Мозг. Как он устроен и что с ним делать - [19]

Шрифт
Интервал

Вторая проблема во многом следует из первой. К сожалению, пока мы не научились хорошо декодировать биоэлектрическую и химическую активность, связанную с мозгом. В 2016 году заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ Александр Яковлевич Каплан сказал, что в десятках лабораторий пытались по ЭЭГ расшифровать не только мысли о руках-ногах, но и мысли в ситуациях, когда испытуемый в уме представляет события или объекты внешней среды: ночь, улица, фонарь, аптека. Пока безуспешно.

Третья проблема – вживление электродов. Любые хирургические манипуляции на мозге всегда крайне трудоемки и даже опасны. Маск заявляет, что датчики можно будет отправить в мозг через яремную вену. Но мы-то с вами знаем, что гематоэнцефалический барьер не дремлет.

С датчиками могут возникнуть и другие сложности. Поскольку это чужеродные для мозга элементы, иммунная система может начать их отторгать. В первую очередь датчики будут атакованы клетками глии. И тем не менее чипы уже вживляют, хоть и не в таких масштабах, как планирует Маск. Подробнее о них мы еще поговорим в третьей части книги.

Разве есть в жизни что-либо более прекрасное, чем поиск ответов на вопросы?

Айзек Азимов

Кортикальные колонки мозга

На научном языке скопления тел нервных клеток называют ядрами. Запомнить легко: ядро мозга – это тела клеток (их ядра, содержащие органоиды и хромосомы).

Например, в мозге есть структура под названием ядро Якубовича (оно названо так не в честь популярного телеведущего, конечно же, а в честь анатома). Ядро Якубовича входит в состав структур среднего мозга. Оно обеспечивает функцию сужения/расширения зрачка. Когда врач скорой помощи светит фонариком в глаз потерявшему сознание человеку, он проверяет работоспособность структур среднего мозга. Зрачок сузился – прогноз хороший. Если нет – дела плохи.

Помимо ядер, в мозге есть и так называемые слоистые, или стратифицированные, структуры. К ним относят кортикальные колонки.

Если мы с вами взглянем на мозг в разрезе, то увидим, что он более чем наполовину состоит из белого вещества (отростков клеток, покрытых жироподобной капсулой из миелина). Длинные отростки – это проводящие пути (аксоны). Они соединяют разные отделы головного мозга, а также отправляют команды в спинной.

Получается, что мозг – это бесконечные пучки проводов.

В 2009 году стартовал проект под названием «Коннектом человека» (Human Connectome Project). Коннектом – это описание всех связей в мозге. Именно на создание такого описания и направлен исследовательский проект.

Некоторые нейробиологи полагают, что, если это удастся, станет возможным скопировать сознание человека, поскольку именно в связях между клетками и заключена наша память. Образно говоря, мы есть то, что мы помним. Эта метафора, хоть и звучит упрощенно, близка к реальности. Но, как вы понимаете, построить стабильную структуру коннектома даже одного человека невозможно, потому что связи постоянно перестраиваются.


Рис. 15. Белое и серое вещество мозга


Но вполне реально проследить структуру крупных проводящих путей (они остаются относительно стабильными на протяжении жизни). На рис. 16 показан вариант визуализации такой структуры.


Рис. 16. Вариант визуализации связей в мозге (компьютерная модель)


Серое вещество сконцентрировано в крупных ядрах мозга и тонкой коре, распластавшейся по полушариям. Толщина коры больших полушарий всего около 3–4 мм. В сером веществе коры выделяют 6 слоев (90 % коры имеет такое строение): тела клеток чередуются со слоями отростков. Каждый нейрон с помощью синапсов связан с тысячами других клеток.

В 1957 году Вернон Маунткасл, анализируя ответы клеток в соматосенсорной коре, обнаружил, что, если погружать микроэлектрод перпендикулярно поверхности коры, все встречаемые им нейроны отвечают на раздражитель одной и той же модальности (то есть одного вида чувствительности – например, кожной вибрации). Но как только он погружал электрод под углом к поверхности, на его пути попадались нейроны с другой сенсорной модальностью.

