Podejmij wyzwanie dla swojej pamięci! Zagraj w nową grę N-Back w aplikacji Emotiv
Podejmij wyzwanie dla swojej pamięci! Zagraj w nową grę N-Back w aplikacji Emotiv
Podejmij wyzwanie dla swojej pamięci! Zagraj w nową grę N-Back w aplikacji Emotiv
Przewodnik po neurologii
Udostępnij:
***Zastrzeżenie - Produkty EMOTIV są przeznaczone wyłącznie do zastosowań badawczych i osobistych. Nasze produkty nie są sprzedawane jako urządzenia medyczne, zgodnie z definicją dyrektywy UE 93/42/EEC. Nasze produkty nie są zaprojektowane ani przeznaczone do diagnozowania lub leczenia chorób.
Definicja Neurobiologii
Neurobiologia to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu. Łączy różnorodne dziedziny interdyscyplinarne, w tym medycynę, chemię, psychologię, biologię molekularną, anatomię, fizykę i inne nauki przyrodnicze, aby zrozumieć układ nerwowy.
Czym jest neurobiologia?
Neurobiologia to badanie układu nerwowego oraz tego, jak nerwy wpływają na zachowanie przy użyciu szerokiego zakresu podejść naukowych. Neurobiologia, nazywana również nauką o neuronach, dąży do zrozumienia, jak funkcjonuje, dojrzewa i utrzymuje się system nerwowy - zarówno u zdrowych osób, jak i u osób z zaburzeniami mózgu, psychiatrycznymi lub rozwojowymi. Skupia się głównie na strukturze i rozwoju centralnego układu nerwowego, który składa się z mózgu i rdzenia kręgowego.
Z tego powodu badania neurobiologiczne często koncentrują się na tym, jak mózg wpływa na zachowanie poznawcze i funkcje. Osoby badające neurobiologię nazywane są neurobiologami. Neurobiolog różni się od specjalisty w dziedzinie neurobiologii tym, że „specjalista w dziedzinie neurobiologii” zwykle odnosi się do lekarzy specjalizujących się w leczeniu schorzeń mózgu i kręgosłupa, podczas gdy neurobiolodzy to badacze specjalizujący się w badaniach nad układem nerwowym.
Wykład TED o neurobiologii
Neurobiologia: Badanie mózgu
Neurobiologia jest naszym podstawowym źródłem informacji na temat mózgu i jego wpływu na zachowanie oraz funkcje poznawcze. Dzięki coraz większej liczbie narzędzi, takich jak skany obrazowania rezonansu magnetycznego (MRI), maszyny elektroencefalograficzne (EEG) i technologia obrazowania 3D, ta dziedzina pomaga dekodować skomplikowaną pracę mózgu.
Dlaczego neurobiologia ma znaczenie
Ponieważ neurobiologia ma wpływ na tak szeroki zakres ludzkich funkcji, zrozumienie mózgu odgrywa kluczową rolę w leczeniu i zapobieganiu wielu schorzeniom neurologicznym.
Neurobiologia pomogła poszerzyć naszą wiedzę o różnych zaburzeniach i urazach neurologicznych, w tym:
ADHD
Uzależnienie
Spektrum autyzmu
Udary
Guzy mózgu
Mózgowe porażenie dziecięce
Zespół Downa
Padaczka
Stwardnienie rozsiane
Choroba Parkinsona
Schizofrenia
Rwa kulszowa
Zaburzenia snu
Wiadomości z dziedziny neurobiologii
Oto kilka ostatnich wiadomości i przełomów w dziedzinie neurobiologii, które powinieneś znać.
Naukowcy odkryli system nawigacji w mózgu. W 2005 roku neurobiolodzy odkryli „komórki siatkowate” w korze entorhinalnej, które odgrywają główną rolę w sposobie, w jaki zwierzęta śledzą swoje położenie w przestrzeni — podstawowe zagadnienie dla przetrwania.
Laboratoria neurobiologiczne stosują opto-genetykę. Odkrycie opto-genetyki w 2005 roku, techniki aktywacji neuronów za pomocą światła, dostarczyło laboratoriom neurobiologicznym szczegółowy sposób na badanie roli, jaką wybrane neurony odgrywają w chorobie lub zachowaniu.
Terapia poznawczo-behawioralna zyskuje naukowe uzasadnienie. Meta-analiza z 2012 roku ponad 100 badań znalazła silne podstawy dowodowe dla terapii poznawczo-behawioralnej. CBT okazała się szczególnie wspierająca dla zaburzeń lękowych, zaburzeń somatoformnych, bulimii, problemów z kontrolą gniewu oraz ogólnego stresu.
Naukowcy otwierają barierę krew-mózg. Neurobiolodzy skutecznie przeniknęli przez barierę krew-mózg, sieć komórek, która chroni mózg przed resztą ciała. Podczas gdy bariera zapobiega przedostawaniu się szkodliwych toksyn z krwiobiegu do tkanki mózgowej, utrudnia również dostarczanie leków do mózgu. Bariera krew-mózg została otwarta u ludzi po raz pierwszy w 2015 roku.
Sztuczna inteligencja zasilają implanty neuronowe. Implanty neuronowe mogą zmieniać aktywność elektryczną mózgu, pomagając przywrócić funkcję w obszarach dotkniętych uszkodzeniami mózgu lub zaburzeniami neurologicznymi. W 2017 roku badacze zaprojektowali prototyp nanoskalowego, zasilanego AI implantu neuronowego, który może wzmacniać słabe synapsy u pacjentów z zaburzeniami mózgu.
Interfejsy mózg-komputer posuwają naprzód rehabilitację neurologiczną. Człowiek z porażeniem czterokończynowym, Rodrigo Hübner Mendes, stał się pierwszą osobą, która prowadziła samochód Formuły 1 (F1) używając tylko swoich fal mózgowych w 2017 roku. Było to możliwe dzięki połączeniu interfejsu mózg-komputer (BCI) i nieinwazyjnej technologii EEG. Hübner Mendes nosił zestaw słuchawkowy EMOTIV EPOC+ EEG, podczas gdy komputer pokładowy tłumaczył jego myśli na polecenia do prowadzenia samochodu.
Jak neurobiologia może przyczynić się do wyjaśnienia zachowań?
Badania neurobiologiczne
Badania neurobiologiczne to szybko rozwijająca się dziedzina, ponieważ postępy w dowolnej z głównych gałęzi neurobiologii przyczyniają się do badań w tej dziedzinie jako całości. Obszary badań nad neurobiologią są bardzo różnorodne, ale głównie dotyczą tego, jak funkcje i struktura układu nerwowego odnoszą się do chorób, zachowań i procesów poznawczych.
Neurobiologia dla dzieci wideo
Odpowiadanie na wielkie pytania w neurobiologii
Podczas gdy układ nerwowy odgrywa rolę w niewiarygodnej liczbie funkcji behawioralnych, niektóre z najciekawszych tematów w neurobiologii dzisiaj obejmują neurobiologię i sen, neurobiologię i motywację ludzką, neurobiologię społeczną i neuroekonomię. Badanie tych tematów rzuca światło na to, jak neurobiologia wyjaśnia zachowanie na szerszą skalę.
Neurobiologia i sen
Sen był tradycyjnie badany w ramach kategorii medycyny i psychologii. W miarę jak neurobiologia stawała się ustaloną dziedziną interdyscyplinarną pod koniec XX wieku, badania neurobiologiczne zaczęły zwracać uwagę na sen. Ponieważ zwierzęta potrzebują pewnej ilości snu, aby funkcjonować — na ryzyko dla ich zdrowia — sen jest krytycznym zachowaniem neuronalnym. Neurobiologia snu dąży do zbadania, co stanowi sen, jak sen jest wywoływany, co dzieje się w mózgu podczas snu oraz jak są powodowane i leczone zaburzenia snu.
Jeden typ testu EEG jest specjalnie poświęcony ocenie zaburzeń snu. „Polisomnografia”, czyli badanie snu EEG, jest nocną procedurą, która mierzy aktywność ciała (tętno, oddech i poziom tlenu) podczas wykonywania skanu EEG.
Neurobiologia i motywacja ludzka
Badanie neurobiologii i motywacji ludzkiej bada neurobiologiczne składniki normalnej i abnormalej motywacji. Możesz myśleć o motywacji jako o postawie lub cechie, która opisuje wysoko osiągające jednostki. W rzeczywistości, motywacja jest zachowaniem neurologicznym, które obejmuje procesy biologiczne i psychologiczne.
Na poziomie biologicznym, zwierzęta są zmotywowane do zaspokajania potrzeb życiowych, takich jak pożywienie, schronienie i woda. Na poziomie psychologicznym, wiele czynników może przyczynić się do tego, czy zwierzę utrzymuje motywujący napęd do zaspokajania swoich podstawowych potrzeb. Na przykład, doświadczenie zaburzeń neurologicznych, takich jak depresja i schizofrenia lub choroby takie jak uzależnienie, zakłócają motywację.
Tematy neurobiologiczne do dalszego czytania
Neurobiologia medytacji
Medytacja była przedmiotem setek badań neurobiologicznych. Ponieważ medytacja jest silnie związana z redukcją stresu i lęku, neurobiolodzy są zainteresowani jej wpływem na aktywność mózgu. Wiele badań wykorzystuje techniki rejestracji aktywności mózgu, takie jak EEG i neuroobrazowanie takie jak fMRI, aby zaobserwować, jak medytacja może wpływać na zmiany w aktywności mózgu.
Na przykład, jedno z wcześniejszych badań wykorzystało EEG do rejestracji aktywności mózgu doświadczonych medytujących zen. Badacze zaobserwowali pojawienie się fal alfa, wzrost amplitudy fal alfa, zmniejszenie fal alfa oraz pojawienie się fal theta. Te zmiany w stanach EEG były równoległe do praktykowanego procesu medytacyjnego przedmiotu. Aktywność alfa jest związana ze zrelaksowanym, spokojnym i jasnym stanem umysłu, a aktywność theta u dorosłych jest związana z sennością.
Neurobiologia depresji
Wierzono, że różne struktury w mózgu odgrywają rolę w depresji. Na poziomie biologicznym, neurobiolodzy zidentyfikowali, że niektóre geny mogą wpływać na to, jak podatna jest dana osoba na niskie nastroje i jak reaguje na leki.
Badacze używali technik neuroobrazowania i tomografii, aby zrozumieć, jak depresja wpływa na obszary i funkcje. Skanowanie fMRI może mierzyć zmiany w rejonach mózgu w odpowiedzi na bodźce, a tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT) i tomografia pozytonowa (PET) mogą mierzyć gęstość i rozkład neurotransmiterów.
W depresyjnym mózgu komunikacja między neuronami może być nieregularna — na przykład neuroreceptor może reagować nieskutecznie na neurotransmiter. Ważne jest, aby zauważyć, że depresja może nie być spowodowana tylko niskim poziomem neurotransmiterów. W miarę jak badacze zgłębiają neurobiologię depresji, dostarczają lepszego zrozumienia wielu możliwych przyczyn depresji, w tym traumy, genetyki, stresu i stanów medycznych.
Neurobiologia uzależnienia
Stygmaty społeczne charakteryzowały uzależnienie jako skutek moralnych wad lub słabej woli. Badania nad neurobiologią uzależnienia w ciągu ostatnich 30 lat wykazały, że uzależnienie jest w rzeczywistości przewlekłym zaburzeniem mózgu. Uzależnienie zakłóca system neurokręgów (nazywanych neurokręgi), które są zaangażowane w motywację i nagrodę. Neurobiologia uzależnienia bada procesy neurologiczne leżące u podstaw biologicznych, społecznych i kulturowych czynników, które wpływają na to, jak podatna jest osoba na uzależnienie i nadużywanie substancji.
