04 Неврология

Инженер: Хотел сегодня с вами ещё раз поговорить о нервной системе человека, нервах и связях, которые они образуют. Но не могу не сделать отступление к удивительным связям, которые образуют сами люди!

Знали ли вы, что Сергей Рахманинов инвестировал 5000 долларов (огромные на тот момент деньги) в технологическую компанию и был её вице-президентом? Называлась эта компания “Сикорский Аэро Инжиниринг Корпорейшн”, а президентом её был Сикорский Игорь Иванович – русский и американский авиаконструктор, изобретатель первых в мире четырёхмоторных самолётов “Русский витязь” и “Илья Муромец” и первого в мире серийного вертолёта. Игорь Сикорский, как и Сергей Рахманинов, родился в Российской империи, в городе Киеве. А познакомились они уже в США в 1923 году.

Писатель: Мощи Ильи Муромца покоятся в Киеве, в Киево-Печерской лавре.

Инженер: Да я их лично видел, когда мы были в пещерах лавры. А ещё у меня бабушка родом из Киева, правда, тогда империя называлась СССР. И двое дедушек – военные инженеры авиатехники. А отец, вообще, лётчик-истребитель. Может, поэтому я про Сикорского вспомнил?

Консультант: За какую ниточку потянешь, такой клубок и распутается. Ты про нервную систему собирался рассказать. Можно тебя попросить попробовать размотать этот клубок не с входов к выходам, а наоборот: от поведения к восприятию? С фокусом не на снаружи внутрь, а изнутри наружу.

Писатель: Если яйцо разбивается снаружи, жизнь заканчивается. Если яйцо разбивается изнутри, жизнь начинается!

Инженер: Попробую. Мы уже говорили про разное поведение в зависимости от ситуации. Представьте себе ситуацию: маленького ребёнка привели в первый раз на осмотр к врачу неврологу. Врач берёт свой молоточек, подходит к ничего не подозревающему, сидящему на стуле ребёнку и бьёт его молоточком по коленке. Ножка дёргается, всё в порядке – коленный рефлекс проверен. Но во второй раз картина будет совсем другой! Вроде бы и врач тот же, и молоточек тот же, и ребёнок тот же. Да только ребёнок уже не сидит спокойно на стуле, а, только завидев молоточек, пытается спрятаться за родителя и не допустить к себе врача близко. Другое поведение! Что-же изменилось? Изменился ребенок, точнее – изменилось его отношение к ситуации, потому что он запомнил, как оно было неприятно в предыдущий раз. И теперь поведение определяется не только нейронами, участвующими в коленном рефлексе, но и другими нейронами, в которых запомнилась ситуация и прошлый опыт взаимодействия. При этом надо понимать, что и во второй раз (если ребёнка удержать) при ударе молоточком ножка дёрнется. Если ребенок (да и взрослый тоже) спит, то коленный рефлекс тоже прекрасно отработает. Тут важно выделить два источника подготовки и запуска на исполнение поведения: бессознательный и сознательный.

Коленному рефлексу ребенок не учился, а получил в наследство от родителей. Но это очень простое, одношаговое врождённое поведение, и не надо думать, что все остальные такие же простые. Возьмём, например, дыхание.

Пётр Анохин: “Прежде всего необходимо отметить, что формирование комплекса эффекторных возбуждений в моторной части дыхательного центра есть результат синтеза многих приходящих к нему разнородных афферентаций. Дыхательный центр получает афферентацию от легкого, воздухоносных путей, например трахеи. От уровня парциального давления СО2 и О2 крови он получает также гуморальное возбуждение. <…>

Как мы видели, дыхательный центр посылает к дыхательным мышцам такое количество возбуждений, которое точно соответствует происшедшему в нем интегрированию всех поступивших к нему афферентных возбуждений, т. е. он точно отражает потребность организма в определенном объеме воздуха (К.Д. Груздев). А это, в свою очередь, значит, что альвеолы расширяются в полном соответствии с объемом сокращения дыхательных мышц, и, следовательно, дыхательный центр должен получить от легкого, т. е. от результатов данного вдоха, такую обратную афферентацию, которая в количественном отношении точно коррелируется с эфферентными возбуждениями, посланными самим же дыхательным центром на периферию, к дыхательным мышцам. Этим замыкается круг саморегулирующейся дыхательной системы.”

Инженер: А знаете, что самое поразительное во всём этом комплексе нейронов дыхательной системы? На момент рождения ребёнка он полностью сформирован, но запускается в работу только в сам момент появления на свет, с первым детским криком! То есть ребенок уже в утробе матери “знает”, как дышать, но первый опыт получает только с первым вдохом и первым выдохом.

Шон Гаффни: “Изменения долго подготавливаются, но происходят быстро.”

Консультант: С одной стороны, дыхание выглядит сложнее коленного рефлекса, а с другой – весьма похоже: дышу я бессознательно, но сознательно я могу задержать дыхание или могу начать дышать чаще. Мышцы одни и те же, но команды поступают от разных центров с двух разных сторон.

