Neuroscience For Kids

Kako, Šta i Ko u Neuronauci

Šta je neuron? Šta neuronaučnici rade? Koliko je velik mozak? Koliko neurona sadrži?
Koliko je velik mozak kada se uporedi sa ostatkom tela?
Koliko je dugačka kičmena moždina? Koliko brzo putuje informacija?
Ko je bio prvi neuronaučnik?

Šta

Šta je neuron?

Neuron je nervna ćelija. Mozak je sačinjen od otprilike 100 biliona neurona.

Neuroni su slični ostalim ćelijama u telu na sledeće načine:

Neuroni su okruženi membranom.
Neuroni imaju nukleus koji sadrži gene.
Neuroni sadrže citoplazmu, mitohondrije i druge "organele".

Ipak, neuroni se razlikuju od ostalih ćelija u telu na sledeće načine:

Neuroni imaju specijalizovane nastavke nazvane dendriti i aksoni. Dendriti donose infromacije ka telu ćelije dok aksoni odvode informacije od tela ćelije.
Neuroni komuniciraju pomoću elektrohemijskih procesa.
Neuroni formiraju specijalizovane veze nazvane "sinapse" i proizvode specijalne hemijske produkte nazvane "neurotransmiteri" koji se otpuštaju na sinapsi.

Postoji otprilike 1 kvadrilion sinapsi u ljudskom mozgu, što predstavlja 1 000 000 000 000 000 sinapsi! Ovo bi bilo otprilike pola biliona sinapsi po kubnom milimetru. (Statistic from Changeux, J-P. and Ricoeur, P., What Makes Us Think?, Princeton: Princeton University Press, 2000, p. 78)

Vrste neurona

Šta stoji iza fraze: "Koristimo samo 10% mozga" Da li je ovo istinito?

Ne...nije istinito. Koristimo ceo mozak. Napravio sam posebnu stranu nazvanu Da li koristiomo samo 10% mozga koja detaljnije razmatra ovo pitanje.

Koliko

Koliko je velik mozak? Koliko je težak mozak? Mozak odraslog čoveka je težak izmedu 1300g i 1400g (oko 1,36 kg). Novorodeni ljudski mozak teži izmedu 350 i 400g. Za poredenje:

Mozak slona = 6000g
Mozak šimpanze = 420g
Mozak rezus majmuna = 95g
Mozak bigl psa = 72g
Mačji mozak = 30g
Mozak pacova= 2g

Koliko neurona (nevnih ćelija) postoji u mozgu? Koliko su velike?

Postoji otprilike 100 biliona (100, 000, 000,000) neurona u ljudskom mozgu. Da bi stvorili ideju koliko je 100 biliona, razmišljajte ovako: Recimo da nameravate da izbrojite svih 100 biliona ćelija brznom od 1 ćelije po sekundi. Koliko dugo bi vam bilo potrebno da izbrojite svih 100 biliona ćelija? Moji proračuni kažu da bi vam bilo potrebno 3,171 godina! Uradite proračun sami. (Evo pomoći oko matematike: postoji 60 sekundi u minutu; 60 minuta u satu; 24 sata u danu; 365 dana u godini.) Usput, moji proračuni NISU uzeli u obzir "prestupne godine". Zapravo, bilo bi potrebno mnogo duže vreme od 3,171 godina pošto se veliki brojevi izgovaraju duže od 1 sekunde.

Postoji još jedan način da se razmišlja o 100 biliona:

Pretpostavite da je ćelijsko telo neurona široko 10 mikrona (ovo je samo pretpostavka pošto se neuroni javljaju u mnogo različitih veličina. Ipak, 10 mikrona je malo; manje nego tačka na kraju ove rečenice.) Ok ako ste u mogućnosti da poredate u jednu pravu liniju svih 100 biliona neurona, koliko dugačka bi bila? Proverite uz pomoć matematike!!

1 neuron = 10 mikrona širine
10 neurona = 100 mirkona širine
100 neurona = 1000 mirkona širine = 1 mm širine
1,000 neurona = 10 mm širine = 1 cm širine
100,000,000 neurona = 1000 m = 1 km
10,000,000,000 neurona = 100 km
100,000,000,000 neurona = 1000 km (oko 600 milja)

Iako bi neuroni poredani jedan pored drugog mogli da se rastegnu 1000 km, linija bi bila samo 10 mikrona široka... nevidljiva golom oku!!!

