معلومة

أي منطقة في الدماغ بها أكبر عدد من نقاط الاشتباك العصبي؟

أي منطقة في الدماغ بها أكبر عدد من نقاط الاشتباك العصبي؟



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.

أي منطقة في الدماغ بها أكبر عدد من نقاط الاشتباك العصبي أو الاتصالات؟ لم أتمكن من العثور على أي رابط موثوق به على الإنترنت.


الاستنتاجات

التقديرات غير الرسمية تضع معدلات إطلاق الأعصاب في نطاق & lt1-200Hz. تشير التقديرات من استخدام الطاقة في القشرة المخية الحديثة إلى معدل إطلاق يبلغ 0.16 هرتز في القشرة المخية الحديثة ، مما يشير إلى حوالي 0.29 هرتز في الدماغ بأكمله ، وربما أقل من 1.8 هرتز ، على الرغم من أننا لسنا واثقين جدًا من منهجية التقدير لدينا هنا. لقد رأينا معدلات إطلاق القشرة البصرية للحيوان في نطاق 3-18 هرتز ، ولكن من المحتمل أن يكون هذا ترتيبًا كبيرًا جدًا بسبب التحيز من تسجيل الخلايا العصبية النشطة ، مما يشير إلى أرقام حقيقية من 0.3-1.8 هرتز ، وهو ما يتوافق مع التقديرات من القشرة المخية الحديثة نوقشت سابقا. تشير فترات مقاومة الخلايا العصبية (أوقات الاسترداد) إلى أن 1000 هرتز هي أسرع ما يمكن للخلايا العصبية العادية أن تنطلق. بالاقتران مع ملاحظة أن 90 ٪ من الخلايا العصبية نادراً ما تنطلق ، فإن هذا يشير إلى أن 100 هرتز كحد أعلى مرتفع على متوسط ​​معدل إطلاق النار. لكن هذا لا يخبرنا عن الخلايا العصبية غير العادية ، والتي قد يكون هناك الكثير منها.

لذلك لدينا خطان ضعيفان نسبيًا من التفكير يقترحان متوسط ​​معدلات إطلاق النار من حوالي 0.1 هرتز إلى 2 هرتز. هذه التقديرات منخفضة مقارنة بمجموعة المطالبات غير الرسمية. ومع ذلك ، يبدو أن الادعاءات غير الرسمية لا يمكن الاعتماد عليها ، لا سيما بالنظر إلى أن اثنين أعلى من الحد الأعلى لمعدلات إطلاق الأعصاب (على الرغم من أنها لا يمكن الاعتماد عليها أيضًا). 0.1-2Hz منخفضة أيضًا مقارنة بهذه الحدود العليا ، كما ينبغي أن تكون. وبالتالي فإن أفضل تخمين لدينا هو أن الخلايا العصبية تنطلق بمعدل 0.1-2 هرتز في المتوسط.


يتطلب التعلم نشاطًا إيقاعيًا للخلايا العصبية

يمثل الحُصين بنية دماغية مهمة للتعلم. اكتشف العلماء في معهد ماكس بلانك للطب النفسي في ميونيخ كيف يقوم بتصفية الإشارات العصبية الكهربائية من خلال التحكم في المدخلات والمخرجات ، وبالتالي تنظيم عمليات التعلم والذاكرة.

وفقًا لذلك ، يحتاج النقل الفعال للإشارات إلى ما يسمى نبضات تردد ثيتا للقشرة الدماغية. بتردد من ثلاثة إلى ثمانية هرتز ، تولد هذه النبضات موجات من النشاط الكهربائي تنتشر عبر الحُصين. نبضات من تردد مختلف لا تثير أي إرسال ، أو فقط أضعف بكثير. علاوة على ذلك ، فإن إرسال الإشارات في مناطق أخرى من الدماغ من خلال التقوية طويلة المدى (LTP) ، وهو أمر ضروري للتعلم ، يحدث فقط عندما تحدث موجات النشاط لفترة معينة. حتى أن العلماء لديهم تفسير لسبب كوننا أكثر إنتاجية من الناحية الذهنية بعد شرب فنجان من القهوة أو في حالة إجهاد حاد: في تجاربهم ، عزز الكافيين وهرمون التوتر الكورتيكوستيرون تدفق النشاط.

عندما نتعلم ونتذكر شيئًا ما ، علينا التركيز على المعلومات ذات الصلة وتجربتها مرارًا وتكرارًا. تظهر التجارب الفيزيولوجية الكهربية على الفئران الآن سبب حدوث ذلك. قام علماء ينتمون إلى Matthias Eder & acutes Research Group بقياس انتقال النبضات الكهربائية بين الخلايا العصبية في قرن آمون الفأر. تحت المجهر الفلوري ، كانوا قادرين على مراقبة كيفية توجيه الخلايا العصبية للإشارات في الوقت الحقيقي.

قام جينس ستيبان ، وهو عالم مبتدئ في معهد ماكس بلانك للطب النفسي في ميونيخ ، بتحفيز منطقة الإدخال في الحُصين في المرة الأولى التي تنتج فيها تحفيز تردد ثيتا على وجه التحديد انتقالًا فعالًا للنبضات عبر منطقة الحصين CA3 / CA1. هذه النتيجة مهمة للغاية ، حيث أنه من المعروف من الدراسات السابقة أن النشاط العصبي ثيتا الإيقاعي في القشرة المخية الداخلية يحدث دائمًا عندما يتم أخذ معلومات جديدة بطريقة مركزة. من خلال هذه النتيجة ، أوضح الباحثون أن الحُصين يتفاعل بشكل انتقائي للغاية مع الإشارات الشوكية الداخلية. من الواضح أنه يمكن أن يميز المعلومات المهمة ، وبالتالي ، التي يحتمل أن تكون ذات قيمة للتذكر ، عن المعلومات غير المهمة ومعالجتها بطريقة محددة من الناحية الفسيولوجية.

يتمثل أحد التفاعلات المحتملة في تكوين ما يسمى التقوية طويلة المدى (LTP) لنقل الإشارات في المشابك CA3-CA1 ، والتي غالبًا ما تكون ضرورية للتعلم والذاكرة. توثق الدراسة الحالية أن CA1-LTP يحدث فقط عندما تحدث موجات النشاط عبر الحُصين لفترة زمنية معينة. ترجمة هذا إلى سلوك التعلم لدينا ، لربط صورة على سبيل المثال بالذاكرة ، يجب أن نراها باهتمام لفترة من الوقت ، عندها فقط ننتج موجات النشاط الموصوفة لفترة كافية لتخزين الصورة في دماغنا.

مع هذه الدراسة ، نجح ماتياس إيدر وزملاؤه في سد فجوة معرفية. & quot ؛ يوفر لنا تحقيقنا في الاتصال العصبي عبر الدائرة ثلاثية المشبك الحصين فهماً جديداً للتعلم في الكائن الحي. نحن أول من أظهر أن التقوية طويلة المدى تعتمد على تواتر واستمرارية الإشارات الحسية الواردة في الحُصين ، كما يقول ماتياس إيدير.

مرجع المجلة:

  1. جينس ستيبان ، جوليان داين ، توماس فنزل ، ستيفاني أ.بولتا ، جريجور فون وولف ، كارستن ت. ووتجاك ، ماتياس إيدر. إدخال تردد ثيتا الشمعي الداخلي للتلفيف المسنن ثلاثي المشابك يستحضر الحصين CA1 LTP. الحدود في الدوائر العصبية، 2012 6 DOI: 10.3389 / fncir.2012.00064

التطور العاطفي

هل سمعت من قبل بمصطلح "النضج العاطفي" أو "الذكاء العاطفي"؟ على الرغم من أن الذكاء العاطفي ليس شيئًا نفكر فيه كثيرًا من حيث الذكاء ، إلا أنه جزء مهم من كونك عضوًا منظمًا جيدًا في المجتمع.

إذا لم يكن لدى الطفل الذكاء العاطفي لفهم ما يكافأ أو يعاقب عليه ، فلن يكون للمكافأة أو العقوبة التأثير المطلوب.

سوف يتفاعل طفلك بالفعل مع مشاعرك بعد وقت قصير من ولادته ، ولكن لا يزال أمامه طريق طويل ليقطعه في نموه الاجتماعي والعاطفي. أساس هذا الذكاء هو التعاطف ، أو القدرة على فهم الطريقة التي يشعر بها شخص آخر. يمكنك تشجيع نمو هذه الخاصية المهمة بشكل لا يصدق للطفل من خلال إظهارها في بيئة طفلك من خلال خلق جو من المحبة في منزلك وتشجيعهم على معاملة الآخرين بالطريقة التي يرغبون في أن يعاملوا بها.

