Здоровый и больной мозг человека

Важнейшим фактором надежности мозга служит полифункциональность многих его структурных образований или, точнее, их нейронных популяций, которая предопределяет не только возможность возникновения новых звеньев мозговых систем в процессе обучения, но и объединения мозговых структур в функциональные системы, позволяя формировать в мозгу своего рода «перекрестки или узловые станции». Следует, однако, признать, что все эти четыре фактора надежности имеют относительный характер и, что важно учитывать, взаимодополняющий.

По-видимому, факторы надежности абсолютного значения найти так же невозможно, как невозможно создать вечный двигатель. Даже если бы все клетки мозга и все их контакты можно было бы при обучении задействовать в любых желаемых направлениях, конечное количество этих клеток и контактов явилось бы ограничением, хотя в биологических размерностях оно и воспринимается как бесконечно большое. Однако, несмотря на то что целенаправленное включение любых клеток, зон и структур мозга невозможно, само количество клеточных элементов и их контактов несомненно служит одним из важнейших факторов надежности мозга. И наконец, можно утверждать, что важнейшим фактором надежности мозговых систем, их элементов является групповой ансамблевый характер их организации.

В обобщающем руководстве 1977 года П. Г. Костюк пишет, что механизм образования временны́х связей, по-видимому, бесполезно искать в синаптических процессах отдельной корковой клетки, реальнее выявить его при изучении поведения целой их совокупности, в связи с чем интерес представляет исследование активности не отдельных клеток, а их популяций.

Принцип ансамблевой организации нервной системы выдвигается и развивается А. Б. Коганом (1970, 1972, 1973) и поддерживается очень многими исследователями (John, 1976, 1977; Shaw, 1977). Так, Джон пишет об ансамблевой организации нейронов в обеспечении высшей нервной деятельности, а значение нейронов в этом случае определяется их участием в ансамбле. Шоу (Shaw, 1977) подчеркивает роль модификации синапсов и электротонических контактов в организации ансамблей. Элемент системы представлен не одной клеткой, а динамическим, функционалыно объединенным сообществом нейронов, в котором имеются и различные дублирующие друг друга клетки. Мы еще далеки от раскрытия природы появления у функционально объединенной группы клеток свойств, отличных от свойств суммы клеток. Предстоит еще немало работы по выяснению этого важнейшего не только для физиологии, но и общей биологии вопроса. Однако ансамблевый принцип с вероятностным функционированием не самого ансамбля, а возможностью вероятностного включения однотипных нейронов в сходных условиях, их взаимодействия также с группой однотипных нейронов в пределах динамического ансамбля, возможности которого определяются нейронной популяцией, на основе которой он формируется, – исключительно значимый фактор надежности звена системы.

Процессы, протекающие внутри ансамбля и формирующие кодовые элементы (Бехтерева и др., 1977а), можно себе представить пока условно следующим образом. По различным причинам создаются условия для включения в деятельность одного или группы однотипных нейронов данной популяции. Далее формирование в ансамбле более или менее сложного рисунка разрядов с определенными интервалами связано с квантующей ролью синаптической передачи или включением другой группы нейронов популяции, детерминированной иным свойством сложного сигнала. О различиях близко расположенных клеток в глубоких структурах и их объединении специфическими связями по крайней мере по отношению к одному из глубоких образований мозга (ретикулярной формации) писал в 1977 году П. Г. Костюк. Иными словами, вслед за активацией нейрона (нейронов) одного типа возникает активация нейрона (нейронов) второго, затем третьего типа, возможно – четвертого. Включаются различные механизмы положительной и тормозной связи – идет мозговое описание сложного внешнего сигнала по схеме, скорее всего близкой к предложенной на основе экспериментальных разработок Эммерсом (Emmers, 1970). В популяции, ансамбле может быть, естественно, и большее, и меньшее количество групп сходных нейронов, но это уже выходит за рамки принципов структурно-функциональной организации мозга, рассматриваемых в данной главе.