Анатомия и строение мозга. Как мозг воспринимает информацию?

Головной мозг – орган, отвечающий за координацию и регуляцию всех жизненных функций. Из всех отделов центральной нервной системы мозг является основным. Одна из главных его задач – обработка сенсорной информации, передающейся через органы чувств. Кроме того, он отвечает за контроль над поведением, мышлением, чувствами, движениями, желаниями или, другими словами, за управление всем, что связано с физическим и эмоциональным компонентом человеческой жизни. Мозг обрабатывает сенсорные данные, передающиеся посредством органов чувств, отвечает за координацию движений, память, интеллект, внимание, речь. Другими словами, головной мозг – основной регулятор в организме человека, позволяющий ему жить полноценно.

Именно мозг является регулятором практически всех процессов. Он контролирует работу внутренних органов, объединяя их в единое целое, обеспечивает высшую нервную и психическую деятельность. Составляющими головного мозга выступают нейроны, которые отвечают за формирование электрических импульсов через синаптические связи.

Каждое исследование функций головного мозга приближает нас к пониманию его тайн. Ведь несмотря на значительный прогресс в его изучении, многое в его работе до сих пор остаётся загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований.

Благодаря следующим проектам мы узнаем много полезной информации про мозг: как устроены его анатомия и функционирование, что может повлиять на его работу, какую роль он играет в работе подсознания.

Проект «Анатомия мозга»

Соломою своею
Я думать не умею,
Хотел бы попросить я
У Гудвина этого, как его…
Хотел бы попросить я
У Гудвина ума.

Песенка Пугала из “Волшебника Изумрудного города”

Вы хотите, чтобы изучение нервной системы стало для ребёнка немного повеселее? Во время создания этой шапочки, олицетворяющей мозг, ребёнок сможет с лёгкостью изучить строение мозга человека (с внешней стороны). Вы можете сделать эту модель настолько простой или сложной, насколько пожелаете. Позвольте интересу и энтузиазму ребёнка стать вашим проводником.

Что нам понадобится:

• простая шапочка для купания;
• разноцветные перманентные маркеры;
• медицинский спирт для устранения ошибок.

Ход эксперимента:

1. Вначале пусть ученик обозначит и подпишет три главные части человеческого мозга: большой мозг, мозжечок, ствол головного мозга. Главные участки нужно подписать чёрным перманентным маркером.
2. Объясните ребёнку, что большой мозг – самая крупная часть головного мозга, которая отвечает за сознательную деятельность, сенсорную интерпретацию и рассудительность. Возможно, позже вы захотите выделить подразделы.
3. Расскажите ребёнку, что мозжечок – второй по величине регион головного мозга, который главным образом относится к координированию произвольных движений и речи.
4. Затем, объясните, что ствол головного мозга контролирует некоторые важные функции, такие как частота сердечного ритма и дыхание. Он связывает головной и спинной мозг.
5. Предложите ребёнку закрасить области мозга разными цветами. Учитывая, что перманентный маркер может растекаться, лучше всего записывать названия чёрным маркером, оставляя незаполненное пространство вокруг надписей.
6. И окончательный этап в этом проекте по анатомии головного мозга. Пусть ученик возьмёт чёрную ручку и обозначит извилины, которые помогают много думать, несмотря на маленькое пространство.

Вывод:

Если ребёнок хочется узнать больше про строение головного мозга, попросите его обозначить внутренние части мозга на другой стороне шапочки. Например, можно добавить следующие мозговые области:

Фронтальная доля: связана с планированием движений, памятью и самоконтролем.

Теменная доля: органы чувств.

Височная доля: слух.

Затылочная часть: зрение.

Проект «Как мозг воспринимает информацию»

Мозг перерабатывает информацию различными способами, но что, если бы вам пришлось одновременно работать над несколькими задачами? В этом проекте вы сможете высказать собственное предположение.