Film neurobiologia uzależnienia
Neurobiologia muzyki
Neurobiologia muzyki stara się zrozumieć mechanizmy neuronalne zaangażowane w procesy poznawcze związane z słuchaniem, wykonywaniem, komponowaniem i czytaniem muzyki.
Ponieważ muzyka wpływa na nas w tak emocjonalny i fizyczny sposób, przeprowadzono wiele niezależnych badań dotyczących neurobiologii muzyki. Na przykład badacze badali, jak muzyka przyczynia się do przypominania sobie wspomnień u osób cierpiących na demencję lub chorobę Alzheimera.
Neurobiologia muzyki obejmuje również badania rynkowe. Jeden eksperyment zarejestrował dane EEG od trzech znanych norweskich artystów podczas słuchania muzyki z różnych gatunków. Zarejestrowane dane EEG zostały przeanalizowane za pomocą algorytmu w celu wykrycia, czy znani artyści lubieli muzykę, której słuchali. Zobacz wideo poniżej, aby dowiedzieć się, czy Lars Vaular, Ole Paus i Margaret Berger są swoimi ulubionymi muzykami.
Film „Zrozumienie naszej muzycznej estetyki”
Neurobiologia pamięci
Pamięć obejmuje skomplikowane procesy poznawcze i neuronalne, a naukowcy wciąż badają neurobiologię pamięci. Mamy jednak podstawowe zrozumienie, jak doświadczenia są kodowane w mózgu. Nowe wspomnienia powstają, gdy synapsy są zmieniane lub przekierowywane. Hipokamp i obszar parahipokampalny przekształcają krótkoterminowe zdarzenia w długoterminowe wspomnienia. Ciało migdałowate integruje emocje z naszymi przeżyciami.
Neurobiologia świadomości
Świadomość wpływa na ludzkie zachowanie, dlatego neurobiologia dostarcza narzędzia do wyjaśnienia świadomości. Badanie neurobiologii świadomości dąży głównie do odpowiedzi na to, jakie właściwości neuronalne wyjaśniają, kiedy stan jest świadomy lub nie (ogólna świadomość) i które właściwości neuronalne identyfikują podstawy stanu świadomego (specyficzna świadomość).
Dziedziny neurobiologii
Ponieważ neurobiologia jest multidyscyplinarną dziedziną, nowoczesne badania i rozwój można sklasyfikować w wiele różnych dziedzin neurobiologii.
Lista dziedzin neurobiologii:
W następujących sekcjach wyjaśnimy różnice między neurobiologią a psychologią oraz neurobiologią a neurologią, opiszemy główne dziedziny neurobiologii (poznawczej i behawioralnej neurobiologii) i zdefiniujemy inne nowe.
Affective Neuroscience (Neurobiologia emocji)
Behavioral Neuroscience
Cellular Neuroscience
Clinical Neuroscience
Cognitive Neuroscience
Computational Neuroscience
Cultural Neuroscience
Developmental Cognitive
Neuroscience
Developmental Neuroscience
Evolutionary Neuroscience
Educational Neuroscience
Molecular Neuroscience
Medical Neuroscience
Neural engineering
Neuroanatomy
Neurochemistry
Neuroeconomics
Neuroethics
Neuroethology
Neurogastronomy
Neurogenetics
Neuroimaging
Neuroimmunology
Neuroinformatics
Neurolinguistics
Neuromarketing
Neurophysics
Neurophysiology
Neuropsychology
Paleoneurobiologia
Social Neuroscience
Systems Neuroscience
Theoretical Neuroscience
Translational Neuroscience
Jaka jest różnica między neurobiologią a psychologią?
Jak neurobiologia jest związana z psychologią? Przypomnijmy sobie definicję neurobiologii. Jest to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu, podczas gdy psychologia jest abstrakcyjnym badaniem ludzkiego zachowania. Możesz studiować psychologię i uczyć się o ludzkiej naturze, ale bez naukowej wiedzy o tym, jak funkcjonuje mózg, możesz nie otrzymać pełnego obrazu. Naukowcy nadal odkrywają, jak mózg jest zaangażowany w procesy psychologiczne, takie jak osobowość, zachowanie i emocje.
Neurologia a neurobiologia
Neurobiologia dotyczy badania układu nerwowego, podczas gdy neurologia dotyczy jego leczenia medycznego. Neurologia jest obszarem medycyny, który specjalizuje się w centralnym, obwodowym i autonomicznym układzie nerwowym. Neurolodzy to lekarze, którzy diagnozują i leczą schorzenia i zaburzenia nerwowe.
Neurobiologia poznawcza
Neurobiologia poznawcza to poddziedzina neurobiologii, która bada biologiczne procesy leżące u podstaw poznania, szczególnie w odniesieniu do połączeń neuronalnych. Celem neurobiologii poznawczej jest określenie, jak mózg osiąga wykonywane funkcje. Neurobiologia poznawcza jest uważana za gałąź zarówno psychologii, jak i neurobiologii (nauka poznawcza vs neurobiologia), ponieważ łączy nauki biologiczne z naukami behawioralnymi, takimi jak psychiatra i psychologia. Technologie wykorzystywane w badaniach neurobiologicznych, szczególnie neuroobrazowanie, dostarczają wglądu we obserwacje behawioralne, gdy dane behawioralne są niewystarczające.
Przykład neurobiologii poznawczej
Badanie eksperymentów neurobiologii poznawczej jest pomocne do zrozumienia jak działa neurobiologia poznawcza. Niedawny eksperyment nagradzający zbadał rolę dopaminy, neurotransmitera związanego z uczuciami satysfakcji, w podejmowaniu decyzji. Ludzie muszą być w stanie podejmować decyzje, które przynoszą im korzyści, aby przetrwać. Kiedy podejmujemy decyzję, która skutkuje nagrodą, poziom aktywności neuronów dopaminowych wzrasta, a ostatecznie ta reakcja zachodzi nawet w oczekiwaniu na nagrodę.
Ten proces biologiczny jest powodem, dla którego dążymy do coraz większych nagród, takich jak awanse czy stopnie, ponieważ wyższa liczba nagród jest związana z wyższą szansą na przetrwanie. Podejmowanie decyzji to przykład procesu biologicznego, który wpływa na poznanie (przykład neurobiologii poznawczej).
Neurobiologia behawioralna
Neurobiologia behawioralna odkrywa, jak mózg wpływa na zachowanie, stosując biologię do badania fizjologii, genetyki i mechanizmów rozwojowych. Jak sama nazwa wskazuje, ta poddziedzina jest połączeniem neurobiologii i zachowań. Neurobiologia behawioralna skupia się na komórkach nerwowych, neurotransmiterach i obwodach nerwowych, aby zbadać biologiczne procesy leżące u podstaw normalnych i abnormalej zachowań (neurobiologia biologiczna).
Wiele wpływowych eksperymentów neurobiologii behawioralnej doszło do krytycznych wniosków, wykorzystując nie-ludzkie subiekty — często małpy, szczury lub myszy — prowadząc do przypuszczenia, że organizmy ludzkie i nieludzkie mają podobieństwa biologiczne i behawioralne. Neurobiologia behawioralna jest również nazywana psychologią biologiczną, biopsychologią lub psychobiologią.
Neurobiologia obliczeniowa
Neurobiologia obliczeniowa wykorzystuje analizy teoretyczne, symulacje komputerowe i modele matematyczne, aby zrozumieć działanie neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci, a następnie do poziomu poznania i zachowania.
Neurobiologia społeczna
Neurobiologia społeczna bada i wdraża pojęcia biologiczne w celu zrozumienia procesów społecznych i zachowania. Ponieważ ludzie są gatunkiem społecznym, tworzymy jednostki społeczne, takie jak rodziny, społeczności i sąsiedztwa. Neurobiologia społeczna zakłada, że te jednostki społeczne są istotne, ponieważ ich związane z nimi zachowania społeczne pomagają ludziom przetrwać i rozmnażać się.
Neurobiologia kliniczna
Neurobiologia kliniczna bada biologiczne mechanizmy, które leżą u podstaw zaburzeń i chorób nerwowych i dąży do opracowania sposobów diagnozowania i leczenia tych zaburzeń. Neurobiologia kliniczna jest również nazywana medyczną neurobiologią.
Neurobiologia edukacyjna
Neurobiologia edukacyjna bada związek między procesami biologicznymi a edukacją, badając procesy neuronalne zaangażowane w naukę, czytanie, wykonywanie obliczeń i związane z edukacją zaburzenia rozwojowe, takie jak dysleksja i ADHD.
Neurobiologia systemów
Neurobiologia systemów obejmuje badanie, jak komórki nerwowe działają w szlakach nerwowych, obwodach nerwowych i sieciach neuronowych. Neurobiologia systemów dąży do zrozumienia struktury i funkcji mózgu zarówno na poziomie molekularnym, jak i komórkowym (na przykład, jak obwody nerwowe analizują informacje sensoryczne i wykonują konkretne funkcje) oraz na poziomach poznawczym i behawioralnym (jak działa język i pamięć).
Rozwojowa neurobiologia poznawcza
Rozwojowa neurobiologia poznawcza bada procesy psychologiczne i ich podstawy neurologiczne w rozwijającym się umyśle — w tym, jak zmiany biologiczne i środowiskowe wpływają na mózg w miarę starzenia się dzieci.
Rozwojowa neurobiologia
Rozwojowa neurobiologia dostarcza informacji o procesach, które generują i wpływają na układ nerwowy, koncentrując się na jego rozwoju komórkowym i molekularnym głównie w okresie prenatalnym.
Teoretyczna neurobiologia
Termin „Teoretyczna neurobiologia” jest często używany zamiennie z „Obliczeniową neurobiologią” (użycie analizy teoretycznej, symulacji komputerowych i modeli matematycznych w celu zrozumienia funkcji neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci i poziomu poznania i zachowania). Subtelna różnica między teoretyczną a obliczeniową neurobiologią polega na tym, że teoretyczna neurobiologia podkreśla proponowanie podejść teoretycznych do badania mózgu bardziej niż proponowanie modeli matematycznych i zbierania danych.
Translacyjna neurobiologia
Translacyjna neurobiologia dąży do opracowania aplikacji klinicznych, rozwiązań i terapii dla zaburzeń nerwowych. Te aplikacje obejmują interfejsy mózg-komputer oraz implanty słuchowe i siatkówkowe.
Molekularna neurobiologia
Molekularna neurobiologia stosuje biologię molekularną i genetykę molekularną do badania układu nerwowego. Ta poddziedzina bada, jak neurony reagują na sygnały molekularne, jak aksony formują wzory połączeń oraz molekularne podstawy neuroplastyczności — zdolności mózgu do zmiany samego siebie. Neurobiologia molekularna i komórkowa dąży zarówno do zrozumienia, jak neurony się rozwijają, jak zmiany genetyczne wpływają na funkcje biologiczne. Neurobiologia komórkowa bada neurony na poziomie komórkowym - jak neurony współpracują, jak neurony wpływają na siebie nawzajem i różne rodzaje oraz funkcje neuronów.
Neurobiologia emocji
Neurobiologia emocji, często nazywana neurobiologią afektywną, to badanie mechanizmów neuronalnych emocji. Uważa się, że emocje są bezpośrednio związane ze strukturami w układzie limbicznym w centrum mózgu. Neurobiologia afektywna łączy neurobiologię z psychologią. Na przykład, może badać pokrywanie się mechanizmów neuronalnych i mentalnych między procesami emocjonalnymi i nie-emocjonalnymi, które, do niedawna, badacze uważali za oddzielne procesy poznawcze.
