Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга

Информация, которую с помощью дендритов нейрон получает от аксонов других клеток, помогает генерировать в теле клетки нейрона-получателя электрическую реакцию. Потенциал этого действия быстро достигает конца аксона – терминали, вызывая высвобождение хранящегося там запаса химических соединений, называемых нейромедиаторами, в пространство за пределами конца нейрона, туда, где располагаются другие нейроны.

Передатчик рассеивается в пространстве между передающим и принимающим нейроном и связывается с рецепторами принимающих нейронов. У рецепторов существует химическая связь со специфическими передатчиками, которые работают как ключики, отпирающие замок. Таким образом, в обычной схеме взаимодействия клеток любого другого типа на короткие расстояния с помощью химических веществ появляется дополнительный электрический этап, и это основное преимущество, позволяющее мгновенно передавать информацию на короткие расстояния.

Пространство между передающим и принимающим нейронами иногда называют синапсом, но точнее будет называть этим термином связь между нейронами. Синапс состоит из трех компонентов: предсинаптического места (терминали аксона нейрона-отправителя, содержащего нейромедиатор), постсинаптического места (где у получателя расположены рецепторы) и крошечного пространства между предсинаптическим и постсинаптическим элементами, которое называется синаптической щелью.

Все нейроны организма вместе образуют нервную систему. В самом примитивном смысле нервная система – это устройство сенсорно-двигательной интеграции, задача которого – помогать организму в его взаимодействии с окружающей средой, сохраняя его жизнь, благополучие и способность к воспроизводству себе подобных посредством определения веществ, необходимых для выживания или угрожающих выживанию, и формируя соответствующие реакции организма. Информация о стимулах основных классов (свете, звуках, прикосновениях, запахах, вкусах) поступает в форме сообщений, получаемых сенсорными рецепторами, а ответные реакции предполагают участие двигательных структур (мышц).

Таким образом, основная задача нервной системы – связывать сенсорные рецепторы с двигательными структурами. В самой простой конструкции такого типа рецепторы и детекторы связаны напрямую. Как мы вскоре узнаем, именно так устроена примитивная диффузная нервная сеть стрекающих. У многоклеточных животных, напротив, нервная система состоит из миллиардов нейронов, между которыми существуют триллионы связей, но даже в этом случае первая и самая важная задача нервной системы – помогать ее обладателю в выживании, поддерживать его благополучие в окружающей среде посредством восприятия сенсорной информации и формирования двигательных ответных реакций (а иногда и бездействия).

Глава 27 Как появились нейроны и нервные системы

Как и в случае с другими эволюционными событиями, нейроны появились не вдруг: они постепенно обретали форму посредством небольших изменений, происходивших по мере перехода от губок к стрекающим. Взрослые губки, как мы выяснили, ведут оседлый образ жизни (они прикреплены к твердому субстрату), но в юности свободно плавают и много перемещаются в своей среде. На внешней поверхности тела личинки губки расположено множество волосков, которые называются «реснички»; с их помощью молодые организмы передвигаются. Каждая из этих ресничек прикреплена к клетке (по одной ресничке на так называемую ресничную клетку) и схожа со жгутиком клетки хоанофлагеллята.

На разных частях тела молодых губок обнаружено два типа ресничных клеток. У плавательных клеток, покрывающих бо́льшую часть тела личинки, реснички короткие; они постоянно бьются, вызывая хаотичные, ненаправленные движения, за счет которых личинка двигается и держится на плаву. У направляющих клеток реснички длинные; такие клетки сосредоточены на одном конце тела. Они чувствительны к свету, поэтому сгибаются, направляя свои движения к его источнику. По мере взросления реснички у губки исчезают.