Человек летает в космос и погружается в морские глубины, создал цифровое телевидение и сверхмощные компьютеры. Однако сам механизм мыслительного процесса и орган, в котором происходит умственная деятельность, как и причины, побуждающие нейроны взаимодействовать, до сих пор остаются загадкой.
Головной мозг – важнейший орган человеческого организма, материальный субстрат высшей нервной деятельности. От него зависит, что человек чувствует, делает, о чем думает. Мы слышим не ушами и видим не глазами, а соответствующими участками коры головного мозга. Он же вырабатывает гормоны удовольствия, вызывает прилив сил и утоляет боль. В основе нервной деятельности лежат рефлексы, инстинкты, эмоции и другие психические явления. Научное понимание работы мозга все еще отстает от понимания функционирования всего организма в целом. Это, безусловно, связано с тем, что мозг – гораздо более сложный орган по сравнению с любым другим. Мозг – самый сложный объект в известной нам вселенной.
У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2%. А если поверхность этого органа разгладить, получится примерно 22 кв. метра органики. Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Чтобы вы могли представить себе это количество, напомним: 100 миллиардов секунд – это примерно 3 тысячи лет. Каждый нейрон контактирует с 10 тысячами других. И каждый из них способен к высокоскоростной передаче импульсов, поступающих от одной клетки к другой химическим путем. Нейроны могут одновременно взаимодействовать с несколькими другими нейронами, в том числе находящимися в удаленных отделах мозга.
Мозг способен значительно ускорять свою работу. Люди, пережившие ситуации угрозы для жизни, говорят, что за миг перед их глазами «пролетела вся жизнь». Ученые считают, что мозг в момент опасности и осознания грозящей смерти в сотни раз ускоряет работу: ищет в памяти аналогичные обстоятельства и способ помочь человеку успеть себя спасти.
Проблема исследования мозга человека – одна из самых захватывающих задач науки. Поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания. Ведь все, что до сих пор исследовалось: и атом, и галактика, и мозг животного – было проще мозга человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи. Ведь главное средство познания не приборы и не методы, им остается наш человеческий мозг.
Существуют различные методы исследования. В первую очередь в практику ввели клинико-анатомическое сопоставление – смотрели, какая функция «выпадает» при повреждении определенной области мозга. Так, французский ученый Поль Брока 150 лет назад обнаружил центр речи. Он заметил, что у всех больных, которые не могут говорить, поражена определенная область мозга. Электроэнцефалография изучает электрические свойства мозга – исследователи смотрят, как электрическая активность разных участков мозга меняется в соответствии с тем, что делает человек.
Электрофизиологи регистрируют электрическую активность «мыслительного центра» организма с помощью электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью электроэнцефалографии. При тяжелейших заболеваниях мозга тонкие электроды могут вживляться в ткань органа. Это позволило получить важную информацию о механизмах работы мозга по обеспечению высших видов деятельности, были получены данные о соотношении коры и подкорки, о компенсаторных возможностях. Еще один метод изучения мозговых функций – электрическая стимуляция отдельных областей. Так канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом был исследован «моторный гомункулус». Было показано, что, стимулируя определенные точки в моторной коре, можно вызвать движение разных частей тела, и установлено представительство различных мышц и органов. В 1970-е годы, после изобретения компьютеров, представилась возможность еще более полно исследовать внутренний мир нервной клетки, появились новые методы интроскопии: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. В последние десятилетия активно развивается метод нейровизуализации (наблюдение за реакцией отдельных частей мозга после введения определенных веществ).
Очень важное открытие было сделано в 1968 году – ученые обнаружили детектор ошибок. Это механизм, который дает нам возможность производить рутинные действия, не задумываясь: например, умываться, одеваться и одновременно думать о своих делах. Детектор ошибок в подобных обстоятельствах все время следит, правильно ли вы действуете. Или, например, человек внезапно начинает чувствовать себя некомфортно – он возвращается домой и обнаруживает, что забыл выключить газ. Детектор ошибок позволяет нам даже не задумываться о десятках задач и решать их «на автомате», сходу отметая недопустимые варианты действий. За последние десятилетия наука узнала, как устроены многие внутренние механизмы человеческого организма. Например, путь, по которому зрительный сигнал доходит от сетчатки до мозга. Для решения более сложной задачи – мышления, опознания сигнала – задействована большая система, которая распространена по всему мозгу. Однако «центр управления» пока не найден и даже неизвестно, есть ли он.