Krótka historia neurobiologii
Najwcześniejsze wkłady w neurobiologię dokonali filozofowie. Aż do 400-300 p.n.e. serce było postrzegane jako źródło świadomości. Hipokrates i Platon zakwestionowali tę ideę, opowiadając się za mózgiem jako aktorem w odczuciu i inteligencji.
Doktor Luigi Galvani odkrył elektryczność zwierzęcą pod koniec XVIII wieku, stając się jednym z pierwszych, który badał sygnały elektryczne z neuronów i mięśni.
Na początku XIX wieku francuski fizjolog Jean Pierre Flourens udoskonalił eksperymentalną ablację (chirurgiczne uszkodzenie mózgu) i był pierwszym, który udowodnił, że umysł znajduje się w mózgu, a nie w sercu. Flourens zaobserwował efekty, jakie wywołuje usunięcie różnych części układu nerwowego.
Wielu naukowców pod koniec XIX wieku przygotowało grunt do zrozumienia aktywności elektrycznej mózgu. Emil du Bois-Reymond wykazał elektryczną naturę sygnału nerwowego, Hermann von Helmholtz zmierzył prędkość sygnału nerwowego, a Richard Caton i Adolf Beck zaobserwowali aktywność elektryczną w półkulach mózgowych królików, małp i psów.
Camillo Golgi opracował metodę barwienia (znaną dziś jako barwienie Golgiego) do wizualizacji tkanek nerwowych pod mikroskopem świetlnym. Technika ta została wykorzystana przez Santiago Ramón y Cajal i doprowadziła do powstania teorii neuronu, koncepcji, że układ nerwowy składa się z pojedynczych komórek. Golgi i Ramón y Cajal później otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1906 roku.
Paul Broca, John Hughlings Jackson i Carl Wernicke wszyscy przyczynili się do hipotezy „lokalizacji funkcji” w neurobiologii, która sugeruje, że określone części mózgu są odpowiedzialne za określone funkcje, w późnych latach 1800.
Neurobiologia została formalnie ustanowiona jako dyscyplina akademicka w latach 50. i 60. XX wieku. David Rioch, Francis O. Schmitt, James L. McGaugh i Stephen Kuffler byli wśród pierwszych, którzy zintegrowali neurobiologię z instytucjami badań biomedycznych oraz ustanowili programy i wydziały badań nad neurobiologią.
Ten rosnący zainteresowanie doprowadziło do powstania kilku organizacji neurobiologicznych w późnych latach 60., które są nadal obecne. Należą do nich Międzynarodowa Organizacja Badań Mózgu, Międzynarodowe Towarzystwo Neurochemii, Europejskie Towarzystwo Mózg i Zachowanie oraz Towarzystwo Neurobiologii.
Ostatnio z neurobiologii wyłoniło się szereg zastosowanych dyscyplin, takich jak neuromarketing, neuroekonomia, neuroedukacja, neuroetyka i neuroprawo.
Kto odkrył neurobiologie?
Santiago Ramón y Cajal nazywany jest „ojcem neurobiologii” za jego pionierskie badania nad microscopiczną strukturą mózgu. Ramón y Cajal dostarczył dowodów na teorię neuronu, która uznawana jest za fundament nowoczesnej neurobiologii. Udowodnił, że komórki nerwowe są indywidualne i odrębne (w bliskiej odległości), a nie ciągłe, i odkrył stożek wzrostu aksonu (wydłużenie rozwijającego się neuritu w poszukiwaniu swojego celu synaptycznego).
Neurobiologia EEG
Badania neurobiologiczne często wykorzystują techniki neuroobrazowania, takie jak elektroencefalografia (EEG), aby analizować mózg. EEG to proces elektrofizjologiczny, który rejestruje elektryczną aktywność mózgu. Neurobiolodzy mogą analizować dane EEG, aby zrozumieć procesy poznawcze, które leżą u podstaw ludzkiego zachowania. Na przykład, neurobiologowie poznawczy wykorzystali EEG do monitorowania, jak zmienia się aktywność mózgu w odpowiedzi na różne bodźce (cognitive neuroscience).
Ponieważ EEG zapewnia naukowy sposób na badanie informacji zwrotnej i zachowania jednostki, EEG jest również cennym rozwiązaniem dla wglądów konsumenckich. Wykorzystanie technologii neurobiologicznych, takich jak EEG, do badania reakcji konsumentów nazywane jest neurobiologią konsumencką lub neuromarketingiem (marketing neurobiologiczny).
Kliniczne EEG i neurobiologia
Kliniczne EEG i neurobiologia wykorzystują EEG do diagnozowania i monitorowania pacjentów z padaczką, udarem mózgu lub innymi zaburzeniami, w których inne technologie nie mogą być używane z powodu określonych okoliczności (na przykład pacjent z metalowymi fragmentami lub płytkami w głowie nie może poddać się badaniom MRI). EEG jest także wykorzystywane w rehabilitacji lub przywracaniu funkcji u osób cierpiących na paraliż lub zaburzenia motoryczne, dzięki jego wykorzystaniu jako interfejs mózg-komputer. Kliniczne EEG mogą być także stosowane do oceny zaburzeń snu.
Zalety EEG dla badań neurobiologicznych
W porównaniu do funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI), EEG ma bardzo wysoką rozdzielczość temporalną, co oznacza, że może wychwytywać szybkie reakcje mózgu, które zachodzą w tempie milisekund. Pozwala to na bardzo dokładne synchronizowanie tego, co dzieje się w mózgu i w otoczeniu.
Dane EEG są zbierane w sposób nieinwazyjny. W porównaniu, elektrokortykografia wymaga neurochirurgii, aby umieścić elektrody bezpośrednio na powierzchni mózgu.
W przeciwieństwie do metod testowania behawioralnego, EEG może wykrywać ukryte przetwarzanie (przetwarzanie, które nie wymaga reakcji). Może być również używane u osób, które nie mogą dokonać reakcji motorycznych.
Analiza snu EEG może wskazywać ważne aspekty czasowania dojrzewania mózgu.
Nie ma zagrożenia fizycznego wokół maszyny EEG. fRMI i MRI to potężne magnesy, co jest zabronione dla pacjentów z metalowymi elementami lub implantami, takimi jak rozruszniki serca.
Czy EMOTIV oferuje produkty neurobiologiczne?
EMOTIV oferuje szereg produktów neurobiologicznych dla badań akademickich w dziedzinie neurobiologii, badań konsumenckich, wydajności poznawczej, neuromarketingu oraz aplikacji technologii kontrolowanej przez mózg. Rozwiązania neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie neurobiologiczne, oprogramowanie BCI oraz technologię sprzętu EEG.
EmotivPro to rozwiązanie oprogramowania neurobiologicznego do badań i edukacji, umożliwiające użytkownikom analizę danych EEG, wyświetlanie nagrań EEG w czasie rzeczywistym i oznaczanie zdarzeń. EmotivBCI to oprogramowanie interfejsu mózg-komputer, które można wykorzystać do bezpośredniego wdrożenia BCI w komputerze. Dodatkowe narzędzia neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie do wizualizacji mózgu BrainViz.
Produkty neurobiologiczne EMOTIV dla technologii mierzącej mózg są uważane za najbardziej opłacalne i wiarygodne mobilne i bezprzewodowe urządzenia EEG Brainwear® na rynku. Dla badań neurobiologicznych i komercyjnego wykorzystania, nagradzany EMOTIV EPOC+ zestaw słuchawkowy i dziesiąta rocznica EPOC X dostarczają danych mózgowych profesjonalnej jakości. EMOTIV EPOC FLEX kapelusz oferuje wysoką gęstość pokrycia i ruchome czujniki elektroencefalograficzne, które są optymalne do badań neurobiologicznych.
***Zastrzeżenie - Produkty EMOTIV są przeznaczone wyłącznie do zastosowań badawczych i osobistych. Nasze produkty nie są sprzedawane jako urządzenia medyczne, zgodnie z definicją dyrektywy UE 93/42/EEC. Nasze produkty nie są zaprojektowane ani przeznaczone do diagnozowania lub leczenia chorób.
Definicja Neurobiologii
Neurobiologia to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu. Łączy różnorodne dziedziny interdyscyplinarne, w tym medycynę, chemię, psychologię, biologię molekularną, anatomię, fizykę i inne nauki przyrodnicze, aby zrozumieć układ nerwowy.
Czym jest neurobiologia?
Neurobiologia to badanie układu nerwowego oraz tego, jak nerwy wpływają na zachowanie przy użyciu szerokiego zakresu podejść naukowych. Neurobiologia, nazywana również nauką o neuronach, dąży do zrozumienia, jak funkcjonuje, dojrzewa i utrzymuje się system nerwowy - zarówno u zdrowych osób, jak i u osób z zaburzeniami mózgu, psychiatrycznymi lub rozwojowymi. Skupia się głównie na strukturze i rozwoju centralnego układu nerwowego, który składa się z mózgu i rdzenia kręgowego.
Z tego powodu badania neurobiologiczne często koncentrują się na tym, jak mózg wpływa na zachowanie poznawcze i funkcje. Osoby badające neurobiologię nazywane są neurobiologami. Neurobiolog różni się od specjalisty w dziedzinie neurobiologii tym, że „specjalista w dziedzinie neurobiologii” zwykle odnosi się do lekarzy specjalizujących się w leczeniu schorzeń mózgu i kręgosłupa, podczas gdy neurobiolodzy to badacze specjalizujący się w badaniach nad układem nerwowym.
Wykład TED o neurobiologii
Neurobiologia: Badanie mózgu
Neurobiologia jest naszym podstawowym źródłem informacji na temat mózgu i jego wpływu na zachowanie oraz funkcje poznawcze. Dzięki coraz większej liczbie narzędzi, takich jak skany obrazowania rezonansu magnetycznego (MRI), maszyny elektroencefalograficzne (EEG) i technologia obrazowania 3D, ta dziedzina pomaga dekodować skomplikowaną pracę mózgu.
Dlaczego neurobiologia ma znaczenie
Ponieważ neurobiologia ma wpływ na tak szeroki zakres ludzkich funkcji, zrozumienie mózgu odgrywa kluczową rolę w leczeniu i zapobieganiu wielu schorzeniom neurologicznym.
Neurobiologia pomogła poszerzyć naszą wiedzę o różnych zaburzeniach i urazach neurologicznych, w tym:
ADHD
Uzależnienie
Spektrum autyzmu
Udary
Guzy mózgu
Mózgowe porażenie dziecięce
Zespół Downa
Padaczka
Stwardnienie rozsiane
Choroba Parkinsona
Schizofrenia
Rwa kulszowa
Zaburzenia snu
Wiadomości z dziedziny neurobiologii
Oto kilka ostatnich wiadomości i przełomów w dziedzinie neurobiologii, które powinieneś znać.
Naukowcy odkryli system nawigacji w mózgu. W 2005 roku neurobiolodzy odkryli „komórki siatkowate” w korze entorhinalnej, które odgrywają główną rolę w sposobie, w jaki zwierzęta śledzą swoje położenie w przestrzeni — podstawowe zagadnienie dla przetrwania.
Laboratoria neurobiologiczne stosują opto-genetykę. Odkrycie opto-genetyki w 2005 roku, techniki aktywacji neuronów za pomocą światła, dostarczyło laboratoriom neurobiologicznym szczegółowy sposób na badanie roli, jaką wybrane neurony odgrywają w chorobie lub zachowaniu.
