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

Скользнув через синаптическую щель с высвобожденным нейромедиатором к рецепторам дендритного дерева мотонейрона, мы в последний раз претерпеваем превращение в небольшой скачок напряжения, с которым устремляемся вниз, по направлению к его телу, и наш всплеск потенциала вместе с другими движущимися с нами сигналами от двигательных нейронов доводят потенциал мотонейрона до критического уровня. Импульс! Крепко держимся за него, когда он проскальзывает через длинный изгибающийся аксон, вверх в плечо, вниз по руке и наконец упирается в тупик, в нейромышечный синапс на flexor digitorum [254], наблюдаем, как молекулы текут через зазор и связываются с соответствующими рецепторами, чувствуем сокращение мышцы – и ваш палец касается печенья. Дело сделано.

Глава 9 Спонтанность

И целого мира мало

Везде, где мы с вами побывали, нас встречали импульсы. В моторной коре мы вошли в «нулевое измерение», путешествуя вместе с импульсом, который просто добавился к уже имеющимся – сокращение мышцы требовало изменения количества импульсов, постоянно исходящих из моторной коры. В префронтальной и теменной коре, когда мы высадились на синапсе, не только наш нейрон, но и все окружающие нас клетки уже отправляли импульсы, сохраняя воспоминания и накапливая свидетельства. Вы помните, что во время нашего путешествия по шоссе «Что» и шоссе «Как» импульсы бежали нам навстречу, обратно к V1 – те импульсы, которые уже были во всех зрительных областях коры головного мозга, причем были там еще до того, как вы заметили печенье.

И в самом V1, когда мы попали туда, импульсы уже были. После выхода из сетчатки нашей первой остановкой в коре была простая клетка в четвертом слое. Тем не менее, спускаясь по дендритному дереву к ее телу, мы обнаружили, что являемся лишь одним из множества всплесков напряжения, приходящих туда, всплесков, вызванных сигналами от других нейронов в четвертом слое зрительной коры, включая эти надоедливые интернейроны, извергающие ГАМК. На самом деле количество импульсов, приходящих непосредственно из глаза, составляло жалкое меньшинство: у простой клетки лишь около 5 % входящих сигналов поступает непосредственно из сетчатки [255].

Куда бы мы ни отправились, там уже были импульсы. Тем не менее мы, кажется, были в самой первой волне импульсов, вызванных проекцией изображения печенья на вашу сетчатку. Как так может быть? Что вызвало все эти импульсы?

Чтобы объяснить это, нам придется развенчать два глубоких заблуждения о природе импульсов. Я сам, как и большинство нейробиологов, был им подвержен. Но теперь, в конце путешествия, мы увидели достаточно, чтобы понять, что к чему.

Первое заблуждение состоит в том, что все импульсы вызваны событиями во внешнем мире. Если мы регистрируем, что нейрон посылает импульс, то это должно быть связано с чем-то происходящим вовне. То есть, например, импульс в моторной коре головного мозга в конечном счете является ответом на импульс из сетчатки, вызванный тем, что глаз что-то увидел.

Но это не так. Многие импульсы, а возможно, большинство импульсов в мозге, не имеют никакого отношения к событиям во внешнем мире. В совокупности мы называем импульсы, возникающие, казалось бы, безо всякой причины, спонтанной активностью.

Одно из объяснений этих «спонтанных» импульсов состоит в том, что они являются следами, эхом того, что произошло мгновением раньше. Возможно, эти «спонтанные» импульсы, которые мы встречали во время нашего путешествия, возникли, когда в поле зрения первый раз мелькнула потрепанная картонная коробка с полуоткрытой крышкой, прежде чем ваши глаза остановились на границах и поверхностях, сложившихся в форму печенья. Заманчивое объяснение, но неполное. Мы знаем, что импульсы и на самом деле возникают спонтанно. Что бы вы ни делали, на протяжении всей жизни нейроны в вашем мозгу самопроизвольно отправляют импульсы.

Закройте глаза. В них больше не попадает свет, то есть им ничего не нужно направлять в зрительные зоны коры головного мозга. Можно предположить, что на этом этапе импульсы уходят на заслуженный отдых. Однако нет. Ваша зрительная кора постоянно бомбардируется импульсами, неважно, закрыты глаза или открыты, независимо от того, есть ли перед ними что-то, что можно увидеть, или нет. Действительно, нейровизуализация показывает, что целая сеть областей коры головного мозга парадоксальным образом наиболее активна, когда вы спокойно отдыхаете с закрытыми глазами; а когда вы что-то делаете, эта сеть снижает свою активность. Спонтанная активность в этой сети пассивного режима работы мозга (СПРРМ) не только не является эхом внешнего мира, но даже снижается при взаимодействии с ним [256].