С середины XIX века ученые делали попытки изучения анатомических особенностей мозга людей с выдающимися способностями. На многих медицинских факультетах Европы хранились соответствующие препараты, в том числе и профессоров медицины, которые еще при жизни завещали свой мозг науке. От них не отставали русские ученые. В 1867 году на Всероссийской этнографической выставке, устроенной Императорским обществом любителей естествознания, было представлено 500 черепов и препаратов их содержимого. В 1887 году анатом Дмитрий Зернов опубликовал результаты исследования мозга легендарного генерала Михаила Скобелева. В 1908 году академик Владимир Бехтерев и профессор Рихард Вейнберг исследовали подобные препараты покойного Дмитрия Менделеева. Аналогичные препараты органов Бородина, Рубинштейна, математика Пафнутия Чебышева сохранены в анатомическом музее Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. В 1915 году нейрохирург Борис Смирнов подробно описал мозг химика Николая Зинина, патолога Виктора Пашутина и писателя Михаила Салтыкова-Щедрина. В Париже был исследован мозг Ивана Тургенева, вес которого достигал рекордных 2012 г. В Стокгольме работали с соответствующими препаратами знаменитых ученых, в том числе Софьи Ковалевской. Специалисты Московского института мозга тщательно исследовали «мыслительные центры» вождей пролетариата: Ленина и Сталина, Кирова и Калинина, изучали извилины великого тенора Леонида Собинова, писателя Максима Горького, поэта Владимира Маяковского, режиссера Сергея Эйзенштейна... Сегодня ученые убеждены в том, что, на первый взгляд, мозг талантливых людей ничем не выделяется из ряда среднестатистических. Эти органы различаются структурой, размерами, формой, однако от этого ничего не зависит. Мы до сих пор не знаем, что именно делает человека талантливым. Можем только предполагать, что мозг таких людей немножко «сломан». Он может делать то, чего не могут нормальные, а значит, он не такой, как все.
Мозг человека - самый сложный биологический механизм, созданный природой. Он имеет огромный потенциал, который наверное никогда не будет раскрыт в полной мере. Загадочная жизнь серого вещества - это огромное белое пятно на карте человеческих знаний. Как устроен мозг, как он работает - ни один житель земли не сможет дать полный и ясный ответ на эти вопросы.
В мозге загадочно всё: начиная с того, как он возник на голубой планете и заканчивая его связями с тонким миром Вселенной, непосредственно воздействующих на глубины подсознания человека. Эти загадки будоражат воображение, подстёгивают людей к поиску новых и новых нетрадиционных методов изучения мозгового вещества.
Так уж получилось, что этот совершеннейший механизм вынужден изучать сам себя, но процесс познания, к сожалению, идёт не очень успешно. Слишком сложны, непонятны, непохожи друг на друга и многообразны все те процессы, которые происходят в сером веществе. Их отражения ежесекундно находят себя во внешнем мире, давая людям возможность жить интересной, полноценной жизнью, познавать окружающую действительность и восхищаться её единством и борьбой противоположностей.
В человеческом организме мозг занимает привилегированное положение. От внешнего мира его нежнейшие ткани защищены черепной коробкой, внутри - спинномозговая жидкость надёжно оберегает от сотрясений. Составляя всего два процента от общего веса тела, этот, испещрённый сотнями тысяч кровеносных сосудов орган поглощает двадцать процентов, получаемого нашими лёгкими кислорода.
В экстремальных условиях, когда организм голодает, мозг забирает подавляющую долю питательных веществ. При потере веса тела на пятьдесят процентов, он теряет всего пятнадцать процентов.
Сверху мозг покрыт тонким серым слоем с бороздами и извилинами. Это нервная ткань, которую называют корой головного мозга . Её толщина в разных частях больших полушарий колеблется от 1,3мм до 4,5 мм. Состоит она из четырнадцати-шестнадцати миллиардов нейронов, основного функционального элемента нервной системы.
Именно здесь находится мыслящий центр с прямыми и обратными связями, которые осуществляются через вертикальные пучки волокон. Информация поступает от органов чувств к коре посредством нервных импульсов и химических сигналов. После обработки, она, в виде команд, отсылается обратно и служит руководством к действию для различных участков человеческого тела.
Основная масса мозга (около 70%) приходится на большие полушария . Они симметричны и соединены между собой мозолистым телом (пучком отростков нейронов), которое обеспечивает обмен информации между ними.
Полушария состоят из лобной, височной, теменной и затылочной долей . В лобных долях - центры, регулирующие двигательную активность, в теменных долях - зоны телесных ощущений. Височные доли отвечают за слух, центры речи, память, а затылочные преобразуют лучи света, попадающие на сетчатку глаза, в зрительные ощущения.
Под корой лежат мозговые ядра, состоящие из скопления нейронов, например гипоталамус и таламус. Гипоталамус - маленький участок мозга, который контролирует гомеостатические функции организма. Таламус отвечает за бодрствование и внимание.