Писатель: Позвольте мне ворваться в ваш увлекательный диалог со своей метафорой! Вот вы постоянно упоминаете “центры”. А что если любой такой центр представить как центр города? К центру города едут машины, потом из центра они разъезжаются. В центре города находится “нулевой километр”. Это значит, что когда вы едете по дороге и видите столбик с синей табличкой и номером, это “километровый знак”. Он обозначает, сколько километров осталось до центра города. А с обратной стороны тоже будет указано, сколько километров вы проехали от пункта отправления, который может быть пунктом назначения для машин, движущихся вам навстречу. Не уверен, что в психике можно измерять расстояния километрами, но вы можете поставить вместо километров количество нейронов на пути.

Инженер: Дороги с машинами, или каналы с кораблями – это больше про кровеносную систему. Нейроны посылают и принимают сигналы.

Пётр Анохин: “Следовательно, самый факт появления “сигнальности” и “временны`х связей” может быть признан одной из древнейших закономерностей развития живой материи. Именно в этом смысле надо понимать выражение И. П. Павлова “временны`е связи есть универсальное явление природы”. <…>

Поэтому, естественно, мы должны поставить перед собой вопрос: какой признак условного рефлекса является наиболее для него характерным, определяющим? Из всех возможных его качеств качество “упреждения”, или “сигнальности” о предстоящих событиях внешнего мира (“предупредительная деятельность”, по И. П. Павлову) является наиболее решающим его качеством. Ни изменчивость, ни прочность, ни приобретенность и т. д. не могут сравниться по назначению с этим его биологическим качеством. Именно потому, что животные имеют возможность подготовиться по сигналу к ещё только предстоящим звеньям последовательно развивающихся событий, он стал центральным пунктом прогрессивной эволюции. И открытие его – величайшая заслуга нашего учителя И. П. Павлова.”

Инженер: Представьте себе, что один нейрон – это сигнальная башня. В Московском Кремле таких сторожевых башен двадцать, каждая из которых и для сигнализации (сенсорные (афферентные) нейроны), и для отражения внешних атак (моторные (эфферентные) нейроны). Но сторожевая башня не работает сама по себе, на каждой башне должен быть сторож.



Инженер: Итак, сигнальная башня плюс сигнальщик на ней – это один нейрон. А теперь представьте, что в нервной системе 100 миллиардов таких нейронов! Именно столько нейронов у новорождённого ребёнка, или столько человек суммарно когда либо жили на Земле (если, конечно, учёные не врут – и в первом, и во втором случае).

100 миллиардов сигнальных башен, расположенных на большой территории, часть из которых встроены в “крепостные стены” человека, но большинство внутри передают сигналы друг другу: к центрам, от центров. А на каждой сигнальной башне – сигнальщик и сигнальный костёр. Костёр, или дым от костра “видны” на далёком расстоянии и днём и ночью. Я взял “видны” в кавычки, как универсальный способ получения сигнала. Потому что есть сенсорные нейроны органов чувств, которые видят, слышат, обоняют, осязают, ощущают на вкус. Но далее они дают сигнал, и другие нейроны по цепочке этот сигнал “видят”.



Инженер: Рассмотрим один нейрон (один из 100 миллиардов) как такую сигнальную башню. Как можно при этом рассуждать?

– сигнальной башне нужен постоянно пополняемый запас дров (или масла), чтобы зажигать сигнальный костёр;

– одна башня может подать только один сигнал, но эта башня может “видеть” сигналы со многих других башен;

– есть башни, которые смотрят вовне (сенсорные нейроны), а есть башни, которые смотрят на другие башни (вставочные, передающие нейроны);

– есть башни, которые зажигают костёр, не для сигнала, а для того, чтобы вскипятить смолу и вылить её на голову врага за стенами (моторные нейроны);

– есть башни центральные, которые принимают окончательные решения (нейроны “нулевого километра”);

– на каждой башне костром заведует сигнальщик, который всё запоминает, учится всю жизнь и принимает решения: когда именно зажигать свой костёр, в зависимости от поведения других сигнальных башен в зоне его видимости;

– если сильный туман, то сигнал может быть не виден (например, сигнал боли не проходит в головной мозг при опийном опьянении)

– и так далее…

Но одни из самых интересных башен – это башни, которые могут запускать “радугу”! Конечно, в реальном мире таких башен не было. Но в нашем мире нейронных башен есть эндокринные башни, которые через железы запускают в небо радуги (гормоны): гормоны “счастья” (серотонин, дофамин, эндорфин, окситоцин, …), гормоны “страха” (кортизол, адреналин, норадреналин) и так далее, в зависимости от сложившейся ситуации. Разные гормоны – разные радуги (полоски чередуются по-разному, как на флагах государств). А зачем радуги, спросите вы? Всё очень просто – сигнальных башен миллиарды, и если необходимо известить большое их количество одновременно о какой-то важной ситуации (чтобы мобилизовать или дать сигнал на запоминание текущей ситуации), то самый эффективный способ – запустить в небо радугу, которую многие увидят (выделить гормоны в кровяное русло).