العناصر المهمة الأخرى للذكاء العاطفي التي تنبع من التعاطف هي الذكاء الشخصي ، أو الإحساس بالذات ، وعواطفك ، ونقاط القوة والضعف لديك ، والذكاء الشخصي ، أو القدرة على فهم رغبات ودوافع الآخرين. الأولى هي مهارة مهمة للتأمل الذاتي وتحسين الذات ، بينما الثانية تعد طفلك ليكون قائدًا جيدًا ولاعبًا في الفريق وصديقًا.

يقدم تطور الذكاء العاطفي لغزًا مثيرًا للاهتمام حول الطريقة التي نكافئ بها أطفالنا ونعاقبهم. إذا لم يكن لدى الطفل الذكاء العاطفي لفهم ما يكافأ أو يعاقب عليه ، فلن يكون للمكافأة أو العقوبة التأثير المطلوب. هذا هو السبب في أنه من المفيد معرفة كيفية تطور الذكاء العاطفي في مرحلة الطفولة المبكرة. فيما يلي بعض المراحل المهمة التي يمر بها طفلك:

2-3 شهور

سيبدأ طفلك في الابتسام اجتماعيًا ، أو بعبارة أخرى ، يبتسم لك مباشرةً كطريقة للتواصل. سوف يبكون أيضًا لجذب انتباهك.

9-10 شهور

يعني التحسن السريع للذاكرة قصيرة وطويلة المدى جنبًا إلى جنب مع الروابط الجديدة بين الفصوص الأمامية والمراكز العاطفية للدماغ أن طفلك سيبدأ في تجربة قلق الانفصال والخوف من الغرباء في حوالي تسعة أشهر. سيبدؤون في إظهار تفضيل أكثر دراماتيكية لمقدمي الرعاية الأساسيين في هذا الوقت.

18 شهر - 2 سنة

سيبدأ الأطفال في هذه الفئة العمرية في إظهار أنهم يفهمون مفاهيم الصواب والخطأ. إن نمو الفص الجبهي بالإضافة إلى التحسن السريع للغة يمنح الأطفال سياقًا أفضل لاستكشاف عواطفهم وكذلك الارتباط بمشاعر الآخرين. هذا هو الوقت الذي تبدأ فيه المهارات العاطفية مثل التعاطف والذكاء الشخصي والذكاء الشخصي في التطور.

3-4 سنوات

في هذا الوقت تقريبًا ، سيبدأ طفلك في أن يكون اجتماعيًا بشكل أكبر مع الأطفال الآخرين ، وبتوجيهاتك ، سيتعلمون مشاركة ألعابهم والتناوب مع الأطفال الآخرين. سيبدأ الطفل البالغ من العمر أربع سنوات في ربط العقوبات بالأحداث التي وقعت في وقت سابق من اليوم.

يمكنك مساعدة طفلك على النمو عاطفياً وتعلم إدارة العواطف من خلال تعليمه التحدث عنها. تشير الأبحاث إلى أنه حتى مجرد القدرة على تصنيف المشاعر التي نشعر بها تساعدنا على إبطاء ومنع الانفعالات العاطفية. لذا سواء كان ذلك حزنًا أو ألمًا أو اشمئزازًا أو توقعًا أو فرحًا ، شجع طفلك على التدرب على تسمية مشاعره.

بالطبع ، لا يوجد الذكاء العاطفي بمعزل عن أنواع الذكاء الأخرى. تظهر الأبحاث أن الأطفال الأكفاء عاطفيًا يميلون أيضًا إلى أداء أفضل في المدرسة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعواطف أن تفعل الكثير للتأثير على مدى قوة تذكرنا للأشياء. في حين أن أنشطة الرياضيات والأنشطة العلمية مهمة للنجاح ، فإن الأنشطة التي تسمح للأطفال باستكشاف عواطفهم وشعورهم بالذات مهمة أيضًا لنموهم.


حالة العلوم (العصبية)

تعكس هذه الجوانب الإضافية لعلم الأعصاب - تباين التمايز ، وعلم البصريات الوراثي ، وعلم الأعصاب الاجتماعي - الحالة العامة للعلم.

يقول كاسيوبو: "قبل خمسين عامًا كان يقوم بهذا العمل عبقري منفرد ، والآن يعمل العباقرة في فرق". لم تتغير الطريقة التي يتم بها أداء العلوم فحسب ، بل تغيرت أيضًا الميزانيات.

يقول لانديس: "إنها أفضل الأوقات وأسوأ الأوقات". "هناك فرص رائعة لاستخدام كل هذه التكنولوجيا ولكن ليس هناك تمويل كافٍ لجميع المشاريع الممكنة. اختيار المجالات الواعدة للمتابعة سيتطلب خيارات صعبة ".


تم الكشف عن تفاصيل مذهلة لوصلات الدماغ

تمكن الباحثون في كلية الطب بجامعة ستانفورد ، الذين طبقوا أحدث أنظمة التصوير على عينات أنسجة المخ المأخوذة من الفئران ، من تحديد وحساب الروابط التي لا تعد ولا تحصى بين الخلايا العصبية بتفاصيل غير مسبوقة ، وكذلك لالتقاط وفهرسة التنوع المذهل لهذه الاتصالات.

يحتوي دماغ الإنسان السليم النموذجي على حوالي 200 مليار خلية عصبية ، أو عصبون ، مرتبطة ببعضها البعض عبر مئات التريليونات من جهات الاتصال الصغيرة التي تسمى نقاط الاشتباك العصبي. في هذه المشابك العصبية يتم نقل نبضة كهربائية تنتقل على طول خلية عصبية إلى أخرى ، إما لتعزيز أو تثبيط احتمال أن يطلق العصب الثاني نبضة خاصة به. قال ستيفن سميث ، دكتوراه ، أستاذ علم وظائف الأعضاء الجزيئي والخلوي وكبير مؤلفي ورقة تصف الدراسة ، والتي من المقرر نشرها في 18 نوفمبر / تشرين الثاني ، إن إحدى الخلايا العصبية قد تصنع ما يصل إلى عشرات الآلاف من جهات الاتصال المشبكية مع الخلايا العصبية الأخرى. عصبون.

نظرًا لأن نقاط الاشتباك العصبي دقيقة جدًا ومكتظة ببعضها البعض بشكل وثيق ، فقد كان من الصعب التعامل مع الدوائر العصبية المعقدة التي تقوم بالتفكير والشعور وتنشيط الحركة. لكن الطريقة الجديدة قد تضع رسم خرائط هذه الروابط في متناول العلماء. إنه يعمل من خلال الجمع بين التصوير عالي الدقة وجزيئات الفلورسنت المتخصصة التي ترتبط ببروتينات مختلفة وتتوهج بألوان مختلفة. تلتقط قوة الحوسبة الهائلة هذه المعلومات وتحولها إلى صور.

إذا تم فحصه عن قرب ، فإن المشبك - يبلغ قطره أقل من جزء من ألف من المليمتر - هو واجهة متخصصة تتكون من حافتين من الخلايا العصبية ، مفصولة بفجوة صغيرة. المواد الكيميائية المتدفقة من حافة أحد الخلايا العصبية منتشرة عبر الفجوة ، مما يؤدي إلى نشاط كهربائي في التالي ، وبالتالي ينقل إشارة عصبية. ربما يوجد عشرات الأنواع المعروفة من المشابك ، مصنفة وفقًا لنوع المادة الكيميائية المستخدمة فيها. تختلف الأنواع المشبكية المختلفة في المقابل في البروتينات المحلية ، على خلية عصبية متاخمة أو أخرى ، والتي ترتبط بتعبئة وإفراز وامتصاص المواد الكيميائية المختلفة.

تختلف أرقام المشابك العصبية في الدماغ بمرور الوقت. تفسح فترات التكاثر الهائل في نمو الجنين والرضاعة والمراهقة الطريق إلى اندفاعات هائلة من "التقليم" يتم خلالها القضاء على نقاط الاشتباك العصبي غير المستخدمة بشكل كافٍ ، وفي النهاية إلى انخفاض تدريجي مطرد مع تقدم العمر. يتقلب عدد وقوة الاتصالات المشبكية في دوائر الدماغ المختلفة أيضًا مع دورات اليقظة والنوم ، وكذلك مع التعلم. تتميز العديد من الاضطرابات التنكسية العصبية بالنضوب الواضح لأنواع معينة من نقاط الاشتباك العصبي في مناطق الدماغ الرئيسية.

