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Newberg - o mistério de Deus e a ciência do cérebro. O mistério de Deus e a ciência do cérebro

Best-seller religioso

“Este trabalho é extremamente importante para o desenvolvimento da relação entre ciência e religião. Como cientistas que estudaram os fundamentos neurobiológicos da experiência religiosa, fornecendo sua análise e avaliação teológica, os autores deste livro são únicos. mostra-nos de forma convincente que a mente está inevitavelmente inclinada para a espiritualidade e experiências religiosas."

Padre Ronald Murphy, Ordem dos Jesuítas, Professor na Universidade de Georgetown

Andrew Newberg - O Mistério de Deus e a Ciência do Cérebro: A Neurobiologia da Fé e da Experiência Religiosa

Andrew Newberg, Eugene d'Aquili, Rouse Vince [traduzido do inglês por M. I. Zavalova].

M.: Eksmo, 2013. - 320 p.

(Best-seller religioso).

ISBN 978-5-699-66783-3

Nome inglês -
Por que Deus não vai embora completamente? - Por que Deus não vai embora?
Ciência do cérebro e a biologia da crença.

Andrew Newberg, Eugene D Aquili, Vince Rouse - O Mistério de Deus e a Ciência do Cérebro: A Neurobiologia da Fé e da Experiência Religiosa - Conteúdo

Fotografia de Deus
Aparelho cerebral
Arquitetura cerebral
Produção de mitos
Ritual
Misticismo
Origem da religião
Mais real do que real
Por que Deus não desaparecerá
Epílogo. Então, o que é neuroteologia?

O nome é motivado pelo seguinte, pelo que entendi - todos vivemos em um mundo cheio de maldade sem sentido e é praticamente impossível imaginar que isso seja o resultado da criação de um Deus Bom e Todo-Poderoso, mas muitos milhões de pessoas teimosamente continue acreditando em Deus.

De onde vem essa teimosia? Por que Deus não vai embora completamente?

Hoje em dia, a pesquisa está sendo amplamente conduzida numa direção que pode ser chamada aproximadamente de “biologia da fé”, ou seja, estudo das estruturas da estrutura neurológica do cérebro, que necessariamente leva a pessoa a Deus.

Andrew Newberg - O Mistério de Deus e a Ciência do Cérebro - Método: Como Capturar a Realidade Espiritual

Ao longo dos anos, Gene e eu estudamos a relação entre a experiência religiosa e a função cerebral, e esperávamos que, ao examinar a atividade cerebral de Robert durante os momentos mais intensos e místicos de sua meditação, pudéssemos compreender melhor as conexões misteriosas entre a consciência do homem e sua consciência. desejo constante e irresistível de estabelecer um relacionamento com algo maior do que você mesmo.

Anteriormente, enquanto conversava conosco, Robert tentou nos descrever em palavras como sua meditação atinge um pico espiritual. Primeiro, disse ele, a mente se acalma, o que permite que surja uma parte mais profunda e definida do Eu. Robert acredita que o Eu interior é a parte mais autêntica de sua identidade, e essa parte nunca muda. Para Robert, esse eu interior não é uma metáfora ou apenas uma atitude, tem um significado literal, é estável e real. Isto é o que resta quando a consciência deixa suas preocupações, medos, desejos e outras atividades. Ele acredita que este Eu interior constitui a própria essência do seu ser. Se Robert for pressionado durante uma conversa, ele pode até chamar a si mesmo de “alma”.

Robert diz que quando esta consciência profunda (seja qual for a sua natureza) surge em momentos de meditação, quando ele está completamente absorvido na contemplação do interior, ele de repente começa a compreender que o seu Eu interior não é algo isolado, mas que está inextricavelmente ligado com toda a criação. No entanto, quando tenta descrever esta experiência intensamente pessoal em palavras, recorre inevitavelmente a clichés familiares que as pessoas têm usado durante séculos para tentar falar sobre experiências espirituais inexplicáveis. “Há uma sensação de eternidade e infinito”, ele poderia dizer. “Neste momento, pareço fazer parte de tudo e de todos, uno-me ao existente.”

Para um cientista tradicional tais palavras não têm valor. A ciência trata do que pode ser pesado, contado e medido - e tudo o que não pode ser verificado com base na observação objetiva simplesmente não pode ser chamado de científico. Embora se algum cientista estivesse interessado na experiência de Robert, ele, como profissional, teria que dizer que as palavras "prática de meditação" são de natureza muito pessoal e especulativa, de modo que é improvável que indiquem qualquer fenômeno específico no mundo material. .

No entanto, após muitos anos de pesquisa, Gene e eu ficamos convencidos de que as experiências relatadas por Robert eram muito reais e poderiam ser medidas e verificadas pela ciência real. É isso que me faz sentar atrás de Gene na apertada sala de exame, segurando um fio fino entre os dedos: espero que Robert tenha seu momento de voo místico, porque quero “fotografar” essa experiência.

Andrew Newberg - Como Deus afeta seu cérebro: descobertas revolucionárias na neurociência

A resposta à pergunta sobre o que a neurociência estuda é bastante curta. A neurobiologia é um ramo da biologia e da ciência que estuda a estrutura, função e fisiologia do cérebro. O próprio nome desta ciência diz que os principais objetos de estudo são as células nervosas - neurônios que constituem todo o sistema nervoso.

Em que consiste o cérebro além dos neurônios?
História do desenvolvimento da neurobiologia
Métodos de pesquisa neurobiológica

Em que consiste o cérebro além dos neurônios?

Além dos próprios neurônios, várias glias celulares também participam da estrutura do sistema nervoso, que respondem pela maior parte do volume do cérebro e de outras partes do sistema nervoso. As Glia são projetadas para servir e interagir estreitamente com os neurônios, garantindo seu funcionamento normal e atividade vital. Portanto, a neurobiologia cerebral moderna também estuda a neuroglia e suas diversas funções no fornecimento de neurônios.

História do desenvolvimento da neurobiologia

A história moderna do desenvolvimento da neurobiologia como ciência começou com uma cadeia de descobertas na virada dos séculos XIX e XX:

Representantes e apoiantes do J.-P., fundado na primeira metade do século XIX. Muller da escola alemã de fisiologia (G. von Helmholtz, K. Ludwig, L. Hermann, E. Dubois-Reymond, J. Bernstein, C. Bernard, etc.) foram capazes de provar a natureza elétrica dos sinais transmitidos por fibras nervosas.
Yu. Bernstein em 1902 propôs uma teoria da membrana que descreve a excitação do tecido nervoso, onde os íons potássio desempenhavam um papel decisivo.
Seu contemporâneo E. Overton descobriu no mesmo ano que o sódio é necessário para gerar excitação no nervo. Mas os contemporâneos não gostaram do trabalho de Overton.
C. Bernard e E. Dubois-Reymond sugeriram que os sinais cerebrais são transmitidos através de produtos químicos.
O cientista russo V.Yu. Chagovets, um pouco antes da publicação da teoria da membrana de Bernstein, apresentou sua própria teoria iônica do surgimento de fenômenos bioelétricos em 1896. Ele também confirmou experimentalmente que a corrente elétrica tem um efeito físico-químico irritante.
V.V. esteve nas origens da eletroencefalografia. Pravdich-Neminsky, que em 1913 conseguiu pela primeira vez registrar a atividade elétrica de seu cérebro na superfície do crânio de um cachorro. E a primeira gravação de um eletroencefalograma humano foi feita em 1928 pelo psiquiatra austríaco G. Berger.
Nos estudos de E. Huxley, A. Hodgkin e K. Cole, foram revelados os mecanismos de excitabilidade neuronal em nível celular e molecular. O primeiro em 1939 foi capaz de medir como, quando a membrana dos axônios de lulas gigantes é excitada, sua condutividade iônica muda.
Na década de 60, no Instituto de Fisiologia da Academia de Ciências da RSS da Ucrânia, sob a liderança do ac. P. Kostyuk foi o primeiro a registrar correntes iônicas no momento da excitação das membranas dos neurônios em animais vertebrados e invertebrados.

Então a história do desenvolvimento da neurobiologia foi complementada pela descoberta de muitos componentes envolvidos no processo de sinalização intracelular:

fosfatases;
quinases;
enzimas envolvidas na síntese de segundos mensageiros;
numerosas proteínas G e outras.

O trabalho de E. Naer e B. Sakman descreveu estudos de canais iônicos únicos em fibras musculares de rãs que foram ativados pela acetilcolina. O desenvolvimento adicional de métodos de pesquisa tornou possível estudar a atividade de vários canais iônicos únicos presentes nas membranas celulares. Nos últimos 20 anos, os métodos de biologia molecular foram amplamente introduzidos nos fundamentos da neurobiologia, o que permitiu compreender a estrutura química de diversas proteínas envolvidas nos processos de sinalização intracelular e intercelular. Com a ajuda da microscopia eletrônica e óptica avançada, bem como das tecnologias laser, tornou-se possível estudar a fisiologia básica das células nervosas e organelas nos níveis macro e micro.