Предложите теорию, как наш мозг воспринимает информацию. Проведите эксперимент, используя слух и письмо. Возможно, вы сможете понять, каким образом функционирует мозг и как он перерабатывает информацию.

Главная концепция – понаблюдать, как работает мозг во время концентрации на одном деле, и как меняется качество работы в связи с отвлекающими факторами.

Что нам понадобится:

• вы сами;
• два добровольца;
• карандаш;
• бумага.

Ход эксперимента:

1. Упражнения для рук. Подготовьте карандаш и бумагу для письма, а затем сядьте.
2. Вы будете диктовать слова, а ваш доброволец — записывать их. Как только вы начнёте, тот, кто пишет, должен сконцентрироваться на написании двух слов, меняя их местами до тех пор, пока вы не завершите упражнение. Время написания должно составлять около 15 секунд.
3. Должно получиться приблизительно следующее:
   1. Яблоко
   2. Апельсин
   3. Яблоко
   4. Апельсин
   5. Яблоко
   6. Апельсин и так далее…
4. Запишите данные, включая эту информацию:
   1. Пропущенные слова.
   2. Неверный порядок.
   3. Неверное правописание.
5. Сделайте то же самое, но на этот раз один из добровольцев должен говорить что-то вслух, отвлекая вас и второго добровольца в процессе выполнения упражнения.
6. Запишите полученные результаты после завершения. В том числе информацию из п.4.
7. Повторите упражнение, но теперь ассистент должен произносить слова шёпотом, находясь на достаточно близком расстоянии к тому, кто записывает слова.
8. Запишите полученные данные. В том числе информацию из п.4.
9. Упражнение для слуха. Сядьте с другим участником эксперимента лицом друг к другу. Ваш напарник будет говорить слова, а вы должны повторять.
   1. Пример: ассистент говорит «яблоко».
   2. Вы повторяете: яблоко.
   3. Ассистент говорит: апельсин.
   4. Вы говорите: апельсин.
10. Продолжайте 15 секунд. Затем запишите полученные результаты с учётом следующей информации:
    1. Любые слова, на которых вы запнулись.
    2. Неправильные слова.
    3. Слишком большая пауза перед повторением слова.
    4. Просьба повторить слово.
11. Теперь второй участник должен стать напротив первого. Он должен говорить что-то, чтобы отвлечь вас во время выполнения упражнения, описанного выше.
12. Запишите полученные данные, учитывая следующую информацию:
    1. Любые слова, на которых вы запнулись.
    2. Неправильные слова.
    3. Слишком большая пауза перед повторением слова.
    4. Просьба повторить слово.

Вывод:

Что произошло во время выполнения упражнения для рук? Что произошло во время выполнения упражнений на слух? Какова ваша теория?

Проект «Отличия правого и левого полушария мозга»

Ученики попытаются определить, до какой степени два полушария головного мозга отличаются. Есть ли определённое разделение функций? Правда ли, что разные полушария отвечают за определённые функции, такие как речь, логическое мышление, числовые вычисления, рисование, творчество и эмоции? Можно ли утверждать, что все люди делятся на «правополушарных» и «левополушарных»? Может ли головной мозг приспособиться после повреждения определённых участков? Упорядочивает ли мозг свою деятельность в случае дефектов? Как понимать феномен латерализации функций головного мозга: это популярный миф или обоснованный факт? Эти вопросы следует включить в исследование.

Более того, во время поиска доказательств ученики будут пересматривать сайты и страницы нейробиологов. Они смогут познакомиться с вопросами исследований и узнать о различных важных факторах/переменных. Они будут находить надёжные данные для дальнейшего обоснования различных предположений.

Цель – выяснить, что такое латерализация функций головного мозга и насколько она реальна.

Что нам понадобится:

• тексты, уроки, статьи о специализации / латерализации мозга.

