11 квітня Біжан Шаропов, аспірант Інституту фізіології ім. Богомольця НАН України, лектор в Національному університеті "Києво-Могилянська Академія" (курс "Нейрофізіологія"), розповів про фізіологічну природу галюцинацій, сновидінь і символічного сприйняття.

1. Мозок Творить Образи
фізіологічна природа галюцинацій, сновидінь та
символічного сприйняття

2. Про що піде мова

3. “Гештальт” і ваша дружина
Кут зору на куб
Неккера має 2
альтернативні
варіанти
“Ваша дружина чи ваша
теща?” – один з найбільш
відомих “двозначних”
малюнків
Порожнеча також може
створювати образи

4. Вроджені образи
Ніко Тінберген
(1907-1988)
Індичка, рід Meleagris
Силуети, демонстрація яких
викликає або не викликає в
індички реакцію втечі
Штучно створені силуети,
що репрезентують ключові
риси реальної тіні від
хижого птаха

5. Вроджена спроможність до
образотворення
Ніко Тінберген
(1907-1988)
Philanthus triangulum
Повертаючись з полювання,
оса сідатиме в коло з шишок,
навіть якщо експериментатор
пересунув його
Оса, полишаючи гніздо,
робить довкола нього кілька
прольотів, запам'ятовуючи
орієнтири

6. Обдурити пташенятко
Пташенята
виявляють
вроджений тип
поведінки -
“випрошування”
Нобелівський
лауреат дурить
пташенят
Реакцію випрошування можна
викликати макетом голови батька

7. Чи є вроджені образи в людини?

8. А-А-АРАХНОФОБІЯ !!!
Відчуття страху, огиди й
небезпеки при вигляді павуків,
бджіл, жуків і метеликів
Дві групи за рівнем страху
перед павуками

9. Арахнофобія корисна... була
Карта розповсюдження
одного з найотруйніших
павуків – чорної вдови
(рід Latrodectus)
Карта міграції гомінід
з місця первинного
антропогенезу в
Східній Африці

10. Механізм “няшності”
“Вивільнювальний патерн”
(releasing pattern) реакції
батьківського піклування у
хребетних

11. Жаби не розуміють символістів
Реакція хапання
язиком активується в
жаби на рухомі,
темні і невеличкі
об'єкти
Рецептивне поле
гангліозної клітини
приблизно відповідає
за розміром тіні від
мухи

12. 1950ті: когнітивна революція
Норберт Вінер
(1896 - 1964)
У своїй книзі
“Кібернетика: управління
й зв'язок у тварині та
машині” Вінер поставив
задачу з'ясувати
матеріальний механізм
утворення образів

13. Клавіатура, монітор і процесор
Поверхня церебрального
кортекса поділена на
області, що належать до 3
функціональних типів:
1. Сенсорного
2. Моторного
3. Асоціативного
На рівні первинної сенсорної
кори кожна з модальностей
ще опрацьовується окремо

14. “-топічність” первинної сенсорної
кори
Для зорової кори
характерна ретинотопія
Для соматосенсорної
кори властива
соматотопія
Для слухової кори
характерна тонотопія

15. “Розбирання” реальності
Первинна зорова кора
реагує не на окремі
пікселі, а на прямі лінії.
При цьому кожен
“простий” нейрон
активується у відповідь на
лінію строго визначеної
орієнтації.

16. Чому V1 сприймає лінії, а не точки?
Полоси Маха: початок градуального
спадання яскравості сприймається нами
як чітка межа між кольорами
Контурні рисунки, отримані
комп'ютером з реальних
фотографій, алгоритм 2011 р.

17. Ієрархія зорової перцепції
У вторинній зоровій корі
починається покрокове “збирання”
складних образів

18. Конвергенція сигналу
Рецептивні поля нейронів
певного рівня завжди ширші,
аніж тих, що працюють на
порядок нижче
Крім того, наростає
інваріантність розташування
рецептивних полів

19. Чи має сенс слово “зараз”?
Від реєстрації
сигналу сітківкою
до створення
унітарного,
мономодального
образу проходить
близько 0,1 с

20. Категорії образів

21. Астереогнозія
+ -
+
+
+
-
-
-
Ліва рука Права рука
В хворого ураження лівої
скроневої долі, отримане
внаслідок інсульту
+
+

22. Над-складні образи
Декларативні
епізодичні спогади, як і
свідомість, складаються
з безлічі унітарних
образів, розташованих у
просторі й часі.

23. Лондонські таксисти

24. Нейрони місця
Джон О’Кіфі
(нар. 1939)
Певні нейрони
гіпокампу
збуджуються, коли
щур перебуває у
строго визначеному
місці.
Своєю активністю
вони створюють
когнітивну мапу.