За положение головы, туловища и конечностей, то есть за то, чтобы человек комфортно чувствовал себя, стоя вертикально на земле, отвечает мозжечок , который прячется под затылочными долями больших полушарий. Он также играет определяющую роль в формировании различных навыков, необходимых для повседневной жизни.
Средний вес мозга взрослого человека полтора килограмма. Попадаются отдельные экземпляры серого вещества, которые весят два килограмма. Но большие объём и масса отнюдь не являются признаками незаурядного ума и мощного интеллекта. Здесь действую совсем другие критерии, которые ещё практически не изучены.
Мозг, вообще, такой биологический механизм, который очень трудно поддаётся изучению. Слишком уж он сложен и загадочен, чтобы, вот так сразу, открыть пилигримам в Страну Сознания все свои тайны.
Полушария
мозга
К примеру, левое и правое полушария - это как бы два мозга в одной черепной коробке. Каждое из них ведает своими делами, но в то же время помогает коллеге. Левое занимается логическим, абстрактным мышлением, правое - конкретным, образным.
Если управление психикой на себя возьмёт левое полушарие, то настроение счастливца улучшится. Он станет приветливым, оптимистичным, мягким и жизнерадостным. Но если доминировать начнёт правое, то «суши вёсла». Депрессия, раздражительность, вспышки гнева, агрессия - обычное дело в этом случае.
Интересно также то, что специализация полушарий у мужчин гораздо более выражена, чем у прекрасного пола. Уже к шести годам у мальчиков правое полушарие полностью берёт на себя, отведённые ему функции. А вот у девочек оно остаётся более пластичным ещё долгое время. Практически на протяжении всей жизни, у женщин, способность к пространственному восприятию окружающего мира в равной мере свойственна обоим половинам мозга.
Такая универсальная специфика может сыграть позитивную роль при физической травме одного из полушарий. Второе полушарие спокойно возьмёт на себя выполнение утраченных функций своего собрата. Так что мужчинам остаётся только завидовать.
Огромный интерес при изучении работы мозга уделяется чувствам, мыслям, эмоциям, которые во всём своём огромном многообразии свойственны только венцу природы, то есть нам с вами. Животные, хотя тоже имеют мозговое вещество, но с человеком и рядом не стояли.
Духовная жизнь - это следствие работы мозга, которая представляет из себя чисто физические и химические процессы или что-то другое, таинственное и непонятное? Этот вопрос всегда волновал людей, но ответа на него до сих пор нет.
Ещё в XIX веке ректор Киевской духовной семинарии архимандрит Борис изложил свои взгляды по этому вопросу в сочинении «О невозможности чисто физиологического объяснения душевной жизни человека». Высокопоставленный служитель православной церкви, соглашаясь с тем, что душевная жизнь - это работа мозга, в то же время утверждал, что психические явления имеют своё подлинное бытие вне головного мозга. А где же тогда? «Сие нам неизвестно, так как является божьим откровением».
Объективности ради надо сказать, что люди науки во многом соглашаются со слугой божьим. К примеру английский физиолог Ч. Шеррингтон считал, что мысль рождается вне материи, но возникает в головах людей, таким образом вводя их в заблуждение, что они сами произвели её на свет.
А вот австралийский анатом Ф. Галлем попытался объяснить эту загадку с материалистической точки зрения. Он утверждал, что наша духовная жизнь воспроизводится в коре головного мозга. Впрочем ни к чему хорошему такая постановка вопроса не привела. Окунувшись с головой в изучение физиологических процессов, пытаясь притянуть к ним духовные богатства человека, сей учёный муж доработался до того, что создал френологию - науку, согласно которой по конфигурации черепа можно судить о характере людей. Впоследствии эту гипотезу взяли на вооружение расисты всех мастей и оттенков.
Мозг не чувствителен к боли . Его можно раздражать электрическим током, резать скальпелем - человек это не почувствует. Почему же такая рациональная и практичная природа не позаботилась о важнейшей защитной функции для самого главного органа нашего тела? Видимо потому, что серое вещество не подлежит восстановлению. Если уж оно повреждено, то ничего исправить уже нельзя.
Но нет худа без добра. Отсутствие болевого эффекта позволило исследователям серого вещества использовать в своей работе электричество. Вживляя тончайшие электроды в различные части мозга, они получили возможность узнать, как работают и за что отвечают отдельные его участки.
Если прикоснуться электродом к нейронам височной области коры головного мозга, то испытуемый может разразиться такими воспоминаниями (скажем из далёкого детства), которые были бы просто невозможны при обычных условиях. Раздражение гипоталамуса вызовет агрессивность, а если вживить электрод в ретикулярную формацию, то можно управлять страхом.
