Что, как и почему мы чувствуем? Чувствуют ли другие так же? Как работает мозг? Где хранятся воспоминания? Почему мы так себя ведем? Как происходит мышление? На все эти вопросы в перспективе смогут ответить нейронауки, центральное место среди которых занимает нейробиология. Несмотря на то, что эта область бурно развивается, ее ключевые проблемы пока далеки от решения, и многое еще предстоит выяснить. Однако известно уже немало.
В первую очередь, стоит упомянуть о том, что нейробиология является одной из отраслей биологии. Эта наука изучает строение, физиологию и основные функции мозга. Основные объекты изучения — нейроны.
Как развивалась нейробиология?
Когнитивная нейробиология как наука зародилась между 19 и 20 веками. Среди отцов-основателей этой области: Г. фон Гельмгольц, Э. Дюбуа-Реймон, К. Бернар и другие. Эти ученые смогли доказать электрический характер сигналов, которые передаются нервными волокнами. В 60-е годы ХХ века история нейробиологии пополнилась открытием ряда компонентов, среди которых были: фосфотазы, ферменты, многочисленные G-белки.
Специализации нейробиологов
Специализации нейробиологов могут быть разнообразными, так как нейробиология охватывает широкий спектр исследований в области нервной системы и ее функций. Ниже представлены некоторые распространенные специализации в этой области:
- Нейроинформатика. Нейробиологи, которые специализируются на нейроинформатике, участвуют в разработке систем искусственного интеллекта, занимаются вычислительной нейронаукой, разработкой математических моделей работы нервной системы и мозга. В эту специализацию специалисты приходят из биологии, теоретической физики и математики, компьютерных наук.
- Аффективная неврология. Нейробиологи этой специализации проводят исследования на лабораторных животных и изучают, как нейроны ведут себя по отношению к эмоциям. Нейроны являются информационными мессенджерами. Они используют электрические импульсы и химические сигналы для передачи информации между различными областями мозга, а также между мозгом и остальной частью нервной системы.
- Поведенческая неврология. Нейробилоги, которые занимаются поведенческой неврологией, специализируются на изучении биологических основ поведения, того, как мозг влияет на поведение.
- Клеточная неврология. Нейробиологи этого направления изучают нейроны, от их формы до их физиологических свойств на клеточном уровне.
- Клиническая неврология. Нейробиологи, специализирующиеся в клинической неврологии, изучают причины и разрабатывают принципы лечения заболеваний и расстройств головного мозга и нервной системы.
- Когнитивная неврология. Нейробиологи этой специализации занимаются исследованиями высших когнитивных функций человека и его нейронных основ. Другими словами, когнитивные нейробиологи изучают, как мозг формирует и контролирует мысли, а также нейроны, лежащие в основе этих процессов. Они измеряют активность мозга, когда люди выполняют определенные задачи, пытаясь понять природу познания с точки зрения нейронов. Эта область объединяет неврологию с когнитивными науками лингвистики, психологии и психиатрии.
- Вычислительная неврология. Нейробиологи пытаются понять, как мозг вычисляет. Они используют компьютеры для имитации и моделирования функций мозга, а также применяют методы математики, физики и других вычислительных областей для изучения функций мозга.
- Культурная неврология. В этой области нейробиологи изучают, как убеждения, обычаи и культурные ценности формируются мозгом, разумом и генами в разные периоды.
- Неврология развития. Ученые в этой области изучают, как нервная система развивается, как она растет и изменяется на клеточной основе от зачатия до взрослой жизни. Их результаты позволяют им описать и понять ряд нарушений развития и дать представление о том, как и когда формируются неврологические ткани.
- Молекулярная неврология. Это изучение отдельных молекул в нервной системе.
- Нейроинженерия. Исследователи в этой области используют инженерные методы, чтобы лучше понять, заменить, восстановить или улучшить нейронные системы.
- Нейрогенетика. Нейрогенетики исследуют как наследственные изменения нейронов влияют на мозг и тело.
- Нейровизуализация. Это направление медицинской визуализации, основное внимание в котором уделяется мозгу. Нейровизуализация используется для диагностики заболеваний и оценки состояния головного мозга. Это также может быть полезно при изучении мозга, того, как он работает и как различные виды деятельности влияют на мозг.
- Нейролингвистика. Специалисты в этой области нейробиологии изучают, как мозг позволяет нам усваивать, сохранять, понимать и выражать язык. Логопеды используют нейролингвистику для разработки стратегий помощи детям с нарушениями речи или людям, которые перенесли травму или инсульт, повлиявшие на их речь.
- Нейрофизиология. Нейрофизиология изучает, как мозг и его функции связаны с различными частями тела, а также роль нервной системы, от субклеточного уровня до целых органов. Исследования в этой области помогают ученым понять, как работает человеческое мышление, и дают представление о нарушениях, связанных с нервной системой.
- Палеоневрология. Это исследование эволюции мозга с использованием ископаемых свидетельств.
- Социальная неврология. Эта область посвящена изучению и пониманию того, как мозг опосредует социальные процессы и поведение. Темы исследований включают социальные взаимодействия, свободу действий, эмпатию, мораль, социальные предрассудки и принадлежность.
- Системная нейронаука. Системная нейронаука прослеживает путь потока данных в центральной нервной системе и пытается определить виды обработки информации, происходящей там. Нейробиологи этой специализации используют эту информацию для объяснения поведенческих функций.
Эти специализации предоставляют нейробиологам возможность углубиться в конкретные аспекты нервной системы и применить свои знания в различных областях исследований и практической деятельности.