RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Optimāla smadzeņu darbība no sistēmiskā skatu punkta

Pēteris Urtāns, RigaBrain smadzeņu treniņu centra vadītājs

Palīdzam ignorēt to, kas nav svarīgs!

www.RigaBrain.com

Iepazīšanās kartiņa•RSU 

•Valsts garīgās veselības aģentūra

•Centrs pret vardarbību Dardedze

•ASV

•RigaBrain

1. Sociāls uzņēmums.2. Informējam cilvēkus par iespējām uzlabot 

smadzeņu darbību.3. RigaBrain smadzeņu treniņi.

Palīdzam ignorēt to, kas nav svarīgs!

www.RigaBrain.com

www.RigaBrain.com

RigaBrain smadzeņu treniņš/seanss/metode

Pētniecība: darbību kopums, kas palīdz vai kavē virzīšanos uz optimālu (kritisku ) smadzeņu darbību. 

Homeostāze – pašregulācija!

www.RigaBrain.com

www.RigaBrain.com

- 6 gadu praktiskā pieredze- Vairāk kā 2 000 cilvēku- Ilgtermiņa novērojumi

www.RigaBrain.com

Praktiski novērojumi, kā optimāla smadzeņu

darbība ietekmē cilvēka dzīves kvalitāti!

www.RigaBrain.com

Mēs runāsim par- Smadzenēm, neironiem, viļņiem- Optimālu smadzeņu darbību- Pašregulācijas principiem- Šizofrēnija, kā domāšanas problēma

www.RigaBrain.com

SmadzenesRegulācijas un ķermeņa kontroles centrs.

Uztvert un apstrādāt ienākošos impulsus.

Informācijas integrācija.

Atbildes sniegšana.

www.RigaBrain.com

CNS ir divas galvenās funkcijas:

-piefiksēt atšķirību, 

- mazināt savu diskomfortu.

www.RigaBrain.com

Kas ir optimāla smadzeņu darbība?

www.RigaBrain.com

Optimāla smadzeņu darbība mums nodrošina to, ka

• Pieņemam daudz atbilstošākus lēmumus

• Saredzam jaunas iespējas• Izprotam situācijas• Mācāmies no piedzīvotā• Ātrāk atjaunojās resursi• Dzīves plūdums – dzīves 

kvalitāte

www.RigaBrain.com

Trīs būtiski smadzeņu darbības fakti

www.RigaBrain.com

1. Jūsu smadzenes mainās, pirms maināties jūs paši.

www.RigaBrain.com

2. Tās veido modeļus neatkarīgi no tā, vai jūs tos apzināties, vai nē.

www.RigaBrain.com

3. Tās pašregulējas ik mirkli, kad saņem informāciju un negaida, lai jūs to vadītu.

www.RigaBrain.com

Smadzenes kā pašregulējoša sistēma

www.RigaBrain.com

100 miljardi neironu

Komunicē:

a) Ierosab) Kavēšana

www.RigaBrain.com

Informācija tiek nodota ar elektriskiem un 

ķīmiskiem signāliem, un reakcija atkarīga no tā, cik spēcīgs signāls neironiem piekļūst.

www.RigaBrain.com 

 Neirons vada elektrisko uzbudinājumu impulsa veidā ar ātrumu 100 m/s

www.RigaBrain.com

Arī šobrīd Jūsu smadzenēs saslēdzas un kopā sāk darboties

(komunicēt) miljoniem neironu.

www.RigaBrain.com

Neironi pastāvīgi ir aktīvi, un šī aktivitāte izpaužas elektriskā 

aktivitātē – bioritmos. Tos pieraksta EEG 

(elektroencefelogramma; tās izgudrotājs -  Bergers, kas šo 

metodi patentēja 1924. gadā), kas ļauj izvērtēt, vai smadzenes 

darbojas pilnvērtīgi, un vai bioritmi atbilst normai.

www.RigaBrain.com

•    Alfa ritms – 8 – 13 Hz (herci) svārstības, tas izpaužas modrā stāvoklī, veicot aktīvas darbības;•    Beta ritms – 13 – 30 Hz problēmu risināšana;•    Teta ritms – 4 – 7 Hz; izpaužas miegā;•    Delta ritms – 0,5 – 4 Hz; izpaužas ļoti dziļā miegā vai dažos gadījumos arī epileptiķiem.

www.RigaBrain.com

Kopumā smadzenes ir orgāns, kas nodrošina 4 galveno informācijas uztveršanas un nodošanas procesu darbību:

1. Emocijas;2. Domāšana;3. Jušana;4. Pašregulācija.

www.RigaBrain.com

Pašregulācija ir emociju, jušanas un domāšanas vadīšana un kontrole ar mērķi tuvoties kritiskajam (optimālajam) 

stāvoklim, kurā smadzenes spēj visefektīvāk funkcionēt.

www.RigaBrain.com

Hormoni regulē šo procesu darbību

Glutamīns atbild par emociju producēšanu.