Мозгу свойственно помнить о потерянных органах. Человек теряет руку, после этого проходят годы, а отнятая конечность продолжает «жить» и непереносимо «болеть». Такие боли называются фантомными и хорошо известны врачам. Кстати, как раз вживление электродов позволяет избавиться от этого неприятного фактора навсегда.
Вот так, в общих чертах, устроен мозг человека. В заключении хочется сказать несколько слов о довольно странных вещах, которые, хоть и очень редко, но наблюдаются у отдельных индивидуумов. Это отсутствие мозгового вещества. При вскрытие у такого человека в черепной коробке находят вместо нейронов и глиальных клеток обыкновенную воду.
Так немецкий патологоанатом Иоахим Гофман при вскрытии трупа больного, болевшего при жизни расстройством психики, обнаружил в его голове вместо привычной картины жидкую массу. Маститый эскулап был потрясён до глубины души, но объяснить этот феномен никак не смог.
А вот ещё пример. Приехавший домой на каникулы английский студент обратился в местную больницу с жалобой на сильную головную боль. Врачи долго не могли определить причину плохого состояния пациента, но после рентгеновского снимка мозга пришли в ужас. У этого молодого человека серое вещество напрочь отсутствовало: вместо него плескалась жидкость. Интересно то, что юноша вёл себя вполне адекватно, а в университете был на хорошем счету и учился вполне успешно.
Ни для кого не является тайной, что при вскрытии черепа «вождя мирового пролетариата» господина Ульянова В. И. (Ленина), российские светила от медицины также серое вещество в его голове не обнаружили. Вместо миллиардов и миллиардов нервных клеток в голове террориста-большевика находилась вода.
Человеческий мозг - это совершеннейший, идеально отлаженный биологический механизм. В нём нет ничего лишнего, зато нужное и даже необходимое современные люди используют всего на 10%. Целых 90% серого вещества оказывается не востребованным на протяжении всей жизни. Огромное количество нейронов так никогда и не включается в работу, и не приносит пользу человеку.
В чём же заключается эта польза? Тут однозначного ответа нет. Может это блестящая интуиция, может телепортация. Идеальную память, духовное совершенство, вселенские знания тоже нельзя исключить. Если всё это лежит совсем рядом, под черепной коробкой, то нужно работать и работать над собой, чтобы разбудить те спящие необыкновенные силы, которые кардинально могут изменить жизнь каждого из нас, а значит и всего человечества в целом.
Статью написал ridar-shakin
Источники: Ф. Блум, А. Лейзерсон «Мозг, разум и поведение»
ГОЛОВНОЙ МОЗГ ЧЕЛОВЕКА
орган, координирующий и регулирующий все жизненные функции организма и контролирующий поведение. Все наши мысли, чувства, ощущения, желания и движения связаны с работой мозга, и если он не функционирует, человек переходит в вегетативное состояние: утрачивается способность к каким-либо действиям, ощущениям или реакциям на внешние воздействия. Данная статья посвящена мозгу человека, более сложному и высокоорганизованному, чем мозг животных. Однако существует значительное сходство в устройстве мозга человека и других млекопитающих, как, впрочем, и большинства видов позвоночных. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга. Она связана с различными частями тела периферическими нервами - двигательными и чувствительными.
См. также
НЕРВНАЯ СИСТЕМА . Головной мозг - симметричная структура, как и большинство других частей тела. При рождении его вес составляет примерно 0,3 кг, тогда как у взрослого он - ок. 1,5 кг. При внешнем осмотре мозга внимание прежде всего привлекают два больших полушария, скрывающие под собой более глубинные образования. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры (наружного слоя мозга). Сзади помещается мозжечок, поверхность которого более тонко изрезана. Ниже больших полушарий расположен ствол мозга, переходящий в спинной мозг. От ствола и спинного мозга отходят нервы, по которым к мозгу стекается информация от внутренних и наружных рецепторов, а в обратном направлении идут сигналы к мышцам и железам. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество - нервные волокна, которые формируют проводящие пути (тракты), связывающие между собой различные отделы мозга, а также образуют нервы, выходящие за пределы ЦНС и идущие к различным органам. Головной и спинной мозг защищены костными футлярами - черепом и позвоночником. Между веществом мозга и костными стенками располагаются три оболочки: наружная - твердая мозговая оболочка, внутренняя - мягкая, а между ними - тонкая паутинная оболочка.