Vídeo sobre neurobiologia - a ciência do cérebro:

Métodos de pesquisa neurobiológica

Os métodos teóricos de pesquisa em neurobiologia do cérebro humano baseiam-se em grande parte no estudo do sistema nervoso central dos animais. O cérebro humano é um produto da longa evolução global da vida no planeta, que começou no período Arqueano e continua até hoje. A natureza passou por inúmeras opções quanto à estrutura do sistema nervoso central e seus elementos constituintes. Assim, notou-se que os neurônios com processos e os processos que neles ocorrem nos humanos permaneceram exatamente os mesmos que em animais muito mais primitivos (peixes, artrópodes, répteis, anfíbios, etc.).

No desenvolvimento da neurobiologia nos últimos anos, seções intravitais do cérebro de porquinhos-da-índia e ratos recém-nascidos têm sido cada vez mais utilizadas. Tecido nervoso cultivado artificialmente é frequentemente usado.

O que os métodos modernos da neurociência podem mostrar? Em primeiro lugar, estes são os mecanismos de funcionamento dos neurônios individuais e seus processos. Para registrar a atividade bioelétrica dos processos ou dos próprios neurônios, são utilizadas técnicas especiais de microeletrodos. Pode parecer diferente dependendo das tarefas e assuntos de pesquisa.

Existem dois tipos de microeletrodos mais comumente usados: vidro e metal. Para este último, costuma-se usar fio de tungstênio com espessura de 0,3 a 1 mm. Para registrar a atividade de um único neurônio, um microeletrodo é inserido em um manipulador que pode movê-lo com muita precisão através do cérebro do animal. O manipulador pode funcionar separadamente ou preso ao crânio do objeto, dependendo das tarefas que estão sendo resolvidas. Neste último caso, o dispositivo deve ser miniatura, por isso é chamado de micromanipulador.

A atividade bioelétrica registrada depende do raio da ponta do microeletrodo. Se esse diâmetro não ultrapassar 5 mícrons, será possível registrar o potencial de um único neurônio se a ponta do eletrodo se aproximar da célula nervosa em estudo em aproximadamente 100 mícrons. Se a ponta do microeletrodo tiver um diâmetro duas vezes maior, então é registrada a atividade simultânea de dezenas ou mesmo centenas de neurônios. Também são amplamente utilizados os microeletrodos feitos de capilares de vidro, cujos diâmetros variam de 1 a 3 mm.

Que coisas interessantes você sabe sobre neurobiologia? O que você acha desta ciência? Conte-nos sobre isso nos comentários.

Andrew Newberg, Eugene D'Aquili, Vince Rouse

O Mistério de Deus e a Ciência do Cérebro. Neurobiologia da Fé e Experiência Religiosa

Para nossas famílias

“Isso é realmente brilhante... Um dos livros mais incríveis que li em meus estudos de neuropsiquiatria e intuição.”

Mona Lisa Schultz, MD, PhD, autora de Awakening Your Intuition

“Este trabalho é extremamente importante para o futuro desenvolvimento das relações entre ciência e religião. Como cientistas que estudaram os fundamentos neurobiológicos da experiência religiosa e forneceram sua análise e avaliação teológica, os autores deste livro são únicos. O livro nos mostra de forma convincente que a mente está inevitavelmente inclinada à espiritualidade e às experiências religiosas."

Padre Ronald Murphy, Ordem dos Jesuítas, Professor na Universidade de Georgetown

“Este importante livro apresenta ao leitor em geral, ao pesquisador e ao clínico as novas descobertas da neurociência sobre a influência das experiências espirituais no cérebro, na saúde e nas doenças. Um excelente livro didático."

David Larson, MD, MPH, presidente, Instituto Nacional de Pesquisa em Saúde

“O incrível trabalho do Departamento de Pesquisa Médica da Universidade da Pensilvânia no campo emergente da neuroteologia.”

Publicação NAPRA ReView da National Pharmaceutical Regulatory Association (Canadá)

“Este livro fará você pensar profundamente sobre religião... porque fornece uma estrutura para pensar e discutir a vida espiritual. Newberg, D'Aquili e Rouse fizeram um excelente trabalho ao escrever este livro ousado. Deveria ser lido não apenas em círculos religiosos, mas também em grupos de discussão de livros e escolas.”

O Diário da Providência

“Fácil de escrever e fácil de ler... um livro fascinante sobre a relação entre a nossa mente e a realidade última.”

Revista Católica Digest

1. Foto de Deus. Introdução à Biologia da Crença

Em um pequeno e escuro laboratório de um grande hospital universitário, um jovem chamado Robert acende velas, queima um bastão de incenso de jasmim e depois se senta no chão e assume facilmente a posição de lótus. Budista comprometido que pratica meditação tibetana, ele está prestes a embarcar mais uma vez em uma jornada contemplativa interior. Como sempre, Robert se esforça para que a tagarelice incessante da mente diminua, para que ele possa mergulhar em uma realidade interior mais profunda e clara. Ele já fez viagens semelhantes mil vezes antes, mas agora algo especial acontece: enquanto ele entra na realidade espiritual interior, de modo que o mundo material ao seu redor se torna uma pálida ilusão, ele quase literalmente permanece conectado ao físico aqui e agora com o ajuda de um fio de algodão.

Uma ponta dobrada do barbante está perto de Robert, a outra está atrás da porta fechada do laboratório na sala ao lado, no meu dedo - estou sentado com meu amigo e colega de pesquisa de longa data, Dr. Gene e eu esperamos que Robert nos sinalize através do barbante que seu estado meditativo atingiu seu pico transcendental. É o momento de elevação espiritual que nos interessa particularmente.

Método: Como Capturar a Realidade Espiritual

“Há uma sensação de eternidade e infinito...

Neste momento é como se eu passasse a fazer parte de tudo e de todos, juntando-me ao que já existe.”

Para um cientista tradicional tais palavras não têm valor. A ciência preocupa-se com o que pode ser pesado, contado e medido – e qualquer coisa que não possa ser verificada com base na observação objectiva simplesmente não pode ser chamada de científica. Embora se algum cientista estivesse interessado na experiência de Robert, ele, como profissional, teria que dizer que as palavras "prática de meditação" são de natureza muito pessoal e especulativa, de modo que é improvável que indiquem qualquer fenômeno específico no mundo material. .

No entanto, após muitos anos de pesquisa, Gene e eu ficamos convencidos de que as experiências relatadas por Robert eram muito reais e poderiam ser medidas e verificadas pela ciência real. É isso que me faz sentar atrás de Gene na apertada sala de exame, segurando um fio fino entre os dedos: espero que Robert tenha seu momento de vôo místico, porque quero “fotografar” essa experiência.

As experiências espirituais são reais e podem ser medidas e verificadas através da ciência real

Robert medita e esperamos cerca de uma hora. Então eu o sinto puxando suavemente a corda. Isso significa que é hora de injetar o material radioativo no soro e enviá-lo por um longo tubo até a veia do braço esquerdo de Robert. Damos-lhe um pouco mais de tempo para completar a meditação e imediatamente o levamos para uma das salas do departamento de medicina nuclear, onde há uma máquina de tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) de última geração. Robert instantaneamente se encontra em uma mesa de metal e três câmeras gama começam a girar em torno de sua cabeça com a ajuda de movimentos robóticos precisos.

Uma câmera SPECT é um dispositivo de imagem de alta tecnologia que detecta radiação radioativa. Câmeras SPECT escaneiam a cabeça de Robert, revelando o acúmulo de material radioativo que injetamos no momento em que ele puxou a corda. Esse material se espalha pelos vasos sanguíneos e chega quase instantaneamente às células cerebrais, onde permanece por várias horas. Assim, o método SPECT nos dá um quadro preciso do estado do fluxo sanguíneo no cérebro de Robert imediatamente após a injeção da substância - isto é, precisamente no momento de pico da meditação.

O aumento do fluxo sanguíneo para uma parte do cérebro indica aumento da atividade nessa área. Como agora temos uma compreensão bastante boa das funções de áreas individuais do cérebro, podemos esperar que o SPECT nos forneça uma imagem do cérebro de Robert funcionando no clímax de sua meditação.

Dados que recebemos

Os dados obtidos são realmente interessantes. Nas varreduras, vemos evidências de atividade incomum em uma pequena área de substância cinzenta na parte superior da parte posterior do cérebro (veja a Figura 1). Esse plexo de neurônios com função altamente especializada é chamado de lobo parietal póstero-superior, mas para este livro criamos um nome diferente para essa região: área de orientação associativa, ou OAZ.

A principal tarefa do OAZ é a orientação humana no espaço físico. Julga o que está acima e o que está abaixo, ajuda-nos a avaliar ângulos e distâncias e permite-nos navegar com segurança em ambientes físicos perigosos. Para desempenhar tal função, esta zona deve, antes de tudo, ter uma imagem clara e estável dos limites físicos de uma pessoa. Simplificando, deveria separar você claramente de tudo o mais, daquilo que não é você, daquilo que constitui o resto do universo.