على وجه الخصوص ، القشرة الدماغية - طبقة رقيقة من الأنسجة على سطح الدماغ - عبارة عن غابة من الخلايا العصبية المتفرعة بكثرة. قال سميث: "في الإنسان ، يوجد أكثر من 125 تريليون مشابك عصبية في القشرة الدماغية وحدها". وأشار إلى أن هذا يساوي تقريبًا عدد النجوم في 1500 مجرة ​​من مجرة ​​درب التبانة.

قال سميث لكن محاولة رسم خريطة الدوائر المعقدة للقشرة الدماغية كانت مهمة أحمق حتى الآن. "كنا نخمن في ذلك." قال إن المشابك العصبية في الدماغ مزدحمة بالقرب من بعضها البعض بحيث لا يمكن حلها بشكل موثوق حتى من خلال أفضل المجاهر الضوئية التقليدية. "الآن يمكننا في الواقع عدهم ، وفي الصفقة ، تصنيف كل منهم وفقًا لنوعه."

تم استخدام التصوير المقطعي للصفيف ، وهو طريقة تصوير شارك في اختراعها سميث وكريستينا ميتشيفا ، الحاصلة على درجة الدكتوراه ، وهي عالمة كبيرة في مختبر سميث ، في هذه الدراسة على النحو التالي: لوح من الأنسجة - في هذه الحالة ، من قشرة دماغية لفأر - تم تقطيعه بعناية إلى أقسام بسمك 70 نانومتر فقط. (هذه هي المسافة التي امتدتها 700 ذرة هيدروجين نظريًا مصطفة جنبًا إلى جنب.) كانت هذه الأقسام شديدة الرقة ملطخة بأجسام مضادة مصممة لمطابقة 17 بروتينًا مختلفًا مرتبطًا بالمشابك ، وتم تعديلها بشكل أكبر عن طريق الاقتران مع الجزيئات التي تستجيب للضوء عن طريق التوهج في ألوان مختلفة.

تم وضع الأجسام المضادة في مجموعات من ثلاثة في أقسام الدماغ. بعد كل تطبيق ، تم إنشاء عدد كبير من الصور عالية الدقة بشكل تلقائي لتسجيل مواقع الألوان الفلورية المختلفة المرتبطة بالأجسام المضادة لبروتينات متشابكة مختلفة. تم بعد ذلك شطف الأجسام المضادة كيميائيًا وتكرر الإجراء مع المجموعة التالية من الأجسام المضادة الثلاثة ، وهكذا دواليك. وهكذا اكتسب كل مشابك مفردة "توقيع" خاص بتكوين البروتين ، مما يتيح تجميع كتالوج دقيق للغاية لأنواع المشابك المتنوعة للدماغ.

تم تسجيل جميع المعلومات التي تم التقاطها في الصور ومعالجتها بواسطة برامج حسابية جديدة ، صمم معظمها المؤلف المشارك في الدراسة براد بوس ، وهو طالب دراسات عليا في مختبر سميث. لقد جمعت تقريبًا جميع الشرائح الموجودة في اللوح الأصلي معًا في صورة ثلاثية الأبعاد يمكن للباحثين تدويرها واختراقها والتنقل فيها.

استخدم فريق ستانفورد عينات من دماغ فأر تمت هندسته بيولوجيًا بحيث تُظهر الخلايا العصبية الكبيرة بشكل خاص التي تكثر في القشرة الدماغية بروتينًا مضيئًا ، يوجد عادةً في قنديل البحر ، يتوهج باللون الأخضر المصفر. هذا يسمح لهم بتصور المشابك على خلفية الخلايا العصبية التي ربطوها.

تمكن الباحثون من "السفر" عبر الفسيفساء ثلاثية الأبعاد الناتجة وملاحظة ألوان مختلفة تتوافق مع أنواع متشابكة مختلفة تمامًا كما يمكن للمسافر عبور الفضاء الخارجي وملاحظة الأشكال المختلفة للنجوم التي تنقط السواد اللامتناهي. تم إنشاء فيلم أيضًا بواسطة هذا البرنامج.

قال سميث إن هذا المستوى من التصور التفصيلي لم يتحقق من قبل. وقال: "يتم الحفاظ على السياق التشريحي الكامل لنقاط الاشتباك العصبي. أنت تعرف حقًا مكان كل واحدة ونوعها".

قال سميث ، إذا تمت ملاحظته بهذه الطريقة ، فإن التعقيد الكلي للدماغ يكاد لا يُصدق. "أحد المشابك ، في حد ذاته ، يشبه المعالج الدقيق - مع كل من عناصر تخزين الذاكرة ومعالجة المعلومات - أكثر من مجرد مفتاح تشغيل / إيقاف. . يمتلك دماغ بشري واحد عدد مفاتيح تحويل أكثر من جميع أجهزة الكمبيوتر والموجهات واتصالات الإنترنت على الأرض ".

في سياق الدراسة ، التي كان هدفها الأساسي عرض تطبيق التقنية الجديدة على علم الأعصاب ، اكتشف سميث وزملاؤه بعض الفروق الدقيقة والجديدة ضمن فئة من المشابك العصبية التي كان يُفترض سابقًا أنها متطابقة. تركز مجموعته الآن على استخدام مصفوفة التصوير المقطعي لاستخراج المزيد من هذه الفروق ، والتي ينبغي أن تسرع من تقدم علماء الأعصاب في ، على سبيل المثال ، تحديد عدد الأنواع الفرعية التي يتم اكتسابها أو فقدها أثناء عملية التعلم ، بعد تجربة مثل الألم الرضحي ، أو في الاضطرابات العصبية التنكسية مثل مرض الزهايمر. بدعم من المعاهد الوطنية للصحة ، يستخدم مختبر سميث نظام التصوير المقطعي لفحص عينات الأنسجة من أدمغة مرض الزهايمر التي تم الحصول عليها من ستانفورد وجامعة بنسلفانيا.

قال سميث: "أتوقع أنه في غضون بضع سنوات ، سيصبح التصوير المقطعي بالمصفوفة أسلوبًا رئيسيًا مهمًا في علم الأمراض الإكلينيكي ، وأداة لأبحاث الأدوية". يؤسس هو وميشيفا شركة تجمع الآن تمويلًا من المستثمرين لمزيد من العمل على هذا المنوال. حصل مكتب ترخيص التكنولوجيا بجامعة ستانفورد على براءة اختراع أمريكية واحدة للتصوير المقطعي بالصفيف وقدم تسجيله لمدة ثانية.

ال عصبون تم تمويل الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة ، وصندوق جاتسبي الخيري ، ومعهد هوارد هيوز الطبي ، وبرنامج Bio-X في ستانفورد ، وهدية من لوبرت سترير ، دكتوراه في الطب ، السيدة جورج أ.وينزر ، أستاذة بيولوجيا الخلية في قسم الطب بكلية الطب. علم الأعصاب. المؤلفون المشاركون الآخرون في جامعة ستانفورد للورقة هم طالب الدراسات العليا في علم الأعصاب نيكولاس ويلر وكبير الباحثين في العلوم نانسي أورورك ، الحاصل على درجة الدكتوراه.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من المركز الطبي بجامعة ستانفورد. الأصل بقلم بروس جولدمان. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


مخ

أ مخ هو عضو يعمل كمركز للجهاز العصبي في جميع الفقاريات ومعظم الحيوانات اللافقارية. يقع في الرأس ، وعادة ما يكون قريبًا من الأعضاء الحسية للحواس مثل الرؤية. إنه العضو الأكثر تعقيدًا في جسم الفقاريات. في الإنسان ، تحتوي القشرة المخية على ما يقرب من 14-16 مليار خلية عصبية ، [1] ويقدر العدد التقديري للخلايا العصبية في المخيخ بـ 55-70 مليارًا. [2] كل خلية عصبية متصلة بواسطة نقاط الاشتباك العصبي بعدة آلاف من الخلايا العصبية الأخرى. عادة ما تتواصل هذه الخلايا العصبية مع بعضها البعض عن طريق ألياف طويلة تسمى المحاور ، والتي تحمل قطارات من نبضات الإشارة تسمى إمكانات العمل إلى أجزاء بعيدة من الدماغ أو الجسم تستهدف خلايا متلقية معينة.