Консультант: Получается, в случае с мальчиком у невролога, от удара молоточком зажигается одна сигнальная башня, этот сигнал видит другая сторожевая башня и тут же разгибает мышцу. А между тем эти огни видны на других башнях, которые передают сигнал вглубь. И где-то эти сигналы встречаются с сигналами, пришедшими от зрительных нервов и преобразованными в картинку “человек в белом халате с молоточком”. Встречаются и соединяются в одну ситуацию. Запускается радуга, ситуация запоминается многими нейронами на будущее.

Писатель: Просто огненные волны какие-то, идущие от периферии к центру и обратно, если смотреть на всю эту многомиллиардную систему башен сверху!

Инженер: И если одинаковые волны от “сигнальных башен левого уха” придут чуть раньше, чем такие же волны от “сигнальнальных башен правого уха”, то на башнях слухового центра вычислят направление, откуда идёт звук.

Писатель: Или на центральных слуховых башнях “вдруг” обратят внимание на ритмично загорающиеся и гаснущие огни – тиканье настенных часов. Хоть они и тикали всё время, но сигнальщики были заняты анализом более ярких огней с других башен.

Инженер: Конечно же, это всё метафора. Но метафора, позволяющая делать гипотезы, которые затем можно экспериментально проверить. Хотя сейчас на современном оборудовании учёные и медики могут “заглянуть” в нервную систему и увидеть, как загораются и гаснут миллионы нейронов, как волны возбуждений прокатываются по слоям психики в разные стороны.

Представляете, как сложно было “заглянуть” в нервную систему в древности? Только 150-100 лет назад наши великие физиологи: Иван Михайлович Сеченов, Иван Петрович Павлов, Алексей Алексеевич Ухтомский – изучали нервную систему на спинальных лягушках, у которых для физиологических исследований путём поперечной перерезки спинного мозга разобщалась его связь с головным мозгом. Такая лягушка лежала очень спокойно, на ней можно было изучать рефлекторную деятельность позвоночных животных. Гений Павлова состоял в том, что он начал изучать поведение собак, не подвергшихся такой операции, а значит наблюдать всю нервную систему как целое!

Николай Александрович Бернштейн изучал человека и его психику через движения и ловкость, Лев Семёнович Выготский заглядывал в человеческое мышление через речь, Александр Романович Лурия тоже изучал связь сознания и языка, Леонтьев Алексей Николаевич связывал деятельность, сознание и личность.

Пётр Анохин: “Работы нашей лаборатории, выполненные за последние 10 лет, дают нам все больше и больше оснований думать, что функциональные системы организма формируются на основе двух различных по природе факторов – архитектурного и энергетического. Оба эти принципа работы центральной нервной системы органически объединяются при формировании самых различных функциональных систем с разными конечными приспособительными эффектами. <…>

Из огромного многообразия врожденных и созданных жизненным опытом функциональных систем организма, составляющих его первейшую ценнность, энергетический фактор помогает “выходу на сцену” именно данной, а не другой деятельности. В этих сложных взаимоотношениях инициативная роль в том, когда и какую функциональную систему “выпускать на сцену”, несомненно остается за корой головного мозга, где осуществляется афферентный синтез. <…>

Сейчас же требуется понять: по каким механизмам эта повышенная пищевая возбудимость превращается во “влечение, требующее удовлетворения”. По каким механизмам это влечение формирует цель определенного поведения и реализацию этой цели в конкретных поведенческих актах? Мы должны также понять физиологические механизмы формирования того, что И. П. Павлов назвал “основными влечениями”.

Нельзя не признать огромным недостатком нашей работы то, что этот основной двигатель, толчок к целеустремленным действиям, остается вне поля зрения наших исследовательских интересов. Такое явление можно объяснить только тем, что И. П. Павлов смело поставил вопрос о рефлексе цели тогда, когда еще физиология нервной системы в целом не была готова к его разрешению. Мы не знали, например, на основе каких конкретных физиологических процессов в течение длительного времени поддерживается на высоком энергетическом уровне какая-либо жизненная цель человека, поглощающая, а часто и подчиняющая себе все его другие деятельности.

В настоящее время мы знаем эту физиологическую основу. Она обладает универсальным активирующим действием на высшие уровни нервной системы и может энергетически обеспечивать все более и более широкие ассоциативные связи. Как теперь известно, субстрат этой “слепой силы”, по выражению И. П. Павлова, заложен в гипоталамусе и ретикулярной формации ствола мозга (Мэгоун и Моруцци 1942, Бремер 1953 и др.). Таким образом, чисто энергетическая сторона длительного удержания в доминирующем состоянии раз поставленной цели действия имеет в настоящее время достаточно убедительное объяснение. В этом пункте проблема рефлекса цели весьма тесно соприкасается с проблемой доминанты, разрабатывавшейся в нашей отечественной физиологии А. А. Ухтомским.”

Инженер: Про энергетические факторы мы сегодня много поговорили, предлагаю архитектурные факторы обсудить в следующий раз.

Консультант: Принимается.

Писатель: До новой встречи, друзья мои!