Чтение онлайн

В последние годы выяснилось, что мозг в значительной части является сложной жидкокристаллической системой, то есть веществом, занимающим своеобразное промежуточное состояние между жидкостью и кристаллом. Такие вещества одновременно и текучи и обладают упорядоченной структурой. Капли жидких кристаллов всегда стремятся сохранить строго определенную форму. Поскольку нервным клеткам серого вещества свойственно жидкокристаллическое состояние, то здесь они, играя роль диэлектриков, образуют оболочку вокруг нервных волокон. Припомнив опыты Дж. Пиккарди, необычайную отзывчивость и чуткость живого к воздействию самых малых сил и пристрастие усложняющейся материи к активным тетраэдральным построениям, вы легко поймете, почему мозг, эта высшая по сложности своей организации материя, развился в жидкокристаллическое состояние. Это наиболее гибкая, пластичная и тонко реагирующая структура — прекрасная среда для действия биологических катализаторов и тончайших электрических процессов, имеющая определенную устойчивость к внешним воздействиям.

«Развитие нервной системы у различных классов животных, прежде всего у позвоночных, показывает, что самое позднее в эволюционном и высшее в функциональном отношении образование центральной нервной системы — это кора головного мозга, — пишут болгарские ученые Г. Настев и Р. Койнов. — Чем более низкую ступень эволюционной лестницы занимают позвоночные животные, тем слабее развита у них кора головного мозга и тем менее ее участие в приспособлении к изменчивым условиям окружающей среды, и наоборот, чем более высокую ступень эволюционной лестницы занимает животное, тем более развита кора его головного мозга, тем большее участие принимает она в приспособлении животного к окружающей среде. Как установил И. П. Павлов, кора головного мозга и ближайшие подкорковые образования представляют собой материальный субстрат высшей нервной деятельности животных и психической деятельности человека».

Кора головного мозга называется так потому, что она покрывает мозг со всех сторон, как кора дерева покрывает его ствол. Вспомните изображение головного мозга человека — он напоминает неправильный шар, скомканный из бумаги. Многочисленные борозды и извилины позволяют коре головного мозга, при относительно малых линейных размерах, обладать поистине огромной поверхностью. Опять природа поступила наиболее целесообразно, достигнув максимума в минимальном объеме! Средний размер площади коры равен 220 000 квадратных миллиметров. В разрезе кора головного мозга отличается серым цветом своих нервных клеток от расположенного под ней светлого вещества.

Уже в 70-х годах XIX века врачи обнаружили определенную связь между болезненными поражениями тех или других участков мозга и различными психическими процессами. Возникло представление о специальных управляющих точках или «центрах» мозга: «центре понимания речи», «центре чтения», «центре зрения» и т. д.

В этих представлениях было золотое зерно истины, но и много ошибочного. Оказалось, что обязанности каждого «центра» гораздо сложнее, чем это предполагалось. Опыты приводили порой к самым «диким» и абсолютно непредвиденным результатам. Ускользала взаимосвязь между «центрами» мозга и психическими процессами. Иногда вдруг у людей с поврежденным «центром» сами собой восстанавливались способности к психическим функциям, зависящим от данного центра. Бывало и наоборот. Скажем, нарушение левой височной области, которой, казалось бы, следует отвечать лишь за понимание речи, на практике приводило к устранению умения писать, затруднению в повторении слов и устном счете.

Теперь, «с высоты исторической дистанции», мы прекрасно понимаем: ученые начинали проникать тогда в более сложную и глубокую сущность процессов работы центральной нервной системы, и эти, еще плохо изученные данные противоречили общепринятому, более простому пониманию, по существу — механическим представлениям о мозге.

Но теперь это понятно. Странности в работе мозга, которые, казалось, не укладываются ни в какие логические понятия, в сочетании с «безумными» открытиями в физике и других науках, способствовали проникновению идеалистическо-теологических трактовок в изучение психических процессов. Это хорошо видно на научной судьбе самого Эмиля Дюбуа-Реймона. Очень крупный биолог, много сделавший для познания материальной сущности нервных сигналов, один из первых в мировой науке связавший эти процессы с биоэлектрическими импульсами, он не смог преодолеть мертвящего груза старых представлений, не вырвался из плена привычного и неизбежно пришел к отрицанию достоверности человеческих знаний. Как вы помните, в своих семи мировых загадках Э. Дюбуа-Реймон две загадки — V и VI посвятил ощущениям, сознанию, разуму и языку. Возникновение простейших ощущений и сознания вообще признано им неразрешимой трансцендентной загадкой, лежащей за пределами возможностей человеческого разума.

Парадоксы мозга, казавшиеся неразрешимыми, в наши дни прояснились. Любая «психическая функция», будь то речь, чтение или предметное восприятие, оказалась очень сложно организованной, саморегулирующейся системой. Конечно, решив одни загадки, ученые столкнулись с новыми. Но это нормально.