من الناحية الفسيولوجية ، تمارس الأدمغة سيطرة مركزية على أعضاء الجسم الأخرى. وهي تعمل على بقية الجسم عن طريق توليد أنماط من النشاط العضلي وعن طريق دفع إفراز مواد كيميائية تسمى الهرمونات. يسمح هذا التحكم المركزي بالاستجابات السريعة والمنسقة للتغيرات في البيئة. يمكن التوسط في بعض الأنواع الأساسية للاستجابة مثل ردود الفعل عن طريق الحبل الشوكي أو العقد المحيطية ، لكن التحكم الهادف المعقد في السلوك القائم على المدخلات الحسية المعقدة يتطلب قدرات تكامل المعلومات للدماغ المركزي.

تُفهم الآن عمليات خلايا الدماغ الفردية بتفصيل كبير ، لكن الطريقة التي تتعاون بها في مجموعات من الملايين لم يتم حلها بعد. [3] تعامل النماذج الحديثة في علم الأعصاب الحديث الدماغ كجهاز كمبيوتر بيولوجي ، يختلف اختلافًا كبيرًا في الآلية عن الكمبيوتر الإلكتروني ، ولكنه متشابه من حيث أنه يكتسب المعلومات من العالم المحيط ، ويخزنها ، ويعالجها بعدة طرق .

تقارن هذه المقالة خصائص الأدمغة عبر مجموعة كاملة من أنواع الحيوانات ، مع إيلاء أكبر قدر من الاهتمام للفقاريات. إنه يتعامل مع الدماغ البشري بقدر ما يشترك في خصائص العقول الأخرى. تمت تغطية الطرق التي يختلف بها الدماغ البشري عن الأدمغة الأخرى في مقالة الدماغ البشري. يتم تغطية العديد من الموضوعات التي يمكن تغطيتها هنا بدلاً من ذلك هناك لأنه يمكن قول الكثير عنها في سياق إنساني. والأهم هو أمراض الدماغ وآثار تلفه ، والتي تمت تغطيتها في مقالة الدماغ البشري.


جوانب التطور العصبي [عدل | تحرير المصدر]

تتضمن بعض معالم التطور العصبي ولادة وتمييز الخلايا العصبية من سلائف الخلايا الجذعية ، وهجرة الخلايا العصبية غير الناضجة من أماكن ميلادها في الجنين إلى مواقعها النهائية ، ونمو المحاور والتشعبات من الخلايا العصبية ، وتوجيه مخروط النمو المتحرك من خلال الجنين نحو شركاء ما بعد المشبكي ، وتوليد نقاط الاشتباك العصبي بين هذه المحاور وشركائها بعد المشبكي ، وأخيراً التغييرات المستمرة مدى الحياة في نقاط الاشتباك العصبي ، والتي يُعتقد أنها تكمن وراء التعلم والذاكرة.

عادة ، يمكن تقسيم عمليات النمو العصبي هذه على نطاق واسع إلى فئتين: آليات مستقلة عن النشاط وآليات تعتمد على النشاط. يُعتقد عمومًا أن الآليات المستقلة عن النشاط تحدث كعمليات صلبة تحددها البرامج الجينية يتم لعبها داخل الخلايا العصبية الفردية. وتشمل هذه التمايز والهجرة والتوجيه المحوري إلى المناطق المستهدفة الأولية. يُعتقد أن هذه العمليات مستقلة عن النشاط العصبي والخبرة الحسية. بمجرد وصول المحاور إلى مناطقها المستهدفة ، تلعب الآليات المعتمدة على النشاط. على الرغم من أن تشكيل المشبك هو حدث مستقل عن النشاط ، فإن تعديل المشابك والقضاء على المشبك يتطلب نشاطًا عصبيًا.

يستخدم علم الأعصاب التنموي مجموعة متنوعة من النماذج الحيوانية بما في ذلك الفئران موس العضلات ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن ، الزرد دانيو ريريو, Xenopus laevis الضفادع الصغيرة والدودة أنواع معينة انيقة، من بين أمور أخرى.


حقيقة أم خيال: عندما يتعلق الأمر بالذكاء ، هل يهم حجم الدماغ؟

ماذا يقول حجم الدماغ عن القدرات العقلية للمخلوق؟

أظهرت الأبحاث أن الرصاص يقتل الخلايا العصبية ، مما يؤدي إلى صغر حجم الأدمغة. لطالما تم الافتراض بأن مثل هذه التغييرات في الدماغ الناتجة عن تعرض الأطفال للرصاص قد تكون وراء ارتفاع معدل ضعف الأداء الإدراكي والسلوك الإجرامي. وعلى الرغم من صعوبة فصل التأثيرات المربكة للعرق والطبقة والاقتصاد ، وجدت دراسة حديثة أجراها كيم ديتريش ، أستاذ الصحة البيئية في جامعة سينسيناتي ، أن الأفراد الذين عانوا من أعلى نسبة تعرض للرصاص مثل الأطفال كان لديهم أصغر أحجام المخ و مدشاة وكذلك معظم الاعتقالات.

وقال إن التعرض المبكر للرصاص كان مرتبطًا بأحجام أصغر من المادة الرمادية القشرية [أجزاء الدماغ الغنية بأجسام الخلايا العصبية والمشابك العصبية] في منطقة الفص الجبهي. & quot وحقيقة أننا رأينا كلاً من السلوك الإجرامي وفقدان الحجم في هذا المجال الحرج للوظيفة التنفيذية ربما يكون أكثر من مجرد مصادفة. & quot

قد يكون هذا صحيحًا ، ومع ذلك ، فإن الدراسات العلمية الجديدة عبر العديد من أنواع الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، تتحدى فكرة أن حجم الدماغ وحده هو مقياس للذكاء. بدلاً من ذلك ، يجادل العلماء الآن ، أن التنظيم الأساسي للدماغ والنشاط الجزيئي في نقاط الاشتباك العصبي (تقاطعات الاتصال بين الخلايا العصبية التي تمر من خلالها النبضات العصبية) هو الذي يملي الذكاء.

قبل عامين ، تسبب بول مانجر ، أستاذ العلوم الصحية بجامعة ويتواترسراند في جوهانسبرج ، جنوب إفريقيا ، في إثارة ضجة كبيرة عندما أشار إلى الدلفين المحبوب ، صاحب دماغ كبير يشبه حجم الإنسان ، مثل & quotdumber من سمكة ذهبية. & quot

& quot؛ عندما تنظر إلى الحيتانيات ، فإنها تمتلك أدمغة كبيرة ، بكل تأكيد ، & quot؛ يقول مانجر. & quot ولكن إذا نظرت إلى البنية الفعلية للدماغ ، فهي ليست معقدة للغاية. ولا يهم حجم الدماغ إلا إذا تم تنظيم بقية الدماغ بشكل صحيح لتسهيل معالجة المعلومات. & quot

يجادل بأن الأنظمة داخل الدماغ و mdashhow الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية والمشابك يتم تنظيمها و mdasShare مفاتيح لتحديد قدرة معالجة المعلومات. يتكهن مانجر بأن أدمغة الحيتان كبيرة ليس بسبب الذكاء ولكن بدلاً من ذلك بسبب وفرة الخلايا الدبقية الدهنية (الخلايا غير العصبية التي تعمل كأنسجة داعمة) ، والتي قد تكون موجودة لتوفير الدفء في المياه الباردة للخلايا العصبية لمعالجة المعلومات في باطن الدماغ.

لا يتفق مارك أوهين ، عالم الحفريات الفقارية في متحف ألاباما للتاريخ الطبيعي ، ولوري مارينو ، عالمة الأحياء التي تدرس تطور الدماغ للحيتان والقرود في مركز يركيس الوطني لأبحاث الرئيسيات بجامعة إيموري. يقول مارينو إن نظريات مانجر تستبعد سنوات من الأدلة السلوكية التي تظهر أن الدلافين كانت مفكرين معقدين. ما هو أكثر من ذلك ، كما تقول ، الثدييات لديها بنية دماغية غير عادية مع خريطة وظيفية مختلفة ، وبالتالي لا يمكن مقارنتها بالأنواع الأخرى.

يعتقد مارينو أن تنظيم دماغ الدلفين الفريد قد يمثل طريقًا تطوريًا بديلًا للذكاء المعقد و mdas ، وأن الجزيئات التي يتم إطلاقها في نقاط الاشتباك العصبي قد توفر هذا المسار البديل.

دراسة نشرت مؤخرا في علم الأعصاب الطبيعي بواسطة Seth Grant ، عالم الأعصاب في معهد Wellcome Trust Sanger في كامبريدج ، جنبًا إلى جنب مع ريتشارد إيمز ، أستاذ المعلوماتية الحيوية في كلية الطب بجامعة كيلي في شمال ستافوردشاير ، وكلاهما في إنجلترا ، يقترح أن جميع الأنواع لها نفس البروتينات الأساسية التي تعمل في المشابك.

