Кто — кого? - [34]
Учтите также, что ни в одной книжке (даже из числа тех, в которых как дважды два — четыре ясно доказано, что машина «умнее» человека!) вы не найдете самого слабого намека на монтажную схему этого устройства (не говоря уже о том, что ни один владелец его, как бы хорошо он к вам ни относился, ни за что не позволит вам его вскрыть из чистого любопытства).
Вот те трудности, которые возникают перед учеными, изучающими мозг человека, его нервную систему.
Основным элементом — микроскопическим кирпичиком, из которых построена эта система, — служит нервная клетка — нейрон.
Нейрон состоит из так называемого тела, многочисленных коротких отростков — дендритов и одного отростка — аксона, зачастую очень длинного по сравнению с размером тела клетки.
Размеры нервных клеток не поддаются никакой стандартизации, они колеблются в широких пределах: от микрона до сотен микрон. В этих же пределах варьируются диаметры отростков — дендритов и аксона. Только длина аксона значительно отличается от этих микроскопических размеров.
Так, микроскопические нервные клетки, управляющие мышцами, сгибающими и разгибающими палец руки, располагаются в спинном мозгу, а аксоны этих клеток тянутся вдоль руки, достигая более чем полуметровой длины.
Центральная нервная система состоит из головного мозга и спинного мозга. Считают, что в центральной нервной системе сосредоточены десятки миллиардов нервных клеток. Мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество — скопление главным образом тел нервных клеток, белое вещество — скопление отростков. В головном мозгу серое вещество образует наружные, периферийные области — кору, а белое сосредоточено в подкорковых слоях. В спинном мозгу, наоборот, серое вещество расположено в центральной части, белое — по периферии. При таком расположении тел и отростков нервных клеток головного и спинного мозга достигается минимальная длина внутренних и внешних его коммуникаций. А сложность этих коммуникаций чрезвычайна.
Небольшая часть нейронов несет в мозг информацию, полученную с периферии. Другая их часть выводит из мозга сигналы, направляющиеся на периферию — к мышцам. Подавляющее же большинство нейронов, сосредоточенных в центральной нервной системе, не имеет отростков за ее пределами. В их функции входит обеспечение внутренних связей между различными группами нейронов.
Миллиарды клеток образуют единую систему связи и управления, в глубинах ее протекают таинственные процессы мышления, в секреты которого только еще начинает проникать человек. А внешними проявлениями этих процессов, их результатами являются действия человека. И если пока еще очень мало известно о том, как мозг вырабатывает программы действий, то более или менее хорошо изучены процессы, сопутствующие их выполнению.
Изучены устройство и действие тех живых приборов — рецепторов, с помощью которых мы видим и слышим, осязаем и обоняем, чувствуем температуру, различием вкус и сохраняем положение равновесия, когда стоим. Одним словом, изучены механизмы, с помощью которых человек воспринимает ощущения, приходящие к нему из окружающего его внешнего мира.
Каждый из рецепторов получает информацию в форме микроскопических порций энергии определенного вида. Точнее говоря, не получает, а отфильтровывает и пропускает порции энергии, характеризующие те или иные изменения внешней среды.
Нельзя заставить загореться электрическую лампочку, стуча по ней молотком, как нельзя забить гвоздь в доску, прикладывая к нему электрическое напряжение. Глаз человека подвергается воздействию света, звука и запаха, а реагирует только на свет.
И еще один факт, касающийся деятельности нервной системы, хорошо известен и изучен, а именно: информация, собранная органами чувств человека, передается в центральную нервную систему в форме электрических сигналов, и в такой же форме мозг осуществляет управление всеми мышцами тела, всеми его движениями.
Отростки нервной клетки обладают свойством проводить электричество, а главный отросток — аксон — даже внешним видом напоминает электрический провод, хотя он «изготовлен» из такого, казалось бы, мало подходящего для этих целей материала, как растворы солей.
За пределами центральной нервной системы аксоны покрыты специальной жировой оболочкой и собраны в пучки, которые называют нервами. Таким образом, каждый нерв состоит из большого числа отдельных проводов и этим сильно напоминает телеграфный кабель.
Помните опыты с лягушечьей лапкой, которые проводил Луиджи Гальвани и которые вызвали ожесточенные споры его с Алессандро Вольта? Шестьдесят лет спустя после этих опытов, то есть в середине прошлого столетия, было доказано, что живые нервные и мышечные клетки обладают электрическим зарядом и могут генерировать электрический ток. Развилась целая отрасль биофизики — электрофизиология, изучающая биоэлектрические процессы, протекающие в живых тканях.
В более поздних опытах ученым удалось выделить единичное нервное волокно и во всех подробностях изучить его свойства как проводника биоэлектричества.
Оказалось, что если приложить к подводящим электродам короткий электрический импульс, то измерительный прибор ничего не покажет до тех пор, пока величина импульса не достигнет определенного — «порогового» — значения. Когда «порог» будет превзойден, вдоль по нерву пробежит электрический сигнал длительностью в несколько тысячных долей секунды. Скорость движения этого сигнала зависит от толщины волокна и может достигать 100–150 метров в секунду.
