Руководства для учителя
Всё, что нужно, чтобы провести каждый урок без какой-либо подготовки: план на 45 минут, что должны заметить ученики, ожидаемые ответы и рабочий лист для печати.
Сопутствующий курс
В Израиле многие ученики, изучающие биологию на уровне 5 учебных единиц, проходят также бесплатный курс Тель-Авивского университета «Мозг: самая удивительная машина на свете» (откроется в новой вкладке) на платформе Campus IL; его ведут проф. Йосси Йовель и проф. Янив Ассаф. В курсе подробно разбираются нейроны, потенциалы действия и синапсы, а эти уроки служат к нему практическим дополнением. WiredMind — независимый проект. Он не связан ни с курсом, ни с университетом, ни с Campus IL.
Ключевые термины
Основные термины
- Нейрон
- Нервная клетка. Она получает сигналы от других клеток и, когда их набирается достаточно, посылает свой сигнал.
- Потенциал действия (спайк)
- Короткий электрический импульс, который активный нейрон посылает вдоль себя. Его ещё называют потенциалом действия. В уроках каждая вспышка света — один такой импульс.
- Синапс
- Место контакта, где один нейрон передаёт сигнал следующему. Чем больше синапсов между двумя клетками, тем сильнее связь между ними.
- Нейромедиатор
- Химическое вещество, которое нейрон выделяет в синапсе, чтобы передать сигнал дальше. Одни нейромедиаторы возбуждают следующую клетку, другие её тормозят.
- Возбуждение
- Сигнал, который подталкивает следующий нейрон к срабатыванию.
- Торможение
- Сигнал, который удерживает следующий нейрон от срабатывания. Оно нужно сети, чтобы работать устойчиво и точно.
- Ацетилхолин
- Главный возбуждающий нейромедиатор в мозге мухи. В уроках клетки, которые его выделяют, возбуждают клетки, с которыми связаны.
- GABA
- Тормозной нейромедиатор, по-русски ГАМК. Он есть и у мух, и у людей. В уроках клетки, которые выделяют GABA, успокаивают клетки, с которыми связаны.
- Нейронная цепь
- Группа нейронов, соединённых вместе ради одной задачи, например узнать запах или запустить прыжок.
- Коннектом
- Полная схема связей нервной системы: все нейроны и все синапсы между ними. Уроки работают на коннектоме одной настоящей плодовой мушки.
- Стимулировать
- Кнопка урока, которая заставляет одну группу клеток ненадолго сработать. Примерно так учёные включают выбранные клетки светом.
- Выключить
- Кнопка урока, которая не даёт одной группе клеток срабатывать. Так видно, что делает без них остальная цепь.
Урок 1 · Как муха запоминает запах
- Антенны
- Два усика на голове мухи. Ими муха чует запахи — так же, как ты чуешь носом.
- Обонятельные рецепторы
- Нервные клетки на антеннах. Они срабатывают, когда на них попадает запах. С них начинается любой запах.
- Антеннальная доля
- Первая остановка запахов в мозге мухи. Здесь обонятельные рецепторы передают сигнал проекционным нейронам.
- Проекционные нейроны
- Нервные клетки, которые несут сигнал о запахе из антеннальной доли вглубь мозга, в грибовидное тело.
- Грибовидное тело
- Часть мозга насекомого, похожая на гриб. Здесь запахи сортируются и хранятся воспоминания о них.
- Клетки Кеньона
- Маленькие нервные клетки грибовидного тела. Каждый запах включает свою горстку таких клеток, поэтому у каждого запаха свой узор.
- Выходные нейроны
- Нервные клетки, которые читают узор клеток Кеньона и передают его остальному мозгу. Учёные называют их MBON — выходные нейроны грибовидного тела.
Урок 2 · Как муха знает, куда она смотрит
- Нейроны поворота
- Нервные клетки, которые срабатывают, когда муха поворачивается, и сдвигают пятно по кругу компаса. Учёные называют их нейронами P-EN2.
- Нейроны компаса
- Кольцо нервных клеток, которое следит за тем, куда смотрит муха. Учёные называют их нейронами E-PG.
- Пятно активности
- Участок активных нейронов компаса. Его место на кольце показывает, куда смотрит муха.
- Кольцевые нейроны
- Нервные клетки, которые передают компасу то, что видит муха, например ориентиры. Они успокаивают нейроны компаса, и это удерживает пятно на месте.
- Ориентир
- То, что муха видит и что остаётся на месте, например солнце или дерево. По нему муха удерживает чувство направления.
- Протоцеребральный мост
- Часть мозга мухи в форме перекладины — протоцеребральный мост. Через него проходят и нейроны компаса, и нейроны поворота.
Урок 3 · Спасение за 30 миллисекунд
- Нейроны приближения
- Нервные клетки за глазами мухи. Они срабатывают, когда что-то быстро растёт в поле зрения, например приближается мухобойка. Учёные называют их LC4 и LPLC2.
- Гигантское волокно
- Очень толстая нервная клетка, которая тянется из мозга вниз, в брюшную нервную цепочку. По ней идёт самый быстрый сигнал спасения. У мухи их два — по одному с каждой стороны.
- Брюшная нервная цепочка
- У мухи это как спинной мозг: пучок нервных клеток в груди, который управляет ногами и крыльями.
- Нейроны прыжка
- Двигательные нейроны. Они заставляют сокращаться прыжковые мышцы средних ног, и муха подскакивает в воздух.
- Рефлекторная дуга
- Путь рефлекса: от чувствительных нейронов через одну или несколько вставочных клеток к двигательным нейронам, которые приводят мышцу в движение.
- Чувствительный нейрон
- Нейрон, который улавливает что-то из окружающего мира, например свет или запах, и сообщает об этом мозгу.
- Двигательный нейрон
- Нейрон, который несёт команду к мышце и заставляет её сократиться.
- Электрический синапс
- Прямой канал между двумя нейронами, который передаёт сигнал почти без задержки. В карте, на которой построены уроки, записаны только химические синапсы.