Мозг: как он устроен и работает
Биологический факультет

Предлагаемый вниманию студентов МГУ межфакультетский курс «Мозг: как он устроен и работает» представляет собой принципиально обновленный лекционный комплекс, который открывает цикл из четырех МФК (остальные три: «Мозг: сенсорные и двигательные системы», «Мозг и потребности человека», «Химия мозга: нейромедиаторы и психотропне препараты»).

В рамках курса «Мозг: как он устроен и работает» планируется в популярной форме рассказать об анатомической организации и деятельности основных блоков нервной системы человека. Отдельные лекции будут посвящены центрам памяти, потребностей и эмоций, сна и бодрствования. Кроме того, будет рассмотрена работа «высших вычислительных структур» нашего мозга – ассоциативных отделов коры больших полушарий, обеспечивающих мышление и принятие решений. Предлагаемое распределение тематики лекций базируется на представлении о «функциональных системах» организма, предложенном академиком П.К. Анохиным. Применение данного подхода позволяет сформировать у слушателей целостное представление о работе нервной системы человека как при решении относительно простых задач (когда используются в основном врожденно заданные системы нейронов), так и при появлении сложнейших адаптаций, требующих обучения и «конструирования» информационно-речевой модели мира.

В пределах каждой темы планируется рассматривать феномены и процессы, протекающие на разных уровнях организации нервной системы: молекулярном, клеточном, синаптическом, уровне нейросетей и крупных структурных блоков (таких, как гиппокамп, гипоталамус, ядра среднего и заднего мозга, различные зоны базальных ганглиев и коры больших полушарий). Значительное внимание будет уделено методам изучения нервной системы (от классических до наиболее современных), истории развития ключевых нейрофизиологических концепций, онтогенезу мозга, патологическим проявлениям деятельности нервной системы.

Первые четыре лекции курса носят функционально-анатомический характер. В них рассматриваются нервная ткань, развитие (онтогенез) центральной нервной системы, строение и деятельность спинного мозга. Затем акцент переносится на головной мозг, и последовательно описываются структуры заднего (в том числе – мозжечок), среднего и переднего мозга (промежуточный мозг и большие полушария). Чисто анатомический материал, позволяющий представить «в объеме» строение ЦНС, служит в данном случае, прежде всего, основой для описания функций и взаимодействия различных зон, ядер и трактов нервной системы.

Второй раздел курса (лекции 5-10) посвящен различным аспектам физиологии мозга – связи как отдельных нейронов и синапсов, так и крупных структур с организацией поведения человека и животных, поддержанием гомеостаза, обучением и адаптацией к окружающей среде. Последовательно рассматриваются:

• клеточные и синаптические механизмы активности нейронов и нейросетей; основные события на электрическом (потенциалы действия) и химическом (нейромедиаторы) уровнях;
• деятельность центров потребностей и мотиваций, положительного и отрицательного подкрепления, активация которых является важнейшим условием обучения (питание, размножение и уход за потомством, безопасность);
• механизмы (молекулярные и синаптические) кратковременной памяти; феномен суммации как самого «быстротекущего» типа обучения; значение круга Пейпеза и входящих в его состав структур (прежде всего, гиппокампа);
• механизмы долговременной памяти – не только ассоциативной («Павловской»), но и протекающей по принципу импринтинга; важность процессов «негативного обучения» - условного торможения по И.П. Павлову;
• специфика и значение стадий сна; от гигиены сна до молекулярных механизмов работы наших «биологических чесов»; ЭЭГ-исследования сна; представления о роли глимфатической системы, парадоксального сна, сновидений;
• деятельность ассоциативной теменной коры, как главнейшего центра «обучения» речевых нейронов и области, связанной с мышлением; функционирование ассоциативной лобной коры – высшего «командира» нашего мозга, реализующего выбор и запуск поведенческих программ; роль поясной извилины.

Заключительные две лекции носят обобщающий характер: с применением знаний, полученных слушателями, рассматривают нейробиологические основы одаренности (тема 11; врожденно заданные предпосылки одаренности и различные аспекты ее развития) и восприятия искусства (тема 12; роль зеркальных нейронов эмпатии и поведенческого подражания, зрительных и слуховых центров, центров любопытства, деятельность которых во много лежит в основе творческих процессов, характерных для нашего мозга).

В основе МФК – курс «Физиология центральной нервной системы» для студентов факультета психологии МГУ, а также курсы «Физиология ЦНС» и «Сравнительная физиология ЦНС» для студентов-физиологов биологического факультета МГУ.