O Mistério de Deus e a Ciência do Cérebro [A Neurobiologia da Fé e da Experiência Religiosa] Andrew Newberg

Nascimento de um mito

Como já referimos, os primeiros artefactos que apontam para a criação de mitos estão associados aos Neandertais, cujos cérebros, embora não tão perfeitos como os cérebros dos Homo sapiens, provavelmente continha estruturas neurológicas capazes de suportar funções causais e binárias. No entanto, é possível que os mitos tenham surgido pela primeira vez entre os hominídeos que viveram ainda antes, mas o tempo destruiu as evidências que apontam para isso. A nossa compreensão dos cérebros dos antecessores humanos, embora muito imperfeita, sugere que a necessidade de perceber e compreender os aspectos metafísicos da existência surgiu na história da origem. Homo sapiens muito cedo.

O lobo temporal é a parte mais importante do centro de criação de mitos do cérebro.

Quem quer que tenham sido os criadores originais dos mitos, pode-se presumir que eles diferiam de todos os outros seres vivos por terem um lobo parietal do cérebro bem desenvolvido e funcional. No ser humano, na região do lobo parietal existem estruturas neurológicas nas quais se baseia o trabalho dos operadores causais e binários e, além disso, o centro da fala, também necessário para a criação do mito. Pode-se dizer que o lobo temporal é a parte mais importante do centro cerebral na criação de mitos. Um cérebro no qual esse lobo está ausente não consegue contrastar e, portanto, não é capaz de criar os componentes mais importantes da estrutura de um mito. Além disso, tal cérebro não entende o conceito de causa e, portanto, não surge nele a necessidade de criar mitos. Por outro lado, qualquer cérebro equipado com essas habilidades é forçado a usá-las para analisar todas as suas experiências. Quando se depara com algum mistério inexplicável da existência, ele inevitavelmente tenta resolvê-lo com a ajuda do mito; Isso é falado por todas as culturas humanas, sem exceção, ou mesmo por seus ancestrais que possuem o aparato cerebral necessário.

Uma versão vestigial do lobo parietal é encontrada em nosso parente evolutivo próximo, o chimpanzé. Embora esses macacos sejam inteligentes o suficiente para compreender conceitos básicos de matemática e aprender a linguagem não-verbal, seus cérebros provavelmente não possuem as estruturas neurológicas complexas que lhes permitiriam formular qualquer pensamento abstrato significativo – o tipo de pensamento que dá origem à cultura, à arte, à matemática, tecnologia e mitos.

Um lobo parietal mais avançado provavelmente tinha Australopithecus, um antigo ancestral do homem, semelhante a um macaco, que procurava alimento na natureza há vários milhões de anos. Impressão da superfície interna do crânio Australopithecus mostra que esse ancestral humano possuía um lobo parietal, que, embora pequeno, lhe permitiu criar conceitos rudimentares, para que pudesse encontrar opostos e tivesse ideia de causa e efeito. Isto sugere que Australopithecus foram as primeiras criaturas de nossos ancestrais que possuíam as estruturas cerebrais mínimas necessárias para criar mitos. Claro, é possível que eles nunca tenham recorrido aos mitos. Embora o cérebro Australopithecus e possuía lobo parietal, não era sustentado pelas estruturas neurológicas responsáveis pela fala e pela atividade verbal, que também são necessárias para todo o processo de criação do mito. Privado da capacidade de falar ou mesmo pensar verbalmente, Australopithecus, provavelmente experimentou ansiedade existencial e até procurou intuitivamente como se livrar dela. É possível que tal mente pudesse criar a sua própria mitologia pessoal baseada em símbolos abstratos não-verbais, mas isto só pode ser especulado.

Vemos outras variantes da estrutura do lobo parietal em antigos primatas que viveram antes do surgimento da linha evolutiva humana, mas em nenhum caso encontramos tal aparato neurológico que pudesse garantir a criação de um mito. Na verdade, a mente, equipada com um aparato tão completo, apareceu pela primeira vez apenas com o surgimento das espécies Homo, isto é, com o surgimento do ponto de vista da evolução da nossa família parental. Tal mente era possuída por um caçador-coletor que sabia fazer ferramentas, chamado Homo erectus, ele viveu na Terra há centenas de milhares de anos e podia andar ereto. Há um crânio bastante volumoso sob a abóbada Homo erectus havia um cérebro complexo equipado com todas as estruturas neurais essenciais para a fala e o comportamento verbal. Ele também tinha um lobo parietal bem desenvolvido e todas as conexões e curvas necessárias, de modo que se pode dizer com quase total certeza que teve acesso ao pensamento causal e antinômico necessário para a criação de mitos.

Não sabemos se alguma vez foi usado Homo erectus esta capacidade potencial de criar mitos - não há nenhuma evidência material de que ele tenha observado quaisquer rituais. Os primeiros artefatos que chegaram até nós datam da era dos Neandertais, que viveram na Terra há quase cem mil anos. No entanto, a presença de funções causais e binárias e a capacidade de usar a fala permitem-nos supor que Homo erectus de quem descende a nossa linhagem familiar, o primeiro ser vivo que pode ser chamado de homem foi também o primeiro ser inteligente que sentiu a realidade espiritual - o reino dos seres e forças além do mundo material - e procurou uma explicação para essa realidade no mito. Para entender melhor como e por que as funções cognitivas do cérebro, num sentido biológico, o levaram a criar mitos, primeiro precisamos entender como ele resolveu problemas mais urgentes do mundo real.

O Homo erectus, a primeira criatura viva que pode ser chamada de humano, foi também a primeira criatura inteligente a experimentar a realidade espiritual

Imaginemos, por exemplo, que um caçador pré-histórico regressa à sua casa através de um matagal desconhecido. Ele pensa em algo ao longo do caminho e tem apenas uma vaga consciência de que alguns sons são ouvidos na floresta, mas aqui ele ouve o barulho de um galho perto de um arbusto próximo, e aqui toda a sua mente se concentra involuntariamente nesse som. Esta mobilização psíquica deve-se à ativação imediata da amígdala, o antigo cão de guarda do limbo, que processa todas as informações sensoriais que chegam em busca de sinais de perigo ou potencial. Quando a amígdala detecta um sinal sonoro indicando um ruído repentino cuja origem é difícil de explicar, faz com que a mente do caçador se concentre nele. Ao mesmo tempo, o sistema nervoso autônomo desencadeia uma resposta de excitação para que o corpo fique pronto para a ação. Na mesma fração de segundo em que o caçador ouve pela primeira vez o som suspeito, o imperativo cognitivo força o operador causal a investigar o seu significado.

Encontrar a causa é a tarefa mais importante do operador causal, mas digamos que um caçador examine cuidadosamente os arbustos próximos e não encontre nada. A incerteza em um momento tão agudo é insuportável para o operador causal - ele inicia outro trabalho, o que faz na ausência de uma causa observável do fenômeno: ele assume a presença de alguma outra causa. Essa suposição está associada à atividade do hipocampo, estrutura límbica que armazena experiências passadas na forma de memórias. A mente imediatamente vasculha o estoque de memórias, classificando-as e agrupando-as em busca do conteúdo desejado - imagens, sons ou algum tipo de experiência integral - que possa esclarecer o problema.

Essa tarefa de categorização é muito difícil, mas o cérebro examina instantaneamente todas as memórias nele armazenadas, descartando informações desnecessárias, e o operador causal surge com a melhor solução: diz à mente do caçador que um leopardo está escondido nos arbustos. Digamos que o caçador já tivesse visto as pegadas desse grande felino naquele dia, e uma vez estava fugindo de um leopardo na mesma floresta, e por isso não tem mais tempo para pensar no significado do que estava acontecendo: o predador invisível tornou-se real, a vida do caçador está em perigo imediato, então ele só pode escapar.

Mais tarde, quando não houver perigo, o caçador poderá pensar novamente em sua reação. Afinal, ele não tinha certeza se havia um leopardo nos arbustos – poderia ter sido, digamos, um javali ou até mesmo um cervo pastando não ameaçador que quebrou um galho. Mas o caçador não precisava saber que realmente existia um leopardo, bastava-lhe saber; acreditar. O operador causal pretendia garantir a sobrevivência e não a descoberta da verdade, e se realmente havia um leopardo à espreita nos arbustos, era a capacidade do caçador pensar sobre o perigo potencial - do qual o antílope está privado, que reage apenas em perigo - salvou sua vida.

Mas como ele pode acreditar tão firmemente em algo que pode não ser verdade? Provavelmente, por trás da reação do caçador não havia apenas bom senso, mas também algo mais. Achamos que o leopardo invisível se tornou uma realidade para ele porque as forças neurobiológicas não lhe deixaram outra possibilidade.

O caçador não precisava saber que realmente havia um leopardo escondido no mato, bastava acreditar nisso

Esse processo começou na amígdala do caçador, que forçou a mente, com suas operações cognitivas, a fazer do som misterioso nos arbustos o centro de tudo. O operador causal, ou mais precisamente, as estruturas cerebrais nas quais se baseia o trabalho do operador causal, responderam sugerindo a presença de um leopardo. Ao mesmo tempo, o operador binário via este problema como um conflito de opostos. Especificamente, é um conflito entre o leopardo e não leopardo e, a um nível mais profundo e mais amplo, é um conflito fundamental entre a vida e a morte.