Пространство между оболочками заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью, которая по составу сходна с плазмой крови, вырабатывается во внутримозговых полостях (желудочках мозга) и циркулирует в головном и спинном мозгу, снабжая его питательными веществами и другими необходимыми для жизнедеятельности факторами. Кровоснабжение головного мозга обеспечивают в первую очередь сонные артерии; у основания мозга они разделяются на крупные ветви, идущие к различным его отделам. Хотя вес мозга составляет всего 2,5% веса тела, к нему постоянно, днем и ночью, поступает 20% циркулирующей в организме крови и соответственно кислорода. Энергетические запасы самого мозга крайне невелики, так что он чрезвычайно зависим от снабжения кислородом. Существуют защитные механизмы, способные поддержать мозговой кровоток в случае кровотечения или травмы. Особенностью мозгового кровообращения является также наличие т.н. гематоэнцефалического барьера. Он состоит из нескольких мембран, ограничивающих проницаемость сосудистых стенок и поступление многих соединений из крови в вещество мозга; таким образом, этот барьер выполняет защитные функции. Через него не проникают, например, многие лекарственные вещества.
КЛЕТКИ МОЗГА
Клетки ЦНС называются нейронами; их функция - обработка информации. В мозгу человека от 5 до 20 млрд. нейронов. В состав мозга входят также глиальные клетки, их примерно в 10 раз больше, чем нейронов. Глия заполняет пространство между нейронами, образуя несущий каркас нервной ткани, а также выполняет метаболические и другие функции.
Нейрон, как и все другие клетки, окружен полупроницаемой (плазматической) мембраной. От тела клетки отходят два типа отростков - дендриты и аксоны. У большинства нейронов много ветвящихся дендритов, но лишь один аксон. Дендриты обычно очень короткие, тогда как длина аксона колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Тело нейрона содержит ядро и другие органеллы, такие же, как и в других клетках тела (см. также КЛЕТКА).
Нервные импульсы.
Передача информации в мозгу, как и нервной системе в целом, осуществляется посредством нервных импульсов. Они распространяются в направлении от тела клетки к концевому отделу аксона, который может ветвиться, образуя множество окончаний, контактирующих с другими нейронами через узкую щель - синапс; передача импульсов через синапс опосредована химическими веществами - нейромедиаторами. Нервный импульс обычно зарождается в дендритах - тонких ветвящихся отростках нейрона, специализирующихся на получении информации от других нейронов и передаче ее телу нейрона. На дендритах и, в меньшем числе, на теле клетки имеются тысячи синапсов; именно через синапсы аксон, несущий информацию от тела нейрона, передает ее дендритам других нейронов. В окончании аксона, которое образует пресинаптическую часть синапса, содержатся маленькие пузырьки с нейромедиатором. Когда импульс достигает пресинаптической мембраны, нейромедиатор из пузырька высвобождается в синаптическую щель. Окончание аксона содержит только один тип нейромедиатора, часто в сочетании с одним или несколькими типами нейромодуляторов (см. ниже Нейрохимия мозга). Нейромедиатор, выделившийся из пресинаптической мембраны аксона, связывается с рецепторами на дендритах постсинаптического нейрона. Мозг использует разнообразные нейромедиаторы, каждый из которых связывается со своим особым рецептором. С рецепторами на дендритах соединены каналы в полупроницаемой постсинаптической мембране, которые контролируют движение ионов через мембрану. В покое нейрон обладает электрическим потенциалом в 70 милливольт (потенциал покоя), при этом внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной. Хотя существуют различные медиаторы, все они оказывают на постсинаптический нейрон либо возбуждающее, либо тормозное действие. Возбуждающее влияние реализуется через усиление потока определенных ионов, главным образом натрия и калия, через мембрану. В результате отрицательный заряд внутренней поверхности уменьшается - происходит деполяризация. Тормозное влияние осуществляется в основном через изменение потока калия и хлоридов, в результате отрицательный заряд внутренней поверхности становится больше, чем в покое, и происходит гиперполяризация. Функция нейрона состоит в интеграции всех воздействий, воспринимаемых через синапсы на его теле и дендритах. Поскольку эти влияния могут быть возбуждающими или тормозными и не совпадать по времени, нейрон должен исчислять общий эффект синаптической активности как функцию времени. Если возбуждающее действие преобладает над тормозным и деполяризация мембраны превышает пороговую величину, происходит активация определенной части мембраны нейрона - в области основания его аксона (аксонного бугорка). Здесь в результате открытия каналов для ионов натрия и калия возникает потенциал действия (нервный импульс). Этот потенциал распространяется далее по аксону к его окончанию со скоростью от 0,1 м/с до 100 м/с (чем толще аксон, тем выше скорость проведения). Когда потенциал действия достигает окончания аксона, активируется еще один тип ионных каналов, зависящий от разности потенциалов, - кальциевые каналы. По ним кальций входит внутрь аксона, что приводит к мобилизации пузырьков с нейромедиатором, которые приближаются к пресинаптической мембране, сливаются с ней и высвобождают нейромедиатор в синапс.
Миелин и глиальные клетки.