Terapia poznawczo-behawioralna zyskuje naukowe uzasadnienie. Meta-analiza z 2012 roku ponad 100 badań znalazła silne podstawy dowodowe dla terapii poznawczo-behawioralnej. CBT okazała się szczególnie wspierająca dla zaburzeń lękowych, zaburzeń somatoformnych, bulimii, problemów z kontrolą gniewu oraz ogólnego stresu.
Naukowcy otwierają barierę krew-mózg. Neurobiolodzy skutecznie przeniknęli przez barierę krew-mózg, sieć komórek, która chroni mózg przed resztą ciała. Podczas gdy bariera zapobiega przedostawaniu się szkodliwych toksyn z krwiobiegu do tkanki mózgowej, utrudnia również dostarczanie leków do mózgu. Bariera krew-mózg została otwarta u ludzi po raz pierwszy w 2015 roku.
Sztuczna inteligencja zasilają implanty neuronowe. Implanty neuronowe mogą zmieniać aktywność elektryczną mózgu, pomagając przywrócić funkcję w obszarach dotkniętych uszkodzeniami mózgu lub zaburzeniami neurologicznymi. W 2017 roku badacze zaprojektowali prototyp nanoskalowego, zasilanego AI implantu neuronowego, który może wzmacniać słabe synapsy u pacjentów z zaburzeniami mózgu.
Interfejsy mózg-komputer posuwają naprzód rehabilitację neurologiczną. Człowiek z porażeniem czterokończynowym, Rodrigo Hübner Mendes, stał się pierwszą osobą, która prowadziła samochód Formuły 1 (F1) używając tylko swoich fal mózgowych w 2017 roku. Było to możliwe dzięki połączeniu interfejsu mózg-komputer (BCI) i nieinwazyjnej technologii EEG. Hübner Mendes nosił zestaw słuchawkowy EMOTIV EPOC+ EEG, podczas gdy komputer pokładowy tłumaczył jego myśli na polecenia do prowadzenia samochodu.
Jak neurobiologia może przyczynić się do wyjaśnienia zachowań?
Badania neurobiologiczne
Badania neurobiologiczne to szybko rozwijająca się dziedzina, ponieważ postępy w dowolnej z głównych gałęzi neurobiologii przyczyniają się do badań w tej dziedzinie jako całości. Obszary badań nad neurobiologią są bardzo różnorodne, ale głównie dotyczą tego, jak funkcje i struktura układu nerwowego odnoszą się do chorób, zachowań i procesów poznawczych.
Neurobiologia dla dzieci wideo
Odpowiadanie na wielkie pytania w neurobiologii
Podczas gdy układ nerwowy odgrywa rolę w niewiarygodnej liczbie funkcji behawioralnych, niektóre z najciekawszych tematów w neurobiologii dzisiaj obejmują neurobiologię i sen, neurobiologię i motywację ludzką, neurobiologię społeczną i neuroekonomię. Badanie tych tematów rzuca światło na to, jak neurobiologia wyjaśnia zachowanie na szerszą skalę.
Neurobiologia i sen
Sen był tradycyjnie badany w ramach kategorii medycyny i psychologii. W miarę jak neurobiologia stawała się ustaloną dziedziną interdyscyplinarną pod koniec XX wieku, badania neurobiologiczne zaczęły zwracać uwagę na sen. Ponieważ zwierzęta potrzebują pewnej ilości snu, aby funkcjonować — na ryzyko dla ich zdrowia — sen jest krytycznym zachowaniem neuronalnym. Neurobiologia snu dąży do zbadania, co stanowi sen, jak sen jest wywoływany, co dzieje się w mózgu podczas snu oraz jak są powodowane i leczone zaburzenia snu.
Jeden typ testu EEG jest specjalnie poświęcony ocenie zaburzeń snu. „Polisomnografia”, czyli badanie snu EEG, jest nocną procedurą, która mierzy aktywność ciała (tętno, oddech i poziom tlenu) podczas wykonywania skanu EEG.
Neurobiologia i motywacja ludzka
Badanie neurobiologii i motywacji ludzkiej bada neurobiologiczne składniki normalnej i abnormalej motywacji. Możesz myśleć o motywacji jako o postawie lub cechie, która opisuje wysoko osiągające jednostki. W rzeczywistości, motywacja jest zachowaniem neurologicznym, które obejmuje procesy biologiczne i psychologiczne.
Na poziomie biologicznym, zwierzęta są zmotywowane do zaspokajania potrzeb życiowych, takich jak pożywienie, schronienie i woda. Na poziomie psychologicznym, wiele czynników może przyczynić się do tego, czy zwierzę utrzymuje motywujący napęd do zaspokajania swoich podstawowych potrzeb. Na przykład, doświadczenie zaburzeń neurologicznych, takich jak depresja i schizofrenia lub choroby takie jak uzależnienie, zakłócają motywację.
Tematy neurobiologiczne do dalszego czytania
Neurobiologia medytacji
Medytacja była przedmiotem setek badań neurobiologicznych. Ponieważ medytacja jest silnie związana z redukcją stresu i lęku, neurobiolodzy są zainteresowani jej wpływem na aktywność mózgu. Wiele badań wykorzystuje techniki rejestracji aktywności mózgu, takie jak EEG i neuroobrazowanie takie jak fMRI, aby zaobserwować, jak medytacja może wpływać na zmiany w aktywności mózgu.
Na przykład, jedno z wcześniejszych badań wykorzystało EEG do rejestracji aktywności mózgu doświadczonych medytujących zen. Badacze zaobserwowali pojawienie się fal alfa, wzrost amplitudy fal alfa, zmniejszenie fal alfa oraz pojawienie się fal theta. Te zmiany w stanach EEG były równoległe do praktykowanego procesu medytacyjnego przedmiotu. Aktywność alfa jest związana ze zrelaksowanym, spokojnym i jasnym stanem umysłu, a aktywność theta u dorosłych jest związana z sennością.
Neurobiologia depresji
Wierzono, że różne struktury w mózgu odgrywają rolę w depresji. Na poziomie biologicznym, neurobiolodzy zidentyfikowali, że niektóre geny mogą wpływać na to, jak podatna jest dana osoba na niskie nastroje i jak reaguje na leki.
Badacze używali technik neuroobrazowania i tomografii, aby zrozumieć, jak depresja wpływa na obszary i funkcje. Skanowanie fMRI może mierzyć zmiany w rejonach mózgu w odpowiedzi na bodźce, a tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT) i tomografia pozytonowa (PET) mogą mierzyć gęstość i rozkład neurotransmiterów.
W depresyjnym mózgu komunikacja między neuronami może być nieregularna — na przykład neuroreceptor może reagować nieskutecznie na neurotransmiter. Ważne jest, aby zauważyć, że depresja może nie być spowodowana tylko niskim poziomem neurotransmiterów. W miarę jak badacze zgłębiają neurobiologię depresji, dostarczają lepszego zrozumienia wielu możliwych przyczyn depresji, w tym traumy, genetyki, stresu i stanów medycznych.
Neurobiologia uzależnienia
Stygmaty społeczne charakteryzowały uzależnienie jako skutek moralnych wad lub słabej woli. Badania nad neurobiologią uzależnienia w ciągu ostatnich 30 lat wykazały, że uzależnienie jest w rzeczywistości przewlekłym zaburzeniem mózgu. Uzależnienie zakłóca system neurokręgów (nazywanych neurokręgi), które są zaangażowane w motywację i nagrodę. Neurobiologia uzależnienia bada procesy neurologiczne leżące u podstaw biologicznych, społecznych i kulturowych czynników, które wpływają na to, jak podatna jest osoba na uzależnienie i nadużywanie substancji.
Film neurobiologia uzależnienia
Neurobiologia muzyki
Neurobiologia muzyki stara się zrozumieć mechanizmy neuronalne zaangażowane w procesy poznawcze związane z słuchaniem, wykonywaniem, komponowaniem i czytaniem muzyki.
Ponieważ muzyka wpływa na nas w tak emocjonalny i fizyczny sposób, przeprowadzono wiele niezależnych badań dotyczących neurobiologii muzyki. Na przykład badacze badali, jak muzyka przyczynia się do przypominania sobie wspomnień u osób cierpiących na demencję lub chorobę Alzheimera.
Neurobiologia muzyki obejmuje również badania rynkowe. Jeden eksperyment zarejestrował dane EEG od trzech znanych norweskich artystów podczas słuchania muzyki z różnych gatunków. Zarejestrowane dane EEG zostały przeanalizowane za pomocą algorytmu w celu wykrycia, czy znani artyści lubieli muzykę, której słuchali. Zobacz wideo poniżej, aby dowiedzieć się, czy Lars Vaular, Ole Paus i Margaret Berger są swoimi ulubionymi muzykami.
Film „Zrozumienie naszej muzycznej estetyki”
Neurobiologia pamięci
Pamięć obejmuje skomplikowane procesy poznawcze i neuronalne, a naukowcy wciąż badają neurobiologię pamięci. Mamy jednak podstawowe zrozumienie, jak doświadczenia są kodowane w mózgu. Nowe wspomnienia powstają, gdy synapsy są zmieniane lub przekierowywane. Hipokamp i obszar parahipokampalny przekształcają krótkoterminowe zdarzenia w długoterminowe wspomnienia. Ciało migdałowate integruje emocje z naszymi przeżyciami.
Neurobiologia świadomości
Świadomość wpływa na ludzkie zachowanie, dlatego neurobiologia dostarcza narzędzia do wyjaśnienia świadomości. Badanie neurobiologii świadomości dąży głównie do odpowiedzi na to, jakie właściwości neuronalne wyjaśniają, kiedy stan jest świadomy lub nie (ogólna świadomość) i które właściwości neuronalne identyfikują podstawy stanu świadomego (specyficzna świadomość).
Dziedziny neurobiologii
Ponieważ neurobiologia jest multidyscyplinarną dziedziną, nowoczesne badania i rozwój można sklasyfikować w wiele różnych dziedzin neurobiologii.
Lista dziedzin neurobiologii:
W następujących sekcjach wyjaśnimy różnice między neurobiologią a psychologią oraz neurobiologią a neurologią, opiszemy główne dziedziny neurobiologii (poznawczej i behawioralnej neurobiologii) i zdefiniujemy inne nowe.
Affective Neuroscience (Neurobiologia emocji)
Behavioral Neuroscience
Cellular Neuroscience
Clinical Neuroscience
Cognitive Neuroscience
Computational Neuroscience
Cultural Neuroscience
Developmental Cognitive
Neuroscience
Developmental Neuroscience
Evolutionary Neuroscience
Educational Neuroscience
Molecular Neuroscience
Medical Neuroscience
Neural engineering
Neuroanatomy
Neurochemistry
Neuroeconomics
Neuroethics
Neuroethology
Neurogastronomy
Neurogenetics
Neuroimaging
Neuroimmunology
Neuroinformatics
Neurolinguistics
Neuromarketing
Neurophysics
Neurophysiology
Neuropsychology
Paleoneurobiologia
Social Neuroscience
Systems Neuroscience
Theoretical Neuroscience
Translational Neuroscience
Jaka jest różnica między neurobiologią a psychologią?