Em qualquer caso, esses conflitos agudos devem ser resolvidos de forma eficaz. O hemisfério analítico e verbal esquerdo se põe imediatamente em ação, estabelecendo algumas conexões lógicas: o caçador entende que está em uma área onde vivem leopardos e lembra que viu os rastros desse predador não muito longe daqui. Também é lógico supor que haja um leopardo escondido nos arbustos.

Ao mesmo tempo, o caçador percebe que viu pegadas deixadas há vários dias. Ele sabe que os leopardos não costumam caçar a esta hora do dia. A lógica nos obriga a pensar que não foi o leopardo, mas alguém ou alguma outra coisa – digamos, um cervo ou um javali – a fonte daquele som inexplicável. Então o caçador enfrenta um dilema lógico: ao fugir, pode perder uma presa fácil, mas o atraso pode custar-lhe a vida.

Enquanto o cérebro esquerdo verbal e analítico tenta resolver este problema, o cérebro direito intuitivo e holístico adota uma abordagem diferente. O lado direito do cérebro analisa o sentimento de uma determinada situação, usando não tanto linguagem e lógica, mas imagens e emoções. O hemisfério direito evoca imagens de presas fáceis, que geram uma reação muito positiva. Mas esses sentimentos positivos desaparecem em resposta às imagens vívidas de um leopardo atacando um caçador. O lado direito do cérebro aproveita esta possibilidade e volta-se para a memória de como este gato comedor de gente uma vez perseguiu um caçador numa floresta semelhante a esta. O hemisfério direito lembra como foi terrível e toma uma decisão: há um leopardo no mato.

Esse julgamento emocional influencia imediatamente o processo de tomada de decisão do hemisfério esquerdo. A ideia lógica de um leopardo adquiriu uma poderosa carga emocional, e as habilidades intuitivas do lado direito do cérebro começam a interagir com o poder lógico do esquerdo, para que as ideias ganhem profundidade e confiança. O caçador não pensa apenas no leopardo no mato, ele o sente com todo o seu ser.

Agora as contradições entre a presença do leopardo e a sua ausência, e entre a vida e a morte, foram claramente resolvidas a nível neurológico. A causa foi identificada. As ideias tornaram-se crenças fortes com uma forte carga emocional; uma possibilidade lógica tornou-se uma ideia apoiada por um sentimento interior.

De certa forma, nosso caçador criou o mito mais simples - o mito do leopardo nos arbustos. Como todos os outros mitos, este nasceu de uma questão premente que não podia ser respondida – a questão do ruído e do seu significado. Encontrar uma resposta para isso era muito importante e, portanto, o imperativo cognitivo forçou a mente a ativar todas as suas capacidades analíticas. O operador causal encontrou uma explicação plausível para o ruído. O operador binário apresentou o problema em termos de opostos. Finalmente, o acordo holístico dos hemisférios esquerdo e direito do cérebro produziu uma solução unificada que combinava ideias lógicas com crenças emocionais. Tais crenças permitiram superar todas as dúvidas e forneceram ao caçador instruções completas para ações eficazes.

Como qualquer mito eficaz, a ideia de um leopardo no mato pode ou não ser literalmente verdadeira. No entanto, este cenário simples explica o inexplicável de uma forma que permite ao caçador tomar as medidas necessárias e proativas para salvar a sua vida. Essa ideia lhe dá melhores chances de sobrevivência, que era o propósito desse desejo cognitivo.

Isto acontece automaticamente: a incerteza cria ansiedade e a ansiedade requer resolução. Outras soluções aqui são óbvias e muitas das razões são fáceis de ver imediatamente. Mas quando este não é o caso, o imperativo cognitivo obriga-nos a encontrar uma solução plausível sob a forma de uma história, como a história do leopardo no mato. Estas histórias são especialmente importantes quando a mente é confrontada com os nossos medos existenciais. Estamos sofrendo. Estamos condenados a morrer. Somos pequenos e indefesos neste mundo perigoso e incompreensível. Não existem soluções fáceis para tais problemas. Aqui a mente cria histórias que assumem a forma de mitos religiosos.

Seria impossível traçar a interacção dos intermináveis factores culturais e psicológicos que levaram à criação de qualquer mito específico, e seria uma loucura pensar que alguém pudesse encontrar uma explicação convincente para a origem de qualquer mito religioso. Mas se colocarmos esta questão no enquadramento adequado, poderemos certamente explorar a origem biológica do desejo de criar mitos. E podemos até supor como o surgimento do mito está ligado às estruturas neurológicas humanas. Considere, por exemplo, este cenário:

Em uma tribo pré-histórica, cujos membros estão intimamente relacionados, alguém morre. O corpo é colocado sobre uma pele de urso. Outros membros da tribo se aproximam e tocam carinhosamente o falecido. Eles entendem que essa pessoa existiu recentemente, mas agora ela não existe. Ele estava quente e cheio de energia, mas agora estava frio e sem vida.

O líder da tribo, que às vezes fica perdido em pensamentos, senta-se perto do fogo e olha para o cadáver que recentemente foi seu companheiro. “O que está faltando aqui? - ele pensa. “Como algo se perdeu e para onde foi?” Sob o fogo crepitante, o líder olha para o falecido e é dominado pela tristeza e pela ansiedade. A mente exige uma explicação e não descansará até encontrá-la, mas quanto mais fundo o líder mergulha no mistério da vida e da morte, mais forte se torna o seu horror existencial.

De uma perspectiva neurobiológica, o chefe enlutado experimenta a mesma resposta de excitação que o caçador perplexo. Primeiro, a amígdala no cérebro do líder chamou a atenção para o beco sem saída do processo de pensamento do hemisfério lógico esquerdo - isso foi causado pelo fato de o líder olhar longa e cuidadosamente para o corpo do falecido. A amígdala interpreta esse estado de impasse como angústia e desencadeia a resposta límbica ao medo e envia sinais neurais para ativar o sistema de excitação. Agora, à medida que o líder continua a reflectir sobre a sua angústia e medo, esta excitação intensifica-se. Seu coração bate mais rápido, sua respiração fica superficial e rápida e sua testa fica coberta de suor.

O líder olha para o fogo sem pensar, repetindo seus pensamentos atormentadores em sua cabeça continuamente. Logo, apenas brasas fumegantes permanecem do fogo, e quando a última língua de chama acima deles se acende e desaparece, o líder é atingido por um insight repentino: “O fogo estava brilhante e vivo, mas agora se apagou e logo ficou apenas sem vida cinzas cinzentas permanecerão aqui.” À medida que o último fio de fumaça sobe para o céu, o chefe se volta para o corpo de seu falecido camarada. Parece-lhe que a vida e o espírito deixaram o seu companheiro da mesma forma que a chama deixou um fogo extinto. E antes que ele seja capaz de formular seu pensamento, uma imagem o atinge: a parte mais essencial de seu amigo subiu ao céu, como fumaça - o espírito do fogo voando para cima.

A princípio é apenas um pensamento passageiro, uma das possibilidades sugeridas pelo hemisfério esquerdo do cérebro, empenhado na exploração intelectual do problema. Mas, ao mesmo tempo, o lado direito do cérebro oferece soluções holísticas, intuitivas e não-verbais para o problema. Uma vez que a ideia intelectual da ascensão do espírito entra na consciência do líder, ela encontra correspondência entre as decisões emocionais do hemisfério direito. De repente, os dois hemisférios do cérebro chegam a um acordo, causando uma ressonância neurológica que envia impulsos neurais positivos ao sistema límbico e estimula os centros de prazer no hipotálamo. Como o hipotálamo controla o sistema nervoso autônomo, esses fortes impulsos de prazer desencadeiam uma resposta do sistema de pacificação, de modo que o líder começa a experimentar uma grande calma e uma sensação de paz.

Tudo isso acontece instantaneamente, ou seja, rápido demais para que a reação de excitação que deu origem à ansiedade no líder desapareça. Em algum momento importante, há atividade simultânea nos sistemas pacificador e excitatório, de modo que o líder pode sentir uma mistura de medo e deleite, ou seja, aquele estado intenso de excitação alegre que alguns neurocientistas chamam de “resposta eureka” quando um pessoa experimenta êxtase.

Este lampejo de percepção muda tudo, o líder é subitamente libertado da melancolia e do desespero; num sentido mais profundo, ele sente que se libertou das amarras da morte.

Para ele, esta visão tem o poder da revelação do alto; é uma experiência vívida e completamente real. Nesse momento, opostos como a vida e a morte não entram mais em conflito; seu conflito foi resolvido através do mito. O líder vê claramente a verdade absoluta: os espíritos dos mortos continuam a viver.

Ele sente que descobriu uma grande verdade. É mais do que uma ideia, é uma visão que ele experimentou nas profundezas de sua mente.