Dopamīns, seratonīns un noradrenalīns – par domāšanu un jušanu.

Endorfīni un oksitocīns – par pašregulāciju.

www.RigaBrain.com

•    Alfa ritms – 8 – 13 Hz (herci) serotonīns;•    Beta ritms – 13 – 30 Hz problēmu risināšana;•    Teta ritms – 4 – 7 Hz; kateholamīni – dopamīns un norepinefrīns •    Delta ritms – 0,5 – 4 Hz; augšanas hormoni.

www.RigaBrain.com

Pētījumos atklāts, cik ļoti mūsu smadzenes spēj pielāgoties.

 Šo fenomenu  dēvē par neiroplasticitāti.

 Pētnieki vēsta, ka smadzenes (CNS) ir nelineāras, dinamiskas 

un neticami elastīgas.

8.03.2009.; „Courtesy Public Library of Science” raksts http://www.world-science.net/othernews/090318_criticality

www.RigaBrain.com

Agrāk uzsvars tika likts uz smadzeņu atsevišķu daļu pētījumiem, neironiem, šūnu savienojumiem.

Maz tika analizēts, kā smadzenes darbojas kopā

– kā vienota sistēma.

www.RigaBrain.com

• Ilgu laiku tika ignorēta smadzeņu darbība kā pašorganizējoša sistēma.

•  tā vietā pētīja kā tās IR savienotas un kā tās APSTRĀDĀ uztverto informāciju.

Bak P. (1998) How Nature Works, The science of self-organized criticality(Copernicus)

www.RigaBrain.com

Brodmann zonas – 

smadzeņu zonas, kas atbild par konkrētām funkcijām

www.RigaBrain.com

Bungošana ar pirkstiem- Motorais centrs aktivizējas- Dažādas smadzeņu viļņu secīgas svārstības visās smadzenēs

www.RigaBrain.com

Smadzeņu viļņu secīguma svārstības:

Bērniem no aizmugures uz 

priekšu, pieaugušajiem 

otrādāk.

www.RigaBrain.com

Par noteiktām darbībām smadzenēs atbild ne tikai 

noteikta lokalizācija, bet arī noteikta smadzeņu viļņu

aktivitātes secību svārstības no vienas 

smadzeņu puses uz otru. (KU Leuven, 2013)

www.RigaBrain.com

 Kad piedzīvojam traumu vai stresa situāciju 

(sevišķi ilgstošā laika posmā), smadzeņu puslodes vairs 

nestrādā savstarpējā saskaņā un mūsu spēja risināt problēmas tiek vājināta vai bloķēta.

www.RigaBrain.com

www.RigaBrain.com

www.RigaBrain.com 

www.RigaBrain.com

Smadzeņu darbība no sistēmiskā skatījuma

www.RigaBrain.com

Pētījumā, kas veikts Kembridžas universitātē, pierādīts, ka 

smadzenēs noteiktas sistēmas, kas ir analogas citām fiziskām sistēmām 

(piemēram, zemestrīces, meža ugunsgrēki un sirds ritms),

 spontāni organizē pašas sevi, lai noturētu līdzsvaru starp haosu un 

kārtību.

www.RigaBrain.com

• Dinamiska• Haotiska• Nelineāra• Pašregulējoša    sistēma 

www.RigaBrain.com

Pirmā Problēma: kā tik milzīgs neironu tīklojums spēj savā starpā sadarboties un pats sevi organizēt.

www.RigaBrain.com

Otrā problēma:Kā tiek nodrošināta stabilitāte tik astronomiski lielā sistēmā,  kur viens pats neirons saņem vairākus tūkstošu impulsus no citiem neironiem

www.RigaBrain.com

Katru atsevišķo nervu šūnu nevar uzskatīt par gudru – tā tikai reaģē uz signāliem un pati sūta 

impulsus līdzīgi kā elektriskā shēma.