Многие аксоны покрыты миелиновой оболочкой, которая образована многократно закрученной мембраной глиальных клеток. Миелин состоит преимущественно из липидов, что и придает характерный вид белому веществу головного и спинного мозга. Благодаря миелиновой оболочке скорость проведения потенциала действия по аксону увеличивается, так как ионы могут перемещаться через мембрану аксона лишь в местах, не покрытых миелином, - т.н. перехватах Ранвье. Между перехватами импульсы проводятся по миелиновой оболочке как по электрическому кабелю. Поскольку открытие канала и прохождение по нему ионов занимает какое-то время, устранение постоянного открывания каналов и ограничение их сферы действия небольшими зонами мембраны, не покрытыми миелином, ускоряет проведение импульсов по аксону примерно в 10 раз. Только часть глиальных клеток участвует в формировании миелиновой оболочки нервов (шванновские клетки) или нервных трактов (олигодендроциты). Гораздо более многочисленные глиальные клетки (астроциты, микроглиоциты) выполняют иные функции: образуют несущий каркас нервной ткани, обеспечивают ее метаболические потребности и восстановление после травм и инфекций.
КАК РАБОТАЕТ МОЗГ
Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие - на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов. Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности. На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Головной мозг можно условно разделить на три основные части: передний мозг, ствол мозга и мозжечок. В переднем мозгу выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Ствол мозга состоит из продолговатого мозга, моста (варолиева моста) и среднего мозга. Большие полушария - самая большая часть мозга, составляющая у взрослых примерно 70% его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком аксонов (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.
Работы по эмоциональному интеллекту имеют тем больший вес, что могут применяться в бизнесе, маркетинге и политике. Многие решения человек применяет подсознательно. Причем это не всегда плохо. В заднем отделе мозга формируются паттерны: шаблоны человеческого поведения в испытанных ранее ситуациях.
Основа рационального мышления - приверженность знаковым системам. Отделы левого полушария активизируются при чтении, и решении математических задач. Какая бы то ни было письменность не свойственна животным, их левые полушария задействованы в меньшей степени, чем в мозге человека. Исключение составляют высшие млекопитающие (дельфины, киты).
Считается, что люди, обладающие проявлениями гениальности, имеют огромное количество устойчивых связей нейронов и синапсов (еще один вид соединительных «проводов») между левым и правым полушариями. Это позволяет им анализировать определенную знаковую информацию, творчески ее интерпретировать и преподносить в переработанном виде в другой знаковой системе. Развитию устойчивых нейронных связей способствуют привычки. Вот почему многие гении занимались любимым делом уже в раннем возрасте - сформировавшиеся привычки способствовали укреплению нейронных связей, которые позволяли им творить произведения мирового масштаба.
«Я знаю всё, но только не себя», – писал французский поэт Франсуа Вийон… пожалуй, под этими словами мог бы подписаться каждый из нас, ведь орган, в котором и сосредоточено наше «Я», до сих пор не раскрыл нам всех своих тайн. Этот орган – головной мозг.
Поначалу на него вообще не обращали особого внимания – так, Гиппократ считал мозг железой, удаляющей избыток жидкости из организма, а Аристотель отводил ему роль «холодильника». Но уже в античном мире появляется идея связи головного мозга с психикой (Алкмеон, Герофил). Предстояло пройти огромный путь длиной в множество веков, чтобы приоткрыть завесу тайны над деятельностью мозга.
Прежде всего следует отвергнуть заблуждение, которое в наши дни не повторяет только ленивый: якобы мы используем наш мозг только на 5%, а вот если научимся использовать остальные 95% – тогда… что «тогда» – зависит от фантазии говорящего (или автора методики, способствующей «раскрытию» этих самых 95% – за соответствующую плату, разумеется). Эволюция – строгий «контролёр», ничто лишнее в ней не выживает. Единственное исключение в этом плане – рудиментарные органы, но они бывают редуцированными (вспомните маленькие глазки крота). Представить же, что орган, который по сложности и функциональности превосходит аналогичные органы эволюционных предков, был рудиментарным на 95%, совершенно невозможно. Пресловутые 5% – это сознание, остальное же – отнюдь не мёртвый груз, это всё тоже занято работой – помимо сознания (например, управление деятельностью внутренних органов).
Как и все органы, мозг состоит из клеток. Клетки эти – нейроны – особого рода, непохожие ни на какие другие. От маленького тела отходят многочисленные отростки – один длинный (аксон) и множество коротких, ветвящихся (дендриты). Дендриты проводят сигналы к нейрону от других нейронов, аксон – наоборот. При этом аксон у человека может достигать длины… в 1 метр (у крупных животных – например, китов – бывают и ещё длиннее), и это при том, что сами по себе нервные клетки – одни из самых мелких. Достаточно сложно проследить под микроскопом извилистый путь такого отростка, и потому так медленно продвигалось изучение взаимодействия нервных клеток. Ещё одна их особенность заключается в том, что главной «рабочей» частью нейрона является… оболочка, функция которой у всех клеток обычно сводится к защите от внешних воздействий, у нейронов же именно она генерирует электрический потенциал, который и составляет возбуждение нейрона, «несёт информацию».