Tal como a história do leopardo no mato, a intuição do líder sobre a vida após a morte da alma pode ou não ser verdadeira. Mas é importante que esta ideia se baseie não apenas num jogo de imaginação ou num sonho, mas em algo mais profundo. Pensamos que todos os mitos duradouros derivam o seu poder de insights baseados em princípios neurobiológicos, tais como o insight que o líder experimentou. Esses insights podem assumir muitas formas diferentes e ser desencadeados por muitas ideias diferentes. Digamos, o mesmo chefe pode ver a névoa subindo pela encosta de uma colina e concluir que, como essas nuvens misteriosas, os mortos sobem pelas colinas sagradas. Qualquer ideia pode levar ao nascimento de um mito, desde que consiga combinar a lógica com a intuição, necessária para chegar a um acordo entre os hemisférios cerebrais esquerdo e direito. Quando o cérebro atinge tal harmonia, a incerteza neurológica é superada, os opostos existenciais são reconciliados e o problema da causa é resolvido. A mente ansiosa vê na concordância de todo o cérebro um vislumbre da verdade mais elevada. A mente parece não apenas compreender esta verdade, mas também vivê-la, e esta qualidade de experiência visceral transforma ideias em mitos.

Tal mito individual pode tornar-se comum quando, ao ouvirem falar dele, outras pessoas encontram uma solução significativa e convincente para o problema correspondente. Isso nem sempre acontece. Os membros da tribo de um chefe, por exemplo, não aceitarão a sua visão a menos que, quando ele lhes conta sobre ela, sintam os mesmos sinais neurológicos de verdade que o chefe sentiu quando recebeu a sua visão. Eles podem não sentir as sensações intensas que o líder experimentou, mas se experimentarem, mesmo que em pequena medida, as mesmas emoções a nível neurológico, a história apaixonada do líder conquistará a sua confiança. Eles acreditarão nele não porque pensem que ele está certo, mas porque sentiram isso. Eles podem acreditar que o líder é capaz de ver o invisível e criar um sistema mitológico baseado em suas ideias.

Este cenário sugere que o processo de criação do mito envolve duas etapas. Primeiro, um lampejo de insight, apoiado pela operação de princípios neurobiológicos, confere a uma determinada história a autoridade de um mito; em segundo lugar, a recontagem desta história evoca uma resposta semelhante, geralmente mais suave, nos ouvintes, na forma de um sentimento de insight.

Qualquer ideia pode levar ao nascimento de um mito, desde que consiga combinar a lógica com a intuição, necessária para chegar a um acordo entre os hemisférios cerebrais esquerdo e direito.

Isso levanta algumas questões inevitáveis, mas fascinantes. Por que, de todas as ideias possíveis, a ideia de uma alma indo para o céu criou uma ressonância holística tão forte na mente do líder, e por que a mesma ideia cria uma ressonância semelhante nas mentes de outras pessoas? Ou, para colocar a questão de forma mais ampla: por que todos os mitos das mais diversas culturas do globo têm semelhanças tão impressionantes? O famoso trabalho de Joseph Campbell e os estudos de outros estudiosos sobre a criação de mitos deixam bem claro que em todas as culturas de todas as épocas existe o mesmo conjunto de motivos mitológicos: o nascimento de uma virgem, a purificação do mundo pelo dilúvio. , a terra dos mortos, expulsão do paraíso, o homem engoliu uma baleia ou uma cobra, morrendo e ressuscitando heróis, o primitivo ladrão de fogo dos deuses...

Os mitos de diferentes povos têm semelhanças surpreendentes em temas, detalhes e propósitos. Assim, os Evangelhos nos contam que Jesus passou quarenta dias no deserto, jejuando e orando e sofrendo tentações de Satanás, que queria fazer Jesus apostatar de sua fé e abandonar seu destino para se tornar um redentor. Jesus suportou todas estas provações e regressou ao mundo como um homem transformado, pronto para iniciar a missão que implicaria a sua morte na cruz e a posterior ressurreição, que abriria às pessoas as portas do céu e as devolveria ao dom da vida eterna.

Os textos sagrados budistas contam como o príncipe Siddhartha sentou-se durante quarenta dias num lugar deserto, entregando-se ao jejum e à meditação e suportando as tentações do demônio Mara, que procurava distraí-lo da meditação e do cumprimento do seu destino de mudar o destino do mundo. O príncipe suportou todas essas provações em um lugar deserto e, tendo completado suas meditações, tornou-se um ser transformado, “morreu” para o mundo da carne e renasceu como um espírito puro e iluminado, após o que ensinou ao mundo que o verdadeiro significado de a morte e o sofrimento podem ser compreendidos através da libertação do apego ao mundo material.

Talvez algumas dessas coincidências possam ser explicadas pela influência mútua - um povo às vezes poderia emprestar mitos de outro e depois alterá-los de acordo com suas necessidades. Mas mesmo que todos os temas e símbolos dos mitos dos povos do mundo fossem algo emprestado, o que lhes deu tal poder universal? Porque é que as mesmas histórias são essencialmente tão atraentes para, digamos, os esquimós, os judeus, os incas e os celtas - isto é, para os povos que vivem em condições completamente diferentes?

Carl Gustav Jung acreditava que os mitos são a expressão simbólica dos arquétipos - formas inatas de pensamento que, em sua forma universal, existem nas profundezas da mente de cada pessoa. Joseph Campbell, como Jung, acreditava que os mitos são a expressão dos componentes estruturais básicos da mente.

Ele pensava, por exemplo, que era a influência destas estruturas profundas, destes arquétipos mentais que explicavam a semelhança de formas e proporções das criações de arquitectos antigos em todo o mundo, sejam zigurates sumérios, pirâmides maias ou templos budistas escalonados.

Como acreditava Campbell, a interpretação dos arquétipos era influenciada por muitos fatores diferentes, como localização geográfica, necessidades culturais ou mesmo características das plantas e animais locais. No entanto, em sua essência, as formas e ideias arquetípicas mantêm semelhanças significativas. E simplesmente não pode ser de outra forma, uma vez que refletem os aspectos imutáveis da mente.

“[Os mitos]”, diz Campbell, “nos contam através de imagens sobre os poderes da alma que precisam ser conhecidos e incluídos em nossas vidas, aqueles poderes que o espírito humano sempre possuiu e que demonstram a sabedoria da espécie, o sabedoria que permitiu à humanidade sobreviver por muitos milênios."

Os mitos foram criados por processos neurológicos fundamentais pelos quais o cérebro dá sentido ao mundo que nos rodeia.

Quer os arquétipos descritos por Jung existam ou não, concordamos que os mitos foram criados por aspectos básicos e universais da mente e, em particular, pelos processos neurológicos fundamentais pelos quais o cérebro dá sentido ao mundo que nos rodeia. Embora a cultura e a psicologia possam ter influências significativas sobre eles, é a base neurológica que confere aos mitos o poder e a autoridade duradouros que lhes permitem mostrar-nos a saída para os nossos medos existenciais.

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A ciência do cérebro é unificada. Inclui não só a fisiologia, mas quase todas as disciplinas biológicas e uma série de disciplinas médicas, a física com as suas conquistas técnicas, a química com as suas capacidades para a síntese de novos medicamentos, a matemática e a ciência da computação, porque chegou a hora de tentar sistematizar o enorme conjunto de dados acumulados e construir, pelo menos numa primeira aproximação, a teoria da informação do cérebro. E, sem dúvida, esta ciência inclui psicologia e filosofia.

Um dos primeiros que começaram a construir uma ponte entre a fisiologia e a psicologia foram nossos grandes cientistas Ivan Sechenov e Ivan Pavlov, que deram um impulso poderoso ao desenvolvimento da escola fisiológica russa. Felizmente, foi preservado. As conquistas da moderna ciência do cérebro são surpreendentes. Estão agora a dar vida a grandiosos projectos nacionais que visam a saúde humana e a criação de novas tecnologias de informação (os EUA e a China já começam a implementá-los). A Rússia também deve aceitar este desafio dos tempos. Temos o potencial científico para isso. Tudo que você precisa é de um forte apoio. Quais áreas de pesquisa em neurociência são mais importantes para nós? Parece-me que podem ser identificadas pelo menos seis tendências atuais no estudo do cérebro.

Um canal iônico é uma proteína de membrana “inserida” em uma membrana biológica – o “chip” molecular chave de uma célula viva.

EVOLUÇÃO E DESENVOLVIMENTO INDIVIDUAL

É impossível compreender a natureza do cérebro humano com as suas capacidades mentais superiores sem compreender a natureza do processo evolutivo. Aliás, o termo “fisiologia evolutiva” foi proposto em 1914 pelo zoólogo Alexei Severtsov (acadêmico desde 1920). E a formação dessa direção científica fundamental está ligada à ciência nacional, com os nomes dos fisiologistas Acadêmico Leon Orbeli e Membro Correspondente da Academia de Ciências da URSS Khachatur Koshtoyants. Em 1956, Orbeli criou o Instituto de Fisiologia Evolutiva e Bioquímica em Leningrado, recebendo o nome de Ivan Sechenov. Pesquisas ativas no campo da fisiologia evolutiva são conduzidas aqui há mais de meio século. Neste caso, são considerados vários níveis de complexidade dos sistemas vivos. Assim, de acordo com a ideia desenvolvida pelo Acadêmico Yuri Natochin e Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências Nikolai Veselkin, o sistema de regulação e sinalização química, que surgiu nos primeiros estágios do processo evolutivo em organismos unicelulares primitivos, acabou por ser em demanda com o surgimento de organismos multicelulares, até primatas e humanos. Ao mesmo tempo, evoluiu para um sistema neuroendócrino hormonal e especializado. Este último mantém a homeostase, regula as funções mais importantes do cérebro e dos sistemas viscerais (relacionados aos órgãos internos).