25. ...а також координат, кордонів і
напрямку
На сьогодні показано
існування ще трьох типів
клітин, призначених для
просторового гнозису

26. Ще приклад: дзеркальні нейрони
Існування “дзеркальних
мереж” було
підтверджено:
→ на мавпах
(електрофізіологічні
реєстрації)
→ на людях (фМРТ і ПЕТ)
Джакомо Різолатті
(нар. 1937)

27. ЧАСТИНА 2: ГАЛЮЦИНАЦІЇ І
СНОВИДІННЯ

28. Два види галюцинацій
Калейдоскопічні або
геометричні – неоформлені
Образні – оформлені

29. Калейдоскопічні галюцинації

30. Калейдоскопічні галюцинації
Малюнки галюцинацій,
викликаних прийомом:
→ (І) та (ІІ): ЛСД
→ (ІІІ) та (IV): марихуани
Модельований патерн
активності V1
Патерн активності V1,
представлений у
координатах зорового
поля

31. Кетамін
Ця речовина є блокатором
глутаматних рецепторів у
мозку.
Ефект кетаміну
описують як
“дисоціативний”

32. ...джерело культури?
Геометричне
експериментування
надихнули.... мухомори?

33. “Мультяшність” галюцинацій?

34. “Вищі” галюцинації

35. Механізм #1: нерецепторне
подразнення кори
Вайлдер Пенфілд
(1907-1988)
1950ті: Пенфілд із колегами викликає
галюцинації штучно, прямою
стимуляцією

36. Механізм #1: нерецепторне
подразнення кори
Федір Достоєвський є
одним з найвідоміших
епілептиків у історії
Галюцинаторний досвід
може бути частиною
епілептичної аури

37. Механізм #1: нерецепторне
подразнення кори
Чотири основних психоделіка:
- мескалін
- псилоцибін
- тетрагідроканнабінол
- діетиламід лізергінової
кислоти

38. Механізм #2: кортикальне вивільненя
Шарль Бонне вперше описав
появу галюцинацій в людей з
пошкодженням зорового
сприйняття
Гіпотетично, настання
галюцинацій в цьому випадку
зумовлене дизінгібуванням
асоціативної кори

39. Механізм #2: кортикальне вивільненя

40. Механізм #3: ретикулярна
гіперфункція
Педункулярний галюциноз -
хвороба, яка виникає
внаслідок ушкодження
стовбура мозку
При інфекції, травмі або пухлині
стовбура мозку страждає ретикулярна
формація – активаційна система
головного мозку

41. Галюцинуючи власне тіло
Вілайнур Рамачандран
(нар. 1951)
“Дзеркальний ящик”,
винайдений Рамачандраном,
дозволяє обдурити мозок
вдруге
Фантомна кінцівка так само
є галюцинацією, яка залучає
соместетичний аналізатор

42. Сновидіння: “фізіологічні галюцинації”
Згідно з концепцією цензури,
все, що ми бачимо уві сні, є
завуальованою реалізацією
наших сексуальних бажань
Зігмунд Фройд
(1856-1939)
Перша спроба наукового
пояснення сновидінь –
гіпотеза цензури
сновидінь Фройда

43. Депривація сну
В класичній роботі
Бергмана пара щурів жила
на круглому диску над
водою.
Один з щурів був
підключений до
енцефалографа, який
умикав електродвигун,
щойно перший засинав.
Таким чином, один з щурів
був позбавлений сну на 70-
90%, а другий – лише на
30-40%
Після 2-3 тижнів
експерименту перший щур
помирав.

44. Електроенцефалографія (ЕЕГ)
Володимир Правдич-
Немінський
(1879-1954)

45. REM- і SWS-сон

46. Чи всі тварини сплять?
В дельфінів кожна
з півкуль спить по
черзі

47. “Вимикач” бадьорості
В людини регуляція
добового ритму
активності регулюється
супрахіазматичним ядром
Ключовими хімічними
регуляторами циркадних
ритмів є мелатонін і
кортизол

48. “Вимикач” руху

49. “Вимикач” відчуттів
Кортикальні нейрони працюють собі незалежно від
того, чи надходить сенсорний сигнал чи ні
Релейні нейрони
передають сигнал від
органів чуттів у кору
Ретикулярні нейрони
пригнічують імпульсацію
релейних нейронів

50. Нова пам'ять – нові синапси
SE – simple environment
EE – enriched environment
Trimming – перерізання
вібрісів

51. Нова пам'ять – нові синапси

52. ...і для всього цього потрібен сон
В наступній роботі
Янгом і співавт. було
досліджено вплив сну
на збереження синапсів

53. ...і для всього цього потрібен сон

54. Гіпокамп як ОЗУ, кора як вінчестер

55. Універсальний механізм?

56. Феноменологія пам'яті
Пам'ять з часом проходить
консолідацію (при переписуванні з КТП
в гіпокампі в ДТП у неокортексі), а при
пригадуванні – реконсолідацію.

57. Клавіатура, монітор і процесор