& quot إذا نظرت إلينا وصيدت ، فلدينا قدرات معرفية مختلفة جدًا ، & quot؛ يقول إيميس. & quot ولكن لدينا تقريبًا نفس العدد من هذه البروتينات المشبكية. إن عدد التفاعلات والازدواجية الجينية لهذه البروتينات هي التي توفر اللبنات الأساسية للدماغ لوظيفة معرفية أعلى مستوى. & rdquo

يتفق Emes و Grant وزملاؤه مع Marino و Uhenthat أن الذكاء والاختلافات بين الأنواع ترجع إلى التعقيد الجزيئي على المستوى المشبكي. تقول العقيدة الأساسية أن الخصائص الحسابية للدماغ تعتمد على عدد الخلايا العصبية والمشابك ، كما يقول جرانت. & quot لكننا نعدل ذلك بالقول إن التعقيد الجزيئي داخل تلك المشابك مهم أيضًا. & quot

درس جرانت وإيمز المكان الذي تم فيه إطلاق ما يقرب من 150 بروتينًا متشابكًا في الجهاز العصبي للخميرة وذباب الفاكهة والفئران. ووجدوا أن الاختلاف في أنماط الإنتاج والتوزيع كان مرتبطًا بمستوى أعلى في تنظيم الدماغ.

يقول غرانت إن البروتينات التي تجدها في الخميرة هي نوع من البروتينات التي من المرجح أن يتم التعبير عنها في جميع أنحاء الدماغ بكميات منتظمة. لقد وضعوا أساسًا لجعل مناطق الدماغ أكثر تنوعًا واختلافًا باستخدام تركيبات وتعبيرات مختلفة لبروتينات أخرى أكثر ابتكارًا. & quot ويمضي قائلاً إن التفاعلات المختلفة أو الازدواجية أو الحذف لهذه البروتينات أدت بمرور الوقت إلى التطور التطوري لمناطق مثل قشرة الفص الجبهي في البشر والتي تشارك في وظيفة تنفيذية أعلى مثل التخطيط والسلوك الموجه نحو الهدف.

يقول جرانت إن هذا الاكتشاف يقدم للعلماء طريقة جديدة لمقاربة دراسة تطور الدماغ وذكائه ، وربما الأهم من ذلك ، أنه يقترح أن النظر إلى حجم الدماغ الهائل لا يقدم سوى القليل جدًا لفهم القدرات المعرفية.

& quot يقول جرانت ، لكن لديهم مشابك جزيئية معقدة. & quot

لكن فكرة أن الدماغ الكبير يساوي الذكاء الكبير لن تختفي في أي وقت قريبًا. على الرغم من أن مانجر يقلل من دور الخلايا الدبقية في الذكاء ، إلا أن دراسة تشريحية أجريت بعد وفاته لدماغ ألبرت أينشتاين أظهرت أن دماغ العبقري العلمي يختلف عن أدمغة العلماء المتوفين الآخرين فقط بنسبة أكبر من الخلايا الدبقية إلى الخلايا العصبية. لكن دراسة تنظيم دماغ أينشتاين وتكوين الجزيء المشبكي لم تكتمل بعد.


أي منطقة في الدماغ بها أكبر عدد من نقاط الاشتباك العصبي؟ - علم النفس

إن النمو الكامل للطفولة معجزة بالفعل ، وعملية نمو الدماغ هي الجانب الأكثر روعة لنمو الطفل. إنها مرحلة ديناميكية عندما تتحول خلية واحدة إلى شخص بالغ يعمل بكفاءة مكونة من ملايين الخلايا: الذكاء والذاكرة والتحكم الحركي والإدراك الحسي والحواس الخاصة تنشر مخالب في جميع أنحاء الجسم.

نمو الدماغ قبل الولادة

إن فكرة النمو الأمثل لدماغ الجنين تبدأ أولاً عندما يُلاحظ أن الطفل يعاني من بعض التشوهات العصبية ، مثل الرأس الكبير أو القيلة السحائية أو النوبات الصرعية.

يبدأ نمو الدماغ v في وقت مبكر جدًا من الحمل حتى قبل أن تعرف الأم أنها حامل. تي يتكون الأنبوب العصبي البدائي في الأسبوع الرابع من الحمل. و p يظهر نمو الدماغ الكلوي ارتفاعًا حادًا من 20 إلى 36 أسبوعًا من الحمل.

على الرغم من أن نمو الطفل وتطوره بالكامل يتم هندسته وراثيًا ، فإن & # xa0 نمو الجنين & # xa0 يمكن أن ينحرف في كثير من الأحيان عن الطبيعي بسبب التأثيرات الخارجية.

نمو دماغ الرضيع

تتشكل معظم الخلايا العصبية (خلايا المخ) قبل الولادة ، ولكن معظم نقاط الاشتباك العصبي (الروابط بين الخلايا) تتطور خلال فترة الرضاعة والطفولة المبكرة.

ومع ذلك ، تستمر مرحلة النمو السريع للدماغ خلال فترة الرضاعة ، حيث يرتبط نمو الدماغ بزيادة محيط الرأس حتى سن 6 سنوات.

متوسط ​​معدل الزيادة في محيط الرأس

لا تنطبق صيغة حساب محيط الرأس المتوقع للارتفاع إلا في السنة الأولى من العمر:

متوسط ​​محيط الرأس (سم) =
[الارتفاع (سم) + 12] مقسومًا على 2

وبالتالي ، في عمر 1 سنة ، يكون للرضيع:

    90٪ من حجم دماغ الكبار

الرضيع في السنة الثانية من العمر يحقق كذلك:

    زيادة حجم الدماغ الكلي بنسبة 15٪

وهذا يعني أن الطفل البالغ من العمر ثمانية عشر شهرًا يتمتع بدعم عصبي كامل لتنسيق الحركات وموازنة وضعية الجسم. ومع ذلك ، فإن التطور الفعال يتبع بعض ما تم تنفيذه لاحقًا من خلال تسلسل خبرات التعلم.

يكون نمو الدماغ الطبيعي ونموه ديناميكيًا للغاية في أول عامين من الحياة. يعتبر التفاعل مع القائمين على الرعاية والبيئة بشكل عام أمرًا بالغ الأهمية في نمو دماغ الرضيع.

يختلف النمو في الحجم باختلاف هياكل الدماغ بين الأفراد والجنس. إن المعرفة الحالية بنمط نمو الدماغ قبل الولادة والأطفال الرضع محدودة وليست شاملة تمامًا أيضًا. ومع ذلك ، فهناك أسباب للاعتقاد بأن تنمية الطفولة المبكرة تلعب دورًا مهمًا في بعض الاضطرابات التنموية العصبية ، بما في ذلك التوحد والفصام.

أحب ما قرأته للتو؟ دفعها إلى الأمام!

خلال فترة المراهقة

تطوير الدماغ هو عملية مستمرة. يستمر حتى سن المراهقة والبلوغ ، ولكن بوتيرة أبطأ بكثير. يبلغ إجمالي أحجام المادة المخية والرمادية ذروتها بين 10-20 سنة في وقت مبكر عند الفتيات عنها عند الأولاد.

يزن متوسط ​​دماغ البالغين حوالي 1.5 كيلوغرام مع حجم دماغ أكبر بنسبة 10 في المائة عند الأولاد منه عند الفتيات 1130 سم مكعب في الإناث و 1260 سم مكعب في الذكور.

Studies show that during teenage development, the connections between neurons affecting emotional, physical, and mental abilities are yet in the process of development, which accounts for teenagers' impulsive and emotional approach. Moreover, by attribute of neural plasticity, childhood trauma and abusive experiences block the neuronal development in specific areas of the brain.

الذكاء

Children's intelligence is seen in their creativity skills.  It is a common belief, that individuals with a large brain are more intelligent: Medically it can be only partially correlated to the general concept of intelligence and real-world performance. Nor have clinical studies till date demonstrated any specific  area in human brain that is assigned for creativity.  Moreover,  brain volumes do not correlate with child’s਌ognitive abilities.  However to some extent, cognitive skills could be genetically influenced.

Genetics plays a major role in overall brain growth. Its effects vary for different areas within the brain. Most noted hereditary effect is seen in development of frontal lobes of the brain.