Ход эксперимента:

1. Вот ваш сценарий. Научный отдел вашей школы принял решение создать «Научный Журнал», где будут собраны результаты экспериментальных исследований, которые проводятся учениками. Журнал будет публиковаться два раза в год, в январе и июне. Учитывая растущий интерес к нейробиологии, а особенно к области знаний о мозге, вам дали задание написать первую статью в этой серии. Вопрос, который вам предстоит рассмотреть: «Латерализация функций головного мозга: правда или вымысел?»
2. Вы можете использовать вопросы для исследования, которые приведены выше. Они помогут вам направить свои исследования в нужное русло.
3. Также вы можете включить иллюстрации мозга, полушарий, различных зон (области Вернике и области Брока).
4. Основываясь на результатах своих исследований, озвучьте один или два вопроса, которые вы хотите рассмотреть в следующем году на базе эксперимента.
5. Напишите статью. Включите библиографию. Возможно, вы захотите воспроизвести иллюстрации для своих одноклассников.

Вывод:

Есть ли разделение между функциями человеческого организма, за которые отвечает правое полушарие мозга и левое полушарие мозга?

Проект «Изучение нейронов мозга»

Нейрофизиология – это раздел физиологии, изучающий функции нервной системы. Психофизиология – это область междисциплинарных исследований на стыке психологии и нейрофизиологии. Изучает соотношение мозга и психики, роль биологических факторов, в том числе, нервной системы в выполнении психической деятельности.

Нейрон – специализированная клетка, которая отправляет химические сообщения, передаваемые между головным, спинным мозгом и нервной системой. Аксон – нитеподобный отросток, который передаёт информацию от одного нейрона к другому. Дендрит – разветвлённый отросток нейрона, который принимает информацию от других нейронов. Синапс – место контакта между двумя нейронами. Первое представление о синапсе было сформулировано в конце XIX века, а его строение было изучено только в начале XX века. Нервный импульс – это электрический сигнал, распространяющийся по аксонам нервных клеток.

Наша центральная нервная система, включая головной и спинной мозг, контролирует движение во всём теле. Определённые клетки, называемые нейронами, взаимодействуют с головным и спинным мозгом, а также с нервными клетками. Нейроны содержат три главных компонента: тело клетки, аксон, дендриты. К тому же они включают много специальных компонентов, таких как ядро и миелиновая оболочка. Ядро – контролирует центр клетки и хранит всю генетическую информацию. Миелиновая оболочка – это изолирующая система для аксона. Разные виды нейронов взаимодействуют друг с другом, отправляя специальные химические элементы, нейротрансмиттеры, а также с аксонами одной клетки и дендритами других клеток.

Цель – понять, что такое нейрон, как биология описывает его строение, функции, а также ключевые компоненты.

Что нам понадобится:

• чистый белый лист бумаги;
• маркеры, цветные карандаши или мелки;
• разные конфеты (совет: тонкие палочки подойдут для дендритов, а толстые – для миелиновой оболочки);
• глазировка (совет: из глазури для пряников получается хороший «клей»);
• зубочистки, кнопки, булавки или клейкая лента;
• ножницы;
• вощёная бумага или смесь для шоколадного пирожного/кекса (чтобы узнать подробнее, смотрите раздел «Ход эксперимента»);
• картон.

Ход эксперимента:

1. Соберите несколько картинок с изображением нейронов, которые отличаются разной степенью детализации.
2. Выберите уровень детализации, который вы хотели бы представить. Нарисуйте эту версию на чистом листе бумаги.
3. Возьмите этот листок на кухню или в магазин, чтобы подобрать подходящие по виду детали модели нейрона.
4. Отрежьте необходимое количество вощёной бумаги.
5. Расположите конфеты на бумаге, прикрепите их при помощи глазури. Оставьте на некоторое время, чтобы глазурь подсохла, а затем прикрепите вощёную бумагу на картон для презентации.
6. Альтернативный вариант: Вместо «приклеивания» конфет на вощёную бумагу, вы можете прикрепить их к тонкому слою кекса или противню с пирожными. Презентация зависит от личных предпочтений и желания полакомиться конечным продуктом.
7. Вырежьте ярлыки. Прикрепите их к диаграмме, используя кнопки или клейкую ленту (если вы взяли вощёную бумагу). Или же используйте зубочистки или булавки, если выбрали кексы.
8. Соберите дополнительные компоненты нейронов (кусочки конфет) в нескольких мисках. Промаркируйте каждую миску, укажите главные функции каждого компонента. Выставьте эти миски на презентации вместе с диаграммами и дайте возможность зрителям попробовать на вкус.

