразделении, которое позже стало известно как 39-й госпиталь общего профиля. ^[7] Этот опыт помог сформировать точку зрения Маклина на воздействие посттравматического стрессового расстройства на павших солдат, ^[6] что в конечном итоге определило его будущие исследования того, как функционирует человеческий мозг и как он может быть легко поврежден в результате жизненного опыта, с особым акцентом на расстройствах сна и других проблемах психического здоровья , включая тревожность и депрессию . ^{[6] [8]} Маклин был глубоко увлечен естественными человеческими инстинктами и ролью, которую мозг играет в рациональном человеческом мышлении. ^[6] Маклин считал, что существует связь между жестокими действиями человека и рациональным поведением. ^[6]

Кроме того, Маклин сформулировал идею лимбической системы ^[3], набора структур мозга, которые окружают гипоталамус и отвечают за человеческие эмоции, воспоминания и возбуждение ^[2] . Исследование, проведенное Маклином, основывалось на предыдущих исследованиях доктора Джеймса Папеза ^[6] , нейробиолога, который в 1930-х и 1940-х годах изучал цепь между гиппокампом , таламусом и поясной извилиной ^[8] и то , как их связь является основой человеческих эмоций. Маклин предположил, что лимбическая система со временем развилась у ранних млекопитающих, чтобы контролировать как реакции борьбы, так и реакции бегства. ^[8] Выводы и предложения Маклина относительно лимбической системы до сих пор подвергаются сомнению и обсуждаются современными исследователями нейронауки, которые не могут сделать вывод о том, является ли предложение Маклина точным. ^[3]

Триединый мозг делится на три отдела: рептильный, палеомлекопитающий и неомлекопитающий. ^[4] Маклин предположил, что человеческий череп содержит не только один мозг, согласно его теории триединого мозга, на самом деле он содержит три. ^[9] Эти три отдельных мозга работают взаимозависимо, соединенные между собой нервами , каждый из которых работает по-разному с разными возможностями. ^[5]

Рептильный мозг Маклин называл «R-комплексом» или примитивным мозгом. ^[5] Это самый древний мозг в Триединой теории, и анатомически он состоит из ствола мозга и мозжечка . ^[10] У рептилий и ствол мозга, и мозжечок доминируют и являются центрами управления основными функциями. Было обнаружено, что эти две части мозга отвечают за такие эмоции, как паранойя , одержимость и компульсивность. ^[5]  Кроме того, они играют важную роль в регуляции частоты сердечных сокращений , температуры тела и ориентации в пространстве. ^{[5] [10]} Например, если человек задерживает дыхание и уровень углекислого газа повышается, примитивный мозг инициирует легкие , чтобы начать дышать, чтобы достичь состояния гомеостаза . ^[9]

Мозг палеомлекопитающих известен как промежуточный или «древний млекопитающий» мозг. ^[10] Анатомически мозг палеомлекопитающих состоит из гипоталамуса , миндалевидного тела и гиппокампа . ^[9] Он отвечает за подсознательные эмоции, такие как страх, радость, борьба и сексуальное поведение. ^[10] Древний млекопитающий мозг обнаружен у большого процента млекопитающих и, как полагают, имеет сильную сложную связь с неокортексом . ^[5] Идея Маклина о «лимбической системе» основана на роли, которую играет мозг палеомлекопитающих в функционировании мозга, где произрастает суждение человека о правильном и неправильном. ^[6] Маклин оказал особое влияние на роль лимбической системы в психическом здоровье, когда она неправильно интерпретирует сообщения, например, на то, как человек может войти в состояние глубокого стресса, когда нет стимулов, вызывающих такую ​​реакцию, ^[8] что напрямую связано с исследованиями Маклина о причинах посттравматического стрессового расстройства.

Мозг неомаммалий состоит из коры головного мозга , которая встречается у высших млекопитающих, особенно в мозге человека, и не встречается у птиц или рептилий. Структура мозга неомаммалий отличается большой сложностью ^[3] и развивалась с течением времени, позволяя людям достичь вершины пищевой цепи.

Неокортекс состоит из серого вещества, состоящего из складок, которые увеличивают площадь поверхности и сохранение памяти , ^[9] эти складки у людей на 80% возбуждающие и на 20% тормозные . ^[3]

Расположение этих складок отличается от человека к человеку и, как полагают, объясняет различные когнитивные способности отдельных людей. ^[9] Нейробиологи обнаружили, что неокортекс головного мозга составляет примерно 76% от общего объема человеческого мозга . ^{[2] [7]} Неокортекс преимущественно связан с функциями мозга высшего порядка, такими как управление моторикой , сенсорное восприятие и познание . ^[9]

Неокортекс можно разделить на две части: произокортекс и истинный изокортекс. ^[3]  Произокортекс является переходным между истинным изокортексом и периаллокортексом , его можно найти в основном в поясной извилине , островке и подмозолистых областях мозга. ^[7] Истинный изокортекс представляет собой шестислойную цитоархитектуру , которая преимущественно расположена в лобной доле , теменной доле , височной доле и затылочной доле . ^[5]

