Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды

Эти интернейроны получают входящие данные от возбуждающих нейронов вокруг и посылают свои импульсы обратно в тот же самый набор возбуждающих нейронов и многих соседних. То есть клоны нашего импульса намеренно пытаются увеличить торможение других возбуждающих нейронов, подавить их. Действительно, последние исследования [88] предполагают, что одиночный импульс от одного возбуждающего нейрона может слабо, но заметно уменьшить вероятность возбуждения в нейронах вокруг него, на расстоянии до 500 микрометров, почти наверняка за счет использования интернейронов, с которыми он соединен [89]. Но в то же время, как мы видели, этот отдельный нейрон будет увеличивать вероятность возбуждения у немногих нейронов-единомышленников с очень похожими на него входящими зрительными сигналами.

Зачем подавлять реакцию множества других нейронов и усиливать лишь несколько аналогичных? В теории на это есть простой ответ: отправляйте только то, что нужно отправить. Если множество нейронов с почти-но-не-совсем-одинаковой настройкой на объекты видимого мира одновременно посылают свои сигналы, принимающие нейроны будут получать много избыточной и неоднозначной информации. Наш импульс говорит о наличии границы света и тени в правом верхнем углу видимого мира, под углом 30° к горизонту. Возбуждение других нейронов, различающих угол в 28° или 32° примерно в том же месте, впустую потратит энергию на создание импульсов и не прояснит, что именно находится в этом участке поля зрения (что приведет к нечеткой картине крышки коробки). Используя интернейроны для подавления других нейронов с близкими настройками, наш импульс пытается остановить эти избыточные и неоднозначные сигналы, чтобы сохранить энергию и прояснить ситуацию.

Однако нам пора оставить позади этот водоворот повторений, перекрещивающихся ветвей аксонов, соединяющих корковые нейроны первичной зоны зрения. Следуя за одним из клонов нашего импульса, мчащегося по пока ничем не примечательной ветви аксона, мы внезапно резко поворачиваем вверх и вылетаем в слой коры головного мозга, лежащий над нами. Здесь аксон снова и снова разветвляется, после каждого ветвления клоны нашего импульса попадают на один из входов пирамидальных клеток второго и третьего слоя, нейронов, с которых начнется долгий путь через кору головного мозга.

Дальний путь: магистрали «что» и «как»

Мы проследили за многими клонами нашего импульса по пути к их месту назначения, наблюдая, как они, проносясь по своим ветвям, совершают прыжки через синаптические щели, бомбардируют синаптические окончания дендритов нейронов на другой стороне молекулами нейромедиатора, которые захватываются их рецепторами и превращаются во всплески напряжения, затем бегущие вниз по их дендритам до их тел. Но сами мы пролетели по аксону вперед и вверх, во второй и третий слои зрительной коры, и нам тоже пора совершить прыжок. Мы перепрыгиваем через синаптический промежуток в пирамидальную клетку второго слоя, видим вдали знакомое мерцание электрического потенциала в ее дендритном дереве и скользим вместе с ним вниз к телу нейрона, где соединяемся с каскадом других всплесков, совместно подталкивая нейрон к критическому уровню, чтобы заставить его создать новый импульс. За ним-то мы и последуем, отслеживая его клоны через сотни ветвей аксона этой пирамидальной клетки.

Теперь мы пройдем по цепочке между слоями коры головного мозга. Отсюда можно проследить за клонами нашего импульса, пересекающим по ветвящимся аксонам второй и третий слои кортекса, чтобы приземлиться на кончики дендритов пирамидальных клеток из пятого слоя, длинные и тонкие ветвящиеся стволы которых образуют лесной полог вокруг нас. Или мы можем последовать за клонами, ныряющими по аксону обратно через четвертый слой, чтобы попасть на дендриты пирамидальных клеток шестого, в нижнюю часть кортикального пирога.