O estudo do mecanismo da ontogênese é a direção mais relevante na moderna ciência do cérebro. O acadêmico Mikhail Ugryumov está trabalhando com sucesso neste problema no Instituto de Biologia do Desenvolvimento que leva seu nome. N.K. Koltsov RAS (Moscou), colaborando ativamente com neurocientistas franceses.

A evolução da consciência é outra área relevante e fascinante da neurobiologia moderna. Se os animais têm “consciência primária”, então as pessoas, em grande parte devido à presença da linguagem, são a sua forma mais elevada. É por isso que a natureza da consciência humana não pode ser compreendida sem o conhecimento dos fundamentos genéticos e do desenvolvimento evolutivo da linguagem. A questão de como e quando a linguagem surgiu permanece em aberto. Estão sendo discutidas duas possibilidades: ou é produto de uma “explosão” genética, ou é resultado de uma seleção gradual e natural de pequenas mutações. Independentemente da resposta, os especialistas colocam a seguinte datação na árvore evolutiva da ordem dos primatas, da família dos hominídeos, do gênero Homo sapiens: o substrato neuroanatômico da linguagem surgiu no Homo erectus há cerca de 2 milhões de anos; a protolinguagem apareceu no Homo habilis há cerca de 1 milhão de anos; finalmente, a linguagem totalmente formada do Homo sapiens remonta a cerca de 75 mil anos atrás. Doutora em Ciências Biológicas e Doutora em Ciências Filológicas Tatyana Chernigovskaya está conduzindo ativamente pesquisas neurolinguísticas interessantes na interseção da fisiologia e da linguística na Universidade de São Petersburgo.

FISIOLOGIA MOLECULAR

O cérebro adulto contém cerca de 100 bilhões de células nervosas e cerca de 100 trilhões de contatos entre elas, chamados sinapses. Quando se fala em processamento de informação no cérebro, em “redes nervosas”, é preciso ter em mente que “redes” é um conceito puramente informativo. Na verdade, o sistema nervoso não é uma rede, como se pensava anteriormente, mas 100 mil milhões de células individuais em contacto umas com as outras.

A transferência de informações entre eles é realizada por meio de sinais elétricos e químicos. Uma das principais tarefas da fisiologia molecular é entender exatamente como funciona um sinal elétrico (não estamos falando de corrente elétrica, é claro, mas de correntes iônicas - íons carregados positivamente de potássio, sódio, cálcio e íons carregados negativamente, por exemplo, cloro) se propaga ao longo de um axônio longo) e processos curtos (dendritos) da célula nervosa e como é transmitido quimicamente no ponto de contato (na sinapse).

Os portadores da transmissão química (neurotransmissores ou neurotransmissores) são compostos de baixo peso molecular - acetilcolina, glutamato, dopamina e vários outros.

A “base elementar” de uma célula nervosa inclui as chamadas “proteínas de membrana”, como se estivessem “inseridas” em uma membrana biológica. Destas proteínas embutidas na membrana, vamos nos concentrar nos canais iônicos (através dos quais íons carregados positiva ou negativamente - cátions ou ânions são transferidos seletivamente) e receptores - proteínas de membrana, nos quais as moléculas de neurotransmissores “sentam” e interagem com elas. Os receptores de proteínas incluem tanto a própria parte do receptor, que “reconhece” a molécula do neurotransmissor, quanto a parte do canal, através da qual os íons são transferidos. Canais iônicos "clássicos" são bloqueados, ou seja, abrir e fechar alterando a tensão elétrica através da membrana. São os canais iônicos que garantem a propagação de um sinal elétrico (impulso nervoso) ao longo dos processos das células nervosas. As informações transmitidas de neurônios para neurônios são codificadas por uma sequência de tais impulsos. Essencialmente, a sequência de impulsos é a “linguagem” de informação do cérebro.

A enorme família de receptores de proteínas inclui as chamadas proteínas G, ou sinalizadoras, porque servem como intermediários universais na transmissão intracelular de sinais luminosos, químicos (paladar, cheiro), nervosos e hormonais para outras proteínas responsáveis por um ou outra função específica de uma célula viva. Da “superfamília” de receptores de ligação à proteína G, a proteína visual rodopsina, sensível à luz, é a mais estudada. Sua estrutura primária (sequência de aminoácidos) foi estabelecida no início da década de 1980 pelo acadêmico Yuri Ovchinnikov e seus colegas do Instituto de Química Bioorgânica de Moscou da Academia Russa de Ciências, que agora leva o nome de M. M. Shemyakin e Yu.

Uma tarefa urgente da fisiologia molecular hoje é uma descrição detalhada da estrutura tridimensional de canais e receptores, compreendendo as sutilezas de sua interação com outras proteínas. Obviamente, só o conhecimento fundamental da “base elementar” da célula permitirá compreender a natureza dos seus distúrbios. Simplesmente não há outra maneira de descobrir as causas subjacentes das doenças e seu tratamento bem-sucedido, bem como de criar novos medicamentos, incluindo os neuro e psicotrópicos.

Nas últimas décadas, mais de um Prêmio Nobel foi concedido por realizações notáveis no estudo da estrutura e função de canais iônicos e proteínas receptoras. Temos algumas escolas científicas, laboratórios e grupos trabalhando com sucesso nesta área. Assim, o acadêmico Platon Kostyuk deu uma enorme contribuição ao estudo dos canais iônicos. Seus alunos agora podem ser encontrados na Rússia, na Ucrânia e em muitos outros países. Um dos representantes mais brilhantes desta escola é o membro correspondente da Academia Russa de Ciências e Acadêmico da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, Oleg Kryshtal. Seu trabalho, inclusive sobre os canais iônicos sensíveis a prótons que descobriu, é publicado nas mais prestigiadas revistas científicas. A escola científica do Doutor em Ciências Médicas Boris Khodorov (Instituto de Patologia Geral e Fisiopatologia da Academia Russa de Ciências Médicas), cujos trabalhos sobre canais iônicos e excitabilidade das células nervosas se tornaram clássicos, é amplamente conhecida. A pesquisa da mais alta classe nesta área da fisiologia molecular está sendo conduzida pela Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências Galina Mozhaeva e seus colegas do Instituto de Citologia da Academia Russa de Ciências (São Petersburgo).

Uma direção extremamente importante é o estudo de sistemas modelo, ou seja, membranas artificiais e canais iônicos “inseridos” neles. Membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Yuri Chizmadzhev e seus alunos do Instituto de Físico-Química e Eletroquímica em homenagem a A. A. N. Frumkin RAS (Moscou).

Agora um pouco mais sobre os receptores sinápticos que “reconhecem” e interagem com moléculas de neurotransmissores. Existem, como disseram, cerca de 100 trilhões de contatos sinápticos no cérebro. Mas uma sinapse não é apenas um contato, mas um “maquinário” molecular muito complexo. Nele ocorrem todos os processos que levam aos principais tipos de atividade cerebral: percepção, movimento, aprendizagem, comportamento e memória. A sinapse é uma estrutura tão importante que seu estudo resultou em um campo separado da neurociência - a sinaptologia, no qual os cientistas russos ocupam um lugar digno.

Já em 1946, os citados Khachatur Koshtoyants e Tigran Turpaev (acadêmico desde 1992) publicaram um artigo pioneiro na revista Nature, onde apresentaram pela primeira vez resultados indicando a natureza proteica do receptor sináptico do neurotransmissor - acetilcolina. Nos anos 60 - início dos anos 80 do século XX. Um trabalho de classe mundial relativo às sinapses da medula espinhal e à evolução da transmissão sináptica foi realizado pelo membro correspondente da Academia de Ciências da URSS, Alexander Shapovalov, do Instituto de Fisiologia Evolutiva e Bioquímica. IM Sechenov.

E recentemente, funcionários do mesmo Instituto - Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências Lev Magazanik e seu aluno Doutor em Ciências Biológicas Denis Tikhonov - publicaram um artigo sobre a evolução dos receptores de glutamato - a classe mais importante de receptores de proteínas no sistema nervoso central sistema e cérebro.

O glutamato é um neurotransmissor excitatório chave, e seu receptor, ao que parece, é um dos mais antigos: seus precursores foram encontrados até mesmo em plantas e procariontes (organismos unicelulares primitivos e sem núcleo). O conhecimento da organização espacial e da fisiologia molecular destes receptores permite ao laboratório de Magazanik conduzir uma pesquisa significativa e direcionada de novos medicamentos neuro e psicotrópicos. Alguns deles já estão sendo testados em animais.

Outro exemplo de avanço na compreensão da evolução, estrutura e função de um receptor proteico é o estudo do receptor de acetilcolina. Assim como o glutamato, a acetilcolina também é um neurotransmissor chave. A pesquisa prioritária nesta área “quente” da sinaptologia está sendo conduzida pelos membros correspondentes da Academia Russa de Ciências, Viktor Tsetlin e Evgeniy Grishin, no Instituto de Química Bioorgânica que leva seu nome. M. M. Shemyakin e Yu.