Da bi dobili ideju koliko je mali neuron, hajde da uradimo malo matematike:

Tačka iznad ovog "i" je otprilike 0.5 mm (500 mikrona ili 0.02 in) prečnika. Stoga, ako pretpostavite da je neuron prečnika 10 mikrona, mogli bi poredati 50 neurona jedan pored drugog duž prečnika ove tačke. Ipak, tu bi mogli poredati samo 5 velikih neurona (prečnika 100 mikrona).

Koliko je dugačak neuron?

Pojedini neuroni su veoma kratki... dužine manje od milimetra. Pojedini su veoma dugački... metar ili više! Akson motornog neurona u kičmenoj moždini koji inerviše mišić stopala može biti dugačak oko 1 metar (3 stope).

Razmislite koliko bi bio dugačak akson motornog neurona ako bi želeli da napravimo njegov model. Telo nervne ćelije motornog neurona je prečnika otprilike 100 mikrona (0.1 milimetar) i kao što već sada znate, akson je otprilike 1 metar (1,000 milimetara) dužine. Tako, akson motornog neurona je 10,000 duži od širine tela nervne ćelije. Ako koristite lopticu za stoni tenis (prečnik = ~3.8 cm ili 1.5 inča) da bi napravili model tela ćelije, vaš akson bi trebao biti dužine 38.000 cm (380 metara) ili 1,247 stopa. Ako koristite loptu za košarku (prečnik = ~24 cm ili 9.5 inča) kao ćelijsko telo, onda bi vaš akson trebao biti dužine 240,000 cm (2.4 km) ili 7874 stopa (1.49 milja)!

Koliko je veliki mozak u odnosu na ostatak tela?

Ako pretpostavite da je prosečna osoba 150 funti (68 kg) i da je prosečna težina mozga 3 ibs (1.36 kg), onda mozak čini 2% totalne telesne težine.

Koliko je dugačka kičmena moždina i koliko je teška?

Prosečna kičmena moždina je dugačka 45 cm kod muškaraca i 43 cm kod žena. Kičmena moždina je teška otprilike 35g.

Koliko brzo informacija putuje kroz nervni sistem?

Informacija putuje različitim brzinama kroz različite neurone. Prenos može biti spor kao 0.5 metara/ sekundi ili brz kao 120 metara/sekunci. Putovanje od 120 meatara/sec je isto kao i kretanje brzinom 268 milja/času (431 km/h)!!! Proverite računicu sami. Više o brzini signala u nevnom sistemu.

Više Sta, i neki Ko, Zašto i Koliko?

Šta proučavaju neuronaučnici?

Možda je najbolji način da se opiše šta proučavaju neuronaučnici navodenje "nivoa" na kojima eksperimenti mogu biti sprovedeni:

Nivo ponašanja: proučavanje neuralnih osnova ponašanja. Drugim rečima, šta nagoni ljude i životinje da čine stvari koje čine.
Nivo sistema: proučava različite delove nervnog sistema kao što su vizelni ili auditivni sistemi. Ovo može uključiti ispitivanje koji delovi mozga su povezani.
Lokalni nivo kola (neuralnih puteva): ispituje funkciju grupa neurona (nervnih ćelija).
Nivo pojedinačnog neurona: ispituje kako se pojedini neuroni ponašaju u odnosu na neki "dogadaj". Takode bi se moglo proučavati šta je sadržano unutar neurona (proučavanje neurotransmitera).
Sinaptički nivo: proučava šta se dešava na sinapsi.
Nivo membrane: proučava šta se dešava na jonskim kanalima neuralne membrane.
Genetički nivo: proučava genetičke osnove neuralnih funkcija.

Kako se postaje neuronaučnik? Koliko dugo je potrebno ići u školu?

Prvo, potrebni je da završite srednju školu... tako da bi to od 1. osnovne do 4. sredenje škole iznosilo 12 godina.
Drugo, dobijate univerzitetsku diplomu... najmanje dodatnih 4 godine školovanja.
Treće, ili idete na postdiplomske studije ka doktoratu (Ph.d) ili doktoratu na medicini (M.D).... najmanje dodatnih 4 godine obrazovanja.