Вывод:

Опишите центральную нервную систему. Какова главная роль нейрона? Каковы ключевые компоненты? Каковы главные функции для каждого ключевого компонента нейрона? Как осуществляется работа нейронов? Что препятствует этому взаимодействию? Сколько нейронов в нашем теле? Появляются ли новые нейроны на протяжении жизни?

Проект «Влияние температуры на работу мозга»

Определённые условия окружающей среды могут повышать уровень концентрации и качество выполнения. В этом эксперименте ученики смогут определить, действительно ли температура воздуха влияет на функционирование мозга человека. Как изменятся скорость и точность в работе участников эксперимента, которые выполняют умственные задачи?

С помощью этого эксперимента вы узнаете, действительно ли температура влияет на ваши способности выполнять умственные задачи.

Что нам понадобится:

• одна небольшая комната;
• термометр;
• кондиционер;
• обогреватель;
• приблизительно 20 участников эксперимента;
• несколько задач на умственную деятельность (например, судоку среднего уровня сложности, пазл из 50 фрагментов, тест на умножение и т.д.);
• компьютер;
• принтер;
• блокнот для анализа результатов.

Ход эксперимента:

1. Соберите несколько умственных задач для участников эксперимента. Каждое задание, которое вы составили, должно меняться по мере перемещения участников. Тесты должны отличаться, но постарайтесь не менять уровень сложности.
2. Охладите помещение до 18°С.
3. Запишите, сколько времени потребуется участникам, чтобы выполнить каждую задачу в прохладной комнате. Оцените результаты каждого участника и укажите точное время.
4. Включите обогреватель, повысьте температуру воздуха в помещении до 30°С.
5. Повторите шаг 3 в жаркой комнате с другими 10 участниками.
6. На следующий день повторите шаги 2 и 3. На этот раз группа, которая работала в тёплой комнате, должна пройти тесты в холодном помещении.
7. Каждый раз, когда вы меняете комнаты, не забывайте вносить небольшие изменения в умственные задачи, чтобы они казались «новыми».
8. Повторите шаги 4 и 5. Группа, которая работала в холодной комнате за день до этого, теперь должна проходить тесты в тёплой комнате.
9. Проанализируйте полученные данные. Сравните результаты тестов участников в тёплой и холодной среде. В какой среде участники выполняли задачи быстрее? Какой процент участников, которые выполнили задачи быстрее в холодной комнате? Насколько точно были решены задачи? Как насчёт тёплой среды? Она замедляет или ускоряет выполнение заданий?

Вывод:

Влияет ли температура на умственные способности?

Проект «Влияние сахара на функционирование мозга»

Влияние сахара на человеческий мозг находится под пристальным вниманием. Ведется немало споров на эту тему. В некоторых школах сахар запрещён, так как его не относят к полезным продуктам.

С помощью этого проекта мы изучим, как взаимосвязаны еда и мозг, а также постараемся понять, что углеводы делают со здоровьем мышлением и памятью. Действительно сахар делает детей гиперактивными? Или наоборот, снижает внимательность? Правда ли, что сахар улучшает способность удерживать внимание на протяжении определённого времени и повышает коэффициент интеллекта?

Цель – понять, как сахар влияет на химию мозга.

Что нам понадобится:

• IQ тест;
• тест для определения уровня концентрации и сосредоточенности.