Еще одной уникальной особенностью неокортекса является то, как вещество организовано вместе в столбцы. В человеческом мозге шесть слоев неокортекса имеют толщину 2,5 мм ^{[7] [9],} которые содержат тысячи различных типов клеток. Нейробиологи на протяжении многих лет исследований изо всех сил пытались прийти к единому выводу о том, почему неокортекс организован таким образом; однако многие предполагают, что столбцы действуют как каналы для сложной коммуникации между клетками и различными слоями, ^[9] это считается еще одним неврологическим объяснением того, почему млекопитающие высшего порядка имеют такой сложный порядок мышления по сравнению с млекопитающими низшего порядка, рептилиями и птицами. ^[5]

Мозг неомлекопитающих (неокортекс) является новейшим дополнением к человеческому мозгу. Маклин предположил, что по мере того, как животные эволюционировали на протяжении сотен миллионов лет, ^[1] для повышения шансов на выживание , у животных высшего порядка развилась повышенная когнитивная способность, что привело к увеличению размера мозга. ^[11]

Маклин был твердо убежден, что движущей силой развития неокортекса было развитие социального поведения , такого как крик разделения между младенцем и матерью на этапе развития потомства. ^[8] Он следовал идее, что млекопитающие эволюционировали путем обучения различным методам выживания, поскольку эти млекопитающие обучались различным методам выживания в определенных ситуациях, их мозг развивался в гораздо более сложную цитоархитектуру. ^[9]

Модель Маклина основана на идее о том, что чем больше размер мозга, тем выше уровень мышления, а значит, и когнитивные способности. ^[1] Мозг неомлекопитающих отвечает за все «рациональное мышление », ^[4] его модель следует идее естественного отбора Чарльза Дарвина о « выживании наиболее приспособленных », ^[10] где те млекопитающие, которые развили характеристики мозга неомлекопитающих, выживали и затем передавали эту черту своему потомству, пока не достигалась стадия, на которой большинство популяции млекопитающих высшего порядка достигало черты выживания, процесс, который происходил в течение миллионов и миллионов лет. ^[10]

Археологи обнаружили и продолжают обнаруживать ископаемые останки , которые позволяют проводить сравнительную анатомию между современным Homo sapiens и его предками-приматами . Ткань, из которой состоит человеческий мозг, разлагается после смерти организма, поэтому старую мозговую ткань невозможно проанализировать ^[9] , однако из-за большого процента, который мозг неомлекопитающих занимает в человеческом мозге, оцениваемого в 76%, ^[5] сравнительная анатомия показывает, что у Homo sapiens размер черепа намного больше , чем у ранних предков-приматов.

Следует отметить, что многие нейробиологи считают теорию Маклина о Триединой Теории ложной, однако большинство нейробиологов сходятся во мнении, что особенности мозга неомлекопитающих, описанные Маклином, являются причиной того, почему у людей такой высокоуровневый порядок мышления. ^[4]

Сравнивая три различных раздела Триединой теории Маклина, нейробиологи смогли объяснить сложность человеческого мозга по сравнению с рептилиями, птицами и другими млекопитающими низшего порядка. ^[2] Ученые, изучающие животных, расчленили огромное количество мозгов организмов и путем сравнения в конечном итоге пришли к выводу, что кора головного мозга (мозг неомлекопитающих) имеет иную структуру столбцов, чем у других организмов. ^[3] Открытие шестислойного мозга неомлекопитающих позволило нейробиологам исследовать их различные роли и то, как каждый из них функционирует взаимозависимо, обеспечивая возникновение сложного мышления. ^[11] Шесть слоев были разделены на три различных раздела в соответствии с ролью, которую они играют в выживании человека. ^[2]

Слои с первого по третий называются супрагранулярными и играют важную роль в возникновении и прекращении межкортикальных связей. ^[10]

Первый слой известен как молекулярный слой и состоит из очень небольшого количества нервных клеток . ^[9]

Второй слой – это внешний зернистый слой, состоящий из маленьких плотных нейронов . ^[9]

Третий слой – пирамидальный, состоящий из более крупных пирамидальных нейронов . ^[9]

Эти три слоя состоят из пирамидальных клеток , клеток, имеющих пирамидальный аксон с длинными дендритами, соединяющимися с другими клетками в соседних колонках. ^[5]

Вторая часть мозга неомлекопитающих — это внутренний зернистый слой , известный нейробиологам как слой четыре; ^[10] этот слой отвечает за получение афферентных сигналов от гипоталамуса и посылает сообщения другим слоям. ^[5] Например, слой четыре будет получать сообщения об изменениях внешней температуры. ^[9] Внутренний зернистый слой действует как среда, которая получает, обрабатывает и посылает сигналы другим частям мозга, позволяя организму реагировать таким образом, чтобы бороться с изменениями окружающей среды. ^[10]

Последний раздел состоит из слоев пять и шесть и известен как инфрагранулярные слои; ^[9] он соединяет кору головного мозга с подкорковыми областями мозга, эти области отвечают за долговременную память, двигательный контроль и поведенческие и эмоциональные реакции. ^[4] Повреждения слоев пять и шесть могут быть пагубными для общей физической формы млекопитающего, обычно приводя к некоторой форме замедления или потери когнитивных процессов. ^[10]

Эти шесть слоев мозга неомлекопитающих работают взаимозависимо, чтобы обрабатывать неврологические сообщения на чрезвычайно быстром и высококачественном уровне. ^[9] Эти шесть слоев встречаются только в современном человеческом мозге; однако, другие млекопитающие высшего порядка обладают особенностями этих слоев, которые позволяют им иметь высокую способность к когнитивной обработке. ^[4]