Frontal lobes home the centers for intelligence and therefore could influence cognitive development.  In males, IQ correlates more with gray matter volume in the frontal and parietal lobes whereas in females, it correlates with gray matter volume in the frontal lobe and Broca's area- the brain area involved in language efficiency.

Brain growth continues throughout life

Recent studies have documented increase in gray matter of adults’ brains on learning new vocabulary and on developing new਌ognitive ability or motor skill.

Neuronal plasticity

Neuronal plasticity plays a major role in continuous brain growth and development. In event of new increased learning or brain injury, the neuron reservoir created during prenatal and infancy phases is reached to replenish the requirement. Read more on this aspect of brain growth under childhood development


State of (neuro)science

These additional facets of neuroscience—transdifferentiation, optogenetics, social neuroscience—reflect the overall state of science.

“Fifty years ago a solitary genius was doing the work, now the geniuses are working in teams,” says Cacioppo. It’s not only how science is performed that has changed, but also budgets.

“It’s the best of times and it’s the worst of times,” says Landis. “There are wonderful opportunities to use all of this technology but not enough funding for all of the possible projects. Choosing the most promising areas to pursue will require difficult choices.”


Fact or Fiction: When It Comes to Intelligence, Does Brain Size Matter?

What does brain size say about a creature's mental abilities?

Research has shown that lead kills neurons (nerve cells), resulting in smaller brains. It has long been hypothesized that such changes in the brain caused by childhood lead exposure may be behind a higher incidence of poor cognitive performance and criminal behavior. And although it is difficult to disentangle the confounding effects of race, class and economics, a recent study by Kim Dietrich, a professor of environmental health at the University of Cincinnati, found that individuals who suffered from the highest lead exposure as children had the smallest brain sizes&mdashas well as the most arrests.

"That early lead exposure was associated with smaller volumes of cortical gray matter [the parts of the brain rich in neural cell bodies and synapses] in the prefrontal area," he says. "And the fact that we saw both criminal behavior and volume loss in this critical area for executive function is probably more than just a coincidence."

That may be so, however, new scientific studies across several animal species, including humans, are challenging the notion that brain size alone is a measure of intelligence. Rather, scientists now argue, it is a brain's underlying organization and molecular activity at its synapses (the communication junctions between neurons through which nerve impulses pass) that dictate intelligence.

Two years ago, Paul Manger, a professor of health sciences at the University of the Witwatersrand in Johannesburg, South Africa, caused quite a stir when he referred to the beloved bottlenose dolphin, owner of a large, nearly human-size brain, as "dumber than a goldfish."

"When you look at cetaceans, they have big brains, absolutely," Manger says. "But if you look at the actual structure of the brain, it's not very complex. And brain size only matters if the rest of the brain is organized properly to facilitate information processing."

He argues that the systems within the brain&mdashhow neurons or nerve cells and synapses are organized&mdashare the keys to determining information-processing capacity. Manger speculates that cetacean brains are large not because of intelligence but instead due to an abundance of fatty glial cells (non-nerve cells serving as a supporting tissue), which may be present to provide warmth in cold waters for the information-processing neurons in the brain's interior.

Mark Uhen, a vertebrate paleontologist at the Alabama Museum of Natural History, and Lori Marino, a biologist who studies brain evolution of cetaceans and primates at Emory University's Yerkes National Primate Research Center, disagree. Marino says that Manger's theories discount years of behavioral evidence that show dolphins to be complex thinkers. What's more, she says, the mammals have an unusual brain structure with a different functional map and therefore cannot be compared with other species.

Marino believes that the dolphin's unique brain organization may represent an alternate evolutionary route to complex intelligence&mdashand that molecules released in synapses may provide that alternative path.

A study recently published in علم الأعصاب الطبيعي by Seth Grant, a neuroscientist at the Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge, along with Richard Emes, a professor in Bioinformatics at Keele University School of Medicine in North Staffordshire, both in England, suggests that all species have the same basic proteins that act in the synapses.

"If you look at us and fish, we have very different cognitive abilities," Emes says. "But we have roughly the same number of these synaptic proteins. It is the number of interactions and gene duplications of these proteins that provide the brain building blocks for higher level cognitive function.&rdquo

Emes, Grant and colleagues agree with Marino and Uhenthat intelligence and differences between species are due to molecular complexity at the synaptic level. "The basic dogma says that the computational properties of the brain are based on the number of neurons and synapses," Grant says. "But we modify that by saying that the molecular complexity within those synapses is also important."

Grant and Emes looked at where approximately 150 synaptic proteins were released in the nervous systems of yeast, fruit flies and mice. They found that a variation in production and distribution patterns was linked to higher-level brain organization.

"The proteins that you find in yeast are the sort of proteins that are far more likely to be found expressed throughout the brain in uniform quantities," Grant says. "They laid a foundation to make more diverse and different regions of the brain using different combinations and expressions of other, more innovative proteins." He likens these molecular proteins to implements in a toolbox that help to build specialized brain regions. He goes on to say that the different interactions, duplications or deletions of these proteins resulted over time in the evolutionary development of regions like the prefrontal cortex in humans which is involved in higher executive function like planning and goal-directed behavior

Grant says that this finding offers scientists a new way to approach the study of brain evolution and intelligence and, perhaps more importantly, suggests that looking at sheer brain size has very little to offer in understanding cognitive abilities.

"It's clear now that there are wonderful mental abilities in birds even with their relatively small brains, nerve cells and neural connections. But they have complex molecular synapses," says Grant. "My sense is in the next 10 to 20 years our perspectives about the mental capacities of different species will change quite radically."

But the idea that a big brain equals big smarts is not going to go away anytime soon. Though Manger discounts the role of glial cells in intelligence, a posthumous anatomical study of Albert Einstein's brain showed that the scientific genius's brain differed from the brains of other dead scientists only with its greater ratio of glial cells to neurons. But a study of Einstein's brain organization and synaptic molecule configuration still remains to be completed.


Which area in the brain has the highest number of synapses? - علم النفس

Entire childhood development is a miracle indeed, and the process of brain growth is the most fascinating facet of child growth. It is a dynamic phase when a single cell is transformed into an efficiently functioning adult formed of millions cells: Intelligence, memory, motor control, sensory perception and special senses spread tentacles throughout the body.

Prenatal brain development

The very thought of optimal fetal brain development first strikes only when a baby is noticed to have some neurological abnormality, like big head, meningomyelocele or seizures.

The brain growth starts v ery early in pregnancy even before mother actually knows that she is pregnant. تي he primitive neural tube is formed in the fourth week of pregnancy. And the p renatal brain development shows a sharp rise from 20 to 36 weeks of gestation.

Though the entire growth and development of a child is genetically engineered,ꃾtal growthꃊn often deviate from normal due to external influences.

Infant brain development

Most of the neurons (brain cells) are formed before birth, but most of the synapses (connections among cells) develop during infancy and early childhood .

Nevertheless, brain's rapid growth phase continues through out infancy.Brain growth correlates with increase in head circumference till 6 years of age.

The average rate of increase in head circumference

The formula to calculate the expected head circumference for the height is applicable only in first year of life:

Average Head Circumference (cm) =
[ Height (cm) + 12 ] divided by 2

Consequently, at 1 year of age an infant has:

    90 percent of the adult brain size

Infant in second year of life further attains:

    An increase of 15 percent in the total brain size

This implies that an eighteen months old infant has full neurological support for coordination of movements and to balance body's posture . However, the effective development follows some what later effectuated by sequence of learning experiences.

The normal brain development and growth is extremely dynamic in the first 2 years of life. Caring interaction with caretakers and the environment at large is most critical in infant's brain development.

Growth varies in the size for different brain structures between individuals and genders. The current knowledge on prenatal and infancy's brain growth pattern is limited and also not exactly comprehensive. Yet t here are reasons to believe that early childhood development plays a significant role in certain neuro-developmental disorders, including autism and schizophrenia.

Liked what you read just now? Pay it forward!

During teenage

Brain development is a continuous process. It continues well into teens and adulthood, but at a much slower pace. Total cerebral and grey matter volumes peak between 10–20 years earlier in girls than in boys.

Average adult brain weighs about 1.5 kilo with cerebral volume being approximately 10 percent larger in boys than in girls 1130 cubic centimeters in females and 1260 cubic centimeters in males.

Studies show that during teenage development, the connections between neurons affecting emotional, physical, and mental abilities are yet in the process of development, which accounts for teenagers' impulsive and emotional approach. Moreover, by attribute of neural plasticity, childhood trauma and abusive experiences block the neuronal development in specific areas of the brain.