Как лес состоит не только из деревьев, так в мозге есть не только нейроны – их окружают глиальные клетки. Функции их многообразны: они служат опорой для отростков нервных клеток, проводят к ним из крови питательные вещества, защищают их.
Клетки головного мозга складываются в множество отделов, различающихся по своему строению и функциям, а также по эволюционному «возрасту». Основных отделов – пять: продолговатый, задний, средний, промежуточный и передний. Продолговатый мозг вместе со средним и варолиевым мостом (частью заднего мозга) образуют мозговой ствол.
Продолговатый мозг управляет нашей жизнедеятельностью: дыхание, пищеварение, работа сердца, защитные рефлексы (такие, как чихание и кашель). Вот почему если геморрагический инсульт поразил одно из больших полушарий, что-то ещё можно сделать (человек, возможно, будет инвалидом – но будет жить), если же кровоизлияние «ударило» в ствол – надежды практически нет.
Средний мозг, который тоже входит в ствол, отвечает за ориентировочный рефлекс, позы, регулирует жевание и глотание и обрабатывает первичную информацию, поступающую от зрения и слуха.
За варолиевым мостом, передающим сигналы от спинного мозга к головному находится образование, внешне напоминающее «мозг в миниатюре», так он и называется – мозжечок 9вместе они и составляют задний мозг). Его назначение – корректировать информацию, поступающую от двигательных центров коры головного мозга, т.е. регулировать произвольные движения. Человек с поражённым мозжечком ходит, сильна шатаясь, а с закрытыми глазами вообще падает, может стоять, только широко расставив ноги, координация движений нарушается, страдает и речь (это ведь тоже произвольные движения челюстей и языка) – ударения расставляются не по смыслу, а через равные промежутки времени.
Переходим к промежуточному мозгу. Это довольно сложное образование, включающее в себя таламический мозг, гипоталамус и третий желудочек.
Таламический мозг кроме собственно таламуса включает в себя эпиталамус и метаталамус. Таламус – парное яйцевидное образование, иначе называемое зрительными буграми; здесь находятся четыре ядра (скопления нейронов), через одно проходит зрительная информация, через другое – слуховая, третье – тактильная, четвёртая – связанная с чувством равновесия. Такой вот «информационный центр». Если он страдает – человек «теряет» информацию о происходящих событиях, сразу забывая всё происходящие, хотя память как таковая не страдает – то, что было до болезни, человек помнит (это называется антероградной амнезией). Основная часть эпиталамуса – шишковидное тело, или эпифиз. Собственно, это не отдел мозга как таковой, а железа внутренней секреции, но железа необычная – в ней тесно переплетаются железистые и нервные клетки. Примечательно, что у низших позвоночных эпифиз по строению напоминает… глаз. Так что если кто ищет пресловутый «третий глаз» – так это он. «Просветлению» эпифиз вряд ли поможет, но вырабатывает ряд гормонов (мелатонин, серотонин и др.), выполняя множество важных функций: торможение полового развития и поведения, роста, развития опухолей. В метаталамусе же расположены подкорковые центры зрения с слуха.
Гипоталамус, расположенный под таламусом – тоже весьма сложное образование. Здесь находятся сосцевидные тела (обонятельные центры), здесь пересекаются зрительные нервы, обеспечивая нам бинокулярное зрение, здесь же располагается серый бугор, регулирующий обмен веществ, а также гипофиз… тот самый гипофиз, манипуляциями с которым профессор Преображенский превратил Шарика в Шарикова! Тут Булгаков, конечно, погрешил против истины – и, пожалуй, уместнее вспомнить компрачикосов из романа «Человек, который смеётся». «Коронный номер» таких компрачикосов – это как раз удаление гипофиза: ребёнок перестаёт расти, и получается карлик, которого можно выгодно продать какому-нибудь аристократу в качестве «живой игрушки». Впрочем, такое бывает и без вмешательства человека – при некоторых заболеваниях, когда гипофиз вырабатывает недостаточно гормона роста, или наоборот – вырабатывает слишком много, тогда мы имеем дело с гигантизмом или акромегалией (расширением и утолщением костей). Регулирование роста – не единственная «работа» гормонов гипофиза: это и жировой обмен, и деятельность надпочечников и щитовидной железы, а у женщин – ещё и гормоны, связанные с менструальным циклом.
