72
www.RigaBrain.com Optimāla smadzeņu darbība no sistēmiskā skatu punkta Pēteris Urtāns, RigaBrain smadzeņu treniņu centra vadītājs Palīdzam ignorēt to, kas nav svarīgs!

RigaBrain lekcija 2013.13.dec

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 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!

Page 2: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Iepazīšanās kartiņa•RSU 

•Valsts garīgās veselības aģentūra

•Centrs pret vardarbību Dardedze

•ASV

•RigaBrain

Page 3: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

smadzeņu darbību.3. RigaBrain smadzeņu treniņi.

Palīdzam ignorēt to, kas nav svarīgs!

www.RigaBrain.com

Page 4: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

RigaBrain smadzeņu treniņš/seanss/metode

Page 5: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Homeostāze – pašregulācija!

www.RigaBrain.com

Page 6: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 7: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Praktiski novērojumi, kā optimāla smadzeņu

darbība ietekmē cilvēka dzīves kvalitāti!

Page 8: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 9: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

SmadzenesRegulācijas un ķermeņa kontroles centrs.

Uztvert un apstrādāt ienākošos impulsus.

Informācijas integrācija.

Atbildes sniegšana.

Page 10: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

CNS ir divas galvenās funkcijas:

-piefiksēt atšķirību, 

- mazināt savu diskomfortu.

Page 11: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Kas ir optimāla smadzeņu darbība?

Page 12: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 13: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Trīs būtiski smadzeņu darbības fakti

Page 14: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

1. Jūsu smadzenes mainās, pirms maināties jūs paši.

Page 15: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 16: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 17: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Smadzenes kā pašregulējoša sistēma

Page 18: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

100 miljardi neironu

Komunicē:

a) Ierosab) Kavēšana

Page 19: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Informācija tiek nodota ar elektriskiem un 

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

Page 20: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com 

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

Page 21: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Arī šobrīd Jūsu smadzenēs saslēdzas un kopā sāk darboties

(komunicēt) miljoniem neironu.

Page 22: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 23: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 24: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 25: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

stāvoklim, kurā smadzenes spēj visefektīvāk funkcionēt.

 

Page 26: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 27: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 28: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 29: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 30: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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)

Page 31: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Brodmann zonas – 

smadzeņu zonas, kas atbild par konkrētām funkcijām

Page 32: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 33: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Smadzeņu viļņu secīguma svārstības:

Bērniem no aizmugures uz 

priekšu, pieaugušajiem 

otrādāk.

Page 34: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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)

Page 35: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 36: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Page 37: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Page 38: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com 

Page 39: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Smadzeņu darbība no sistēmiskā skatījuma

Page 40: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 41: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

• Dinamiska• Haotiska• Nelineāra• Pašregulējoša    sistēma 

Page 42: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 43: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 44: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

impulsus līdzīgi kā elektriskā shēma.

Page 45: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 46: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 47: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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).

Page 48: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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”)

Page 49: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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)

Page 50: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 51: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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).

Page 52: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Pretēji: mazs skaits un lineāri elementi, nevar radīt 

neparedzamus  sarežģītas darbības,

 šajā gadījumā viss patiešām ir paredzams un matemātiski 

nosakāms.

Page 53: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Kritiskajā stāvoklī sistēma var izvairīties no iesprūšanas vienā

noteiktā stāvoklī. (sistēma ir par skaļu

vai sistēma ir statiska)

Page 54: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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,

Page 55: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

Pēteris Urtāns        www.RigaBrain.com

Excitatory synapses veicina informācijas pārvadi,

Inhibitory synapses kavē informācijas pārvadi

Page 56: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Jo tuvāk smadzenes ir šim kritiskajam stāvoklim, jo

efektīvāk tās spēj pašorganizēties – uzturēt balansu.

Page 57: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Piemērs:Šizofrēnija un 

smadzeņu darbībaDomāšanas problēma

Page 58: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Šizofrēnija un problēmas ar ko saskaras smadzenes:

- Maldi- Halucinācijas- Domāšanas grūtības

Page 59: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Daudzi simptomi parādās vairākus gadus pirms klasiskajiem simptomiem.

Page 60: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 61: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 62: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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”. 

Page 63: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 64: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Dr. Lew:Uzbudinājuma neironi šizofrēnijas 

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

Page 65: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 66: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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.

Page 67: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Sinaptiskā atmiņa

Ne tikai noteikta frekvence, bet arī noteiktā ritmā

(Mehta, 2011)

Page 68: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

Kas kavē smadzenēm būt optimālā stāvoklī?

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

Page 69: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

 Šī lekcijas pdf. 

[email protected]

Page 70: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

www.RigaBrain.com

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

Page 71: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

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

Page 72: RigaBrain lekcija 2013.13.dec

Pēteris Urtāns www.RigaBrain.com

(www.smadzenes.lv)

Twitter.com/RigaBrain      FaceBook.com/RigaBrain  

Draugiem.lv/RigaBrain2

             ej.uz/RigaBrainAplikacija

+371 27771821  [email protected]

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