Истории будущего

Мозг позвоночных состоит из трех основных частей: переднего, среднего и заднего мозга, который напрямую связан со спинным мозгом. Средний и задний мозг управляют процессами, над которыми мы не имеем сознательного контроля – скажем, ходьбой и нормальным дыханием. Это означает, что они заботятся о большей части мышления о будущем. Передний мозг способен обрабатывать более сложную информацию и особенно хорош в моделировании возможного будущего, поэтому он может играть роль исполнителя, выбирая между рекомендациями от других частей нервной системы¹¹⁸. У млекопитающих приматов передний мозг развивался особенно быстро. В ходе эволюции нашего собственного вида часть переднего мозга, известная как нео- кортекс, стремительно увеличилась всего за два миллиона лет ¹¹⁹. Ее размер вырос почти втрое, а быстрее всего росла лобная кора, важнейшая, как считается, область «рабочей памяти, планирования действий и интеллекта». По оценке Герхарда Рота, у человека около пятнадцати миллиардов корковых нейронов, тогда как у китов и слонов, наших ближайших соперников в этом отношении, их около одиннадцати миллиардов, а наши ближайшие родственники шимпанзе располагают от силы шестью миллиардами нейронов¹²⁰.

Как работают нервные системы?

Нервные системы связывают нейроны в огромные сети, подобно компьютерам с их электронными транзисторами. Как и компьютеры, нервные системы общаются (в основном) посредством электрических импульсов. Подобно транзисторам, нейроны могут получать и оценивать несколько электрических сигналов, прежде чем решить, передавать ли их дальше. Когда объединяются в большие, хорошо спроектированные сети, они могут выполнять чрезвычайно сложные вычисления и строить богатые модели мироздания. Еще они могут хранить воспоминания в нейронных сетях, которые не распадаются на протяжении часов, дней и лет.

Чтобы понять, как работают нейроны, придется снова уменьшиться до размеров белка и вновь проникнуть в слизь и слякоть клеточной цитоплазмы. Нас опять станут давить силовые поля, мы продолжим натыкаться на белки и прочие молекулярные образования, которые спешат выполнять свои разнообразные задачи. Но здесь уже масштабы куда крупнее, чем в клетке кишечной палочки. Мы находимся в эукариотическом городе, а не в прокариотической деревне; здешнее население более разнородно и кочует на большие расстояния.

Лишь в двадцатом веке основная структура нейронов была картографирована испанским нейробиологом Сантьяго Кахалем (1852–1934), который заодно оставил нам красивые и научные рисунки нейронов, изученных под микроскопом¹²¹.

Кахаль показал, что всем нейронам присущи три одних и тех же элемента. Во-первых, у каждого имеется основное тело, содержащее ядро клетки и большую часть основного рабочего механизма, а также органеллы (митохондрии), снабжающие энергией. А вот второй и третий элементы – дендриты и аксоны – делают нейроны разными: это две нитевидные структуры, отходящие от основного тела нейрона и контактирующие с другими клетками. Информация попадает в нейрон через синапсы многочисленных дендритов, перемещается в тело клетки и выходит через единичный аксон. Порой аксоны разделяются на небольшое количество ответвлений, по клеточным меркам очень длинных. Так, у человека аксоны седалищного нерва тянутся от основания позвоночника к большому пальцу ноги.

В 1920-х годах биолог Эдгар Адриан доказал, что нейроны обмениваются сообщениями с помощью электрических импульсов (потенциалы действия). Эти импульсы длятся всего несколько тысячных долей секунды и проходят через аксоны по определенным адресам, иногда очень далеко. Все потенциалы действия имеют приблизительно одинаковую мощность и продолжительность, а различаются количеством и скоростью повторения. Как писал Адриан: «Все импульсы схожи между собой, вне зависимости от того, предназначено ли сообщение вызвать ощущение света, прикосновения или боли; если они скучиваются, ощущение сильнее; если разделены каким-либо промежутком, ощущение, соответственно, слабее»¹²².