Миньона Яновская - Тайны, догадки, прозрения [Из истории физиологии]

Откуда берется у человека та колоссальная энергия, которая позволяет ему преодолеть боль, пренебречь опасностью? Где находится энергетическая база, питающая высшие отделы мозга при сильнейших раздражениях? «Источником силы для корковых клеток» Павлов называл эмоции. Но какова физиологическая основа этой «силы»?

Когда Вильям Гарвей открыл кровообращение, ученый мир долгие годы не признавал его. Та же участь постигла и открытие Пастером микробов — возбудителей инфекционных болезней. И Гарвей и Пастер не были исключением — такова судьба многих научных открытий.

Но случается и другая крайность: новым прозрением пытаются объяснить все непонятные до того явления. Открытие приобретает «универсальный» характер, на разработку его набрасывается множество ученых, ему придается чрезмерное значение; потом страсти затихают и все становится на свое место. Открытие оказывается действительно крупным, но далеко не ко всему применимым.

Так увлеченно, в течение нескольких лет, нейрофизиологи разных стран пытались объяснить множество процессов высшей нервной деятельности с помощью открытия Хоренса Мегуна и Джузеппе Моруцци. Постепенно разлив кончился, река вошла в свои берега; открытие Мегуна и Моруцци, не будучи универсальным, положило однако начало новому разделу нейрофизиологии.

…Кошка. На голове у нее пучок тонюсеньких проволочек. Они введены в череп животного через просверленное отверстие. Каждая проволочка попадает в определенную заранее группу клеток глубоких структур мозга. Внутри проволочки расходятся веером, проникая, таким образом, в клетки на значительной площади.

Поочередно через каждую проволочку пропускается электрический ток; он раздражает то одну, то другую группу клеток, а может быть, даже и одну клеточку. Электроды проникли в стволовую часть мозга, исследовать которую прежде никому не удавалось, кроме как в кровавом опыте: чтобы достичь ствола, приходилось разрушать все верхние слои мозга.

Исследователи посылают электрический ток по микроэлектродам и одновременно регистрируют электроэнцефалограмму деятельности кошачьего мозга.

На регистрирующем приборе изменяется графическое изображение биотоков: стоит послать раздражение в определенные пункты ствола, как медленные высоковольтные колебания на кривой сменяются низкоамплитудной высокочастотной активностью. И соответственно кошка то «спит», то «просыпается». И хотя раздражался микроскопический участок глубоко лежащего ствола, изменения электроэнцефалограммы происходили на всей коре больших полушарий.

Два профессора американец Мегун и итальянец Моруцци, два крупных ученых, проделали серию опытов на уровне ствола мозга кошки не потому, что до них никого не интересовала эта часть нервной системы, а потому, что в экспериментальных исследованиях был разработан способ тонкого раздражения и разрушения подкорковых структур с помощью электродов, вводимых с большой точностью в нужные пункты. Электроды практически не наносили травм мозгу животного, и опыты можно было производить длительное время с нормальной не израненной кошкой в нормальном состоянии и в нормальных условиях.

Все это — благодаря стереотаксическому методу.

Стереотаксис. Слово, которое красиво звучит, вызывает, быть может, некоторые ассоциации, но большинству читателей ровно ничего не говорит. Происходит это слово от греческого: стерео — объемный, таксис — расположение; значит — расположение в пространстве. Это и есть основа стереотаксического метода — ориентация среди расположенных в пространстве различных точек глубинных структур мозга, чтобы вводить в них микроинструменты. Метод определяет точные пространственные отношения между частями мозга и черепа (или внутримозговыми ориентирами), позволяет безопасно установить местоположение любой структуры мозга, как бы глубоко под корой она ни находилась.

Первый в мире стереотаксический прибор был изобретен в 1889 году русским анатомом Д. Н. Зерновым, назывался он — «энцефалометр». Прибор позволил ученому составить координатные карты корковых структур мозга человека и определить положение некоторых подкорковых ядер в пространстве.

Два десятилетия спустя английские ученые Хорсли и Кларк разработали свой метод и назвали его стереотаксическим. Но ни один из этих методов не получил сразу распространения — так не раз уже случалось в науке: высказанная идея остается без внимания, подспудно созревает и только много времени спустя оказывается незаменимой.

Лишь в тридцатые годы начал применяться стереотактис — другому английскому ученому удалось создать стереотаксический атлас мозга кошки. Экспериментальная физиология получила доступ в глубокие ядра и клетки головного мозга. Чем и воспользовались Мегун и Моруцци.

Но раз уж мы забрались в мозг, давайте попробуем разобраться, что в нем есть.

Кора головного мозга, покрывающая большие полушария, состоит из многих миллиардов клеток; каждая клеточка имеет свои контакты. Число связей во всем мозге выражается астрономическими цифрами и никем не подсчитано в точности. У каждого нейрона [1] Нейрон — основная структурная и функциональная единица нервной системы. есть отростки — дендриты; самый длинный из них — аксон, по нему, как и по дендритам, передаются из одного нейрона к другому нервные импульсы. Кончик аксона разветвляется на множество нервных волоконцев, они приближаются к телу другого нейрона или к концам его волокон; место контакта между ними называется синапсом.

Нервный импульс бежит по аксону, достигает его конца, освобождая некое вещество — медиатр; вещество через синаптический промежуток возбуждает соседний нейрон, изменяет его электрический потенциал и бежит дальше.

И все это вместе — грубая схема нейронной импульсации.

Из серого и белого вещества построено множество связанных друг с другом образований, и каждый из них «заведует» какой-нибудь частью жизнедеятельности организма: зрением, слухом, движениями, температурой тела. Что касается высших функций нервной деятельности человека — мышления, ассоциаций, памяти, речи, — в них участвует вся кора больших полушарий.

Теперь уже большинство отделов головного мозга хорошо изучены, во многом изучена и вся его деятельность. И все же он остается величайшей загадкой и по сей день.

Загадкой была и ретикулярная формация ствола мозга. Впрочем, неверно — никто не воспринимал ее как «загадку», тем неожиданней была «разгадка».