Наш креативный мозг. Как человек и мир творят друг друга - [9]

Шрифт
Интервал

Рисунки Кахаля невозможно повторить с помощью фотографии. Они представляют собой компиляции, где в правильную структуру сведены фрагменты многолетних исследований. Кахаль пользовался окрашиванием по улучшенному методу Гольджи, когда окрашивается только одна из тысячи клеток мозга, но, будучи окрашена, она видится полностью. Метод был разработан итальянским врачом Камилло Гольджи (1843–1926). За свои открытия Кахаль совместно с Гольджи в 1906 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Кахаль показал, что нервная система состоит из независимых нейронов, которые сообщаются между собой посредством специализированных синапсов. В своей нобелевской лекции и вплоть до своей кончины Гольджи оспаривал наблюдения Кахаля; он утверждал, что нервная система представляет собой непрерывную сеть, состоящую из сообщающихся клеток. Кахаль, однако, был прав: клетки нервной системы – независимые единицы. Его вывод в конечном счете сводился к тому, что превосходство человеческого мозга объясняется беспрецедентным количеством и богатством форм нервных клеток с короткими аксонами, образующих локальные сети в коре головного мозга.

2. Соревнование за лучшие контакты: нейрональный дарвинизм

Cells that fire together wire together[4].

Доналд Хебб (1949)

Из-за невообразимо огромного числа клеток мозга и возникающих между ними контактов в ходе развития мозга важную роль играют принципы самоорганизации. Поэтому всякий мозг – даже при наличии одного и того же генетического фона – в ходе развития становится уникальным. В нем формируется сеть из миллиардов нейронов, каждый из которых посредством синапсов контактирует с другими нейронами, число которых может быть от 1000 до 100 000. Эта предельно сложная сеть не может быть генетически запрограммирована через синапсы. Генетический фон дает в общих чертах инструкции для структуры мозга и задает правила процесса локальной самоорганизации. Детали восполняются потом через локальное функционирование клеток мозга в процессе развития.

В процессе развития формируется избыточное количество клеток, волокон и контактов. Позднее возникает конкуренция, в ходе которой побеждают соединения, которые лучше функционируют. И опять-таки главную роль в развитии клетки мозга играет ее окружение. Сначала спонтанная электрическая активность в сети нервных клеток возникает локально. На более поздней стадии электрическая активность определяется информацией, поступающей от нашего тела и через наши органы чувств из внешнего мира, – той, что передается через спинной мозг, а также визуальной информацией – через зрение и звуковой – через слух.

Под влиянием электрической активности в процессе развития с большой точностью выстраиваются связи между областями и клетками мозга. Если клетки находятся в интенсивном электрическом контакте друг с другом, этот контакт закрепляется. При возникновении в контактах электрической активности выделяются химические передатчики, воздействующие на клетку, с которой произошел контакт. Клетки, которые возбуждаются друг от друга (то есть становятся электрически активными), формируют связи друг с другом. Если контакт слабый, он исчезнет, а затем исчезнут также причастные к нему клетки мозга. Впрочем, смерть клетки – это нормальный процесс в ходе развития мозга. Иными словами, survival of the fittest [выживает сильнейший]. Мы производим впятеро больше клеток мозга, чем то количество, которым в итоге располагаем; этот процесс называют нейродарвинизмом.

Впоследствии неоптимально функционирующие и излишние контакты обрезаются. В конечном счете остающиеся связи в мозге оцениваются более чем в миллион километров волокон – число настолько большое, что случайности при их формировании не могут не приводить к возникновению индивидуальных различий. Группы клеток мозга, во время развития соединяющиеся друг с другом, лишь приблизительно находят друг друга с помощью генетических программ, использующих химические передатчики; затем, когда начинают функционировать, они уже точно устанавливают свои связи. Активность клеток мозга влияет на формирование связей и, следовательно, на развитие мозга; связанные друг с другом структуры продолжают совместно функционировать также в процессах обучения, мышления и воспоминания.

Это не означает, что наш мозг железобетонный. Небольшие повреждения или нарушения в развитии могут многократно ремонтироваться, но степень восстановления зависит от серьезности нарушения и от возраста человека. Чем моложе мозг, тем больше его пластичность. Впоследствии пластичность на микроуровне все еще сохраняется.