Jak neurobiologia jest związana z psychologią? Przypomnijmy sobie definicję neurobiologii. Jest to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu, podczas gdy psychologia jest abstrakcyjnym badaniem ludzkiego zachowania. Możesz studiować psychologię i uczyć się o ludzkiej naturze, ale bez naukowej wiedzy o tym, jak funkcjonuje mózg, możesz nie otrzymać pełnego obrazu. Naukowcy nadal odkrywają, jak mózg jest zaangażowany w procesy psychologiczne, takie jak osobowość, zachowanie i emocje.
Neurologia a neurobiologia
Neurobiologia dotyczy badania układu nerwowego, podczas gdy neurologia dotyczy jego leczenia medycznego. Neurologia jest obszarem medycyny, który specjalizuje się w centralnym, obwodowym i autonomicznym układzie nerwowym. Neurolodzy to lekarze, którzy diagnozują i leczą schorzenia i zaburzenia nerwowe.
Neurobiologia poznawcza
Neurobiologia poznawcza to poddziedzina neurobiologii, która bada biologiczne procesy leżące u podstaw poznania, szczególnie w odniesieniu do połączeń neuronalnych. Celem neurobiologii poznawczej jest określenie, jak mózg osiąga wykonywane funkcje. Neurobiologia poznawcza jest uważana za gałąź zarówno psychologii, jak i neurobiologii (nauka poznawcza vs neurobiologia), ponieważ łączy nauki biologiczne z naukami behawioralnymi, takimi jak psychiatra i psychologia. Technologie wykorzystywane w badaniach neurobiologicznych, szczególnie neuroobrazowanie, dostarczają wglądu we obserwacje behawioralne, gdy dane behawioralne są niewystarczające.
Przykład neurobiologii poznawczej
Badanie eksperymentów neurobiologii poznawczej jest pomocne do zrozumienia jak działa neurobiologia poznawcza. Niedawny eksperyment nagradzający zbadał rolę dopaminy, neurotransmitera związanego z uczuciami satysfakcji, w podejmowaniu decyzji. Ludzie muszą być w stanie podejmować decyzje, które przynoszą im korzyści, aby przetrwać. Kiedy podejmujemy decyzję, która skutkuje nagrodą, poziom aktywności neuronów dopaminowych wzrasta, a ostatecznie ta reakcja zachodzi nawet w oczekiwaniu na nagrodę.
Ten proces biologiczny jest powodem, dla którego dążymy do coraz większych nagród, takich jak awanse czy stopnie, ponieważ wyższa liczba nagród jest związana z wyższą szansą na przetrwanie. Podejmowanie decyzji to przykład procesu biologicznego, który wpływa na poznanie (przykład neurobiologii poznawczej).
Neurobiologia behawioralna
Neurobiologia behawioralna odkrywa, jak mózg wpływa na zachowanie, stosując biologię do badania fizjologii, genetyki i mechanizmów rozwojowych. Jak sama nazwa wskazuje, ta poddziedzina jest połączeniem neurobiologii i zachowań. Neurobiologia behawioralna skupia się na komórkach nerwowych, neurotransmiterach i obwodach nerwowych, aby zbadać biologiczne procesy leżące u podstaw normalnych i abnormalej zachowań (neurobiologia biologiczna).
Wiele wpływowych eksperymentów neurobiologii behawioralnej doszło do krytycznych wniosków, wykorzystując nie-ludzkie subiekty — często małpy, szczury lub myszy — prowadząc do przypuszczenia, że organizmy ludzkie i nieludzkie mają podobieństwa biologiczne i behawioralne. Neurobiologia behawioralna jest również nazywana psychologią biologiczną, biopsychologią lub psychobiologią.
Neurobiologia obliczeniowa
Neurobiologia obliczeniowa wykorzystuje analizy teoretyczne, symulacje komputerowe i modele matematyczne, aby zrozumieć działanie neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci, a następnie do poziomu poznania i zachowania.
Neurobiologia społeczna
Neurobiologia społeczna bada i wdraża pojęcia biologiczne w celu zrozumienia procesów społecznych i zachowania. Ponieważ ludzie są gatunkiem społecznym, tworzymy jednostki społeczne, takie jak rodziny, społeczności i sąsiedztwa. Neurobiologia społeczna zakłada, że te jednostki społeczne są istotne, ponieważ ich związane z nimi zachowania społeczne pomagają ludziom przetrwać i rozmnażać się.
Neurobiologia kliniczna
Neurobiologia kliniczna bada biologiczne mechanizmy, które leżą u podstaw zaburzeń i chorób nerwowych i dąży do opracowania sposobów diagnozowania i leczenia tych zaburzeń. Neurobiologia kliniczna jest również nazywana medyczną neurobiologią.
Neurobiologia edukacyjna
Neurobiologia edukacyjna bada związek między procesami biologicznymi a edukacją, badając procesy neuronalne zaangażowane w naukę, czytanie, wykonywanie obliczeń i związane z edukacją zaburzenia rozwojowe, takie jak dysleksja i ADHD.
Neurobiologia systemów
Neurobiologia systemów obejmuje badanie, jak komórki nerwowe działają w szlakach nerwowych, obwodach nerwowych i sieciach neuronowych. Neurobiologia systemów dąży do zrozumienia struktury i funkcji mózgu zarówno na poziomie molekularnym, jak i komórkowym (na przykład, jak obwody nerwowe analizują informacje sensoryczne i wykonują konkretne funkcje) oraz na poziomach poznawczym i behawioralnym (jak działa język i pamięć).
Rozwojowa neurobiologia poznawcza
Rozwojowa neurobiologia poznawcza bada procesy psychologiczne i ich podstawy neurologiczne w rozwijającym się umyśle — w tym, jak zmiany biologiczne i środowiskowe wpływają na mózg w miarę starzenia się dzieci.
Rozwojowa neurobiologia
Rozwojowa neurobiologia dostarcza informacji o procesach, które generują i wpływają na układ nerwowy, koncentrując się na jego rozwoju komórkowym i molekularnym głównie w okresie prenatalnym.
Teoretyczna neurobiologia
Termin „Teoretyczna neurobiologia” jest często używany zamiennie z „Obliczeniową neurobiologią” (użycie analizy teoretycznej, symulacji komputerowych i modeli matematycznych w celu zrozumienia funkcji neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci i poziomu poznania i zachowania). Subtelna różnica między teoretyczną a obliczeniową neurobiologią polega na tym, że teoretyczna neurobiologia podkreśla proponowanie podejść teoretycznych do badania mózgu bardziej niż proponowanie modeli matematycznych i zbierania danych.
Translacyjna neurobiologia
Translacyjna neurobiologia dąży do opracowania aplikacji klinicznych, rozwiązań i terapii dla zaburzeń nerwowych. Te aplikacje obejmują interfejsy mózg-komputer oraz implanty słuchowe i siatkówkowe.
Molekularna neurobiologia
Molekularna neurobiologia stosuje biologię molekularną i genetykę molekularną do badania układu nerwowego. Ta poddziedzina bada, jak neurony reagują na sygnały molekularne, jak aksony formują wzory połączeń oraz molekularne podstawy neuroplastyczności — zdolności mózgu do zmiany samego siebie. Neurobiologia molekularna i komórkowa dąży zarówno do zrozumienia, jak neurony się rozwijają, jak zmiany genetyczne wpływają na funkcje biologiczne. Neurobiologia komórkowa bada neurony na poziomie komórkowym - jak neurony współpracują, jak neurony wpływają na siebie nawzajem i różne rodzaje oraz funkcje neuronów.
Neurobiologia emocji
Neurobiologia emocji, często nazywana neurobiologią afektywną, to badanie mechanizmów neuronalnych emocji. Uważa się, że emocje są bezpośrednio związane ze strukturami w układzie limbicznym w centrum mózgu. Neurobiologia afektywna łączy neurobiologię z psychologią. Na przykład, może badać pokrywanie się mechanizmów neuronalnych i mentalnych między procesami emocjonalnymi i nie-emocjonalnymi, które, do niedawna, badacze uważali za oddzielne procesy poznawcze.
Krótka historia neurobiologii
Najwcześniejsze wkłady w neurobiologię dokonali filozofowie. Aż do 400-300 p.n.e. serce było postrzegane jako źródło świadomości. Hipokrates i Platon zakwestionowali tę ideę, opowiadając się za mózgiem jako aktorem w odczuciu i inteligencji.
Doktor Luigi Galvani odkrył elektryczność zwierzęcą pod koniec XVIII wieku, stając się jednym z pierwszych, który badał sygnały elektryczne z neuronów i mięśni.
Na początku XIX wieku francuski fizjolog Jean Pierre Flourens udoskonalił eksperymentalną ablację (chirurgiczne uszkodzenie mózgu) i był pierwszym, który udowodnił, że umysł znajduje się w mózgu, a nie w sercu. Flourens zaobserwował efekty, jakie wywołuje usunięcie różnych części układu nerwowego.
Wielu naukowców pod koniec XIX wieku przygotowało grunt do zrozumienia aktywności elektrycznej mózgu. Emil du Bois-Reymond wykazał elektryczną naturę sygnału nerwowego, Hermann von Helmholtz zmierzył prędkość sygnału nerwowego, a Richard Caton i Adolf Beck zaobserwowali aktywność elektryczną w półkulach mózgowych królików, małp i psów.
Camillo Golgi opracował metodę barwienia (znaną dziś jako barwienie Golgiego) do wizualizacji tkanek nerwowych pod mikroskopem świetlnym. Technika ta została wykorzystana przez Santiago Ramón y Cajal i doprowadziła do powstania teorii neuronu, koncepcji, że układ nerwowy składa się z pojedynczych komórek. Golgi i Ramón y Cajal później otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1906 roku.
Paul Broca, John Hughlings Jackson i Carl Wernicke wszyscy przyczynili się do hipotezy „lokalizacji funkcji” w neurobiologii, która sugeruje, że określone części mózgu są odpowiedzialne za określone funkcje, w późnych latach 1800.
Neurobiologia została formalnie ustanowiona jako dyscyplina akademicka w latach 50. i 60. XX wieku. David Rioch, Francis O. Schmitt, James L. McGaugh i Stephen Kuffler byli wśród pierwszych, którzy zintegrowali neurobiologię z instytucjami badań biomedycznych oraz ustanowili programy i wydziały badań nad neurobiologią.
Ten rosnący zainteresowanie doprowadziło do powstania kilku organizacji neurobiologicznych w późnych latach 60., które są nadal obecne. Należą do nich Międzynarodowa Organizacja Badań Mózgu, Międzynarodowe Towarzystwo Neurochemii, Europejskie Towarzystwo Mózg i Zachowanie oraz Towarzystwo Neurobiologii.
Ostatnio z neurobiologii wyłoniło się szereg zastosowanych dyscyplin, takich jak neuromarketing, neuroekonomia, neuroedukacja, neuroetyka i neuroprawo.
Kto odkrył neurobiologie?
Santiago Ramón y Cajal nazywany jest „ojcem neurobiologii” za jego pionierskie badania nad microscopiczną strukturą mózgu. Ramón y Cajal dostarczył dowodów na teorię neuronu, która uznawana jest za fundament nowoczesnej neurobiologii. Udowodnił, że komórki nerwowe są indywidualne i odrębne (w bliskiej odległości), a nie ciągłe, i odkrył stożek wzrostu aksonu (wydłużenie rozwijającego się neuritu w poszukiwaniu swojego celu synaptycznego).
Neurobiologia EEG
Badania neurobiologiczne często wykorzystują techniki neuroobrazowania, takie jak elektroencefalografia (EEG), aby analizować mózg. EEG to proces elektrofizjologiczny, który rejestruje elektryczną aktywność mózgu. Neurobiolodzy mogą analizować dane EEG, aby zrozumieć procesy poznawcze, które leżą u podstaw ludzkiego zachowania. Na przykład, neurobiologowie poznawczy wykorzystali EEG do monitorowania, jak zmienia się aktywność mózgu w odpowiedzi na różne bodźce (cognitive neuroscience).