По современным представлениям, головной мозг, а точнее — большие полушария головного мозга можно разделить на четыре основные доли: затылочную, височную, теменную и лобную. Точные эксперименты показали, что в затылочных долях коры находятся зрительные зоны, в височных — слуховые зоны, в отделах теменной доли — тактильная зона (осязательная). Сюда стекается информация, поступающая из внешней среды, и здесь же отражается схема собственного тела. В мозгу имеются первичные сенсорные зоны — они воспринимают отдельные свойства раздражителя. Есть и вторичные сенсорные зоны, в них воссоздаются образы предметов или явлений. И наконец, третичные сенсорные зоны, в которых синтезируются сведения от различных органов чувств и воспроизводится картина окружающего мира в целом.

Вся сложная — невероятно сложная! — деятельность мозга (а мы попытались нарисовать лишь общую схему) еще раз показывает эволюционную последовательность развития мозга и всей высшей нервной деятельности и, с другой стороны, приоткрывает почти сказочные возможности использования больших ресурсов нервно-психической деятельности человека.

Здесь уместно заметить, что современная техника позволила ученым установить очень сложную, и чрезвычайно узкую специализацию нервных клеток. Не только в коре головного мозга концентрируются зоны из большого числа клеток, «отвечающих» за зрение или обоняние, слух и т. д., но и в пределах каждой из этих зон клетки крайне специализированы. Так, например, в зоне зрения есть клетки, воспринимающие только округлости и загибающиеся линии, другие — плоские горизонтальные, третьи — плоские вертикальные, затем — линии под углом и т. д. и т. д. Все эти мельчайшие детали в определенных зонах коры синтезируются, в результате образ, первоначально разделенный на мельчайшие составные частички, собирается в единое представление.

Есть клетки, чувствительные к любым раздражениям, они служат связи, объединению образов и сложных психических процессов. Наконец, есть «скептики»-клетки, которые вообще ни на что не реагируют: это клетки внимания, новизны и, возможно, памяти.

В свое время И. П. Павловым было сформулировано, что воспринимаемое раздражение в форме импульса-сигнала идет в кору головного мозга; там происходит сложная внутренняя обработка этого сигнала, его сопоставление со следами ранее полученных впечатлений, хранящимися в памяти. Наконец, после обработки сигнала мозг посылает к исполнительным органам рефлекторную команду; так совершается ответная деятельность организма на полученное раздражение.

Сегодня павловская рефлекторная дуга уступила место рефлекторному кольцу, основанному на принципе обратной связи — основополагающем «ките» кибернетического понимания процессов управления. Рефлекторная команда, идущая от мозга, не только возбуждает исполнительный орган, но, замыкая кольцо, возвращается к первичному раздражителю, сообщая ему — «команда принята».

Мы не будем углубляться в подробности, но заметим, что рефлекторное кольцо, замкнутое обратной связью, позволило ученым понять (или приблизило их к пониманию) очень многие сложные процессы, в том числе секреты составления программ действий живого организма, связей наследственной и личной памяти, а главное — способствует прояснению единой, сложившейся системы саморегуляции и целостности.

Но продолжим путешествие по мозгу. Только что разобранные нами особенности его, связанные с принципами обратной связи, сейчас проявляются с особой наглядностью.

Сложная психическая деятельность требует совместной работы всех долей и зон мозга. Поэтому при частичном разрушении одного из участков мозга создается возможность компенсировать дефекты за счет других сохранившихся участков.

Последнее положение чрезвычайно важно. Оно еще раз — теперь на примере мозга — подтверждает принцип диалектической двойственности и противоречивости. Нервные клетки оказались очень разнообразными и чрезвычайно специализированными. Но в своем единстве противоположностей эти же клетки оказались способными «учиться», принимать на себя новые функции, перестраиваться, обеспечивая в конечном результате целостность организма и неизменность его саморегуляции.

Становятся ясными и столь таинственные в прошлом случаи самоизлечения людей с травмами отдельных «центров» мозга, коварные случаи, подтолкнувшие Эмиля Дюбуа-Реймона в объятия католических священников.

Между прочим, здесь мы опять сталкиваемся со случайностью, все чаще заявляющей о своем существовании. Вероятностно-статистическая гипотеза допускает определенную случайность соединения нервных клеток. Отсюда вытекает объяснение поразительной надежности в работе мозга. Ведь при такой системе какие-нибудь нервные клетки (а их миллиарды) всегда соединятся, и сигнал пройдет, образуя звено временной памяти. Получается, что случайные соединения намного вероятней, чем заранее предусмотренные, скажем, в жесткой каркасной схеме радиоприемника. С другой стороны, поскольку свободное случайное соединение часто меняет клетки во временных связях, то они имеют возможность для обучения, а значит, и замены друг друга, при повреждении участков мозга. В целом получается нечто напоминающее фонтан: вода бьет струей, отдельные капли ее каждое мгновение новые, но «конструкция», форма струи все та же.