Hajde da saberemo : 12 godina + 4 godine + 4 godine = 20 godina

To je 20 godina školovanja. Dok se nalazite na postdiplomskim studijama možete nazvati sebe neuronaučnikom pod treningom. Pošto steknete Ph.D ili M.D. možete nazvati sebe "neuronaučnikom". Neki ljudi se vrate na fakultet i steknu još jednu diplomu tako da imaju i Ph.D. i M.D. diplomu. Većina ljudi nastavi obučavanje u različitim laboratorijama pošto steknu Ph.D ili M.D. diplomu. Ovaj period je nazvan postdoktoral trening gde neuronaučnici uče nove metode i tehnike. On obično traje 2-4 godine. Većina neuronaučnika se nada da će se zaposliti na Univerzitetu, bolnici ili kompaniji posle postdoktorskog perioda treninga. Da bi saznali više o tome kako postati neuronaučnik, pročitajte Još jedan dan, još jedan neuron, kratak esej koji sam napisao za Genentech Access Excellence Web site.

Šta neuronaučnici rade kada rade?

Različiti neuronaučnici imaju različite razloge za rad na ovim poslovima. Ipak, siguran sam da su pojedini naučnici motivisani radoznalošću da nauče više o mozgu. Neuronaučnici bi takode voleli da pronadu tretmane i lekove za bolesti koje pogadaju nervni sistem. Neurološke bolesti pogode više od 50 miliona amerikanaca svake godine - što košta više od biliona dolara svake godine. Ovde možete naći više informacija o nekima od glavnih bolesti nervnog sistema (iz činjenice o mozgu, Društvo za neuronauku i druge izvore uključujući Američku akademiju za neurologiju)

Najbitnije bolesti nervnog sistema

Bolest Broj slučajeva Godišnji troškovi

Hronični bol	97,000,000	100 biliona dolara
Gubitak sluha	28,000,000	56 biliona dolara
Depresivni poremećaji	20,500,000	44 biliona dolara
Alzhajmerova bolest	4,5000,000	100 biliona dolara
Srčani udar	4,700,000	51 bilion dolara
Epilepsija	2,500,000	3,5 biliona dolara
Traumatska povreda glave	5,000,000	56,3 biliona dolara
Huntingtonova bolest	30,000	2 biliona dolara
Shizofrenija	2,000,000	32,5 biliona dolara
Parkinsonova bolest	1,000.000-2,000,000	25 biliona dolara
Multipla skleroza	2,500,000	9,5 biliona dolara
Traumatska povreda	250,000	10 biliona dolara

Ko je bio prvi neuronaučnik?

Hmm... Mislim da zapravo niko ne zna odgovor na ovo pitanje. Evo ga moje mišljenje. Neke lobanje koje su stare najmanje 10,000 godina sadrže neobične rupe. Naučnici veruju da su ove rupe izbušene namerno da bi pustili "loše duhove da izadu". Ovo nagoveštava da su ti ljudi verovali da su glava ili mozak imali neku važnost za zdravlje ili dobro stanje. Možda bi se ovi ljudi mogli smatrati prvim neuronaučnicima.

Prva zabeležena upotreba reči "mozak" pripada starim Egipćanima. Reč za "mozak" i druge "neuro" reči se pojavljuje u Hirurškom papirusu Edvina Smita koji je napisan od strane nepoznatog egipatskog hirurga oko 1,700 stare ere.

Sokrat (469-399 p.n.e.) i Aristotel (384-322 p.n.e.) su bili rani "mislioci" koji su pisali o mozgu i umu. Ipak, Aristotel je verovao da je srce a ne mozak važno za inteligenciju. Galen (129 - 199) je bio još jedan rani neuronaučnik. Leonardo da Vinči (1452-1519), koji je živeo mnogo kasnije, takode može biti smatran neuronaučnikom. Ako ste zainteresovani da saznate više o istoriji neuronauke, probajte Prekretnice u neuronaučnim istraživanjima.

Koliko istraživačkih radova o mozgu je objavljeno svake godine?

Za 2009, pretraživanje PubMed-a koristeći reč "mozak" pokazuje da je objavljeno 58,459 radova.

Za 2008, pretraživanje PubMed-a koristeći reč "mozak" pokazuje da je objavljeno 55,874 radova.

Za 2007, pretraživanje PubMed-a koristeći reč "mozak" pokazuje da je objavljeno 53,258 radova.

Za 2006, pretraživanje PubMed-a koristeći reč "mozak" pokazuje da je objavljeno 51,163 radova.