Неизвестен Автор - Мозг (сборник)

Как решить, например, что лучше - детально изучить одну или несколько областей коры, с тем чтобы точно объяснить наблюдаемые в них процессы с позиций нейроанатомии и нейрофизиологии, или же считать все кортикальные области маленькими черными ящиками и сосредоточиться на отношениях между ними? Вполне можно считать, что области, контролирующие более диффузные "активационные" системы, например систему проекций от locus coeruleus, более доступны изучению, чем системы, детально перерабатывающие информацию. На чем бы ни остановиться, за что ни взяться в первую очередь, очевидно, предстоит еще долгий путь, пока мы достигнем, хотя бы в общих чертах, такого понимания работы мозга, которое будет прочно опираться на эксперимент и на теорию.

Каковы в таком случае ближайшие перспективы для нашего понимания мозга? По мере накопления сведений можно ли надеяться на своего рода "прорыв"? Это всегда возможно, но перспективы здесь не очень обнадеживающие. Иногда забывают, что нейробиология уже совершила несколько таких прорывов. Одним из них было открытие, что нервный импульс распространяется по аксону в форме "спайков" приблизительно одинаковой амплитуды и с одинаковой скоростью. Другой прорыв произошел, когда стало ясно, что в большинстве синапсов происходит химическая передача и, в особенности, что синапсы бывают как возбудительные, так и тормозные. Оба этих открытия касаются феноменов, возникших на ранней стадии эволюции животных. Несколько отрезвляет то обстоятельство, что в молекулярной биологии основные прорывы тоже были связаны с механизмами, возникшими уже очень давно. Часто сложные природные явления основаны на простых процессах, но эволюция обычно украшала их всякими видоизменениями и добавлениями в стиле барокко. Разглядеть скрытую под ними простоту, которая в большинстве случаев появлялась достаточно рано, часто бывает чрезвычайно трудно.

Существует еще одна проблема. Анализируя, какие разделы молекулярной биологии развивались быстрее всего, мы видим, что это те части, которые относятся к одномерным приспособлениям (например, определение последовательности оснований в нуклеиновой кислоте или аминокислот в белке), или зависят от возможности отделить небольшую часть системы (например, фермент) и изучать ее сравнительно оторванно от всей остальной системы. Те проблемы, которые связаны с множеством одновременных взаимодействий (как, например, предсказание характера укладки полипептидной цепи), мало продвинулись вперед. Такой анализ предвещает мало хорошего проблемам изучения высших отделов нервной системы, относящимся преимущественно к этому последнему типу.

Но один прорыв, совершенный генетикой и начатый Менделем, явился результатом подхода с позиций представления о черном ящике (изучение наследования признаков у растений) и дал сведения о высоком уровне организации (о хромосоме). Поэтому если в исследовании головного мозга действительно произойдет прорыв, то, вероятно, это будет на уровне общего управления системой. Если бы система была такой хаотичной, какой она иногда кажется, мы не могли бы выполнять удовлетворительно даже самые простые задачи. Если взять возможный, хотя и маловероятный, пример, то мощным прорывом явилось бы открытие, что работа мозга производится фазически, каким-то периодическим часовым механизмом, подобно компьютеру.

В настоящем выпуске "Scientific American" показано, что головной мозг успешно изучается под многими углами зрения и что проделана большая увлекательная работа. Только поразмыслив о том, как запутана вся система и как сложны многочисленные разнообразные операции, которые она должна выполнять (в этой статье мы коснулись только некоторых из них), мы понимаем, что перед нами еще долгий путь. Но новые методы дают новые результаты, а новые результаты порождают новые идеи, так что нам не следует падать духом. Нет области науки более жизненно важной для человека, чем исследование его собственного мозга. От нее зависит все наше представление о Вселенной.

Литература

Мозг

Ramon у Cajal S. Histologie du systeme nerveux de Phomme et des vertebres, Consejo

Superior de Investigaciones Ceintificas, Institute Ramon у Cajal, 1952. Katz B. Nerve, muscle and synapse, McGraw-Hill Book Company, 1966. [Имеется

перевод: Катц Б. Нерв, мышца и синапс.-М.: Мир, 1968.] Clarke E. S., O'Malley С. В. The human brain and spinal cord, University Of

California Press, 1968.

