Александр Харс - Я познаю мир. Биология

Возбуждение нервного волокна, вызванное каким–либо раздражителем, выражается в том, что в мембране нервной клетки открываются особые белковые каналы и положительно заряженные ионы натрия лавинообразно устремляются внутрь волокна.

При этом, естественно, происходит перезарядка оболочки волокна: оно внутри заряжается положительно, а снаружи – отрицательно. Такое изменение зарядов само по себе становится раздражителем для соседнего участка нервного волокна. В результате на соседнем участке тоже открываются белковые каналы, ионы натрия устремляются внутрь – и так возбуждение мембраны распространяется по всей нервной клетке. Распространение возбуждения по нервной клетке и называется нервным импульсом.

image l:href="#image65.png"

image l:href="#image66.png"

image l:href="#image67.png"

Схема проведения нервного импульса:

1 – тело нейрона; 2 – аксон; 3 – поток ионов натрия и калия; 4 – график измененения электрического потенциала на мембране; 5 – раздражитель

Продвигаясь по волокну, нервный импульс осуществляет перезарядку одного микроскопического участка оболочки нервного волокна за другим. По немиелинизированным нервным волокнам импульс продвигается не спеша – со скоростью 2 метра в секунду.

В покрытых миелиновой оболочкой нервных волокнах перезарядка мембраны невозможна. Она происходит только в его неизолированных участках, поэтому нервный импульс продвигается скачками: от одного перехвата Ранвье до другого. При этом скорость его распространения увеличивается в 50–70 раз, достигая 120 метров в секунду.

Кроме того, вернуть нервную клетку в состояние покоя – то есть закрыть каналы и выкачать из клетки весь натрий – легче, если проникновение натрия происходит только на отдельных участках. Таким образом, миелиновая оболочка экономит время и энергию не только на проведение нервного импульса, но и на возвращение клетки к состоянию покоя.

Немиелинизированные волокна вынуждены быть более толстыми – иначе нервный импульс по ним шел бы совсем медленно. Так что миелин позволяет мозгу быть более компактным – если бы у нас в организме не было миелина, спинной мозг был бы со ствол дерева средней толщины.

Развитие и рост организмов не заканчиваются в яйце. Это особенно заметно у крупных млекопитающих и у человека, чьи дети после рождения еще долго растут. Однако развитие после рождения само по себе не происходит. Чтобы орган научился справляться со своими обязанностями, он должен время от времени функционировать. Развитие происходит только в процессе деятельности.

Учиться приходится всему. Мы обучаемся даже пользоваться глазами! Если на новорожденных щенят надеть матовые очки, пропускающие только рассеянный свет, но не позволяющие видеть какое–нибудь изображение, они не научатся пользоваться своими глазами. Воспитанные без зрительных впечатлений, молодые собаки не могут с помощью зрения догадаться о существовании на их пути преграды и натыкаются на все встречные препятствия. Молоденькие обезьянки, которых со дня рождения заставляли жить в таких же очках, не узнавали ни яблоки, ни бананы. Чтобы освоить эти премудрости, им приходилось долго учиться пользоваться своими глазами.

Однажды был проделан интересный опыт. Котят с первых дней жизни содержали в полной темноте. Свет включали только на время опыта, когда малышей сажали в специальные корзиночки на игрушечной карусели. Одна из них имела прорезь только для головы животного, другая – еще и для лапок. При вращении одной из корзиночек вращалась и другая, так что оба котенка всё время видели одинаковые картины. Вращал корзинки котенок, лапки которого касались пола. Зрение сформировалось только у него. Пассивное животное, не имевшее возможности соотнести свои зрительные впечатления с ощущениями ног, осталось слепым.

Лет 60–70 назад научились оперативным путем возвращать зрение слепым от рождения людям, роговица которых не пропускала свет. Им долго приходилось учиться пользоваться своими глазами. Многие поздно прозревшие люди так и не смогли достичь сколько–нибудь значительных успехов. Нередко, несмотря на определенные положительные результаты, они переставали пользоваться зрением и возвращались к прежней жизни в мире осязания.

Особенно трудно дается таким людям узнавание сложных предметов. Один прозревший человек долго не мог научиться отличать петухов од лошадей. К путанице приводил хвост, одинаково пышный и у лошадей, и у петухов. Другой не сразу научился отличать вилку от ложки со схожими черенками и суп черпал вилкой, а в отбивную пытался вонзить ложку.

Особенно трудно для восприятия оказывалось то, что ранее не было осязательно известно больному. Человеку, прозревшему в возрасте 48 лет, через полгода после операции предложили нарисовать трехэтажный дом, весь нижний этаж которого занимала кондитерская, и костел, построенный в готическом стиле. Оба ; (Дания ему были знакомы с детства, но лишь на высоту поднятой руки. В пределах знакомой зоны он справился с заданием достаточно успешно, а чуть выше рисунок обрывался. Никаких представлений о верхних частях зданий этот человек, оказывается, не имел.

Еще через полгода на повторном рисунке над кондитерской появилась вывеска, а еще позже фасад поднялся выше, и на нем появились не очень уверенно изображенные окна и крыша. Костел же и позже дорисован не был. Прозревший человек так и не сумел по–настоящему увидеть силуэты остроконечных крыш, шпилей и башенок.

Уже научившись узнавать основные предметы, прозревшие люди при малейшем изменении ситуации путаются. Привыкнув есть с тарелки с синей каемочкой, такой человек не признает тарелки в фарфоровом предмете с золотым ободком. Он не узнает ложки, если ее положить не перпендикулярно к краю стола или не тем концом к едоку.

Обычно судьба поздно прозревших людей трагична. Многие из них в конце концов отказываются пользоваться зрением и впадают в сильнейшую депрессию, хотя до обретения зрения были вполне жизнерадостными людьми.

Из позвоночных первыми обзавелись настоящими конечностями амфибии. У них они были пятипалыми. Позже число пальцев стало меняться. У современных лошадей сохранился лишь один третий палец, у оленей два – третий и четвертый, у носорога три пальца – второй, третий и четвертый, у волков четыре – второй, третий, четвертый и пятый, но у медведей и обезьян остались все пять. Зато у вымерших ихтиозавров их было семь. Интересно отметить, что к увеличению числа пальцев стремятся и современные китообразные. Среди белух и некоторых других китообразных частенько попадаются животные, у которых в передних ластах четвертый или пятый палец расщеплен на два.