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

Как и большинство наук, физиология высшей нервной деятельности сблизилась со своими двоюродными и более отдаленными родственниками. Столь многое стало сейчас зависеть от быстроты познания деятельности человеческого мозга! Организация автоматического производства и место в ней человека; психология, бионика, медицина, философия; развитие сверхзвуковой авиации и даже скоростного наземного транспорта; и, конечно же, освоение космоса.

Полеты по земной орбите, полеты на Луну, безусловно предстоящие полеты на другие планеты Солнечной системы требуют полных знаний о возможностях и пределах человеческой психики. Космические аппараты, станции, корабли, по-видимому, далеки еще от совершенства; катастрофические ситуации уже возникали и, к сожалению, могут возникать. В космосе они требуют особого, отличного от земного, и поведения и мобилизации воли, и умения управлять нервными процессами. Что продемонстрировал второй экипаж «Скайлаба», сумевший буквально вручную устранить, находясь в космосе, дефекты и поломки конструкции.

Доктор медицинских наук П. Симонов писал о некоторых работах, связанных с познанием функций мозга.

В пятидесятые годы велась среди ученых долгая и горячая дискуссия: кора или подкорка? Что «главнее»? Что отвечает за образование условных рефлексов — кора или подкорка? Откуда черпает мозг энергию — из коры или подкорки? Так ли уж важна роль новой коры в высшей нервной деятельности, или роль подкорки важнее?

Новая кора — это слой клеток на поверхности больших полушарий, достигший особого развития только у высших животных и человека. В ходе многочисленных опытов, когда удаляли этот самый молодой участок мозга, сложилось представление, что новая кора — орган формирования и хранения условных рефлексов.

Но сведения, полученные экспериментаторами в опытах, уродующих животное, когда его не только лишают новой коры, но и глубоко травмируют оставшиеся отделы, не могут считаться достоверными. Десятилетиями ищут нейрофизиологи возможности без заметной травмы и без хирургического вмешательства обратимого выключения коры — на время опыта выключить ее, а затем снова включить.

Чешские ученые Ян Буреш и Ольга Бурешова использовали для этого кусочек фильтровальной бумаги, смоченной в растворе хлористого калия. Кора, на которую положили бумажку, выключалась на два-три часа. Не вся — только то полушарие, на которое действовал раствор; второе продолжало бодрствовать. Экспериментаторы получили возможность «обучать» одну половину мозга.

Объект опыта — крысы. Материалы — раствор сахарина и несмертельная доза яда. Крыса с удовольствием лакает сладкую воду, а через полчаса или час ей вводят ядовитое вещество. В промежутке между этими двумя событиями в жизни крысы происходит многое, что, казалось бы, должно заставить ее забыть о последовательности: сахарин — яд. Однако крыса не забывает: она отворачивается от лакомого питья, когда ей вторично предлагают его. Каким образом связь между вкусом сахарина и отравлением замкнулась в мозгу?

«Вывод первый: почувствовав неладное, мозг обладает способностью задним числом просмотреть события, ранее ничем не примечательные, и выделить на экране памяти то, что предположительно могло бы стать сигналом опасности. Так прошлое становится ориентиром поведения в лабиринтах возможного будущего».

Следующий опыт: оба полушария выключаются, в рот крысы вливают немного сахарина, а затем вводится яд. Крыса через любое время и в любом количестве, как ни в чем не бывало, пьет сахарин, напрочь забыв о предупредительной его роли перед отравлением.

«Вывод второй: кора головного мозга совершенно необходима для замыкания новых условных связей».

Еще опыт: крыса сперва пьет сахарин, а потом у нее выключают полушария и дают яд. Рефлекс образовался — животное не желает принимать яд.

«Третий важнейший вывод: информация вводится в мозг только через кору, но будучи введена, она может взаимодействовать со следами событий, хранящимися в глубоких, ниже коры расположенных отделах центральной нервной системы (именно глубинные отделы мозга зафиксировали отравление)».

И последний — наиболее тонкий эксперимент. У животного выключили одно полушарие, обучили избегать сахарина только через одну половину мозга, продолжающую быть активной. А потом выключили и эту половину, не «пробуждая» первую. Через некоторое время, когда «спящее» во время обучения полушарие «проснулось», крысе снова дали сахарин. Она от него отказалась. Спрашивается, откуда это, не действовавшее во время опыта полушарие, «пробужденное», когда второе еще «спало», узнало о связи сахарина с ядом?

«Вывод четвертый: новая нервная связь, сформированная с помощью коры правого полушария, была затем сдана на хранение в срединные подкорковые отделы мозга, а позднее извлечена оттуда „проснувшейся“ корой левой половины мозга».

Так что же «главнее» — кора-реализатор или подкорка-хранилище?..

Известный нейрофизиолог, работавший некогда в лаборатории Павлова, польский академик Ежи Конорский занимался особенно сложными формами поведения животного. Поначалу он со своим коллегой С. Миллером изучал механизмы условных рефлексов.

Конорский в качестве предвестника пищи, вместо звонка, метронома и прочих классических внешних раздражителей, вырабатывал у собаки условный рефлекс с помощью… сгибания одной лапы: сгибание лапы — через несколько секунд открывается кормушка и «кушать подано». Сгибание лапы превратилось в сигнал предстоящего кормления. И через несколько опытов одно только сгибание лапы вызывало у собаки готовность к принятию пищи: обильное слюноотделение. Опыт усложнили: перед процедурой сгибания к кормления давали какой-нибудь внешний сигнал; собака очень своеобразно реагировала на него: быстро поднимала лапу, как бы торопя приближение кормушки.

Выделение слюны можно было получить не только от вкусной еды, но и от невкусной слабой кислоты.

Тут-то и случилось то, отчего голова пошла кругом! Провалились в тартарары все представления о механизме условного рефлекса — временной нервной связи между «центром сгибания лапы» и «центром слюноотделения»…

Ей, собаке, прежде чем дать раствор кислоты, всякий раз сгибали лапу. Шел опыт: предупредительный сигнал — звонок, экспериментатор сгибает лапу, за сим следует кислота. И однажды, — как только прозвучал звонок, собака стала по собственному почину активно… разгибать лапу. Ее сгибали, а собака разгибала, и ничего с этим невозможно было поделать. Что случилось? Почему она сделала «наоборот» тому, за чем следовала отвратительная кислота? Никто же ее этому не учил!

Мозг ее стал бороться с предвестником отрицательных ощущений. Мозг дал приказ — делай обратное движение. Мозг сделал вывод: за сгибанием лапы следует кислота, а если лапу разгибать, никаких неприятностей не последует…