www.RigaBrain.com

•Mēs vēl nezinām kā tieši informācija tiek pārvietota no vienas smadzeņu zonas uz citu.

www.RigaBrain.com

• ja viens neirons saņem superkritisko impulsu daudzumu, tas ģenerē jaunu tālāk• ja viens neirons saņem subkritisko implusu daudzumu, tad aktivitāte tiek apslāpēta.

www.RigaBrain.com

• Pirms 50 gadiem Turning pirmais pieminēja:• Lai smadzenes spētu optimāli funkcionēt tām ir nepieciešams šo superkritisko un subkritisko balansu noturēt, ir nepieciešams kritiskais režīms, kurā šie pretējie/galējie spēki spētu būt balansā.

Turing AM. Computing machines and intelligence. Mind 59, 236 (1957).

www.RigaBrain.com

Smadzenes dzīvo uz „haosa robežas” – tas ir, kritiskajā punktā starp nejaušību un kārtību.

 (Pasaules zinātnes publiskās bibliotēkas raksts “BrainLives at “Edge of Chaos”)

www.RigaBrain.com

Per Bak pirmais šos procesus ar kolēģiem skatīja, kā pašorganizējošu kritiskumu.

-Stassinopoulos D, & Bak P. Democratic reinforcement. A principle for brainfunction Phys Rev D 51 5033 (1995).-Ceccatto A, Navone H, Waelbroeck H. Stable criticality in a feedforward neuralnetwork Revista Mexicana de Fsica 42 5, 810–825 (1996).-Chialvo DR & Bak P. Learning from mistakes. Neuroscience 90, 1137 (1999).-Bak P & Chialvo DR. Adaptive learning by extremal dynamics and negativefeedback. Phys Rev E 63, 031912 (2001).-Wakeling J & Bak P. Phys Rev E 64, 051920 (2001).-Bak P, Tang C, Wiesenfeld K. Self-organized criticality: An explanation of the1/f noise. Phys Rev Lett 59, 381 (1987).-Jensen HJ. Self-Organized Criticality. Cambridge University Press (1998)

www.RigaBrain.com

•Kritiskums ir robeža starp dažādām fāzēm, piemēram starp kārtību un nekārtību.

www.RigaBrain.com

Priekšnoteikumi:• Liels konglomerāts, kas sastāv no • savstarpēji mijiedarbojošajamies

elementiem, kuri katrs atsevišķi izpaužas • nelineārā dinamikā.

Bak P & Paczuski M. Complexity, contingency, and criticality. Proc Natl Acad Sci U S A 92, 6689–6696 (1995).

www.RigaBrain.com

Pretēji: mazs skaits un lineāri elementi, nevar radīt 

neparedzamus  sarežģītas darbības,

 šajā gadījumā viss patiešām ir paredzams un matemātiski 

nosakāms.

www.RigaBrain.com

Kritiskajā stāvoklī sistēma var izvairīties no iesprūšanas vienā

noteiktā stāvoklī. (sistēma ir par skaļu

vai sistēma ir statiska)

www.RigaBrain.com

Smadzeņu tīklojumi kritiskajā stāvoklī optimizē savu atbildes reakciju uz 

ienākošo signālu un maksimāli izmanto 

informācijas apstrādes iespējas.

W. L. Shew and D. Plenz, “The Functional Benefits of Criticality in the Cortex,

Pēteris Urtāns        www.RigaBrain.com

Excitatory synapses veicina informācijas pārvadi,

Inhibitory synapses kavē informācijas pārvadi

www.RigaBrain.com

Jo tuvāk smadzenes ir šim kritiskajam stāvoklim, jo

efektīvāk tās spēj pašorganizēties – uzturēt balansu.

www.RigaBrain.com

Piemērs:Šizofrēnija un 

smadzeņu darbībaDomāšanas problēma

www.RigaBrain.com

Šizofrēnija un problēmas ar ko saskaras smadzenes:

- Maldi- Halucinācijas- Domāšanas grūtības

www.RigaBrain.com

Šizofrēnijas pacientiem ir grūtības:- Atcerēties aktivitāšu veikšana secīgumu- Koncentrēties- Artikulēta runa- Nākotnes plānošana

Daudzi simptomi parādās vairākus gadus pirms klasiskajiem simptomiem.

www.RigaBrain.com

Savstarpējā komunikācija starp smadzeņu zonām ir vājāk izteikta.

