Мозг - [9]

Шрифт
Интервал

На выходе нервная система активирует мышечное волокно по концевым аксонным веточкам мотонейрона. Эта микрофотография получена с помощью сканирующего электронного микроскопа Б. Риз и Т. Ризом из Национального института инсульта, неврологических и коммуникативных нарушений. Одна концевая веточка лежит (в некоторых местах она отодвинута) в бороздке мышечного волокна. Нервное волокно в значительной части окружено оболочкой, образуемой шванновской клеткой, тело которой видно слева внизу. Бороздку пересекают узкие складки постсинаптической мышечной мембраны. Каждая складка примыкает к "активной зоне" нервного волокна; когда к синапсу приходит импульс из этой зоны через "окна" в оболочке, образованной шванновской клеткой, выделяется химический медиатор ацетилхолин. Молекулы ацетилхолина активируют рецепторы на мышечной мембране, вызывая таким образом мышечное сокращение.

По общему признанию, работать с мозжечком трудно; он образует водораздел между сенсорными и моторными процессами в совершенно незаполненной части приведенной на рисунке схемы. Виды сигналов, поступающих на его входы - специфическое значение импульсов, приходящих в мозжечок из коры больших полушарий, спинного мозга и так далее, - известны недостаточно; нейронные структуры, к которым направлены его выходы и которые в свою очередь связаны с мышцами, тоже мало изучены. По тем же причинам и другие части мозга в большинстве своем все еще мало понятны. Несмотря на методические успехи последних лет, крайне необходимы новые революционные методы. В качестве одного лишь примера можно указать, что сейчас не существует способа изучать сигналы отдельных клеток у человека, не вскрывая его черепа на операционном столе, последнее же совершенно недопустимо. Тем не менее достигнуты большие успехи в понимании некоторых высших функций человеческого мозга (см. Н. Гешвинд "Специализация человеческого мозга"), но чтобы действительно понять такую специально человеческую функцию, как речь, нужно разработать способы экстракраниальной регистрации активности отдельных нейронов.

Указать, как соединены между собой нейроны и как они работают в каждый данный момент - это лишь одна из конечных целей нейрофизиологии. Некоторые важные аспекты деятельности мозга лежат за этой гранью. Например, память и обучение безусловно представляют собой кумулятивные процессы, связанные с изменением во времени, а о механизмах, лежащих в их основе, известно еще очень мало.

Пожалуй, нейробиология особенно склонна к увлечениям, из-за которых порой она чуть не сходит с рельсов. Несколько лет тому назад возникла мысль, что следы памяти могут откладываться в форме крупных молекул, причем информация кодируется последовательностью мелких молекул подобно тому, как генетическая информация закодирована в ДНК. Мало кто, знакомый с высоко упорядоченной специфичностью связей в головном мозгу, принял эту идею всерьез, и тем не менее немало времени было потрачено во многих лабораториях на то, что животных обучали выполнению какой-либо задачи, затем растирали их мозг, а далее находили или химические отличия в их мозге, или "статистически значимое" усиление способности обучаться тем же задачам у животных, которым был введен экстракт мозга обученных животных. Увлечение это угасло, но факт тот, что не всегда нейробиология двигалась вперед или даже стояла на месте временами она даже откатывалась назад.

В конечном счете изучение памяти, вероятно, будет касаться двух совсем разных ее компонентов. Первый компонент составляют изменения, которые вероятнее всего происходят в синапсах в результате многократного использования нейронных цепей. Например, возможно повышение эффективности одного синапса за счет других на той же клетке. Определенные комбинации стимулов, повторяясь, могут таким образом усиливать один из многих проводящих путей данной нейронной структуры.

Исследования такого плана трудно осуществимы на высших животных; их гораздо легче производить на малых системах нейронов, которые составляют полностью или частично нервную систему некоторых низших животных. В отдельные клетки этих животных удается легко ввести микроэлектрод, и, что еще важнее, такие клетки часто обладают индивидуальностью; говоря, например, о клетке №56 в определенном ганглии у рака, можно быть уверенным, что у всех других раков она занимает буквально то же положение и обладает теми же связями. (В этом глубокое различие между мозгом многих беспозвоночных и мозгом человека. Дать номер какому-нибудь нейрону в человеческом мозгу невозможно так же, как невозможно дать номер волосу на голове или поре на коже.)

