Сборник - Как работает ваш мозг. Внутри самого сложного объекта во Вселенной

Мозг – это комок нейронов, но его ни в коем случае нельзя назвать неорганизованным. Развиваясь, любой мозг перед рождением приобретает характерную форму, которая, если отбросить детали, у всех нас примерно одинаковая. Существует множество способов структурного деления такого сложного объекта, поэтому у каждого участка мозга есть невероятное количество имен и описаний. Но проще всего выделить у мозга три области, каждая из которых отвечает за конкретный тип процессов.

Как и следует из названия, задний мозг расположен у основания черепа, прямо над шеей. Сравнения различных организмов позволяют предположить, что это самая первая структура, сформировавшаяся из предшественников мозга у ранних позвоночных. У людей задний мозг состоит из трех образований: продолговатый мозг, варолиев мост и мозжечок.

Продолговатый мозготвечает за многие виды рефлекторного поведения, которые поддерживают в нас жизнь: дыхание, регулирование сердцебиения, глотание и др. Нейроны этого участка пересекают мозг от одной стороны до другой и спускаются в спинной мозг, что объясняет, почему каждая половинка мозга контролирует противоположные части тела.

Чуть выше находится варолиев мост, связанный с такими жизненно важными функциями, как дыхание, ритм сердца, кровяное давление и сон. Он также играет значимую роль в управлении выражением лица и получении информации о передвижениях и ориентации тела в пространстве.

Рис. 1.2. Основные области мозга: задний и средний мозг

Самая выдающаяся часть заднего мозга – это мозжечокс характерной волнистой поверхностью и глубокими бороздами. Он богато снабжается сенсорными данными о расположении и передвижениях тела и может кодировать и воспроизводить информацию, необходимую для выполнения сложных навыков и движений мелкой моторики. Недавние исследования связали его с точной настройкой наших эмоциональных и познавательных навыков.

Средний мозг задействован во многих физических движениях. Одно из его центральных образований – это черное вещество, названное так потому, что является богатым источником нейромедиатора дофамина, который после смерти окрашивает ткани в черный цвет. Так как дофамин важен для координации движений, говорят, что черное вещество «смазывает колеса движения». Помимо этого дофамин – нейромедиатор-«награда», необходимый для многих форм обучения, импульсивного поведения и формирования зависимости.

Другие участки среднего мозга связаны со слухом, обработкой визуальной информации, координацией движения глаз и регулированием настроения.

Многие из наших уникальных человеческих особенностей возникают в переднем мозге, который быстро расширился во время эволюции наших млекопитающих предков. Он включает таламус– передатчик, который отправляет сенсорную информацию в кору головного мозга(внешнюю морщинистую часть) для более серьезной обработки;

гипоталамус, выпускающий гормоны в кровоток для их распределения по телу; миндалевидное тело, связанное с эмоциями; и гиппокамп, который играет основную роль в формировании воспоминаний.

Эволюционно недавно развились базальные ганглии, регулирующие скорость и плавность осознанных движений, начатых корой головного мозга. Связи на этом участке регулирует нейромедиатор дофамин, поступающий из черного вещества среднего мозга. Его нехваткой объясняют многие симптомы болезни Паркинсона, например замедленные движения, тремор и нарушение равновесия. Хотя лекарства, повышающие уровень дофамина в базальных ганглиях, облегчают состояние, лечение болезни Паркинсона нам все еще недоступно.

Кора головного мозга обволакивает полушария и, как считается, делает нас людьми. Здесь строятся планы, складываются слова и генерируются идеи. Здесь расположены творческий интеллект, воображение и сознание, формируется разум.

Рис. 1.3. Основные области мозга: передний мозг

По своей структуре кора – это цельный лист ткани, состоящий из шести морщинистых слоев, сложенных внутри черепа; если его расправить, он займет 1,6 м 2. Информация передается в кору и из нее по примерно миллиону нейронов, но внутри нее сформировано более 10 млрд связей, то есть значительную часть времени кора головного мозга разговаривает сама с собой.

Каждое полушарие коры имеет четыре основные доли (см. рис. 1.3). Лобные долисодержат нейронные связи для мышления и планирования и, как считается, отвечают за нашу индивидуальность. Затылочныеи височные долив основном заняты обработкой визуальной и слуховой информации соответственно. Теменные долизадействуют внимание и объединяют сенсорную информацию.

Можно сказать, что тело отражено на коре головного мозга как множество карт, в том числе как карта чувств и карта координации движений. Карты в целом повторяют строение тела, чтобы нейроны, обрабатывающие сигналы от ваших стоп, находились поближе к тем, которые заняты переработкой информации от ног, а не от носа. Но пропорции искажены: рукам и губам отведено больше тканей мозга, чем туловищу или ногам. Если нарисовать тело так, чтобы оно соответствовало этим пропорциям, получится гротескная фигура – гомункул Пенфилда (см. рис. 1.4).

Рис. 1.4. Гомункул Пенфилда: как мозг видит тело

Мозг состоит из двух полушарий, соединенных каналом из примерно миллиона аксонов, который называется мозолистое тело . Если этот кабель разрезать, а так иногда делают для снятия припадков эпилепсии, единое проявление «я» может разделиться – как если бы тело контролировали два независимых мозга. Один курильщик, перенесший подобную операцию, рассказывал, что когда правая рука брала сигарету, левая ее вырывала и выбрасывала!

Мозолистое тело позволяет объединить множество задач, которые выполняют разные участки коры головного мозга, в гладкое непрерывное переживание мира. Мы узнаем предметы, не замечая фрагментарности работы мозга. Как именно это происходит, мы пока не знаем. Так называемая «проблема связывания» – это один из многих вопросов, на которые предстоит ответить нейроученым будущего.