Šizofrēnijas pacientiem ir mazāk oligodendrocytes, kuri nodrošina mielīna apvalka veidošanu.

Joseph Buxbaum and Patrick Hof

www.RigaBrain.com

Atmiņas problēmasNormāli pie mācīšanās aktivizējas 

hipokampus šūnas.Šizofrēnijas pacientiem šīs šūnas ir visu laiku 

aktivizējušās, tādejādi viņām ir atbilstoši  grūtāk kategorizēt atmiņas precīzi.

Piemērs, ka slependienests noklausās viņus.

Dr. Tramminga, University of Taxas

www.RigaBrain.com

Dr. Lewis no Pitsburgas universitātes ar 25 gadu pieredzi šizofrēnijas pētniecībā:

- Frontālajā smadzeņu daivas garozā šizofrēnijas pacientiem nefunkcionē kavētājneironi, kas nodrošina “domāšanas ritumu”. 

www.RigaBrain.com

Mācoties jaunu informāciju vai veicot mentālu aktivitāti, ierosmes neironi aktivizējas frontālajā garozā, kas rosina kavētāj neironus aktivizēties, lai ierosmes neironus mazliet un daļēji piebremzētu.

Ritms, jeb kritiskums, kas nodrošina stabilu mentālo darbību.

Vikaas Sohal, Kalifornijas Universitēte

www.RigaBrain.com

Dr. Lew:Uzbudinājuma neironi šizofrēnijas 

pacientiem nav pārāk aktīvi, lai iedarbinātu kavētāj neironus, kas nodrošinātu kritisko ritmu.

www.RigaBrain.com

Bez šī kritiskā  ritma rodas divas domāšanas problēmas:

1. Cilvēkam ir grūti atslēgt ārējo informāciju un fokusēties uz problēmu, aktivitāti.

2. Tas var radīt grūtības dažādām smadzeņu daļām savstarpēji komunicēt.

www.RigaBrain.com

Dr. Sohal šo kavētāj neironu nozīmīgumu apstiprināja, izmantojot gaismas kairinājumu, lai kontrolētu šo neironu aktivitāti.

Aktivizējot peles smadzenēs ar gaismas palīdzību šos neironus, tika panākta peles neironu savstarpējās komunikācijas uzlabošanās.

www.RigaBrain.com

Sinaptiskā atmiņa

Ne tikai noteikta frekvence, bet arī noteiktā ritmā

(Mehta, 2011)

www.RigaBrain.com

Kas kavē smadzenēm būt optimālā stāvoklī?

Lielais sešinieks: • Ievainojumi;• Medikamenti un alkohols;• Nogurums;• Emocionālais distress;• Sāpes;• Stress.

 Šī lekcijas pdf. 

info@RigaBrain.com

www.RigaBrain.com

Mēs runāsim par- Smadzenēm, neironiem, viļņiem- Optimālu smadzeņu darbību- Pašregulācijas principiem- Šizofrēnija, kā domāšanas problēma

www.RigaBrain.com

Būtiskākais• Jo smadzenes ir tuvāk kritiskajam stāvoklim, 

jo viņas spēj labāk pašorganizēties.• Kritiskais stāvoklis ir balstīts nelineāras 

dinamiskas sistēmas spējā uztvert informāciju un pašregulēties, primāri, balsoties uz matemātiskām transformācijām nevis anatomiskām vai fizioloģiskām izmaiņām.

• Neiroķirurgs Karls Pribram, 60 gadi praktiskajā pētniecībā

Pēteris Urtāns www.RigaBrain.com

(www.smadzenes.lv)

Twitter.com/RigaBrain      FaceBook.com/RigaBrain  

Draugiem.lv/RigaBrain2

             ej.uz/RigaBrainAplikacija

+371 27771821  ino@RigaBrain.com

RigaBrain smadzeņu treniņš:Domu skaidrībai | Kvalitatīvam miegam | Koncentrēšanās spēju uzlabošanai | 

Noturībai pret stresu | Stresa seku mazināšanai | Enerģijai | Atmiņai | Komunikācijas uzlabošanai | Trauksmes mazināšanai | Emocionālajai stabilitātei |Informācijas 

efektīvākai uztverei un apstrādei | Iekšējai stabilitātei | Miera sajūtai