Изящные опыты проводились на уровне отдельных нейронов у беспозвоночных при их обучении (см. Э. Кэндел "Малые системы нейронов"). Например, показано даже, что при выработке реакции или ее забывании у животного происходят доступные определению изменения в передаче сигналов через те или иные синапсы. Разумеется, обучение здесь простое, но, по-видимому, истинное. Снова и снова на беспозвоночных делались открытия, которые потом были распространены высшие формы. Поэтому маловероятно, что исследователи откажутся работать на таких животных, убоявшись насмешек начетчиков над невероятным звучанием таких тем, как "Решение задачи пиявкой".


Еще от автора Дэвид Хантер Хьюбел
Глаз, мозг, зрение

В книге известного американского нейрофизиолога, лауреата Нобелевской премии, обобщены современные представления о том, как устроены нейронные структуры зрительной системы, включая кору головного мозга, и как они перерабатывают зрительную информацию. При высоком научном уровне изложения книга написана простым, ясным языком, прекрасно иллюстрирована. Она может служить учебным пособием по физиологии зрения и зрительного восприятия.Для студентов биологических и медицинских вузов, нейрофизиологов, офтальмологов, психологов, специалистов по вычислительной технике и искусственному интеллекту.


Рекомендуем почитать
Метаморфозы. Путешествие хирурга по самым прекрасным и ужасным изменениям человеческого тела

С человеческим телом часто происходят чудеса. Любое отклонение от принятой нормы не проходит незамеченным. Среди нас живут карлики, гиганты и лунатики. Кто-то подвержен галлюцинациям, кто-то совсем не может есть, многие тоскуют от недостатка солнца. Эти метаморфозы всегда порождали небылицы и мифы, пока наука всерьез не взялась за их изучение. Гэвин Фрэнсис исследует самые живучие мифы и объясняет их природу. Он обращается к изменениям в теле своих пациентов, как долгожданным, так и нежелательным, и объясняет, почему эти метаморфозы не случайны и важны для всего человечества.


Принципы диагностики и тактика хирургического лечения больных с мальформацией Киари I типа

Несмотря на то, что проблема мальформации Киари является предметом изучения и обсуждения уже более века, единого алгоритма диагностики, определений показаний, выбора методов и объема хирургического лечения и оценки его результатов не существует и по сей день. Цель работы — повышение эффективности хирургического лечения путем совершенствования диагностики, уточнения показаний к хирургическому вмешательству и оценки его результатов на основании исследования показателей ликвородинамики.


Вирусные гепатиты А, Е, В, D, С у военнослужащих

Работа содержит рекомендации по этиологии, эпидемиологии, клинике, диагностике, профилактике, лечению вирусных гепатитов. Предназначено для врачей–специалистов военных организаций здравоохранения, медицинских подразделений соединений и воинских частей Вооруженных Сил.


Герпетические инфекции в общеврачебной практике

В пособии изложены современные сведения по этиологии, эпидемиологии, патогенезу, клинике, диагностике и лечению инфекций, вызванных герпесвирусами. Пособие предназначено для врачей общей практики, инфекционистов, дерматовенерологов, терапевтов, педиатров, слушателей курсов повышения квалификации, студентов медицинских вузов.


Вирусные гепатиты

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Дифференциальная диагностика инфекционных болезней

В книге изложены современные методы дифференциальной диагностики инфекционных болезней, основанные на анализе типов лихорадки, диареи, сыпи, желтухи, местной и генерализованной лимфаденопатии, являющихся неотъемлемыми признаками инфекционного процесса. Рассмотрены этиология, пути передачи, методы лабораторной диагностики, клинические проявления и способы лечения инфекций. Дан алгоритм постановки правильного диагноза. Для врачей общей практики, инфекционистов, студентов медицинских учебных заведений.