3. Критические фазы развития: теперь или никогда

На базе генетического фона и в процессе нейронального дарвинизма у ребенка во время эмбрионального развития и после рождения формируются системы мозга. В качестве примера того, как проходит этот процесс, мы можем проследить формирование системы, посредством которой мы получаем возможность видеть (см. главу VII).

Нейроны (клетки мозга), которые создаются в самой сердцевине мозга, вокруг желудочков мозга, получают генетическое задание стать клетками определенного типа. Затем они ползут, подобно гусеницам пяденицы, по волокнам глиальных клеток в первичную зрительную кору (глава V.1) и там дифференцируются. Глиальные клетки раньше считали вспомогательными клетками для нейронов, но оказалось, что они играют весьма активную роль при развитии мозга и при передаче химических сигналов. Затем нейроны посредством химических сигналов привлекают волокна клеток из таламуса от латерального коленчатого тела (corpus geniculatum lateralis), которые здесь получают и обрабатывают информацию, поступающую от сетчатки глаза.


Еще от автора Дик Свааб
Мы — это наш мозг. От матки до Альцгеймера

Поучительная и захватывающая книга о мозге — поразительном инструменте с неисчерпаемыми и далеко еще не разгаданными возможностями. Прослеживая человеческую жизнь от зачатия до смерти, автор обсуждает широкий круг тем младенчество и значение родительского поведения, половое созревание, гендерная идентичность, мораль, агрессия, свобода воли, религиозность, память, старение.Дик Свааб (р. 1944) — всемирно известный ученый, в течение тридцати лет возглавлявший Нидерландский институт мозга; ныне руководит группой исследователей в Нидерландском институте нейробиологии.В Нидерландах книга является научным бестселлером (с 2010 года продано более 300 000 экземпляров)


Рекомендуем почитать
Возвращение к языку. Наглый самоучитель райтера, журналиста и писателя

Пособие призвано развить в школьниках, студентах и начинающих журналистах умение создавать красивые, яркие и точные образы, оставаясь в рамках существующего русского языка, не вульгаризируя его англицизмами, жаргонными словами и разговорной речью низкого уровня. Задача, поставленная автором, довольно амбициозна: не только научить правильной письменной речи, но пробудить вдохновение к созданию таких текстов и дальнейшему совершенствованию. Адресована студентам факультетов журналистики и филологических факультетов, а также тем, кто стремится грамотно и образно излагать свои мысли на бумаге.


Как заговорить на любом языке. Увлекательная методика, позволяющая быстро и эффективно выучить любой иностранный язык

«Постижение нового языка – чрезвычайно захватывающий процесс, бесконечный источник увлекательных задач и разнообразных развлечений. Эта книга пригодится вам на любом его этапе: и в самом начале пути, когда вы только ищете свой подход, и в разгар учебы, когда вы обдумываете, как продвигаться вперед. Вы найдете в ней свежие идеи и неожиданные перспективы, а также описания различных приемов, которые – как показала практика – позволяют овладеть иностранным языком быстрее, легче и с большим удовольствием.


Горнозаводское кольцо Прикамья

Вы знаете, благодаря какому полезному ископаемому появился город Пермь? На какой реке в течение нескольких тысяч лет добывали поваренную соль? Где стоял первый в России медеплавильный завод? В каком месте можно найти железные розы? Почему наказали первооткрывателей угля Кизеловского бассейна? Где самые высокие шансы отыскать алмаз? Какое уникальное месторождение нашего края образовалось ещё до появления Уральских гор? Если вы хотите узнать всё это и многое другое, то эта книга для вас!


Загадки планеты Земля

Книга для широкого круга читателей. В книге исследованы самые таинственные загадки современного мира. Авторская расшифровка исследуемых явлений опирается на научный подход современных ученых, на трансовый метод телепатического общения с Хрониками Акаши, на творческий диалог с подсознанием и информацию сновидений.


Земля и люди. Каждый при своем

В монографии рассмотрены вопросы истории земелепользования, землеустройства и земельных отношений в Алтайском крае с начала освоения этой части юга Западной Сибири русскими людьми. Приведены сведения о землеустроителях разных лет, работавших в Алтайском округе и Алтайском крае, чьими трудами устраивалась жизнь на земле переселенцев из европейской части России, нарезались земли целинных совхозов, обеспечивалось земельными участками население.