الذكاء

Children's intelligence is seen in their creativity skills.  It is a common belief, that individuals with a large brain are more intelligent: Medically it can be only partially correlated to the general concept of intelligence and real-world performance. Nor have clinical studies till date demonstrated any specific  area in human brain that is assigned for creativity.  Moreover,  brain volumes do not correlate with child’s਌ognitive abilities.  However to some extent, cognitive skills could be genetically influenced.

Genetics plays a major role in overall brain growth. Its effects vary for different areas within the brain. Most noted hereditary effect is seen in development of frontal lobes of the brain.

Frontal lobes home the centers for intelligence and therefore could influence cognitive development.  In males, IQ correlates more with gray matter volume in the frontal and parietal lobes whereas in females, it correlates with gray matter volume in the frontal lobe and Broca's area- the brain area involved in language efficiency.

Brain growth continues throughout life

Recent studies have documented increase in gray matter of adults’ brains on learning new vocabulary and on developing new਌ognitive ability or motor skill.

Neuronal plasticity

Neuronal plasticity plays a major role in continuous brain growth and development. In event of new increased learning or brain injury, the neuron reservoir created during prenatal and infancy phases is reached to replenish the requirement. Read more on this aspect of brain growth under childhood development


Emotional Development

Have you ever heard the terms “emotional maturity” or “emotional intelligence?” Though not something we often think about in terms of intelligence, emotional intelligence is an important part of being a well-adjusted member of society.

If a child doesn’t have the emotional intelligence to understand what they’re being rewarded or punished for, then the reward or punishment will not have the desired effect.

Your child will already react to your emotions shortly after birth, but there’s still a long way they have to go in their social and emotional development. The foundation of such intelligence is empathy, or the ability to understand the way that someone else feels. You can encourage baby’s development of this incredibly important characteristic by demonstrating it in your baby’s environment by creating a loving atmosphere in your home and by encouraging them to treat others the way they’d like to be treated.

Other important elements of emotional intelligence that stem from empathy are intrapersonal intelligence, or a sense of self, of your emotions, and of your strengths and weaknesses, and interpersonal intelligence, or the ability to understand others’ desires and motivations. The former is an important skill for introspection and self improvement, while the latter sets your child up to be a good leader, team player, and friend.

The development of emotional intelligence presents an interesting conundrum about the way we reward and punish our children. If a child doesn’t have the emotional intelligence to understand what they’re being rewarded or punished for, then the reward or punishment will not have the desired effect. This is why it’s helpful to know how emotional intelligence develops in early childhood. Here are a few important stages your baby will go through:

2-3 Months

Your baby will start to smile socially, or in other words, they smile directly at you as a way of communication. They’ll also be crying in order to get your attention.

9-10 Months

The rapid improvement of short and long term memory along with the new connections between the frontal lobes and the emotional centers of the brain mean that around nine months your child will start to experience separation anxiety and a fear of strangers. They’ll start to show more dramatic preference for their primary caretakers at this time.

18 Months-2 Years

Children in this age group will begin to show that they understand the concepts of right and wrong. The growth of the frontal lobe as well as the rapid improvement of language gives children better context to explore their own emotions as well as relate to the emotions of others. This is the time that emotional skills such as empathy, interpersonal intelligence, and intrapersonal intelligence begin to develop.

3-4 Years

About this time, your child will begin to be more social with other children, and with your direction, they’ll learn to share their toys and take turns with other kids. A four year old will start to connect punishments with events that happened earlier in the day.

You can help your child grow emotionally and learn to manage emotions by teaching them to talk it out. Research suggests that even just being able to label emotions we are feeling helps us to slow down and prevent emotional outbursts. So whether it’s sadness, pain, disgust, anticipation or joy, encourage your child to practice naming their feelings.

Of course, emotional intelligence does not exist in isolation of other kinds of intelligence. Research shows that children that are emotionally competent also tend to perform better in school. As well, emotions can do a lot to influence how strongly we remember things. While math activities and science activities are important to success, activities that allow children to explore their emotions and sense of self are also important to their development.


الاستنتاجات

Informal estimates place neural firing rates in the <1-200Hz range. Estimates from energy use in the neocortex suggests a firing rate of 0.16Hz in the neocortex, which suggests around 0.29Hz in the entire brain, and probably less than 1.8Hz, though we are not very confident in our estimation methodology here. We saw animal visual cortex firing rates in the 3-18Hz range, but these are probably an order of magnitude too high due to bias from recording active neurons, suggesting real figures of 0.3-1.8 Hz, which is consistent with the estimates from the neocortex previously discussed. Neuron refractory periods (recovery times) suggest 1000Hz is around as fast as a normal neuron can possibly fire. Combined with the observation that 90% of neurons rarely fire, this suggests 100Hz as a high upper bound on the average firing rate. However this does not tell us about unusual neurons, of which there might be many.

So we have two relatively weak lines of reasoning suggesting average firing rates of around 0.1Hz-2Hz. These estimates are low compared to the range of informal claims. However the informal claims appear to be unreliable, especially given that two are higher than our upper bound on neural firing rates (though these are also unreliable). 0.1-2Hz is also low compared to these upper bounds, as it should be. Thus our best guess is that neurons fire at 0.1-2Hz on average.


Learning requires rhythmical activity of neurons

The hippocampus represents an important brain structure for learning. Scientists at the Max Planck Institute of Psychiatry in Munich discovered how it filters electrical neuronal signals through an input and output control, thus regulating learning and memory processes.

Accordingly, effective signal transmission needs so-called theta-frequency impulses of the cerebral cortex. With a frequency of three to eight hertz, these impulses generate waves of electrical activity that propagate through the hippocampus. Impulses of a different frequency evoke no transmission, or only a much weaker one. Moreover, signal transmission in other areas of the brain through long-term potentiation (LTP), which is essential for learning, occurs only when the activity waves take place for a certain while. The scientists even have an explanation for why we are mentally more productive after drinking a cup of coffee or in an acute stress situation: in their experiments, caffeine and the stress hormone corticosterone boosted the activity flow.

When we learn and recall something, we have to concentrate on the relevant information and experience it again and again. Electrophysiological experiments in mice now show why this is the case. Scientists belonging to Matthias Eder´s Research Group measured the transmission of electrical impulses between neurons in the mouse hippocampus. Under the fluorescence microscope, they were able to observe in real time how the neurons forward signals.

Jens Stepan, a junior scientist at the Max Planck Institute of Psychiatry in Munich, stimulated the input region of the hippocampus the first time that specifically theta-frequency stimulations produce an effective impulse transmission across the hippocampal CA3/CA1 region. This finding is very important, as it is known from previous studies that theta-rhythmical neuronal activity in the entorhinal cortex always occurs when new information is taken up in a focused manner. With this finding, the researchers demonstrate that the hippocampus highly selectively reacts to the entorhinal signals. Obviously, it can distinguish important and, thus, potentially recollection-worth information from unimportant one and process it in a physiologically specific manner.

One possible reaction is the formation of the so-called long-term potentiation (LTP) of signal transmission at CA3-CA1 synapses, which is often essential for learning and memory. The present study documents that this CA1-LTP occurs only when the activity waves through the hippocampus take place for a certain time. Translating this to our learning behavior, to commit for instance an image to memory, we should intently view it for a while, as only then we produce the activity waves described long enough to store the image in our brain.

With this study, Matthias Eder and colleagues succeeded in closing a knowledge gap. "Our investigation on neuronal communication via the hippocampal trisynaptic circuit provides us with a new understanding of learning in the living organism. We are the first to show that long-term potentiation depends on the frequency and persistency of incoming sensory signals in the hippocampus," says Matthias Eder.

Journal Reference:

  1. Jens Stepan, Julien Dine, Thomas Fenzl, Stephanie A. Polta, Gregor von Wolff, Carsten T. Wotjak, Matthias Eder. Entorhinal theta-frequency input to the dentate gyrus trisynaptically evokes hippocampal CA1 LTP. الحدود في الدوائر العصبية, 2012 6 DOI: 10.3389/fncir.2012.00064

مخ

أ مخ is an organ that serves as the center of the nervous system in all vertebrate and most invertebrate animals. It is located in the head, usually close to the sensory organs for senses such as vision. It is the most complex organ in a vertebrate's body. In a human, the cerebral cortex contains approximately 14–16 billion neurons, [1] and the estimated number of neurons in the cerebellum is 55–70 billion. [2] Each neuron is connected by synapses to several thousand other neurons. These neurons typically communicate with one another by means of long fibers called axons, which carry trains of signal pulses called action potentials to distant parts of the brain or body targeting specific recipient cells.

