Чтение онлайн

Нервные клетки, или нейроны, являются строительным материалом для нервной системы. Они передают информацию в форме электрохимических импульсов, «стреляя» через синапс – разрыв на стыке между ней ронами. Эти электрохимические сигналы возбуждают или тормозят получение нейронами» команды»: нужно ли им стрелять и передавать сообщение. Такая селективная передача информации устанавливает уникальные каналы связи, нейронные проводящие пути, которые вместе образуют сложную нейронную сеть. Около 80 процентов из примерно 100 миллиардов нейронов, имеющихся в человеческом теле, находятся непосредственно в мозге, создавая бесчисленное множество нейронных путей. Различные функции мозга – ощущения, координация движений и высшие функции, такие как восприятие, язык и мышление, – в каждом случае показывают особые схемы нейронной активности в различных областях мозга. Только недавно у нейрофизиологов появились методы визуализации мозга животных, которые позволили изучить это действие в деталях, и стало очевидно, что нам еще предстоит много узнать о его сложности.

Мы получаем информацию о внешнем мире через наши органы чувств, особенно глаза, уши, нос, язык и кожу. Специализированные нервные клетки, которые эволюционировали, чтобы иметь возможность воспринимать определенные внешние раздражители, такие как свет или звук, предоставляют необработанный материал нашего чувственного восприятия. Стимулирование клеток рецепторов, также называемых афферентными нейронами, приводит к цепной реакции захватывания соседних ячеек для создания нейронной связи вдоль «нейронного соединителя» к центральной нервной системе и мозгу. Сигналы из мозга возвращаются аналогичным путем к эфферентным нейронам, также называемым двигательными или эффекторными нейронами, стимулируют мышцы и контролируют движение тела.

Мы не осознаем этот процесс. Однако при повреждении мозга, например, при инсульте, который может влиять на функционирование совершенно здоровых частей нашего тела, сигналы к ним не направляются. И наоборот, люди с ампутированными конечностями часто испытывают «фантомные боли», когда мозг «обманывается», принимая сигналы от нервных путей, которые больше не существуют.

В мозге электрохимические «сообщения» от органов чувств воспринимаются как ощущения. Каждый из органов чувств посылает различные виды сигналов, и разные участки мозга, соответствующие разным органам чувств, обрабатывают их. Например, информация, поступающая от наших глаз, воспринимается в задней части мозга – в стриарной области коры, а затем анализируется и интерпретируется соседней экстрастриарной зрительной корой.

Другие области, такие как слуховая кора и сенсорная кора, работают точно так же, получая и обрабатывая информацию. Кроме того, есть несколько специализированных областей, связанных с воспроизведением и пониманием языка (зоны Брока и Вернике – см. стр. 34), и контролирующие произвольные движения (первичная моторная кора и премоторная кора). Лобные доли нашего мозга – это префронтальная кора, которая связана с такими высшими психическими функциями, как мышление и рассуждение, планирование и принятие решений.

Функциональные зоны мозга:

1 Фронтальная доля. Высшие умственные функции, такие как концентрация, планирование и суждение

2 Моторная зона. Движение глаз и ориентация

3 Зона Брока. Координация и речевые мускулы

4 Височная доля. Краткосрочная память и эмоции

5 Моторная зона. Контроль свободных мускулов

6 Зона чувственности. Чувства от мускул и кожи.

7 Зона соматосенсорной ассоциации. Чувство касания и распознавания объектов

8 Зона Вернике. Понимание языка

9 Слуховая зона. Слух

10 Зрительная кора. Зрение

11 Мозжечок. Движение, баланс и позы

12 Ствол головного мозга.

Контроль непроизвольных мышц, например, дыхание и кровяное давление

Первые реальные доказательства того, что функции локализованы в мозге, поступили из обследования пациентов с повреждением определенных частей мозга. Известный случай произошел с Финеасом П. Гейджем, американским железнодорожным рабочим, который в 1848 году пережил несчастный случай, разрушивший большую часть его левой лобной доли. Хотя он продолжал вести нормальную жизнь, его личность кардинально изменились. Несколько лет спустя, физиолог Поль Брока проводил вскрытие пациента с тяжелыми нарушениями речи и обнаружил у него повреждение третьей лобной извилины левого полушария мозга (теперь известной как зона Брока). Карл Вернике выявил области, связанные с пониманием языка. Позже, при лечении больных эпилепсией, Роджер Сперри признал, что два полушария мозга имеют разные функции. Каждое полушарие обрабатывает сенсорную информацию от противоположной стороны тела; левое полушарие связано с логическим анализом, а правое – с творческим мышлением. Исследования Карла Лешли показали, что, когда часть мозга повреждена, другие части могут часто принимать её функции на себя.

Психолог Оливер Сакс описан необычные неврологические условия, от которых страдал пациент, в своей книге «Человек, который принял свою жену за шляпу»

Знание физиологии нервной системы многое говорит нам о том, как информация передается от органов чувств к мозгу и обратно. Однако сравнительно мало известно о том, как мы испытываем эти ощущения, и что это такое: чувствовать, думать и двигаться. Сознание, как известно, трудно определить, и объяснения его, как правило, относятся к философской, интроспективной точке зрения. Уильям Джеймс (на фото), философ, а также один из основоположников психологии, в 1892 году предложил понятие «поток сознания» для описания непрерывного процесса мышления и восприятия.

Каждый из нас знает, каково это быть в сознании, но как мы можем распознать и измерить это в других? Они, конечно, могут рассказать нам о своем опыте, но это столь же субъективно, как и наш собственный опыт. Медицинские критерии сознания основаны на откликах на сенсорные стимулы, но это ничего не говорит нам о самосознании человека. Изучение активности мозга в различных состояниях сознания, однако, дает нам некоторые подсказки.

Многие достижения в области неврологии стали возможны благодаря изобретению неинвазивных способов изучения активности в головном мозге, таких как компьютерная томография (КТ) электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Как было вскоре обнаружено, существует несколько степеней сознания, начиная от полностью активного, затем мечтательность, транс и сон, до состояния под наркозом или вегетативного состояния, и в каждом из них присутствует электрическая активность. Фрэнсис Крик, проводя с 1980-х годов нейробиологические исследования сознания, заметил, что активность в префронтальной коре мозга в состоянии сознания больше по сравнению с мозгом в бессознательном состоянии, и пришел к выводу, что эта область связана с сознанием. Другие биопсихологи, однако, не согласились с локализацией сознания в этой области. Некоторые психические функции, особенно память, не ограничиваются какой-либо одной областью мозга. В частности, согласно теории Джулио Тонони, сознание возникает из взаимосвязи различных частей мозга, которые имеют дело с нашими чувствами, воспоминаниями и мыслями.

Каждый день мы тратим примерно треть времени на сон, который часто длится непрерывно на протяжении восьми часов, хотя разные культуры имеют разные привычки, и есть доказательства того, что в определенный исторический период было принято делить ночной сон на две части. Однако независимо от схемы сна и бодрствования они, как правило, регулярно чередуются. Похоже, что у нас есть «внутренние часы», регулирующие суточный ритм.