Тайны человеческого мозга

Вещество мозга — сверхскоростной Интернет

Два полушария мозга, соединенных между собой пучком нервных волокон, образуют кору головного мозга, которая отвечает за обработку всей поступающей в мозг сенсорной информации. В затылочной доле коры обрабатываются зрительные сигналы; в теменной доле — телесные ощущения; в височной — слуховые сигналы, речь. Есть участки, отвечающие за обработку обонятельных сигналов, и участки, где интегрируются сенсорные сигналы разных типов. Области лобных долей отвечают за моторные функции (регулируют движения), а также за планирование и предвидение. В префронтальной коре происходят мыслительные процессы, интеграция всей поступающей информации, причем все зоны коры непрерывно взаимодействуют между собой и подкорковыми структурами (стволом, таламусом и др.) и соединены в единую сеть (что-то вроде Интернета с постоянным доступом, суперскоростью и неограниченным трафиком).

А что находится под корой и составляет основное вещество мозга? Это нейроны (их в мозгу человека от 5 до 20 миллиардов) — нервные клетки, отвечающие за переработку информации (серое вещество определяется цветом тел нервных клеток); нервные волокна, проводящие информацию к различным участкам мозга (вещество, покрывающее их, миелин, белого цвета), и глиальные клетки (которых раз в 10 больше, чем нейронов), заполняющие пространство между нейронами и образующие «каркас» нервной ткани, а также выполняющие дополнительные функции обмена и защиты (например, восстановление после инфекций).

От тела нейрона, окруженного полупроницаемой мембраной, отходят нервные волокна — длинный отросток (аксон), отвечающий за передачу информации другим клеткам, и короткие ветвящиеся дендриты, с помощью которых клетка получает информацию от других нейронов.

Информация передается от клетки к клетке с помощью нервного импульса, который зарождается в дендритах (получивших информацию от других нейронов), и распространяется от тела клетки по аксону (окончание которого может разветвляться, контактируя с другими нейронами) со скоростью примерно 100 метров в секунду. Передача импульса происходит через синапс (узкую щель) с помощью химических веществ — нейромедиаторов. На конце аксона (длинного волокна) содержатся своеобразные пузырьки, содержащие нейромедиатор. Получив импульс, аксон высвобождает вещество из пузырька в синапсическую щель, и эту информацию получают другие нейроны. Причем разные нейромедиаторы оказывают только два разнополярных действия — возбуждение и торможение.

В покое нейрон обладает зарядом в 70 милливольт (внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к наружной). Дендриты (короткие волокна) проводят к мембране клетки нейромедиатор, который помогает усилить проводимость потока ионов калия и натрия (возбуждение) или ионов калия и хлоридов (торможение). Ионы калия и натрия, проникая через мембрану клетки, уменьшают заряд ее внутренней поверхности, и происходит деполяризация (возбуждение активности). Если отрицательный заряд внутренней поверхности мембраны увеличивается, то происходит гиперполяризация (торможение). И тут электричество! (Так что, может быть, и зря сомневаются в нормальности людей, которые рассказывают, как отрицательно на них действуют магнитные поля, или отказываются пользоваться сотовыми телефонами).

Любопытно то, что нейрон, эта микроскопическая, почти невидимая частичка, должен проинтегрировать все поступающие к нему по дендритам сигналы (а ведь они могут быть прямо противоположными) и выдать «на-гора» один-единственный результат.

О святая святых, самых известных нейромедиаторах мозга, вы наверняка уже слышали. Например, о серотонине, вызывающем чувство удовольствия (говорят, его уровень повышается, если съесть банан) или эндорфине, понижающем болевые ощущения и вызывающем эйфорию (десять минут танцев под любимую музыку — и его количество резко повысится). Также к числу основных нейромедиаторов относятся норадреналин, ацетилхолин, глутамат, дофамин, энкефалины и гамма-аминомасляная кислота (множество нейромедиаторов еще не изучены и не имеют своего названия).

В природе существуют любопытные вещества, которые могут влиять на синтез нейромедиаторов, их блокаду, накопление и высвобождение в пузырьках на концах аксонов или даже имитацию их действия. Так, амфетамин ускоряет высвобождение из пузырьков норадреналина, а ЛСД (диэтиламидализергиновая кислота) может напрямую связываться с серотониновыми рецепторами. Аминазин блокирует рецепторы дофамина, морфин быстро активизирует рецепторы эндорфина. Именно таким образом — усиливая или ослабляя действие нейромедиаторов — психотропные вещества влияют на работу мозга, ощущения и даже поведение человека (Карлос Кастанеда написал об этом максимально подробно, взяв за основу психотропное действие кактуса пейота). 

Как он работает?