Ход эксперимента:

1. Найдите группу участников для проведения этого эксперимента.
2. Поделите группу на две части. Попросите участников проследить за своим рационом питания в течение дня.
   • Проинструктируйте группу А не есть ничего, что содержит сахар.
   • Проинструктируйте группу Б. Они могут употреблять всё, что захотят.
3. Через день проведите тест на определение коэффициента интеллекта и тест на концентрацию. Попросите каждого участника предоставить список продуктов, которые он употреблял на протяжении предыдущего дня.
   • Подсчитайте уровень сахара в каждом продукте из списка.
   • Укажите результаты тестов IQ и концентрации.

Вывод:

Как можно протестировать концентрацию? Как проверить IQ? Какое влияние сахар оказывает на мозг? Какое количество сахара (в среднем) потребляет каждый человек в России? Как сахар влияет на IQ человека? Как сахар влияет на концентрацию? Вы можете предположить, какие существуют полезные продукты для работы мозга?

Проект «Влияние игры в шахматы на когнитивное функционирование мозга»

О полезности игры в шахматы для работы мозга говорилось неоднократно. Считается, что этот процесс позволяет улучшить когнитивные способности, такие как критическое мышление или распознавание образов. Но так ли это? Игра в шахматы действительно улучшает когнитивные способности? Если да, это поможет повысить оценки. С помощью этого эксперимента вы постараетесь узнать, действительно ли эта теория правдива.

Цель – определить, помогает ли игра в шахматы повысить способности в академической сфере.

Что нам понадобится:

• компьютер с доступом в интернет;
• цветной принтер;
• цифровой фотоаппарат;
• обычные офисные принадлежности (бумага, картон, клей и т.д.);
• 40 учеников добровольцев (до 18), которые не умеют играть в шахматы;
• 20 стандартных турнирных наборов шахмат;
• 20 шахматных досок;
• официальная копия стандартных правил игры в шахматы.

Ход эксперимента:

1. Найдите интересные материалы, связанные с шахматами. Распечатайте их.
2. Во время проведения эксперимента делайте фотографии.
3. Найдите 40 учеников добровольцев, которые не умеют играть в шахматы.
4. Запишите средний балл успеваемости каждого участника. Также запишите средние баллы по предметам.
5. В произвольном порядке поделите участников на две группы. Подсчитайте средний балл (общий и отдельно по предметам) для каждой группы.
6. Одна группа должна изучить правила игры в шахматы и начать практиковаться по часу в день, пять дней в неделю, на протяжении восьми недель.
7. В следующий раз снова проанализируйте успеваемость всех участников и подсчитайте средний балл. Сравните успеваемость участников из разных групп.
8. Проанализируйте полученные данные.
9. Изложите полученные данные в детальном отчёте.
10. Включите интересные фотографии, диаграммы и модели в экспозицию вашей научной выставки.

Вывод:

Как игра в шахматы влияет на функционирование человеческого головного мозга?

Проект «Экстрасенсорное восприятие»

Во время эксперимента Ганзфельда участники помещаются в состояние сенсорной депривации. Эта методика используется в парапсихологии для определения наличия экстрасенсорных способностей. Во время этого проекта вы воссоздадите эксперимент Ганзфельда и определите наличие экстрасенсорных способностей.

Главная цель этого проекта – провести эксперимент Ганзфельда и определить наличие экстрасенсорных способностей участников.

Что нам понадобится:

• участники эксперимента;
• удобный стул;
• повязка на глаза;
• лампа;
• красная светодиодная лампочка;
• наушники;
• запись звука белого шума для воспроизведения;
• секундомер;
• блокнот для записей результатов.