Нейрон

Huffier S. W., Nicholls J.G. From neuron to brain: A cellular approach to the function of the nervous system, Sinauer Associates, Inc., Publishers, 1976. [Имеется перевод: Куффлер С., Николе Дж. От нейрона к мозгу.-М.: Мир, 1979.]

Steinbach J.H., Stevens С. F. Neuromuscular transmission. In: Frog Neurobiology: A Handbook (R. Llinas and W. Precht, eds..\ Springer-Verlag, 1976.

Hille B. Gating in sodium channels of nerve, Annual Review of Physiology, vol. 38, 139-152, 1978.

Stevens Ch.F. Interactions between intrinsic membrane protein and electric field: An approach to studying nerve excitability, Biophysical J., vol. 22, No. 2, 295-306, May, 1978.

Fambrough D.M. Control of acetylcholine receptors in skeletal muscle, Physiological Reviews, vol. 59, No. 1, 165-227, January, 1979.

Малые системы нейронов

Benzer S. Genetic dissection of behavior, Scientific American, vol. 229, No. 6, 24-37,

December, 1973. Nicholls J. G., van Essen D. The nervous system of the leech, Scientific American, vol.

230, No. 1, 38-48, January, 1974. Bentley D., Hoy R.R. The neurobiology of cricket song, Scientific American, vol. 231,

No. 2, 34-44, August, 1974. Kandel E.R. Cellular basis of behavior: An introduction to behavioral neurobiology,

W. H. Freeman and Company, 1976. [Имеется перевод: Кэндел Э. Клеточные

основы поведения.-М.: Мир, 1980.У Kandel E.R. Cellular insights into behavior and learning. In: Harvey Lectures, Series

73, 29-92, 1979.

Организация мозга

Herrick C.J. Neurological foundations of animal behavior, Henry Holt and

Company, 1924. Nauta W. J. H., Karten H. J. A general profile of the vertebrate brain with sidelights

on the ancestry of cerebral cortex. In: The neurosciences: Second study program

(F.O. Schmitt, ed.), Rockefeller University Press, 1970. Neurology. In: Gray's Anatomy. 35th British edition (R. Warwick and P.L. Williams,

eds.), W.B. Saunders Company, 1973.

Развитие мозга

Hunt R.К. Development programming for retinotectal patterns. In: Cell patterning:

Ciba foundation symposium 29, Associated Scientific Publishers, 1975. Rakic P. Cell migration and neuronal ectopias in the brain. In: Birth Defects:

Original articles Series, vol. 11, 95-129, 1975. Hubel D.H., Wiesel T.N., Levay S. Plasticity of ocular dominance columns in monkey

striate cortex. In: Philosophical transactions of the royal society of London, series

B, vol. 278, No. 961, 377^109, April 26, 1977. Cowan W.M. Aspects of neural development. In: International Review of physiology,

vol. 17: Neurophysiology III (R. Porter, ed.), University Park Press, 1978. Jacobson M. Developmental neurobiology, Plenum Press, 1978.

Химия мозга

Hall Z. W., Hildebrand J.G., Kravitz E.A. Chemistry of Synaptic transmission: Essays

and sources, Chiron Press, 1974. Iversen L.L., IversenS.D., Snyder S.H. Handbook of psychopharmacology, Plenym

Press, 1975-1978. Cooper J. R., Bloom F. E., Roth R. H. The biochemical basis of neuropharmacology,

Oxford University Press, 1978.

Hughes J. (ed.). Centrally Acting Peptides, University Park Press, 1978. Iversen S.D., Iversen L.L. Behavioral pharmacology, Oxford University Press, second

edition in press.

Центральные механизмы зрения

Mountcastle V.B. Modality and topographic properties of single neurons of cat's

somatic sensory cortex, J. of Neurophysiology, vol. 20, No. 4, 408-434, July, 1957. Hubel D. H., Wiesel T. N. Receptive fields and functional architecture of monkey

striate cortex, J. of Physiology, vol. 195, No. 2, 215-244, November, 1968. Hubel D.H., Wiesel T.N. Ferrier lecture: Functional architecture of macaque monkey

visual cortex, Proceedings of the Royal Society of London, Series B, vol. 198, 1-59,

1977. Hubel D.H., Wiesel T.N., Stryker M.P. Anatomical demonstration of orientation

columns in macaque monkey, J. of Comparative Neurology, vol. 177, No. 3,

361-379, February 1, 1978.