Александр Попов - Тайны человеческого мозга

Джейнс был уверен, что человеческий мозг «еще более пластичен и более способен приспособляться к окружению, чем мы предполагали ранее… Мы можем допустить, что нервный субстрат сознания достаточно гибок для того, чтобы на основе обучения и культуры мог произойти переход от бикамерального мышления к самосознанию».

А вот как определял процессы, происходящие в мозге и формирующие нашу уникальную личность, исследователь Вернон Маунткасл: «…сенсорные стимулы вливаются в периферические нервные окончания, и их нервные копии отправляются в мозг, к великой серой мантии его коры, — образно писал он. — Мы используем их для создания динамичных и постоянно обновляемых нейронных карт внешнего мира, нашего места и ориентации в нем, а также происходящих в нем событий. На уровне чувства и ощущения ваши и мои образы по существу одни и те же, их легко идентифицировать путем словесного описания или по общей реакции. Но помимо этого каждый такой образ связан с генетической информацией с накопленным индивидуальным опытом, который делает каждого из нас уникальным и неповторимым. На основе этого интегрального опыта каждый из нас конструирует на высшем уровне своего перцептивного опыта свой собственный, очень личный взгляд изнутри».

Два полушария мозга, соединенных между собой пучком нервных волокон, образуют кору головного мозга, которая отвечает за обработку всей поступающей в мозг сенсорной информации. В затылочной доле коры обрабатываются зрительные сигналы; в теменной доле — телесные ощущения; в височной — слуховые сигналы, речь. Есть участки, отвечающие за обработку обонятельных сигналов, и участки, где интегрируются сенсорные сигналы разных типов. Области лобных долей отвечают за моторные функции (регулируют движения), а также за планирование и предвидение. В префронтальной коре происходят мыслительные процессы, интеграция всей поступающей информации, причем все зоны коры непрерывно взаимодействуют между собой и подкорковыми структурами (стволом, таламусом и др.) и соединены в единую сеть (что-то вроде Интернета с постоянным доступом, суперскоростью и неограниченным трафиком).

А что находится под корой и составляет основное вещество мозга? Это нейроны (их в мозгу человека от 5 до 20 миллиардов) — нервные клетки, отвечающие за переработку информации (серое вещество определяется цветом тел нервных клеток); нервные волокна, проводящие информацию к различным участкам мозга (вещество, покрывающее их, миелин, белого цвета), и глиальные клетки (которых раз в 10 больше, чем нейронов), заполняющие пространство между нейронами и образующие «каркас» нервной ткани, а также выполняющие дополнительные функции обмена и защиты (например, восстановление после инфекций).

От тела нейрона, окруженного полупроницаемой мембраной, отходят нервные волокна — длинный отросток (аксон), отвечающий за передачу информации другим клеткам, и короткие ветвящиеся дендриты, с помощью которых клетка получает информацию от других нейронов.

Информация передается от клетки к клетке с помощью нервного импульса, который зарождается в дендритах (получивших информацию от других нейронов), и распространяется от тела клетки по аксону (окончание которого может разветвляться, контактируя с другими нейронами) со скоростью примерно 100 метров в секунду. Передача импульса происходит через синапс (узкую щель) с помощью химических веществ — нейромедиаторов. На конце аксона (длинного волокна) содержатся своеобразные пузырьки, содержащие нейромедиатор. Получив импульс, аксон высвобождает вещество из пузырька в синапсическую щель, и эту информацию получают другие нейроны. Причем разные нейромедиаторы оказывают только два разнополярных действия — возбуждение и торможение.

В покое нейрон обладает зарядом в 70 милливольт (внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной). Дендриты (короткие волокна) проводят к мембране клетки нейромедиатор, который помогает усилить проводимость потока ионов калия и натрия (возбуждение) или ионов калия и хлоридов (торможение). Ионы калия и натрия, проникая через мембрану клетки, уменьшают заряд ее внутренней поверхности, и происходит деполяризация (возбуждение активности). Если отрицательный заряд внутренней поверхности мембраны увеличивается, то происходит гиперполяризация (торможение). И тут электричество! (Так что, может быть, и зря сомневаются в нормальности людей, которые рассказывают, как отрицательно на них действуют магнитные поля, или отказываются пользоваться сотовыми телефонами).

Любопытно то, что нейрон, эта микроскопическая, почти невидимая частичка, должен проинтегрировать все поступающие к нему по дендритам сигналы (а ведь они могут быть прямо противоположными) и выдать «на-гора» один-единственный результат.

О святая святых, самых известных нейромедиаторах мозга, вы наверняка уже слышали. Например, о серотонине, вызывающем чувство удовольствия (говорят, его уровень повышается, если съесть банан) или эндорфине, понижающем болевые ощущения и вызывающем эйфорию (десять минут танцев под любимую музыку — и его количество резко повысится). Также к числу основных нейромедиаторов относятся норадреналин, ацетилхолин, глутамат, дофамин, энкефалины и гамма-аминомасляная кислота (множество нейромедиаторов еще не изучены и не имеют своего названия).

В природе существуют любопытные вещества, которые могут влиять на синтез нейромедиаторов, их блокаду, накопление и высвобождение в пузырьках на концах аксонов или даже имитацию их действия. Так, амфетамин ускоряет высвобождение из пузырьков норадреналина, а ЛСД (диэтиламидализергиновая кислота) может напрямую связываться с серотониновыми рецепторами. Аминазин блокирует рецепторы дофамина, морфин быстро активизирует рецепторы эндорфина. Именно таким образом — усиливая или ослабляя действие нейромедиаторов — психотропные вещества влияют на работу мозга, ощущения и даже поведение человека (Карлос Кастанеда написал об этом максимально подробно, взяв за основу психотропное действие кактуса пейота).

А как работает нормальный, незамутненный наркотиками мозг? Возьмем простейший пример. Вы хотите взять тюбик губной помады с туалетного столика. Отраженный от тюбика свет фокусируется хрусталиками, поступает на сетчатку, потом транслируется по нервным клеткам в зрительный центр (таламус); так активируются световые нейроны, которые передают изображение к участку зрительной коры (затылочная доля больших полушарий) от правого глаза — расположенному в левом, от левого — в правом полушарии. Здесь начинается целая какофония импульсов, одни из которых реагируют на форму тюбика, другие — на форму и объем футляра, третьи анализируют границу между столом и помадой. Потом эта информация по аксонам поступает в аналитический центр, где все данные сводятся воедино (мы узнаем тюбик и стол). Оттуда импульсы поступают в лобные доли, где начинается планирование движения (взять!), потом от нейронов через нервные окончания сигнал поступает к мышцам руки, к каждому пальцу (причем начавшееся движение контролируется зрительными рецепторами). А когда мы берем тюбик в руки, кожные рецепторы пальцев, реагирующие на давление, тут же докладывают мозгу о том, насколько надежно пальцы держат помаду и какую степень усилия надо приложить, чтобы удерживать ее и дальше. Ну а для того, чтобы правильно накрасить губы или придумать теорию относительности, требуется такое количество и качество работы нейронов, что даже страшно это себе представить!