Ponieważ EEG zapewnia naukowy sposób na badanie informacji zwrotnej i zachowania jednostki, EEG jest również cennym rozwiązaniem dla wglądów konsumenckich. Wykorzystanie technologii neurobiologicznych, takich jak EEG, do badania reakcji konsumentów nazywane jest neurobiologią konsumencką lub neuromarketingiem (marketing neurobiologiczny).
Kliniczne EEG i neurobiologia
Kliniczne EEG i neurobiologia wykorzystują EEG do diagnozowania i monitorowania pacjentów z padaczką, udarem mózgu lub innymi zaburzeniami, w których inne technologie nie mogą być używane z powodu określonych okoliczności (na przykład pacjent z metalowymi fragmentami lub płytkami w głowie nie może poddać się badaniom MRI). EEG jest także wykorzystywane w rehabilitacji lub przywracaniu funkcji u osób cierpiących na paraliż lub zaburzenia motoryczne, dzięki jego wykorzystaniu jako interfejs mózg-komputer. Kliniczne EEG mogą być także stosowane do oceny zaburzeń snu.
Zalety EEG dla badań neurobiologicznych
W porównaniu do funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI), EEG ma bardzo wysoką rozdzielczość temporalną, co oznacza, że może wychwytywać szybkie reakcje mózgu, które zachodzą w tempie milisekund. Pozwala to na bardzo dokładne synchronizowanie tego, co dzieje się w mózgu i w otoczeniu.
Dane EEG są zbierane w sposób nieinwazyjny. W porównaniu, elektrokortykografia wymaga neurochirurgii, aby umieścić elektrody bezpośrednio na powierzchni mózgu.
W przeciwieństwie do metod testowania behawioralnego, EEG może wykrywać ukryte przetwarzanie (przetwarzanie, które nie wymaga reakcji). Może być również używane u osób, które nie mogą dokonać reakcji motorycznych.
Analiza snu EEG może wskazywać ważne aspekty czasowania dojrzewania mózgu.
Nie ma zagrożenia fizycznego wokół maszyny EEG. fRMI i MRI to potężne magnesy, co jest zabronione dla pacjentów z metalowymi elementami lub implantami, takimi jak rozruszniki serca.
Czy EMOTIV oferuje produkty neurobiologiczne?
EMOTIV oferuje szereg produktów neurobiologicznych dla badań akademickich w dziedzinie neurobiologii, badań konsumenckich, wydajności poznawczej, neuromarketingu oraz aplikacji technologii kontrolowanej przez mózg. Rozwiązania neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie neurobiologiczne, oprogramowanie BCI oraz technologię sprzętu EEG.
EmotivPro to rozwiązanie oprogramowania neurobiologicznego do badań i edukacji, umożliwiające użytkownikom analizę danych EEG, wyświetlanie nagrań EEG w czasie rzeczywistym i oznaczanie zdarzeń. EmotivBCI to oprogramowanie interfejsu mózg-komputer, które można wykorzystać do bezpośredniego wdrożenia BCI w komputerze. Dodatkowe narzędzia neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie do wizualizacji mózgu BrainViz.
Produkty neurobiologiczne EMOTIV dla technologii mierzącej mózg są uważane za najbardziej opłacalne i wiarygodne mobilne i bezprzewodowe urządzenia EEG Brainwear® na rynku. Dla badań neurobiologicznych i komercyjnego wykorzystania, nagradzany EMOTIV EPOC+ zestaw słuchawkowy i dziesiąta rocznica EPOC X dostarczają danych mózgowych profesjonalnej jakości. EMOTIV EPOC FLEX kapelusz oferuje wysoką gęstość pokrycia i ruchome czujniki elektroencefalograficzne, które są optymalne do badań neurobiologicznych.
***Zastrzeżenie - Produkty EMOTIV są przeznaczone wyłącznie do zastosowań badawczych i osobistych. Nasze produkty nie są sprzedawane jako urządzenia medyczne, zgodnie z definicją dyrektywy UE 93/42/EEC. Nasze produkty nie są zaprojektowane ani przeznaczone do diagnozowania lub leczenia chorób.
Definicja Neurobiologii
Neurobiologia to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu. Łączy różnorodne dziedziny interdyscyplinarne, w tym medycynę, chemię, psychologię, biologię molekularną, anatomię, fizykę i inne nauki przyrodnicze, aby zrozumieć układ nerwowy.
Czym jest neurobiologia?
Neurobiologia to badanie układu nerwowego oraz tego, jak nerwy wpływają na zachowanie przy użyciu szerokiego zakresu podejść naukowych. Neurobiologia, nazywana również nauką o neuronach, dąży do zrozumienia, jak funkcjonuje, dojrzewa i utrzymuje się system nerwowy - zarówno u zdrowych osób, jak i u osób z zaburzeniami mózgu, psychiatrycznymi lub rozwojowymi. Skupia się głównie na strukturze i rozwoju centralnego układu nerwowego, który składa się z mózgu i rdzenia kręgowego.
Z tego powodu badania neurobiologiczne często koncentrują się na tym, jak mózg wpływa na zachowanie poznawcze i funkcje. Osoby badające neurobiologię nazywane są neurobiologami. Neurobiolog różni się od specjalisty w dziedzinie neurobiologii tym, że „specjalista w dziedzinie neurobiologii” zwykle odnosi się do lekarzy specjalizujących się w leczeniu schorzeń mózgu i kręgosłupa, podczas gdy neurobiolodzy to badacze specjalizujący się w badaniach nad układem nerwowym.
Wykład TED o neurobiologii
Neurobiologia: Badanie mózgu
Neurobiologia jest naszym podstawowym źródłem informacji na temat mózgu i jego wpływu na zachowanie oraz funkcje poznawcze. Dzięki coraz większej liczbie narzędzi, takich jak skany obrazowania rezonansu magnetycznego (MRI), maszyny elektroencefalograficzne (EEG) i technologia obrazowania 3D, ta dziedzina pomaga dekodować skomplikowaną pracę mózgu.
Dlaczego neurobiologia ma znaczenie
Ponieważ neurobiologia ma wpływ na tak szeroki zakres ludzkich funkcji, zrozumienie mózgu odgrywa kluczową rolę w leczeniu i zapobieganiu wielu schorzeniom neurologicznym.
Neurobiologia pomogła poszerzyć naszą wiedzę o różnych zaburzeniach i urazach neurologicznych, w tym:
ADHD
Uzależnienie
Spektrum autyzmu
Udary
Guzy mózgu
Mózgowe porażenie dziecięce
Zespół Downa
Padaczka
Stwardnienie rozsiane
Choroba Parkinsona
Schizofrenia
Rwa kulszowa
Zaburzenia snu
Wiadomości z dziedziny neurobiologii
Oto kilka ostatnich wiadomości i przełomów w dziedzinie neurobiologii, które powinieneś znać.
Naukowcy odkryli system nawigacji w mózgu. W 2005 roku neurobiolodzy odkryli „komórki siatkowate” w korze entorhinalnej, które odgrywają główną rolę w sposobie, w jaki zwierzęta śledzą swoje położenie w przestrzeni — podstawowe zagadnienie dla przetrwania.
Laboratoria neurobiologiczne stosują opto-genetykę. Odkrycie opto-genetyki w 2005 roku, techniki aktywacji neuronów za pomocą światła, dostarczyło laboratoriom neurobiologicznym szczegółowy sposób na badanie roli, jaką wybrane neurony odgrywają w chorobie lub zachowaniu.
Terapia poznawczo-behawioralna zyskuje naukowe uzasadnienie. Meta-analiza z 2012 roku ponad 100 badań znalazła silne podstawy dowodowe dla terapii poznawczo-behawioralnej. CBT okazała się szczególnie wspierająca dla zaburzeń lękowych, zaburzeń somatoformnych, bulimii, problemów z kontrolą gniewu oraz ogólnego stresu.
Naukowcy otwierają barierę krew-mózg. Neurobiolodzy skutecznie przeniknęli przez barierę krew-mózg, sieć komórek, która chroni mózg przed resztą ciała. Podczas gdy bariera zapobiega przedostawaniu się szkodliwych toksyn z krwiobiegu do tkanki mózgowej, utrudnia również dostarczanie leków do mózgu. Bariera krew-mózg została otwarta u ludzi po raz pierwszy w 2015 roku.
Sztuczna inteligencja zasilają implanty neuronowe. Implanty neuronowe mogą zmieniać aktywność elektryczną mózgu, pomagając przywrócić funkcję w obszarach dotkniętych uszkodzeniami mózgu lub zaburzeniami neurologicznymi. W 2017 roku badacze zaprojektowali prototyp nanoskalowego, zasilanego AI implantu neuronowego, który może wzmacniać słabe synapsy u pacjentów z zaburzeniami mózgu.
Interfejsy mózg-komputer posuwają naprzód rehabilitację neurologiczną. Człowiek z porażeniem czterokończynowym, Rodrigo Hübner Mendes, stał się pierwszą osobą, która prowadziła samochód Formuły 1 (F1) używając tylko swoich fal mózgowych w 2017 roku. Było to możliwe dzięki połączeniu interfejsu mózg-komputer (BCI) i nieinwazyjnej technologii EEG. Hübner Mendes nosił zestaw słuchawkowy EMOTIV EPOC+ EEG, podczas gdy komputer pokładowy tłumaczył jego myśli na polecenia do prowadzenia samochodu.
Jak neurobiologia może przyczynić się do wyjaśnienia zachowań?
Badania neurobiologiczne
Badania neurobiologiczne to szybko rozwijająca się dziedzina, ponieważ postępy w dowolnej z głównych gałęzi neurobiologii przyczyniają się do badań w tej dziedzinie jako całości. Obszary badań nad neurobiologią są bardzo różnorodne, ale głównie dotyczą tego, jak funkcje i struktura układu nerwowego odnoszą się do chorób, zachowań i procesów poznawczych.
Neurobiologia dla dzieci wideo
Odpowiadanie na wielkie pytania w neurobiologii
Podczas gdy układ nerwowy odgrywa rolę w niewiarygodnej liczbie funkcji behawioralnych, niektóre z najciekawszych tematów w neurobiologii dzisiaj obejmują neurobiologię i sen, neurobiologię i motywację ludzką, neurobiologię społeczną i neuroekonomię. Badanie tych tematów rzuca światło na to, jak neurobiologia wyjaśnia zachowanie na szerszą skalę.
Neurobiologia i sen
Sen był tradycyjnie badany w ramach kategorii medycyny i psychologii. W miarę jak neurobiologia stawała się ustaloną dziedziną interdyscyplinarną pod koniec XX wieku, badania neurobiologiczne zaczęły zwracać uwagę na sen. Ponieważ zwierzęta potrzebują pewnej ilości snu, aby funkcjonować — na ryzyko dla ich zdrowia — sen jest krytycznym zachowaniem neuronalnym. Neurobiologia snu dąży do zbadania, co stanowi sen, jak sen jest wywoływany, co dzieje się w mózgu podczas snu oraz jak są powodowane i leczone zaburzenia snu.
Jeden typ testu EEG jest specjalnie poświęcony ocenie zaburzeń snu. „Polisomnografia”, czyli badanie snu EEG, jest nocną procedurą, która mierzy aktywność ciała (tętno, oddech i poziom tlenu) podczas wykonywania skanu EEG.