A direção original e ao mesmo tempo tradicional da sinaptologia é o estudo da sinapse entre células nervosas e musculares. É desenvolvido com sucesso pelo membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Evgeniy Nikolsky, e pelo membro correspondente da Academia Russa de Ciências Médicas, Andrey Zefirov (Instituto de Bioquímica e Biofísica de Kazan da Academia Russa de Ciências e da Universidade Médica do Estado de Kazan).

Repito: uma sinapse é uma “máquina” molecular muito complexa. Seus distúrbios são causas de distúrbios nervosos e mentais; A neuro e psicofarmacologia do presente e do futuro está associada à sinapse.

FISIOLOGIA DOS SISTEMAS SENSORAIS

Esta é tradicionalmente uma das áreas fortes do nosso país. Em suas origens estavam os acadêmicos, o fisiologista Leon Orbeli e o físico Sergei Vavilov. Foram eles que, na década de 1930, deram um poderoso impulso à pesquisa, primeiro no campo da fisiologia da visão, na qual eles próprios estavam engajados, e depois na audição e outras modalidades sensoriais. A operação de qualquer sistema sensorial pode ser dividida em três etapas principais. O primeiro é a recepção, ou seja, percepção e transformação da energia de influência externa - luminosa (visão), mecânica (tato, audição) ou química (paladar, olfato) em um sinal fisiológico. A segunda é a transmissão e processamento de informações de sinais em todos os níveis do sistema sensorial: do receptor às partes subcorticais e corticais especializadas do cérebro. A terceira é a formação no córtex cerebral de uma imagem subjetiva do mundo externo objetivo. Cada etapa é objeto de pesquisas de especialistas em diversas áreas do conhecimento.

A fotorrecepção sensorial é estudada com sucesso em vários laboratórios, incluindo o Doutor em Ciências Biológicas Viktor Govardovsky no Instituto de Fisiologia Evolutiva e Bioquímica. IM Sechenov RAS, Oleg Sineshchekov e Pavel Filippov na Universidade Estadual de Moscou. M. V. Lomonosov, autor deste artigo no Instituto de Física Bioquímica em homenagem. N. M. Emanuel RAS. O trabalho sobre a percepção do paladar está sendo realizado com sucesso no laboratório de Stanislav Kolesnikov no Instituto de Biofísica Celular da Academia Russa de Ciências em Pushchin. A compreensão da “maquinaria molecular” da recepção sensorial abre novas oportunidades tanto para a medicina quanto para a tecnologia. Por exemplo, os resultados de um estudo de reações fotoquímicas primárias na molécula da proteína visual rodopsina sensível à luz podem ser promissores para a criação de dispositivos de alta velocidade para processamento de informações. O fato é que essa reação fotoquímica ocorre na rodopsina em um tempo ultracurto - 100 - 200 fs (1 femtossegundo - 10 - 15 s). Recentemente, num trabalho conjunto dos laboratórios do Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas Oleg Sarkisov do Instituto de Física Química. N. N. Semenov RAS, acadêmico Mikhail Kirpichnikov do Instituto de Química Bioorgânica em homenagem. M. M. Shemyakin e Yu. A. Ovchinnikov RAS e o autor deste artigo demonstraram que esta reação não é apenas ultrarrápida, mas também fotorreversível. Isso significa que um “photoswitch” ou “photochip” molecular operando em escalas de tempo de femto e picossegundos pode ser criado à imagem e semelhança da rodopsina.

A transmissão e processamento de informações sensoriais, o reconhecimento e a formação de uma imagem subjetiva do mundo externo, a avaliação de seu significado biológico e semântico é uma área da fisiologia sensorial em rápido desenvolvimento. Nesta área, contamos com um frutífero laboratório no Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências, que até o início de 2010 era chefiado pelo Acadêmico Igor Shevelev, bem como os laboratórios do Doutor em Ciências Médicas Yuri Shelepin , Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências Yakov Altman no Instituto de Fisiologia em homenagem. I. P. Pavlov RAS (São Petersburgo), Doutor em Ciências Biológicas Alexander Supin pelo Instituto de Ecologia e Evolução. A. N. Severtsov RAS (Moscou).

FISIOLOGIA DO MOVIMENTO

As palavras de Sechenov de que “todas as manifestações externas da atividade cerebral podem ser reduzidas ao movimento muscular” ainda são verdadeiras hoje. A fisiologia moderna do movimento é uma área de interesse de fisiologistas, matemáticos e especialistas na área de teoria de controle.

Um papel fundamental na organização do comportamento motor é desempenhado pelo feedback, que permite avaliar o progresso e o resultado do movimento e, se necessário, corrigi-los. Os primeiros a perceber isso nas décadas de 1930-1940 foram nossos excelentes fisiologistas, Nikolai Bernstein, membro correspondente da Academia de Ciências Médicas da URSS, e o acadêmico Pyotr Anokhin. As pesquisas subsequentes realizadas na década de 1960 pelos acadêmicos, o fisiologista Viktor Gurfinkel e o matemático Israel Gelfand, juntamente com seus alunos, tornaram-se clássicas. Os resultados obtidos serviram então de base para a criação de um robô ambulante e de novos métodos de reabilitação de pacientes com lesões medulares. O trabalho de Grigory Orlovsky, Fyodor Severin e Mark Schick, funcionários do Instituto de Problemas de Transmissão de Informação da Academia de Ciências da URSS, publicado em 1967, no qual o gerador espinhal dos movimentos de caminhada foi descrito pela primeira vez, também se tornou um trabalho clássico.

Mais recentemente, o Doutor em Ciências Biológicas Yuri Gerasimenko, do Laboratório de Fisiologia do Movimento do Instituto de Fisiologia. I.P. Pavlova RAS, juntamente com fisiologistas americanos, mostraram que a estimulação elétrica da medula espinhal em combinação com efeitos farmacológicos causava movimentos de caminhada bem coordenados em ratos, ou seja, caminhada, com suporte total do peso corporal (esses resultados foram publicados na revista científica neurobiológica "Nature Neuroscience" em 2009)

O sucesso dos experimentos com animais dá esperança a milhares de pacientes com paralisia da coluna vertebral para uma reabilitação pelo menos parcial.

A fisiologia do movimento continua a ser objeto de estudo ativo em nosso país.

A fisiologia do sistema motor é o componente mais importante da fisiologia gravitacional, para a qual os nossos cientistas deram uma contribuição excepcionalmente grande. Estudos em condições de ausência de peso permitiram determinar o papel dos sistemas cerebrais, principalmente os sensoriais, na garantia do comportamento motor normal. O laboratório do membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Inesa Kozlovskaya, do Instituto de Problemas Médicos e Biológicos da Academia Russa de Ciências, está trabalhando ativamente nessa direção.

A compreensão dos mecanismos fisiológicos do movimento é a base da neurologia e, neste importante campo médico e fisiológico, temos um longo e bem-sucedido laboratório do Doutor em Ciências Médicas Marat Ioffe no Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências .

BASES FISIOLÓGICAS DAS FUNÇÕES MENTAIS

Esta direção é uma das mais estimulantes, em rápido desenvolvimento e, pode-se dizer, revolucionária. Nos últimos anos, foram feitos avanços surpreendentes nesta área e, talvez mais importante, foram formuladas novas questões que continuam por responder. A ponte lançada por Ivan Sechenov e Ivan Pavlov da fisiologia à psicologia está se transformando no caminho geral da neurociência moderna. Qual é o principal aqui do ponto de vista dos mecanismos fisiológicos? O fato de envolverem tanto sinapses quanto genes, tanto interações intercelulares quanto “maquinários” intracelulares. A este respeito, não podemos deixar de recordar o grande histologista espanhol Ramon y Cajal. Em 1894, ele expressou a ideia: a base do aprendizado é aumentar a eficiência da sinapse (agora isso foi estabelecido usando métodos modernos sutis). Além disso, a ativação repetida leva a uma eficiência ainda maior.

O estudo eletrofisiológico dos mecanismos de aprendizagem e memória é extremamente importante. Está sendo desenvolvido com sucesso aqui, por exemplo, no laboratório do Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências e da Academia Russa de Ciências Médicas Vladimir Skrebitsky (Centro Científico de Neurologia da Academia Russa de Ciências Médicas): aqui eles estão desenvolvendo medicamentos que melhoram a memória que está prejudicada devido a doenças cerebrais ou enfraquecida devido ao envelhecimento.

Desde a década de 1970, os avanços no estudo dos mecanismos celulares e moleculares da memória têm sido amplamente associados ao estudo dos sistemas nervosos simples de animais invertebrados. Em primeiro lugar, são um objeto conveniente para vários tipos de experimentos e, em segundo lugar, são extremamente interessantes do ponto de vista da evolução e da fisiologia comparativa. Um dos primeiros a estudar detalhadamente a transmissão sináptica e a diversidade de neurotransmissores em moluscos nas décadas de 1960 e 1970 foi o Doutor em Ciências Biológicas Dmitry Sakharov, no Instituto de Biologia do Desenvolvimento. N. K. Koltsova Ras. Entre as principais equipes científicas que estudam os mecanismos de aprendizagem, memória e comportamento em invertebrados está o laboratório do Doutor em Ciências Biológicas Pavel Balaban no Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências. Usando métodos eletrofisiológicos e ópticos modernos para registrar a atividade dos neurônios cocleares, ele e seus colegas conseguiram descrever a organização das redes nervosas em sistemas nervosos simples. Para a construção de uma futura teoria da informação do cérebro, a acumulação de dados experimentais deste tipo é de valor excepcional.