Physiologically, brains exert centralized control over a body's other organs. They act on the rest of the body both by generating patterns of muscle activity and by driving the secretion of chemicals called hormones. This centralized control allows rapid and coordinated responses to changes in the environment. Some basic types of responsiveness such as reflexes can be mediated by the spinal cord or peripheral ganglia, but sophisticated purposeful control of behavior based on complex sensory input requires the information integrating capabilities of a centralized brain.

The operations of individual brain cells are now understood in considerable detail but the way they cooperate in ensembles of millions is yet to be solved. [3] Recent models in modern neuroscience treat the brain as a biological computer, very different in mechanism from an electronic computer, but similar in the sense that it acquires information from the surrounding world, stores it, and processes it in a variety of ways.

This article compares the properties of brains across the entire range of animal species, with the greatest attention to vertebrates. It deals with the human brain insofar as it shares the properties of other brains. The ways in which the human brain differs from other brains are covered in the human brain article. Several topics that might be covered here are instead covered there because much more can be said about them in a human context. The most important is brain disease and the effects of brain damage, that are covered in the human brain article.


Stunning details of brain connections revealed

Researchers at the Stanford University School of Medicine, applying a state-of-the-art imaging system to brain-tissue samples from mice, have been able to quickly and accurately locate and count the myriad connections between nerve cells in unprecedented detail, as well as to capture and catalog those connections' surprising variety.

A typical healthy human brain contains about 200 billion nerve cells, or neurons, linked to one another via hundreds of trillions of tiny contacts called synapses. It is at these synapses that an electrical impulse traveling along one neuron is relayed to another, either enhancing or inhibiting the likelihood that the second nerve will fire an impulse of its own. One neuron may make as many as tens of thousands of synaptic contacts with other neurons, said Stephen Smith, PhD, professor of molecular and cellular physiology and senior author of a paper describing the study, to be published Nov. 18 in عصبون.

Because synapses are so minute and packed so closely together, it has been hard to get a handle on the complex neuronal circuits that do our thinking, feeling and activation of movement. But the new method may put the mapping of these connections within scientists' grasp. It works by combining high-resolution photography with specialized fluorescent molecules that bind to different proteins and glow in different colors. Massive computing power captures this information and converts it into imagery.

Examined up close, a synapse -- less than a thousandth of a millimeter in diameter -- is a specialized interface consisting of the edges of two neurons, separated by a tiny gap. Chemicals squirted out of the edge of one neuron diffuse across the gap, triggering electrical activity in the next and thus relaying a nervous signal. There are perhaps a dozen known types of synapses, categorized according to the kind of chemical employed in them. Different synaptic types differ correspondingly in the local proteins, on one abutting neuron or the other, that are associated with the packing, secretion and uptake of the different chemicals.

Synapse numbers in the brain vary over time. Periods of massive proliferation in fetal development, infancy and adolescence give way to equally massive bursts of "pruning" during which underused synapses are eliminated, and eventually to a steady, gradual decline with increasing age. The number and strength of synaptic connections in various brain circuits also fluctuate with waking and sleeping cycles, as well as with learning. Many neurodegenerative disorders are marked by pronounced depletion of specific types of synapses in key brain regions.

In particular, the cerebral cortex -- a thin layer of tissue on the brain's surface -- is a thicket of prolifically branching neurons. "In a human, there are more than 125 trillion synapses just in the cerebral cortex alone," said Smith. That's roughly equal to the number of stars in 1,500 Milky Way galaxies, he noted.

But attempting to map the cerebral cortex's complex circuitry has been a fool's errand up to now, Smith said. "We've been guessing at it." Synapses in the brain are crowded in so close together that they cannot be reliably resolved by even the best of traditional light microscopes, he said. "Now we can actually count them and, in the bargain, catalog each of them according to its type."

Array tomography, an imaging method co-invented by Smith and Kristina Micheva, PhD, who is a senior staff scientist in Smith's lab, was used in this study as follows: A slab of tissue -- in this case, from a mouse's cerebral cortex -- was carefully sliced into sections only 70 nanometers thick. (That's the distance spanned by 700 hydrogen atoms theoretically lined up side by side.) These ultrathin sections were stained with antibodies designed to match 17 different synapse-associated proteins, and they were further modified by conjugation to molecules that respond to light by glowing in different colors.

The antibodies were applied in groups of three to the brain sections. After each application huge numbers of extremely high-resolution photographs were automatically generated to record the locations of different fluorescing colors associated with antibodies to different synaptic proteins. The antibodies were then chemically rinsed away and the procedure was repeated with the next set of three antibodies, and so forth. Each individual synapse thus acquired its own protein-composition "signature," enabling the compilation of a very fine-grained catalog of the brain's varied synaptic types.

All the information captured in the photos was recorded and processed by novel computational software, most of it designed by study co-author Brad Busse, a graduate student in Smith's lab. It virtually stitched together all the slices in the original slab into a three-dimensional image that can be rotated, penetrated and navigated by the researchers.

The Stanford team used brain samples from a mouse that had been bioengineered so that particularly large neurons that abound in the cerebral cortex express a fluorescent protein, normally found in jellyfish, that glows yellowish-green. This let them visualize synapses against the background of the neurons they linked.

The researchers were able to "travel" through the resulting 3-D mosaic and observe different colors corresponding to different synaptic types just as a voyager might transit outer space and note the different hues of the stars dotting the infinite blackness. A movie was also created by this software.

This level of detailed visualization has never been achieved before, Smith said. "The entire anatomical context of the synapses is preserved. You know right where each one is, and what kind it is," he said.

Observed in this manner, the brain's overall complexity is almost beyond belief, said Smith. "One synapse, by itself, is more like a microprocessor -- with both memory-storage and information-processing elements -- than a mere on/off switch. In fact, one synapse may contain on the order of 1,000 molecular-scale switches. A single human brain has more switches than all the computers and routers and Internet connections on Earth," he said.

In the course of the study, whose primary purpose was to showcase the new technique's application to neuroscience, Smith and his colleagues discovered some novel, fine distinctions within a class of synapses previously assumed to be identical. His group is now focused on using array tomography to tease out more such distinctions, which should accelerate neuroscientists' progress in, for example, identifying how many of which subtypes are gained or lost during the learning process, after an experience such as traumatic pain, or in neurodegenerative disorders such as Alzheimer's. With support from the National Institutes of Health, Smith's lab is using array tomography to examine tissue samples from Alzheimer's brains obtained from Stanford and the University of Pennsylvania.

"I anticipate that within a few years, array tomography will have become an important mainline clinical pathology technique, and a drug-research tool," Smith said. He and Micheva are founding a company that is now gathering investor funding for further work along these lines. Stanford's Office of Technology Licensing has obtained one U.S. patent on array tomography and filed for a second.

ال عصبون study was funded by the NIH, the Gatsby Charitable Trust, the Howard Hughes Medical Institute, Stanford's Bio-X program and a gift from Lubert Stryer, MD, the emeritus Mrs. George A. Winzer Professor of Cell Biology in the medical school's Department of Neurobiology. Other Stanford co-authors of the paper were neuroscience graduate student Nicholas Weiler and senior research scientist Nancy O'Rourke, PhD.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من Stanford University Medical Center. Original written by Bruce Goldman. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


Aspects of neural development [ edit | تحرير المصدر]

Some landmarks of neural development include the birth and differentiation of neurons from stem cell precursors, the migration of immature neurons from their birthplaces in the embryo to their final positions, outgrowth of axons and dendrites from neurons, guidance of the motile growth cone through the embryo towards postsynaptic partners, the generation of synapses between these axons and their postsynaptic partners, and finally the lifelong changes in synapses, which are thought to underlie learning and memory.

Typically, these neurodevelopmental processes can be broadly divided into two classes: activity-independent mechanisms and activity-dependent mechanisms. Activity-independent mechanisms are generally believed to occur as hardwired processes determined by genetic programs played out within individual neurons. These include differentiation, migration and axon guidance to their initial target areas. These processes are thought of as being independent of neural activity and sensory experience. Once axons reach their target areas, activity-dependent mechanisms come into play. Although synapse formation is an activity-independent event, modification of synapses and synapse elimination requires neural activity.

Developmental neuroscience uses a variety of animal models including mice موس العضلات , the fruit fly ذبابة الفاكهة سوداء البطن , the zebrafish دانيو ريريو, Xenopus laevis tadpoles and the worm أنواع معينة انيقة, among others.


شاهد الفيديو: What percentage of your brain do you use? - Richard E. Cytowic (أغسطس 2022).