Neurobiologia i motywacja ludzka
Badanie neurobiologii i motywacji ludzkiej bada neurobiologiczne składniki normalnej i abnormalej motywacji. Możesz myśleć o motywacji jako o postawie lub cechie, która opisuje wysoko osiągające jednostki. W rzeczywistości, motywacja jest zachowaniem neurologicznym, które obejmuje procesy biologiczne i psychologiczne.
Na poziomie biologicznym, zwierzęta są zmotywowane do zaspokajania potrzeb życiowych, takich jak pożywienie, schronienie i woda. Na poziomie psychologicznym, wiele czynników może przyczynić się do tego, czy zwierzę utrzymuje motywujący napęd do zaspokajania swoich podstawowych potrzeb. Na przykład, doświadczenie zaburzeń neurologicznych, takich jak depresja i schizofrenia lub choroby takie jak uzależnienie, zakłócają motywację.
Tematy neurobiologiczne do dalszego czytania
Neurobiologia medytacji
Medytacja była przedmiotem setek badań neurobiologicznych. Ponieważ medytacja jest silnie związana z redukcją stresu i lęku, neurobiolodzy są zainteresowani jej wpływem na aktywność mózgu. Wiele badań wykorzystuje techniki rejestracji aktywności mózgu, takie jak EEG i neuroobrazowanie takie jak fMRI, aby zaobserwować, jak medytacja może wpływać na zmiany w aktywności mózgu.
Na przykład, jedno z wcześniejszych badań wykorzystało EEG do rejestracji aktywności mózgu doświadczonych medytujących zen. Badacze zaobserwowali pojawienie się fal alfa, wzrost amplitudy fal alfa, zmniejszenie fal alfa oraz pojawienie się fal theta. Te zmiany w stanach EEG były równoległe do praktykowanego procesu medytacyjnego przedmiotu. Aktywność alfa jest związana ze zrelaksowanym, spokojnym i jasnym stanem umysłu, a aktywność theta u dorosłych jest związana z sennością.
Neurobiologia depresji
Wierzono, że różne struktury w mózgu odgrywają rolę w depresji. Na poziomie biologicznym, neurobiolodzy zidentyfikowali, że niektóre geny mogą wpływać na to, jak podatna jest dana osoba na niskie nastroje i jak reaguje na leki.
Badacze używali technik neuroobrazowania i tomografii, aby zrozumieć, jak depresja wpływa na obszary i funkcje. Skanowanie fMRI może mierzyć zmiany w rejonach mózgu w odpowiedzi na bodźce, a tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT) i tomografia pozytonowa (PET) mogą mierzyć gęstość i rozkład neurotransmiterów.
W depresyjnym mózgu komunikacja między neuronami może być nieregularna — na przykład neuroreceptor może reagować nieskutecznie na neurotransmiter. Ważne jest, aby zauważyć, że depresja może nie być spowodowana tylko niskim poziomem neurotransmiterów. W miarę jak badacze zgłębiają neurobiologię depresji, dostarczają lepszego zrozumienia wielu możliwych przyczyn depresji, w tym traumy, genetyki, stresu i stanów medycznych.
Neurobiologia uzależnienia
Stygmaty społeczne charakteryzowały uzależnienie jako skutek moralnych wad lub słabej woli. Badania nad neurobiologią uzależnienia w ciągu ostatnich 30 lat wykazały, że uzależnienie jest w rzeczywistości przewlekłym zaburzeniem mózgu. Uzależnienie zakłóca system neurokręgów (nazywanych neurokręgi), które są zaangażowane w motywację i nagrodę. Neurobiologia uzależnienia bada procesy neurologiczne leżące u podstaw biologicznych, społecznych i kulturowych czynników, które wpływają na to, jak podatna jest osoba na uzależnienie i nadużywanie substancji.
Film neurobiologia uzależnienia
Neurobiologia muzyki
Neurobiologia muzyki stara się zrozumieć mechanizmy neuronalne zaangażowane w procesy poznawcze związane z słuchaniem, wykonywaniem, komponowaniem i czytaniem muzyki.
Ponieważ muzyka wpływa na nas w tak emocjonalny i fizyczny sposób, przeprowadzono wiele niezależnych badań dotyczących neurobiologii muzyki. Na przykład badacze badali, jak muzyka przyczynia się do przypominania sobie wspomnień u osób cierpiących na demencję lub chorobę Alzheimera.
Neurobiologia muzyki obejmuje również badania rynkowe. Jeden eksperyment zarejestrował dane EEG od trzech znanych norweskich artystów podczas słuchania muzyki z różnych gatunków. Zarejestrowane dane EEG zostały przeanalizowane za pomocą algorytmu w celu wykrycia, czy znani artyści lubieli muzykę, której słuchali. Zobacz wideo poniżej, aby dowiedzieć się, czy Lars Vaular, Ole Paus i Margaret Berger są swoimi ulubionymi muzykami.
Film „Zrozumienie naszej muzycznej estetyki”
Neurobiologia pamięci
Pamięć obejmuje skomplikowane procesy poznawcze i neuronalne, a naukowcy wciąż badają neurobiologię pamięci. Mamy jednak podstawowe zrozumienie, jak doświadczenia są kodowane w mózgu. Nowe wspomnienia powstają, gdy synapsy są zmieniane lub przekierowywane. Hipokamp i obszar parahipokampalny przekształcają krótkoterminowe zdarzenia w długoterminowe wspomnienia. Ciało migdałowate integruje emocje z naszymi przeżyciami.
Neurobiologia świadomości
Świadomość wpływa na ludzkie zachowanie, dlatego neurobiologia dostarcza narzędzia do wyjaśnienia świadomości. Badanie neurobiologii świadomości dąży głównie do odpowiedzi na to, jakie właściwości neuronalne wyjaśniają, kiedy stan jest świadomy lub nie (ogólna świadomość) i które właściwości neuronalne identyfikują podstawy stanu świadomego (specyficzna świadomość).
Dziedziny neurobiologii
Ponieważ neurobiologia jest multidyscyplinarną dziedziną, nowoczesne badania i rozwój można sklasyfikować w wiele różnych dziedzin neurobiologii.
Lista dziedzin neurobiologii:
W następujących sekcjach wyjaśnimy różnice między neurobiologią a psychologią oraz neurobiologią a neurologią, opiszemy główne dziedziny neurobiologii (poznawczej i behawioralnej neurobiologii) i zdefiniujemy inne nowe.
Affective Neuroscience (Neurobiologia emocji)
Behavioral Neuroscience
Cellular Neuroscience
Clinical Neuroscience
Cognitive Neuroscience
Computational Neuroscience
Cultural Neuroscience
Developmental Cognitive
Neuroscience
Developmental Neuroscience
Evolutionary Neuroscience
Educational Neuroscience
Molecular Neuroscience
Medical Neuroscience
Neural engineering
Neuroanatomy
Neurochemistry
Neuroeconomics
Neuroethics
Neuroethology
Neurogastronomy
Neurogenetics
Neuroimaging
Neuroimmunology
Neuroinformatics
Neurolinguistics
Neuromarketing
Neurophysics
Neurophysiology
Neuropsychology
Paleoneurobiologia
Social Neuroscience
Systems Neuroscience
Theoretical Neuroscience
Translational Neuroscience
Jaka jest różnica między neurobiologią a psychologią?
Jak neurobiologia jest związana z psychologią? Przypomnijmy sobie definicję neurobiologii. Jest to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu, podczas gdy psychologia jest abstrakcyjnym badaniem ludzkiego zachowania. Możesz studiować psychologię i uczyć się o ludzkiej naturze, ale bez naukowej wiedzy o tym, jak funkcjonuje mózg, możesz nie otrzymać pełnego obrazu. Naukowcy nadal odkrywają, jak mózg jest zaangażowany w procesy psychologiczne, takie jak osobowość, zachowanie i emocje.
Neurologia a neurobiologia
Neurobiologia dotyczy badania układu nerwowego, podczas gdy neurologia dotyczy jego leczenia medycznego. Neurologia jest obszarem medycyny, który specjalizuje się w centralnym, obwodowym i autonomicznym układzie nerwowym. Neurolodzy to lekarze, którzy diagnozują i leczą schorzenia i zaburzenia nerwowe.
Neurobiologia poznawcza
Neurobiologia poznawcza to poddziedzina neurobiologii, która bada biologiczne procesy leżące u podstaw poznania, szczególnie w odniesieniu do połączeń neuronalnych. Celem neurobiologii poznawczej jest określenie, jak mózg osiąga wykonywane funkcje. Neurobiologia poznawcza jest uważana za gałąź zarówno psychologii, jak i neurobiologii (nauka poznawcza vs neurobiologia), ponieważ łączy nauki biologiczne z naukami behawioralnymi, takimi jak psychiatra i psychologia. Technologie wykorzystywane w badaniach neurobiologicznych, szczególnie neuroobrazowanie, dostarczają wglądu we obserwacje behawioralne, gdy dane behawioralne są niewystarczające.
Przykład neurobiologii poznawczej
Badanie eksperymentów neurobiologii poznawczej jest pomocne do zrozumienia jak działa neurobiologia poznawcza. Niedawny eksperyment nagradzający zbadał rolę dopaminy, neurotransmitera związanego z uczuciami satysfakcji, w podejmowaniu decyzji. Ludzie muszą być w stanie podejmować decyzje, które przynoszą im korzyści, aby przetrwać. Kiedy podejmujemy decyzję, która skutkuje nagrodą, poziom aktywności neuronów dopaminowych wzrasta, a ostatecznie ta reakcja zachodzi nawet w oczekiwaniu na nagrodę.
Ten proces biologiczny jest powodem, dla którego dążymy do coraz większych nagród, takich jak awanse czy stopnie, ponieważ wyższa liczba nagród jest związana z wyższą szansą na przetrwanie. Podejmowanie decyzji to przykład procesu biologicznego, który wpływa na poznanie (przykład neurobiologii poznawczej).
Neurobiologia behawioralna
Neurobiologia behawioralna odkrywa, jak mózg wpływa na zachowanie, stosując biologię do badania fizjologii, genetyki i mechanizmów rozwojowych. Jak sama nazwa wskazuje, ta poddziedzina jest połączeniem neurobiologii i zachowań. Neurobiologia behawioralna skupia się na komórkach nerwowych, neurotransmiterach i obwodach nerwowych, aby zbadać biologiczne procesy leżące u podstaw normalnych i abnormalej zachowań (neurobiologia biologiczna).
Wiele wpływowych eksperymentów neurobiologii behawioralnej doszło do krytycznych wniosków, wykorzystując nie-ludzkie subiekty — często małpy, szczury lub myszy — prowadząc do przypuszczenia, że organizmy ludzkie i nieludzkie mają podobieństwa biologiczne i behawioralne. Neurobiologia behawioralna jest również nazywana psychologią biologiczną, biopsychologią lub psychobiologią.
Neurobiologia obliczeniowa
Neurobiologia obliczeniowa wykorzystuje analizy teoretyczne, symulacje komputerowe i modele matematyczne, aby zrozumieć działanie neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci, a następnie do poziomu poznania i zachowania.
Neurobiologia społeczna
Neurobiologia społeczna bada i wdraża pojęcia biologiczne w celu zrozumienia procesów społecznych i zachowania. Ponieważ ludzie są gatunkiem społecznym, tworzymy jednostki społeczne, takie jak rodziny, społeczności i sąsiedztwa. Neurobiologia społeczna zakłada, że te jednostki społeczne są istotne, ponieważ ich związane z nimi zachowania społeczne pomagają ludziom przetrwać i rozmnażać się.
