Мозг. Как он устроен и что с ним делать

Еще с конца XIX века в среде нейробиологов велись споры о том, насколько точечно распределены функции в мозге. Уже сейчас, после прочтения даже части этой книги, вы немало узнали о механизмах работы мозга, а тогда исследователям было известно еще не так много. Сторонников подхода, предполагающего, что каждой конкретной функции в мозге может быть отведен свой участок, назвали локализационистами. А тех, кто считал, что для обеспечения тех или иных функций мозг должен задействовать все ресурсы, назвали генерализационистами. В XX веке многие исследователи посвятили жизнь тому, чтобы отыскать разные области. Например, Карл Лешли многие годы искал область памяти в мозге у крыс, но так и не сумел ее обнаружить. В научных кругах даже ходили слухи, что у него из-за этого началась депрессия. В конце концов Лешли пришел к идее о несостоятельности представлений о мозговой локализации.

Рис. 38. Поля Бродмана, нанесенные на поверхность коры мозга

Лешли противопоставил этой концепции идею о том, что высшие отделы головного мозга весьма пластичны и некоторые из них даже могут брать на себя функции поврежденных или утраченных. Также Лешли предположил, что структуры мозга весьма многозадачны. В некотором роде Лешли заложил серьезный фундамент для развития уже более современных представлений о мозговой организации высшей нервной деятельности человека.

Но прежде чем мы перейдем к этим современным представлениям, важно вспомнить еще одного выдающегося исследователя первой половины XX века – Корбиниана Бродмана. Несомненно, Лешли был прав относительно того, что сложные психические функции, такие как память, не могут ограничиваться каким-то одним участком в мозге. И даже гиппокамп, о котором я уже сказал несколько слов, по своей сути не является вместилищем памяти. Это скорее структура-оператор, которая разбирает картотеку данных. В ней расположены своеобразные указатели. А сами данные уже распределены в коре больших полушарий. Причем какие-то из них – узкоспециализированные – действительно должны обрабатываться в конкретном месте.

Об этом догадывались давно. Исследователи собирали по крупицам данные о функциональной активности участков коры мозга. Но первым, кто к этому подошел систематически, был именно Бродман. Он предложил карту так называемых цитоархитектонических полей.

Это благодаря ему появились условные зоны, ответственные за ту или иную функцию. Когда Бродман делил кору на зоны, основывался он на клеточном строении тех или иных участков. Он использовал красители и внимательно рассматривал, как окрасятся нервные элементы. Нам с вами уже известно, что кора многослойная. И клетки в ней разные как по форме, так и по выполняемым функциям. К тому моменту вообще мало что знали о функциональной вид техники). Надо отдать должное, что, несмотря на отсутствие точных методов исследований, Бродману удалось достаточно четко провести границы некоторых областей.

Конечно, впоследствии многие авторы подвергли критике работы Бродмана, но им уже были доступны более современные методы исследований.

Чуть позднее кору поделили на первичные, вторичные и третичные (ассоциативные) зоны. С принципами их работы мы с вами уже познакомились в первой части. Кратко напомню, что первичные зоны коры получают информацию практически напрямую от органов чувств (через таламус), а вторичные и третичные имеют дело уже с частично обработанной информацией.

В XX веке было описано около 50 полей. И надо сказать, что длительное время многие (даже серьезные институты) пользовались этой картой. Интересно, что некоторые участки долго оставались пустыми, то есть с ними вообще не была соотнесена никакая функция (вернее, не было определено, к какому набору структур, отвечающих за ту или иную функцию, их можно отнести).

Но в 2016 году в журнале Nature вышла статья, авторы которой решили применить современные методы и перепроверить карту полей Бродмана. Оказалось, что в каждом полушарии областей не 52 (и даже не 83, как пытались предположить другие ученые после Бродмана). Мэтью Глэссер и другие исследователи из его группы обнаружили около 100 ранее неучтенных областей коры! Вдумайтесь в это. Выяснилось, что их 183, то есть на 97 больше, чем считалось ранее.

Более детальное понимание локализации функций дает врачам большое преимущество при изучении и лечении таких расстройств, как аутизм, шизофрения или эпилепсия. Более того, мы можем прицельнее настраиваться на изучение памяти и мышления.

Рис. 39. Карта областей мозга по данным из работы Мэтью Глэссера (2016)

Вы можете возразить: постойте, мы же выяснили, что локализационистский подход несостоятелен! Как же тогда быть с экспериментами с перерезанием волокон и перенаправлением сигналов из одной области в другую так, что животное начинает «видеть» ушами? На самом деле здесь нет противоречия. Как раз тут и работает концепция, предложенная Лешли. Области мозга, картированные Бродманом, а затем уточненные другими исследователями, действуют не локально, а в составе обширных групп структур.