Como mencionado, tanto as sinapses quanto o “maquinário” intracelular estão envolvidos nos mecanismos de aprendizagem e memória. A memória de curto prazo (minutos - dezenas de minutos) depende de mudanças conformacionais nas moléculas de proteínas das estruturas sinápticas, enquanto a memória de longo prazo (dias e anos) é determinada pela expressão de genes, pela síntese de novas proteínas, moléculas de RNA e pela aparecimento de novas sinapses. A questão é: quais genes são ativados durante o aprendizado e o que exatamente eles fazem nas células nervosas? Nosso laboratório, Konstantin Anokhin, Membro Correspondente da Academia Russa de Ciências e da Academia Russa de Ciências Médicas, está trabalhando com sucesso nessa direção no Instituto de Fisiologia Normal que leva seu nome. P. K. Anokhin RAMS (Moscou).

Avanços surpreendentes foram feitos na compreensão da localização de diferentes tipos de memória graças às novas técnicas de imagem cerebral. Estamos falando principalmente de ressonância magnética funcional, embora em nosso país ainda seja utilizada principalmente na clínica. Quanto à tomografia por emissão de pósitrons, ela é usada com sucesso para pesquisas fundamentais pelo membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Svyatoslav Medvedev, e seus colaboradores no Instituto do Cérebro Humano. N. P. Bekhtereva RAS (São Petersburgo).

Usando esses métodos, mostra-se que a memória não está distribuída difusamente por todo o cérebro, como se pensava anteriormente, mas está localizada em certas partes dele. Esta é uma conclusão de fundamental importância para a fisiologia (neuro e psicofisiologia) e a medicina (neurologia, neurocirurgia, psiquiatria).

Agora, sobre a consciência - um problema na intersecção de pelo menos três ciências - fisiologia, psicologia e filosofia. Qual é o principal aqui? Consciência da posição mais importante segundo a qual a CONSCIÊNCIA é um processo, uma ação, e não “algo” que fica passivamente no cérebro. Ninguém pode agora dar uma definição concisa e clara de consciência. Muitas hipóteses foram apresentadas sobre seus mecanismos. Um deles foi proposto nas décadas de 1980-1990 pelo membro correspondente da Academia Russa de Ciências, Alexey Ivanitsky (Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências). Sua essência reside no fato de que o elemento mais importante da consciência - a imagem subjetiva do mundo externo - surge no córtex de projeção do cérebro como resultado da síntese da informação sensorial vinda de fora com a informação contida na memória. Comparar o fluxo de informações novas, recebidas e armazenadas é um ponto-chave no “fluxo de consciência”. A síntese ocorre como resultado do movimento circular dos impulsos nervosos. Idéias semelhantes foram posteriormente desenvolvidas por outros cientistas, incluindo o ganhador do Nobel de 1972, Gerald Edelman (EUA).

Concluindo esta seção, deve-se enfatizar: o problema da “consciência e do cérebro” requer uma combinação de ciências naturais e conhecimento humanitário.

NEUROINFORMÁTICA

Torna-se óbvio que a política científica dos países desenvolvidos na primeira metade do século XXI. estará focado na pesquisa do cérebro e suas funções superiores. O papel mais importante na resolução desses problemas pertence à neuroinformática. A matemática e os cálculos em neuroinformática são impensáveis isoladamente da neurobiologia.

O substrato material para a transmissão, processamento e análise de informações no cérebro são os impulsos nervosos elétricos nas sinapses - de neurônio para neurônio. Portanto, quando falam sobre processamento de informações em “redes nervosas”, estamos falando sobre a compreensão dos códigos de impulsos que transportam informações e sobre a estrutura dessas próprias “redes”, ou seja, sistemas de conexões entre neurônios. Além disso, é necessário compreender a “maquinaria molecular” de neurônios individuais. Isso é necessário porque muitos processos físicos e químicos que ocorrem no interior da célula não apenas garantem sua atividade vital, mas, aparentemente, desempenham simultaneamente o papel de operações computacionais.

Apesar do enorme escopo de trabalho no campo da neuroinformática, deve-se reconhecer que uma linguagem matemática satisfatória para descrever sistemas vivos não formalizáveis - uma célula viva ou “redes nervosas” - ainda não foi criada. Este é um dos pontos mais quentes da moderna ciência do cérebro. A neuropesquisa computacional é muito ativa em todo o mundo. Temos grupos e laboratórios trabalhando com sucesso nessa direção em Moscou, Rostov-on-Don, São Petersburgo e Nizhny Novgorod. Mas, ao contrário dos EUA, muitos países da Europa e da Ásia, infelizmente, são extremamente poucos.

Quanto às aplicações práticas, em particular médicas, elas existem e são bastante impressionantes. Uma delas é a tecnologia de emparelhamento direto do cérebro com um dispositivo técnico externo. Agora foram criados sistemas que podem transmitir informações em uma direção - do cérebro para o computador. Por exemplo, ao registrar potenciais evocados de certas áreas do córtex cerebral e transmiti-los para um dispositivo externo, um paciente incapaz de falar ou se mover pode fornecer à distância ao pessoal médico as informações necessárias. Num futuro próximo, o procedimento operacional padrão será a implantação de um sistema eletrônico no cérebro que permitirá controlar uma cadeira de rodas ou uma prótese de braço ou perna.

Em todos esses casos, estamos falando de registrar e transmitir sinais elétricos (potenciais) detectados de forma confiável, gerados por certas áreas do cérebro. Temos diversas equipes trabalhando nesta área aplicada. Por exemplo, no laboratório do Doutor em Ciências Biológicas Alexander Frolov, no Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências, foram propostos métodos originais para o diagnóstico precoce de doenças motoras.

Outra aplicação médica são as neuropróteses. Milhões de pacientes já foram equipados com chips auditivos que percebem o som e transmitem informações diretamente aos neurônios dos centros cerebrais correspondentes. Graças a isso, os surdos ouvem e compreendem a fala. No futuro poderão surgir próteses eletrônicas visuais e olfativas. Estão sendo feitas tentativas de transmitir informações de fora dos sentidos diretamente para o cérebro.

Outra área de aplicação prática da neuroinformática em rápido desenvolvimento é a robótica. Nas décadas de 1970-1990, foi nesta área que foi realizado um trabalho pioneiro no âmbito do programa lunar doméstico. Estamos falando em criar um robô capaz de se mover em terrenos muito acidentados. A princípio a tarefa parecia quase impossível. Foi possível resolver este problema compreendendo os mecanismos de organização da atividade motora dos animais. Uma equipe de fisiologistas liderada pelo Acadêmico Viktor Gurfinkel (Instituto de Problemas de Transmissão de Informação da Academia de Ciências da URSS) e mecânicos chefiados pelo Acadêmico Dmitry Okhotsimsky e pelo Doutor em Ciências Físicas e Matemáticas Evgeniy Devyanin (Instituto de Matemática Aplicada da Academia de Ciências da URSS e o Instituto de Mecânica da Universidade Estadual de Moscou M.V. Lomonosov) o famoso "seis pernas" - um "inseto" mecânico. Ela se tornou o protótipo de muitos robôs antropomórficos modernos e sofisticados, capazes, por exemplo, de jogar tênis de mesa (Japão). O trabalho nessa direção (controle de movimento) continua no laboratório do Doutor em Ciências Biológicas Yuri Levik do Instituto de Problemas de Transmissão de Informação. A. A. Kharkevich Ras.

Quanto à criação de inteligência artificial e de computadores de nova geração, especialistas de diversas áreas estão envolvidos neste campo em rápido desenvolvimento. É claro que os supercomputadores modernos superam as capacidades do cérebro humano em muitos aspectos. Mas, ao contrário do Homo sapiens, mesmo o mais perfeito deles não tem inteligência. No entanto, segundo vários investigadores da área da informática, este problema é técnico e será resolvido num futuro relativamente próximo.

A humanidade tem um futuro maravilhoso ou terrível? Os rápidos avanços na neurociência levam a esta questão ética fundamental. As incríveis oportunidades que se abrem para influenciar a personalidade humana e a vida social da sociedade, a perspectiva de criação de “computadores cognitivos” antropomórficos e muito mais levantam inevitavelmente esta “maldita questão”. A resposta, como já aconteceu muitas vezes na história, depende não só e nem tanto dos cientistas, mas da própria sociedade.

Acadêmico Mikhail OSTROVSKY, presidente da Sociedade Fisiológica que leva seu nome. I. P. Pavlova, chefe do laboratório do Instituto de Física Bioquímica que leva seu nome. N. M. Emanuel RAS

23.11.2023

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