Neurobiologia kliniczna
Neurobiologia kliniczna bada biologiczne mechanizmy, które leżą u podstaw zaburzeń i chorób nerwowych i dąży do opracowania sposobów diagnozowania i leczenia tych zaburzeń. Neurobiologia kliniczna jest również nazywana medyczną neurobiologią.
Neurobiologia edukacyjna
Neurobiologia edukacyjna bada związek między procesami biologicznymi a edukacją, badając procesy neuronalne zaangażowane w naukę, czytanie, wykonywanie obliczeń i związane z edukacją zaburzenia rozwojowe, takie jak dysleksja i ADHD.
Neurobiologia systemów
Neurobiologia systemów obejmuje badanie, jak komórki nerwowe działają w szlakach nerwowych, obwodach nerwowych i sieciach neuronowych. Neurobiologia systemów dąży do zrozumienia struktury i funkcji mózgu zarówno na poziomie molekularnym, jak i komórkowym (na przykład, jak obwody nerwowe analizują informacje sensoryczne i wykonują konkretne funkcje) oraz na poziomach poznawczym i behawioralnym (jak działa język i pamięć).
Rozwojowa neurobiologia poznawcza
Rozwojowa neurobiologia poznawcza bada procesy psychologiczne i ich podstawy neurologiczne w rozwijającym się umyśle — w tym, jak zmiany biologiczne i środowiskowe wpływają na mózg w miarę starzenia się dzieci.
Rozwojowa neurobiologia
Rozwojowa neurobiologia dostarcza informacji o procesach, które generują i wpływają na układ nerwowy, koncentrując się na jego rozwoju komórkowym i molekularnym głównie w okresie prenatalnym.
Teoretyczna neurobiologia
Termin „Teoretyczna neurobiologia” jest często używany zamiennie z „Obliczeniową neurobiologią” (użycie analizy teoretycznej, symulacji komputerowych i modeli matematycznych w celu zrozumienia funkcji neuronów od poziomu molekularnego i komórkowego do poziomu sieci i poziomu poznania i zachowania). Subtelna różnica między teoretyczną a obliczeniową neurobiologią polega na tym, że teoretyczna neurobiologia podkreśla proponowanie podejść teoretycznych do badania mózgu bardziej niż proponowanie modeli matematycznych i zbierania danych.
Translacyjna neurobiologia
Translacyjna neurobiologia dąży do opracowania aplikacji klinicznych, rozwiązań i terapii dla zaburzeń nerwowych. Te aplikacje obejmują interfejsy mózg-komputer oraz implanty słuchowe i siatkówkowe.
Molekularna neurobiologia
Molekularna neurobiologia stosuje biologię molekularną i genetykę molekularną do badania układu nerwowego. Ta poddziedzina bada, jak neurony reagują na sygnały molekularne, jak aksony formują wzory połączeń oraz molekularne podstawy neuroplastyczności — zdolności mózgu do zmiany samego siebie. Neurobiologia molekularna i komórkowa dąży zarówno do zrozumienia, jak neurony się rozwijają, jak zmiany genetyczne wpływają na funkcje biologiczne. Neurobiologia komórkowa bada neurony na poziomie komórkowym - jak neurony współpracują, jak neurony wpływają na siebie nawzajem i różne rodzaje oraz funkcje neuronów.
Neurobiologia emocji
Neurobiologia emocji, często nazywana neurobiologią afektywną, to badanie mechanizmów neuronalnych emocji. Uważa się, że emocje są bezpośrednio związane ze strukturami w układzie limbicznym w centrum mózgu. Neurobiologia afektywna łączy neurobiologię z psychologią. Na przykład, może badać pokrywanie się mechanizmów neuronalnych i mentalnych między procesami emocjonalnymi i nie-emocjonalnymi, które, do niedawna, badacze uważali za oddzielne procesy poznawcze.
Krótka historia neurobiologii
Najwcześniejsze wkłady w neurobiologię dokonali filozofowie. Aż do 400-300 p.n.e. serce było postrzegane jako źródło świadomości. Hipokrates i Platon zakwestionowali tę ideę, opowiadając się za mózgiem jako aktorem w odczuciu i inteligencji.
Doktor Luigi Galvani odkrył elektryczność zwierzęcą pod koniec XVIII wieku, stając się jednym z pierwszych, który badał sygnały elektryczne z neuronów i mięśni.
Na początku XIX wieku francuski fizjolog Jean Pierre Flourens udoskonalił eksperymentalną ablację (chirurgiczne uszkodzenie mózgu) i był pierwszym, który udowodnił, że umysł znajduje się w mózgu, a nie w sercu. Flourens zaobserwował efekty, jakie wywołuje usunięcie różnych części układu nerwowego.
Wielu naukowców pod koniec XIX wieku przygotowało grunt do zrozumienia aktywności elektrycznej mózgu. Emil du Bois-Reymond wykazał elektryczną naturę sygnału nerwowego, Hermann von Helmholtz zmierzył prędkość sygnału nerwowego, a Richard Caton i Adolf Beck zaobserwowali aktywność elektryczną w półkulach mózgowych królików, małp i psów.
Camillo Golgi opracował metodę barwienia (znaną dziś jako barwienie Golgiego) do wizualizacji tkanek nerwowych pod mikroskopem świetlnym. Technika ta została wykorzystana przez Santiago Ramón y Cajal i doprowadziła do powstania teorii neuronu, koncepcji, że układ nerwowy składa się z pojedynczych komórek. Golgi i Ramón y Cajal później otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1906 roku.
Paul Broca, John Hughlings Jackson i Carl Wernicke wszyscy przyczynili się do hipotezy „lokalizacji funkcji” w neurobiologii, która sugeruje, że określone części mózgu są odpowiedzialne za określone funkcje, w późnych latach 1800.
Neurobiologia została formalnie ustanowiona jako dyscyplina akademicka w latach 50. i 60. XX wieku. David Rioch, Francis O. Schmitt, James L. McGaugh i Stephen Kuffler byli wśród pierwszych, którzy zintegrowali neurobiologię z instytucjami badań biomedycznych oraz ustanowili programy i wydziały badań nad neurobiologią.
Ten rosnący zainteresowanie doprowadziło do powstania kilku organizacji neurobiologicznych w późnych latach 60., które są nadal obecne. Należą do nich Międzynarodowa Organizacja Badań Mózgu, Międzynarodowe Towarzystwo Neurochemii, Europejskie Towarzystwo Mózg i Zachowanie oraz Towarzystwo Neurobiologii.
Ostatnio z neurobiologii wyłoniło się szereg zastosowanych dyscyplin, takich jak neuromarketing, neuroekonomia, neuroedukacja, neuroetyka i neuroprawo.
Kto odkrył neurobiologie?
Santiago Ramón y Cajal nazywany jest „ojcem neurobiologii” za jego pionierskie badania nad microscopiczną strukturą mózgu. Ramón y Cajal dostarczył dowodów na teorię neuronu, która uznawana jest za fundament nowoczesnej neurobiologii. Udowodnił, że komórki nerwowe są indywidualne i odrębne (w bliskiej odległości), a nie ciągłe, i odkrył stożek wzrostu aksonu (wydłużenie rozwijającego się neuritu w poszukiwaniu swojego celu synaptycznego).
Neurobiologia EEG
Badania neurobiologiczne często wykorzystują techniki neuroobrazowania, takie jak elektroencefalografia (EEG), aby analizować mózg. EEG to proces elektrofizjologiczny, który rejestruje elektryczną aktywność mózgu. Neurobiolodzy mogą analizować dane EEG, aby zrozumieć procesy poznawcze, które leżą u podstaw ludzkiego zachowania. Na przykład, neurobiologowie poznawczy wykorzystali EEG do monitorowania, jak zmienia się aktywność mózgu w odpowiedzi na różne bodźce (cognitive neuroscience).
Ponieważ EEG zapewnia naukowy sposób na badanie informacji zwrotnej i zachowania jednostki, EEG jest również cennym rozwiązaniem dla wglądów konsumenckich. Wykorzystanie technologii neurobiologicznych, takich jak EEG, do badania reakcji konsumentów nazywane jest neurobiologią konsumencką lub neuromarketingiem (marketing neurobiologiczny).
Kliniczne EEG i neurobiologia
Kliniczne EEG i neurobiologia wykorzystują EEG do diagnozowania i monitorowania pacjentów z padaczką, udarem mózgu lub innymi zaburzeniami, w których inne technologie nie mogą być używane z powodu określonych okoliczności (na przykład pacjent z metalowymi fragmentami lub płytkami w głowie nie może poddać się badaniom MRI). EEG jest także wykorzystywane w rehabilitacji lub przywracaniu funkcji u osób cierpiących na paraliż lub zaburzenia motoryczne, dzięki jego wykorzystaniu jako interfejs mózg-komputer. Kliniczne EEG mogą być także stosowane do oceny zaburzeń snu.
Zalety EEG dla badań neurobiologicznych
W porównaniu do funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI), EEG ma bardzo wysoką rozdzielczość temporalną, co oznacza, że może wychwytywać szybkie reakcje mózgu, które zachodzą w tempie milisekund. Pozwala to na bardzo dokładne synchronizowanie tego, co dzieje się w mózgu i w otoczeniu.
Dane EEG są zbierane w sposób nieinwazyjny. W porównaniu, elektrokortykografia wymaga neurochirurgii, aby umieścić elektrody bezpośrednio na powierzchni mózgu.
W przeciwieństwie do metod testowania behawioralnego, EEG może wykrywać ukryte przetwarzanie (przetwarzanie, które nie wymaga reakcji). Może być również używane u osób, które nie mogą dokonać reakcji motorycznych.
Analiza snu EEG może wskazywać ważne aspekty czasowania dojrzewania mózgu.
Nie ma zagrożenia fizycznego wokół maszyny EEG. fRMI i MRI to potężne magnesy, co jest zabronione dla pacjentów z metalowymi elementami lub implantami, takimi jak rozruszniki serca.
Czy EMOTIV oferuje produkty neurobiologiczne?
EMOTIV oferuje szereg produktów neurobiologicznych dla badań akademickich w dziedzinie neurobiologii, badań konsumenckich, wydajności poznawczej, neuromarketingu oraz aplikacji technologii kontrolowanej przez mózg. Rozwiązania neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie neurobiologiczne, oprogramowanie BCI oraz technologię sprzętu EEG.
EmotivPro to rozwiązanie oprogramowania neurobiologicznego do badań i edukacji, umożliwiające użytkownikom analizę danych EEG, wyświetlanie nagrań EEG w czasie rzeczywistym i oznaczanie zdarzeń. EmotivBCI to oprogramowanie interfejsu mózg-komputer, które można wykorzystać do bezpośredniego wdrożenia BCI w komputerze. Dodatkowe narzędzia neurobiologiczne EMOTIV obejmują oprogramowanie do wizualizacji mózgu BrainViz.
Produkty neurobiologiczne EMOTIV dla technologii mierzącej mózg są uważane za najbardziej opłacalne i wiarygodne mobilne i bezprzewodowe urządzenia EEG Brainwear® na rynku. Dla badań neurobiologicznych i komercyjnego wykorzystania, nagradzany EMOTIV EPOC+ zestaw słuchawkowy i dziesiąta rocznica EPOC X dostarczają danych mózgowych profesjonalnej jakości. EMOTIV EPOC FLEX kapelusz oferuje wysoką gęstość pokrycia i ruchome czujniki elektroencefalograficzne, które są optymalne do badań neurobiologicznych.