Ход эксперимента:

1. Выберите “получателя” и “отправителя.”
2. Усадите получателя в комфортном кресле. Завяжите ему глаза и дайте наушники, включив в плеере белый шум. Направьте красный свет на получателя.
3. Попросите отправителя выбрать «цель», которая будет отправлена получателю.
4. Отправитель должен наблюдать за получателем на протяжении 30 минут, стараясь мысленно отправлять ему изображение выбранной цели.
5. Попросите получателя описать всё, что он видел на протяжении 30 минут.
6. Запишите в блокнот всё, что описал получатель.
7. Через 30 минут освободите получателя из камеры сенсорной депривации и предложите ему выбрать одну из четырёх «целей».
8. Попросите его выбрать тот объект, который больше всего напоминает увиденное ранее в состоянии сенсорной депривации.
9. Запишите, действительно ли получателю удалось определить правильную цель.
10. Повторите шаги 1-9 с другими людьми. Возможно, стоит попробовать подбирать пары среди участников, которые каким-то образом взаимосвязаны между собой (например, родственников или друзей).
11. Насколько часто получатели определяли цель правильно? Вероятнее всего, что успех оставляет 25%. Или в вашем случае процент успеха был выше?

Вывод:

Можно ли во время проведения эксперимента выявить экстрасенсорные способности?

Проект «Как работают подсознательные сообщения»

Подсознание – это психические процессы, протекающих без прямого отображения их в сознании и помимо прямого сознательного управления.

Этот эксперимент поможет определить, действительно ли сообщения, направленные на подсознательное воздействие, влияют на поведение людей и принятие решений. Правда ли, что люди определённого типа больше подвержены влиянию сообщений такого рода?

Во время этого эксперимента ученики будут создавать музыку, передавая подсознательные сигналы и пытаясь повлиять на решение других людей.

Что нам понадобится:

• компьютер;
• принтер;
• программа для записей сообщений, нацеленных на подсознание;
• музыка;
• MP3 плеер;
• около 30 участников.

Ход эксперимента:

1. Пригласите участников для проведения эксперимента. Должны быть люди из разных возрастных групп и разного пола.
2. Используйте простые фразы для использования в качестве сообщений, воздействующих на подсознание. Несколько примеров подобных фраз:
   1. Я голодный.
   2. Я чувствую себя очень бодро.
   3. Сегодня я очень счастлив и полон надежд.
3. Найдите подходящую программу для записи обращения, направленного на подсознание.
4. Используя программу для записывания сообщений, направленных на подсознательное воздействие, добавьте собственные сообщения к песне, которые вы выбрали. Подбирайте приятные и лёгкие для восприятия песни.
5. Составьте список вопросов для участников, который они будут заполнять до и после прослушивания записанной песни. Включите несколько вопросов, которые помогут оценить действие подсознательного сообщения. Например, если вы выбрали сообщение «Я голоден», тогда в опроснике должен быть пункт: «Оцените своё чувство голода по шкале от 1 до 10». Убедитесь, что включили широкий ряд вопросов, чтобы нужное сообщение не было таким заметным.
6. Попросите половину участников пройти опрос, прослушать песню с подсознательным посланием и пройти опрос ещё раз.
7. Попросите другую половину участников пройти опрос, прослушать ту же самую песню, но без сообщения, направленного на подсознание, а затем снова пройти опрос.
8. Проанализируйте результаты. Повлияло ли на участников прослушивание песни с подсознательным посланием? Сколько участников уловили сообщение и изменили свои ответы после прослушивания? Какое процентное соотношение этих участников? Вы можете продолжить исследование и разделить каждую группу на мужчин и женщин, или по возрасту. Возможно, люди определённого возраста или пола больше подвержены влиянию подобных сообщений, направленных на подсознание.

Вывод:

Можно ли при помощи подсознательных сообщений влиять на людей? Можно ли утверждать, что люди определённого типа более подвержены влиянию при помощи сообщений, нацеленных на подсознание?

Заключение

Настало время подвести итоги проведенных проектов. Теперь вы знаете много интересной информации о мозге: как он устроен, какие существуют особенности в его работе, как взаимосвязаны еда и мозг, что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью. Продолжайте изучение это увлекательной темы и проведите более детальные исследования, например, о влиянии пищи на работу мозга или о том, как функционирует правое полушарие мозга и левое полушарие мозга, и есть ли между ними какие-либо различия.