Разговор с электрическим мозгом

Кора головного мозга состоит примерно из 50 областей, у каждой из которых своя, единственно ей присущая функция, Здесь есть зоны, которые заведуют чувствами: зрением, слухом, осязанием, обонянием, вкусом, движением мышц. В височной доле мозговой коры находятся отделы памяти, отделы толкования и расшифровки поступающих сигналов.

Но и эти области, в свою очередь, могут быть разбиты на отдельные зоны. Возьмите, например, двигательную область мозга. Каждая часть этой области заведует определенным движением - движением рук, языка, ступней ног и т. д.

Когда начали расшифровывать моторную область мозга, один из остроумнейших ученых - Пенфилд разбросал по округлой части черепа, схематически изображающей двигательную область части человеческого тела в зависимости от той или иной команды, которую дает эта часть мозга. В результате получилось изображение уродливого человечка, разрезанного на части. Движения рук, пальцев заняли основное Место - поэтому руки у человека непомерно большие. Значительно меньшее место занимают речь и зрение. Еще меньше места осталось для движения ног- поэтому человечек коротконогий и хилый. Да это и понятно: руки, труд сделали нашего предка человеком. Взгляд его становился ясным и умным. Он выражал разум, течение мысли. Вот почему в своей эволюции мозг выделил большую часть своих богатств именно этим основным органам человека.

Однако давайте проникнем и в глубину мозга, посмотрим, как он выглядит.

Под большими полушариями (их два) находится ствол мозга. Он состоит из трех отделов: межуточного, среднего и продолговатого. В межуточном мозгу находится небольшой, размером с сустав мизинца, сгусток, который называется "гипоталамус". Он заведует эмоциями человека, ощущением голода и жажды, он является своеобразным управляющим всем этим домом разума. Кроме исполнения "хозяйственных" функций, гипоталамус по совместительству главный часовщик мозга: он координирует все суточные ритмы желез внутренней секреции, работу сердца, почек, легких, печени. Кроме всего прочего, он заведует температурой тела человека, а также отвечает за химический состав крови.

Это еще очень мало изученное, но чрезвычайно ответственное ядро мозга.

С этим органом связаны еще два отдела нервной системы, которые являются как бы телефонной станцией гипоталамуса. Эти два отдела простирают свои нервные волокна к внутренним органам человека, передавая взаимно противоположные команды, усиливающие или тормозящие работу того или иного органа.

Однако вернемся к элементарной клетке, к той крохотной частице, из которой составляется человеческий мозг,- к нейрону.

Если нейрон увеличить, то можно заметить в основе его небольшую ячейку, размером не более десятой доли миллиметра. От этой ячейки в разные стороны расходятся тончайшие отростки. Один из них - осевой отросток-имеет значительную длину, иногда достигающую метра. От осевого отростка отходят боковые волокна, окончание его разветвляется. Прочие отростки нейрона значительно короче, но они также ветвятся и расходятся в стороны.

Если сравнить нейрон с какой-то электрической схемой, то осевой отросток напоминает тонкий, длинный изолированный проводок. Живые провода объединяются в пучки, напоминая многожильный кабель. Это и есть нервы. Нервы передают сигналы с поверхности организма к его центральной нервной системе.

Трудно даже мысленно представить себе эту сложную, удивительно разветвленную систему связи между нейронами. По этим каналам, соединяющим нейроны между собой и с нервной системой, бегут электрические импульсы.

Сначала думали, что скорость их движения равна скорости движения электрического тока - 300000 километров в секунду. Однако когда известный физик Гельмгольц измерил скорость передачи импульса от раздражаемого нерва к мышце, то величина ее оказалась всего лишь тридцать метров в секунду!

Значит, импульс - это не движение тока, а что-то другое. Выяснилось, что это волна электронно-химических возмущений, передаваемых по нервному волокну от клетки к клетке. Как же действует этот механизм? Нервное волокно - это своеобразный канал, разделяющий два разных химических раствора подобно тому, как и сам нейрон, который содержит внутри себя больше ионов калия, а снаружи больше ионов натрия и хлора.

Так неужели от такого примитивного набора ионов и зависит все поразительное обилие и богатство наших ощущений?

Да, именно так: от накопления и распределения ионов в клетке и появляется электрический импульс - сигнал крохотного электрического генератора.

Передавая тот или иной сигнал, нейрон работает по принципу "все или ничего". Передавая сигнал, он или возбуждается, или полностью отдыхает на протяжении сотой доли секунды.

Вот почему, говоря о работе нейронов, мы невольно проводим параллель с кибернетической машиной, которая работает по принципу так называемого двоичного кода информации: все или ничего.