Помимо всего описанного, промежуточный мозг управляет циркадными ритмами (чередованием бодрствования и сна), терморегуляцией. Здесь же находятся центры голода, жажды и насыщения, а также центры удовольствия и боли (их ещё образно именуют «раем» и «адом»). Когда крысам вводили в такой «рай» электроды и раздражали этот центр электрическим током, животные потом преодолевали изрядное расстояние по железной решётке под током, чтобы снова получить такое удовольствие (для получения пищи они были «согласны» преодолеть вдвое меньшее расстояние), а когда их самих «научили» подавать импульс нажатием на педаль, крысы очень быстро превращались в «электрических наркоманов», даже переставая есть… остаётся только радоваться, что такая «технология удовольствия» не получила распространения среди людей: ведь это было бы дешевле (а значит – доступнее), чем героин!
Переходим к самой крупной у человека части мозга – переднему мозгу. У нашего вида он представлен большими полушариями. Полушария эти состоят из белого вещества, внутри которого базальные ганглии – скопления серого вещества, объединяющиеся в т.н. полосатое тело (названное так потому, что в нём чередуются белое и серое вещества). Оно регулирует мышечный тонус, некоторые поведенческие реакции, участвует в формировании условных рефлексов. Поражение полосатого тела приводит к такому заболеванию, как хорея – больной совершает неконтролируемые, непроизвольные движения, напоминающие обычные, но преувеличенные и неуместные. Именно поэтому такую болезнь не всегда просто распознать, особенно у детей: гримасничает, кривляется, тетрадь исчеркал… да он просто плохо себя ведёт! И невдомёк родителям, что ребёнка надо отвести к неврологу…
Но если мозг – это, выражаясь словами В.И.Ленина, высшая форма организации материи, то «венец творения», несомненно – кора больших полушарий, образованная серым веществом. Самая молодая в эволюционном отношении, самая сложная часть нашего мозга – и самая хрупкая. Именно она погибает первой при кислородном голодании. Здесь формируются условные рефлексы, лежащие в основе высшей нервной деятельности, обеспечивающей взаимоотношения организма с окружающим миром. Мышление и прочие сложные проявления нашей психики – это образование временных нервных связей в коре головного мозга.
Полушарий два, и они вовсе не являются «двойниками» друг друга, так что можно сказать, что у нас два мозга. Обычно это не очевидно, поскольку они работают вместе, будучи соединены т.н. мозолистым телом, но вот если мозолистое тело рассечь… это применяется при некоторых формах эпилепсии. Предотвратить припадки это помогает, но вот с больными – особенно в первое время после операции – происходят странные вещи. Один такой пациент никак не мог надеть брюки, поскольку правой рукой подтягивал их, а левой спускал; другой правой рукой открывал газ и зажигал спичку, а левая в это время газ закрывала; третий в одной рукой схватил жену и принялся её трясти – а другой пытался усмирить свою «агрессивную» руку… словом, каждое полушарие начинало «жить своей жизнью», вплоть до того, что человек может в полном смысле играть в шахматы сам с собой (правда, каждое полушарие в отдельности превращалось в довольно посредственного игрока).
Как «работает» каждое полушарие в отдельности, можно наблюдать при электросудорожной терапии, применяемой при некоторых тяжёлых заболеваниях мозга – при этом полушарие, через которое пропущен ток, временно отключается. Первое, что страдает при отключении левого полушария – это речь. Поначалу пациент вообще ничего не пытается сказать и не понимает. Лишь с постепенным восстановлением функций он начинает откликаться на своё имя, потом понимать обращённую речь, называть хорошо знакомые предметы… Пациент же с отключённым правым полушарием, напротив, говорит без умолку. При деактивации левого полушария человек плохо запоминает слова и хорошо – картинки, при деактивации правого – наоборот. Такая же противоположность наблюдается в отношении эмоций: человек с отключённым правым полушарием находится в приподнятом настроении, с отключённым левым – угнетён и раздражителен… Так что можно с уверенностью сказать, что все мы – «двуликие Янусы»»: в нашей черепной коробке спрятаны два совершенно разных мозга.
Но разделение на полушария – это ещё не всё, кора делится на доли, в которых тоже локализуются разные функции. Во многом пролить свет на эти функции помогли черепно-мозговые травмы, когда можно наблюдать, что именно нарушается при повреждении той или иной доли. Лобные доли связаны со сложными формами поведения, процессами мышления, двигательной организацией речи и письма; теменные создают общий образ предмета, объединяя разные его признаки, височные доли связаны с языковыми навыками и долговременной памятью и др.
Конечно, это «взгляд с высоты птичьего полёта» – в действительности всё намного сложнее и многообразнее… но и сегодня нам известно далеко не всё о мозге, его устройстве и работе.