Из этого Маунткасл сделал вывод о том, что в коре есть некие вертикально ориентированные модульные структуры. Он назвал их колонками. В каждой такой колонке обычно присутствует около 100 нервных клеток (разных размеров и форм).

В центре колонок, как правило, находятся крупные пирамидные нейроны. Они представляют собой остов (основу) колонки. Считается, что крупные пирамидные нейроны отвечают за реакцию колонки в целом.

Над ними располагаются более мелкие клетки с отростками. Они называются короной. Внутри нее связи как бы замыкаются, формируя своеобразную память колонки. По замкнутым цепям короны нервный импульс может долго циркулировать, раздражая остов до тех пор, пока к нейронам не поступят тормозные импульсы.

На самом деле модуль из 100 нейронов называют миниколонкой. В свою очередь миниколонки объединяются в более крупные гиперколонки (их еще называют просто колонками). И гиперколонка уже представляет целый кортикальный модуль, выполняющий определенную функцию.

Чем меньше колонка, тем более простую функцию она выполняет. Более того, внутри колонки работает правило: чем ниже уровень (слой), тем более простая информация обрабатывается.

Продолжить чтение
Еще от автора Илья Андреевич Мартынов
Ретенция

Трэй Коулман живёт в мире, где запрещено употреблять в пищу натуральные природные продукты. Скачок в развитии генной инженерии позволил человечеству выжить во время глобального катаклизма. Корпорация «Плазмида» создала миллионы тонн генно-модифицированной еды. Благодаря этому люди пережили голод. Пережила голод и семья Трэя. Но теперь Корпорация превратилась в политическую силу, которая стала жестко контролировать власть в стране. И не всем суждено выжить в ее экспериментах. Экологическая полиция следит за соблюдением законов Корпорации и казнит неугодных.

Рекомендуем почитать
На траверзе — Дакар

Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.

Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.

Интеллигенция в поисках идентичности. Достоевский – Толстой

Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.

Князь Евгений Николаевич Трубецкой – философ, богослов, христианин

Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.

Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.

Лес. Как устроена лесная экосистема

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.

Безумие ли? Как психиатры выставляют диагноз?

Основная цель книги – борьба со страхом и предубеждением к больным с психическими расстройствами. С одной стороны болезни психики, «безумие» рождают необычный и противоречивый интерес, с другой – «сумасшествие» является настолько пугающим, что в общественном сознании рождается желание закрыться, удалить психически больных из жизни общества. С третьей стороны, некоторое невежество, рожденное страхом, приводит к определенным спекуляциям в этой области. Зачастую родственники больных обращаются к неврологам, психологам, а то и вовсе к экстрасенсам и шаманам, а к психиатру боятся идти.

Псевдонаука

Эта книга – краткий путеводитель по псевдонауке, мифам и заблуждениям нашего времени. Она поможет ориентироваться в бушующем информационном потоке современности, объяснит, чем наука отличается от мнений, научный метод от лженаучного наукообразия и послужит помощником в выявлении разнообразных сомнительных идей и теорий.Для широкого круга читателей.

Как работает иммунитет

Как различные живые организмы защищаются от инфекций? Можно ли укрепить иммунитет витаминами и закаливанием? Вредят ли прививки организму или они необходимы? Есть ли иммунитет у младенцев и как лучше оберегать их от инфекционных болезней? Как защищается от инфекций наш мозг? Хорошо ли, если иммунитет работает очень активно? Книга, которую вы, дорогие читатели, держите в руках, хранит ответы на эти и другие вопросы! Для широкого круга читателей.

Химия - просто

Книга об истории развития человеческой цивилизации с точки зрения химии. В книге последовательно описываются химические элементы в порядке, в котором они были открыты, и какой вклад они внесли в развитие технологий на момент их открытия. А вы когда-нибудь задумывались над тем, как открытие того или иного химического элемента влияло на быт человека, его технологии, на то, как менялись взгляды на устройство окружающего мира? Эта книга как раз об этом. Мы пройдем от медных орудий труда древних людей до современного ядерного оружия, чтобы воочию увидеть, как изменился наш мир.