Когда философы говорят, что объективной картины мира вокруг нас на самом деле не существует, в чем-то они правы. Несмотря на общие принципы работы, мозг каждого человека настолько индивидуален, что мы даже цветовую гамму видим неодинаково. То же самое относится и к любой другой информации, которая воспринимается нами уже переработанной нейронными сетями личного «суперкомпьютера». Чтобы собрать разрозненные ощущения в нечто глобальное, мозг общается с различными органами и системами. Давайте разберемся, как это происходит.
Окольный путь
По умолчанию считается, что различные сигналы поступают в мозг напрямую. Например, вы укололи палец, и болевой центр тут же реагирует на это. Однако то, что все устроено несколько сложнее, хорошо видно на примере человека с переломом позвоночника. При полном параличе — закономерной реакции на такую травму — у пострадавшего остаются в рабочем состоянии только зрение и слух. Происходит это потому, что вся информация, кроме визуальной и слуховой, идет в соответствующие обрабатывающие центры головного мозга через спинной. Последний представляет собой нечто вроде толстого телефонного кабеля с огромным количеством «жил» внутри, каждая из которых соединена с рецепторами на конечностях и в органах. Как известно, если перебит провод — связи не будет. При повреждении спинного мозга человек не может двигаться и не ощущает свое тело, поскольку обратные сигналы от головного мозга (например, к движению рук и ног и так далее) передаются через этот же канал. В результате паралитик не может пошевелиться, но при этом видит и слышит, так как у глазных и слуховых рецепторов есть эксклюзивное право прямого общения с «командным пунктом», минуя посредников.Сначала вся информация обрабатывается в сером веществе, находящемся на поверхности полушарий. При кажущейся запутанности схемы скорость передачи импульса и ответная реакция (к примеру, когда мы отдергиваем руку от огня, чувствуя его жар) настолько высока, что весь процесс занимает какие-то доли секунды. Если использовать простые аналогии, серое вещество — неокортекс — напоминает торт «Наполеон» и состоит из шести горизонтальных слоев нейронов, отличающихся друг от друга по типу и характеру связей. Новая кора (так расшифровывается название неокортекс) у низших млекопитающих только намечена, у высших присутствует в большем объеме, но развита только у человека. Например, у животных неокортекс отвечает за сенсорное восприятие и выполнение моторных команд, а у нас еще и за осознанное мышление и речь.
Здоровый человеческий мозг включает около 200 миллиардов нервных клеток, которые соединяются друг с другом сотнями триллионов синапсов (их от каждой клетки отходят десятки тысяч). Каждый синапс содержит около тысячи молекулярных «переключателей» — своего рода аналоговых транзисторов, и его можно сравнить с микропроцессором компьютера. Как утверждают ученые, один человеческий мозг по сложности примерно равен всей мировой ИТ-инфраструктуре. Тем не менее процесс общения мозга с различными системами организма уже достаточно хорошо изучен. Что же он собой представляет?
Делегирование ответственности
Скорость передачи нервного импульса между нейронами составляет около 300 км/ч. В принципе, это не слишком быстро. Например, гоночный болид «Формулы-1» развивает максимальную скорость до 340 км/ч, а информация в современном компьютере летит в разы быстрее. Однако до живого мозга ему все равно далеко. Возможно, секрет кроется в грамотном распределении функций.У каждого отдела мозга есть своя сфера ответственности. Например, информация, полученная при помощи зрения, анализируется в затылочной области, а двигательная активность контролируется узкой полосой нервной ткани, протянувшейся от верхней части головы к уху. Рядом с двигательной областью располагается район, где концентрируются и обрабатываются тактильные ощущения. Поэтому нередко при повреждении мозга человек одновременно утрачивает и способность двигаться, и возможность чувствовать. Восприятие слуховой информации происходит в височной области — левая височная доля отвечает за понимание слов и выражение мыслей, правая помогает слышать музыку и идентифицировать различные шумы. Область мозга, где зрительные и слуховые области встречаются, отвечает за функцию чтения — преобразование визуальных образов в звуки. При этом различные отделы большей частью способны на дублирование функций. Это своего рода страховка, которая выработана эволюцией для максимальной выживаемости нашего биологического вида. Так, мозжечок контролирует рефлекторные движения, связан с вестибулярным аппаратом, корой головного мозга и продолговатым мозгом. Но при его поражении функцию координатора может взять на себя зрительный аппарат.
Тема «дружеской поддержки» лучше всего видна на примере зрения и слуха. Известно, что у слабовидящих и слепых людей усиливается восприятие звука — так мозг компенсирует потерю источника важной информации. Более того, недавние исследования ученых из ведущих университетов Великобритании и Нидерландов позволили сделать вывод, что «видеть» обстановку вокруг себя слепым людям помогает еще и эхолокация. И речь тут не столько о постукивании палочкой, а о способности ориентироваться в пространстве, улавливая отраженное эхо. В качестве исходного сигнала добровольцы использовали пощелкивания языком. Ученые были поражены — люди слышали такое слабое эхо, которое, как считается, человеческое ухо воспринимать неспособно. Конечно, до летучих мышей и дельфинов нам далеко, но это лишний раз демонстрирует, насколько пластичен наш мозг и насколько он может приспособиться к таким условиям, к которым, казалось бы, приспособиться просто невозможно.
В ТЕМУ
Возникшая в начале XIX века френология (одна из первых псевдонаук) утверждала, что при особом развитии той или иной части мозга лежащая над ней часть черепной крышки выпячивается в виде шишки. Поэтому, как считал австрийский врач и анатом Франц Йозеф Галль, по рельефу черепа можно судить о склонностях и способностях человека. В 1825 году было выпущено 6 томов по френологии, и увлечение стало массовым. Несостоятельность этой теории стала очевидна с развитием нейрофизиологии. В действительности ни психические свойства, ни умственные способности не определяются рельефом поверхности мозга, а форма черепа не повторяет его структуру. Единственное здравое зерно — тот факт, что разные участки коры действительно отвечают за конкретные процессы. Но шишки на голове не имеют к этому никакого отношения.
Популярности френологии способствовала общая атмосфера интеллектуальных кругов того времени. Жители Западной Европы начиная с XVIII века повально увлекались еще и физиогномикой — теорией о том, что темперамент и психологические особенности человека «зашифрованы» в строении его тела и чертах лица. Например, Чарльз Дарвин, совершивший в первой половине XIX века кругосветное плавание на корабле «Бигль», вспоминал, что его капитан, яростный приверженец физиогномики, не хотел брать ученого на борт. Он сомневался, что нос Дарвина соответствует внешности человека, обладающего необходимыми психологическими качествами для трудного и опасного путешествия.
bebenina@sb.by
