Մեր ուղեղը սահմանում է ընկալումները, գործողությունները, մտքերը և զգացմունքները, և նույնիսկ մեր բնավորությունը։ Գենետիկ հակվածությունը ոչ պակաս դեր է խաղում, քան սեփական փորձը, արտաքին միջավայրի և մեր շրջապատի ազդեցությունը: Տեղեկատվությունը հայտնվում է մեր ուղեղում զգայարանների միջոցով, ինչպիսիք են տեսողության, հպման, լսողության կամ համի օրգանները: Հետո այնտեղ հայտնվում է աշխարհի յուրահատուկ, անհատական ​​պատկերը։ Ժամանակի յուրաքանչյուր պահին մարդու ուղեղում տեղի են ունենում անսահման թվով գիտակից և անգիտակցական գործընթացներ։ Արդյունքում ՝ փոփոխվում է նաև ուղեղը։

Մանրադիտման և այլ ախտորոշիչ պատկերավորման տեխնիկայի խոշոր առաջընթացներն ավելի ու ավելի են ցույց տալիս՝ թե ինչպես է գործում մեր ուղեղը: Եվ այնուամենայնիվ, այս անսովոր բարդ օրգանը շարունակում է բազմաթիվ հարցեր առաջացնել գիտնականների շրջանում: Ուղեղի հետազոտության արդյունքները կարևոր են ոչ միայն բժշկության համար, այլև ազդում են այնպիսի սոցիալական ոլորտների վրա, ինչպիսիք են կրթությունը, դաստիարակությունը և իրավագիտությունը։

Ինչպե՞ս է աշխատում ուղեղը:
Մարդկային ուղեղը բնության կողմից ստեղծված ամենաբարդ օրգանն է: Ուղեղի արդյունավետությունը ավելի բարձր է, քան ամենահզոր սուպերհամակարգիչներինը: Ուղեղը տարբեր մակարդակներում բաղկացած է կապերի շղթաներից՝ մեկ սինապսի գործընթացներից մինչև միլիոնավոր բջիջների միջև ցանցեր: Մարդու ուղեղը կազմված է տարբեր շրջաններից, ինչպիսիք են մեծ ուղեղը և ուղեղիկը՝ որոնք կատարում են իրենց սեփական առաջադրանքները։ Ընդ որում, բազմաթիվ հմտությունների մեծ մասի գործունեության համար ուղեղի տարբեր ոլորտները պետք է փոխգործակցեն։ Հետևաբար, հարևան նյարդային բջիջները, ինչպես նաև միմյանցից հեռու գտնվող տարածքների բջիջները միացված են: ©
Ուղեղի կեղև
Մեծ կիսագնդերի կեղևը, որը նաև կոչվում է ուղեղի կեղև, ծածկում է գրեթե ողջ ուղեղը: Այն իր ակոսներով ու գալարներով ուղեղին տալիս է ընկույզի տեսք։ Մեծ կիսագնդերի կեղևը վերահսկում է ընկալումը, գիտակցությունը և վարքը: Այն մեզ հնարավորություն է տալիս հաղորդակցվելու, բարդ խնդիրներ լուծելու, առարկաները ճանաչելու և դասակարգելու:

Ուղեղի ճակատային բլիթ
Ուղեղի ճակատային բլիթը գլխուղեղի կեղևի ամբողջ ճակատն է: Այստեղից վերահսկվում է գիտակցված շարժումները, հատկապես ուժի արագությունը, ուղղությունն ու ուժի զարգացումը։ Գիտնականների մեծ մասը կարծում են, որ այստեղ տեղայնացված են նաև մարդու բարձր մտավոր գործառույթները և բնութագրում են ուղեղի ճակատային բլիթը՝ որպես <<մշակույթի կրիչ>>։ Ուղեղի ճակատային բլթի առավել ընդգծված հատվածը պատասխանատու է ուշադրության, արտացոլման, որոշումների կայացման և պլանավորման համար, ինչպես նաև համարվում է անհատականության ձևավորման վայր:

Ուղեղի քունքային բիլթ
Ուղեղի քունքային բլթի ամենահայտնի գործառույթը հնչյունների ընկալումն է։ Լսողական կենտրոնները զբաղեցնում են ուղեղի քունքային բլթի գրեթե ողջ մակերեսը։ Հավանական է, որ խոսքի և երաժշտության ընկալման համար պահանջվում է նման բարձր <<հաշվողական հզորություն>>: Այնուամենայնիվ, ուղեղի քունքային բլիթը անհրաժեշտ է նաև այլ բաների՝ հոտոտելու, խոսելու, հասկանալու, պատկերների ճանաչման և հիշողության ձևավորման համար:

Հիպոկամպ
Հիպոկամպը ուղեղի կեղևի <<փաթաթված>> տարածքը և լիմբային համակարգի կենտրոնական մասն է: Այն կարևոր է գիտելիքների և փորձի պահպանման համար. առանց դրա դուք չեք կարողանա որևէ նոր բան հիշել: Հիպոկամպը ուղեղի այն սակավաթիվ հատվածներից մեկն է, որտեղ կյանքի ընթացքում նոր նյարդային բջիջներ են առաջանում:

Լիմբիական համակարգ
Լիմբիական համակարգը ուղեղի մի շարք կառուցվածքների հավաքածու է, որոնք էական նշանակություն ունեն զգացմունքների և մնեմոնիկ գործընթացների առաջացման և մշակման համար: Ամենակարևորներն են հիպոկամպը, ամիգդալան, գոտկավոր գալարը և պարահիպոկամպային գալարը։ Ուղեղի այս հատվածները սերտորեն կապված են միմյանց հետ: Լիմբիական համակարգը վերահսկում է մեր զգացմունքներն ու սեքսուալությունը, ինչպես նաև գնահատում է արտաքին աշխարհի մասին տեղեկատվության կարևորությունը:

Հիպոթալամուս
Հիպոթալամուսը վերահսկում է այնպիսի կարևոր գործառույթներ, ինչպիսիք են պտղաբերությունը, սնուցումը, ջերմակարգավորումը և ժամանակի սահմանումը: Այն ինքնավար նյարդային համակարգի ամենաբարձր կենտրոնն է, որը վերահսկում է անգիտակից գործընթացները, ինչպիսիք են շնչառությունը կամ սրտի աշխատանքը: Հիպոթալամուսի հետին մասը պատկանում է լիմբիական համակարգին։

Հիպոֆիզ
Հիպոֆիզը չափը մոտավորապես հավասար է սիսեռի չափին, բայց դրա նշանակություն շատ մեծ է։ <<Գեղձերի արքա>> լինելով այն վերահսկում է օրգանիզմի հորմոնալ համակարգը։ Այն վերահսկվում է հիպոթալամուսի կողմից և հորմոններ է արտազատում արյան մեջ: Այսպիսով, այն կարգավորում է մարմնի այնպիսի գործառույթները, ինչպիսիք են աճը և բազմացումը, ինչպես նաև նյութափոխանակությունը:

Ուղեղիկ
Ուղեղիկը գտնվում է ուղեղի հետևի մասում: Սա ուղեղի էվոլյուցիայի ընթացքում ձևավորված ամենահին մասերից մեկն է: Նյարդային բջիջների միջև կապերն այստեղ շատ ավելի պարզ են, քան մնացած ուղեղում: Ուղեղիկը համակարգում է շարժիչ հմտությունները, ինչպիսիք են կեցվածքը և քայլելը, ինչպես նաև բարդ շարժիչ հմտությունները, ինչպիսին է գրելը: Չնայած իր փոքր չափին, ուղեղիկն ունի չորս անգամ ավելի շատ բջիջ, քան մնացած ուղեղը:

Ուղեղաբուն
Ուղեղաբունը ուղղակիորեն կապված է ողնուղեղի հետ և հանդիսանում է ուղեղի <<տեխնիկական կենտրոն>>։ Մոտավորապես բութ մատի չափով ուղեղաբունը վերահսկում և կարգավորում է մարմնի անգիտակից, կենսական գործընթացները, ինչպիսիք են արյան շրջանառությունը, շնչառությունը և քունը: Սա ուղեղի զարգացման ընթացքում ձևավորված ամենահին մասերից մեկն է: Ուստի մարդկանց և կենդանիների տարբերություններն այստեղ համեմատաբար փոքր են։

Փոխազդեցություն՝ ամեն ինչ է
Մեր ուղեղը միլիարդավոր նյարդային բջիջների բարդ ցանց է, որոնք մշտապես կապված են միմյանց հետ: Նյարդային բջիջների միջև կապերը մշտապես վերականգնվում, կոտրվում, ամրապնդվում կամ թուլանում են: Դա նաև նախապայման է մեր սովորելու և մոռանալու համար: Նյարդային բջիջները դենդրիտների միջոցով ստանում են էլեկտրական գրգիռներ և փոխանցում են դրանք դեպի բջջի մարմին։ Այնտեղից դրանք շարժվում են աքսոնի երկայնքով դեպի այլ նյարդային բջիջներ: Իմպուլսների փոխանցումը մի բջիջից մյուսը տեղի է ունենում սինապսների միջոցով։ Այստեղ էլեկտրական իմպուլսը վերածվում է քիմիական իմպուլսի։ Ուղեղում կան նյարդային բջիջներ, որոնք ազդանշաններ են ստանում 10,000 այլ նյարդային բջիջներից, և բջիջներ, որոնք ազդանշաններ են փոխանցում հազարավոր ուրիշներին:
  Ուղեղի նյարդային բջիջները դասավորված են շերտերով։ Այս շերտերը և դրանց բազմաթիվ կապերը տեղեկատվության արագ մշակման նախապայման են:

Մտքի մայրուղիներ
Ուղեղի առանձին հատվածներին որոշակի գործառույթների նշանակումը չի բացատրում ուղեղի բարդ գործունեությունը, օրինակ՝ գործողությունները, զգացմունքները և ուշադրությունը կախված են միմյանցից: Իսկ կոգնիտիվ գործունեությունը, ինչպիսին է հաշվելը, նույնպես հնարավոր է միայն ուղեղի տարբեր հատվածների բարդ փոխկապակցվածության շնորհիվ։ Ուղեղով անցնում են նյարդային մանրաթելերի մեծ կապոցներ՝ <<շրջաններից վեր>> միմյանց հետ կապելով ուղեղի տարբեր շրջանների բջիջները։ Օգտագործելով դիֆուզիոն կշռված մագնիսական ռեզոնանսային պատկերացում (դՄՌՊ), գիտնականները կարող են հետևել ուղեղի շրջանների այս ցանցին կենդանի մարդու ուղեղում: Այս տեխնիկան ոչ ինվազիվ, անվնաս և շատ ճշգրիտ է: Չափվում է հյուսվածքի մեջ ջրի մոլեկուլների դիֆուզիոն շարժումը։ Նրանք կարող են ավելի արագ և հեշտ շարժվել նյարդային մանրաթելերի կապոցների երկայնքով, քան միջով: Հետազոտողները այնուհետև չափված դիֆուզիոն գրադիենտները վերածում են լուսավոր գույնային մոդելների:
  © Մաքս Պլանկի անվ․ միության Կոգնիտիվ և ուղեղի գիտությունների ինստիտուտ, Լայպցիգ/Ռալֆ Շուրադե, Ալֆրեդ Անվանդեր/Վիզուալիզացիայի ծրագրակազմ. Fibernavigator 2
Ուղեղի նյարդային մանրաթելերի մեծ կապոցները կարելի է պատկերացնել դՄՌՊ-ի միջոցով: Գույները ցույց են տալիս մանրաթելերի կողմնորոշումը:

Նեյրոնների ծառայությունից ավելին
Բացի նյարդային բջիջներից, ուղեղում գոյություն ունեն նաև բջիջների մեկ այլ տեսակ՝ գլիայի բջիջներ: Առանց նրանց մեր գլուխներում ոչինչ չէր գործի։ Գլիայի բջիջները կազմում են ուղեղի հիմնական կառուցվածքը և այդպիսով ապահովում են տեղեկատվության արագ մշակում: Նրանք սնուցում են նյարդային բջիջները և ոչնչացնում են դրանց թափոնները: Երկար նյարդային մանրաթելերը էլեկտրականորեն մեկուսացնող շերտը նույնպես ձևավորվում է գլիայի բջիջներով։ Սա նախապայման է ողնաշարավորներին բնորոշ արագ նյարդային հաղորդակցման համար։ Գյոթինգենում  Մաքս Պլանկի անվ․ միության գիտնականները ուսումնասիրում է գլիայի բջիջների դերը նյարդաբանական և հոգեբուժական հիվանդությունների մեջ: Նյարդաբան Մագդալենա Գյոտցը Մյունխենից պարզել է, որ ուղեղի զարգացման հետ մեկտեղ նյարդային բջիջները զարգանում են նաև գլիայի բջիջներից: Նա այժմ ուսումնասիրում է, թե արդյոք նոր նյարդային բջիջները կարող են առաջանալ զարգացած ուղեղի գլիայի բջիջներից, օրինակ՝ ուղեղի ծանր տրավմատիկ վնասվածքից կամ ինսուլտից հետո:
  © Մաքս Պլանկի անվ․ Նյարդաբանության ինստիտուտ, Մարտինսրիդ/Ֆոլկեր Շտայգեր
Երբ ուղեղը վնասված է, որոշ գլիայի բջիջները ակտիվանում են. միկրոգլիան (կարմիր) և աստրոցիտները (կանաչ) աջակցում, պաշտպանում և սնուցում են նյարդային բջիջները (կապույտ-փիրուզագույն)՝ դրանց վերականգնման նպատակով:

Ուղեղի միացման սխեմա
Կենդանի էակի բոլոր նյարդային կապերը կոչվում են կոնեկտոմ: Այս տերմինը նախատեսված է ցույց տալու, որ նյարդային բջիջները սերտորեն կապված են միմյանց հետ, և դրանց հասկացումը հնարավոր է միայն միմյանց կապի տեսանկյունից: Մարդու ուղեղի կոնեկտոմը շատ բարդ է: Այսպիսով, գիտնականները ուսումնասիրում են ավելի պարզ ուղեղների, օրինակ՝ մկան, հիմունքները: 2019 թվականին Մաքս Պլանկի անվ․ ուղեղի հետազոտությունների ինստիտուտի հետազոտողները կարողացան պատկերացնել կապերը մկան ուղեղի մի փոքրիկ հատվածում ավելի ճշգրիտ, քան երբևէ նախկինում. մոտավորապես 7000 աքսոնների միջև կապերի դիագրամ՝ ավելի քան երկուսուկես մետր նյարդային <<մալուխներով>>՝ կապված 400.000 սինապսների միջով: Դրա համար նրանք օգտագործում են նկարների մշակման նոր տեսակ՝ հիմնված արհեստական բանականության (ԱԲ) վրա։ Նրանք նաև առաջին անգամ կարողացան ցույց տալ, որ նոր սինապսների գտնվելու վայրը ենթարկվում է խիստ կանոնների:
  © Վերատպվել է Ա. Մոտտ-ի և ուր․ թույլտվությամբ: Science. Թվային օբյեկտի նույնականացման համար․ 10.1126/science.aay3134
Մկան մեծ կիսագնդերի կեղևի փոքր մասը․ Վերակառուցված է արհեստական բանակության վրա հիմնված պատկերավորման ծրագրաշարով: