Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - [57]

Наш импульс несется в двигательные области коры головного мозга, где его прибытие станет частью потока сообщений, означающих «двигай рукой и возьми печенье». Здесь нейроны жаждут отправить импульсы в путешествие к спинному мозгу, чтобы бомбардировать – импульс за импульсом – мотонейроны, чьи собственные импульсы, после накопления критического количества входящих сигналов, в свою очередь заставят ваши мышцы сокращаться.

Кажется, несложно. Но с точки зрения импульса это не так. «Взять печенье» – это не заранее запрограммированный маневр, а целостное действие, выполняемое выделенными специально для этого группами нейронов. Простое действие – протяни и ухвати – состоит из скоординированных сокращений спинных, брюшных и боковых мышц, позволяющих управлять движением своего торса, когда вы наклоняетесь через стол; дельтовидной мышцы, чтобы повернуть плечо; трехглавой мышцы, трицепса, чтобы разогнуть руку; мышц предплечья, чтобы раскрыть ладонь и развести пальцы, мышц пальцев, которые должны вытянуть их ровно настолько, чтобы они приземлились на края печенья. А затем в обратном направлении: сжать мышцы пальцев, чтобы они схватили печенье, в то время как мышцы руки сокращаются, чтобы притянуть руку назад к себе, предплечье и плечо поворачиваются, чтобы поднять руку к жадно открытому рту, а сложная последовательность расслабления и сокращения спинных, брюшных и боковых мышц возвращает ваш торс в удобное, в чем-то даже вальяжное положение на черно-зеленом сетчатом офисном кресле.

Как все это проделывают нейроны моторных отделов коры? Что касается протягивания и хватания, этих важнейших шагов на пути к добыванию ценного печенья, у нас для них есть неплохие дорожные карты [212]. Чтобы завершить путешествие, нам нужно будет проследить за нашим импульсом, когда он будет пересекать области планирования досягаемости предметов в теменной доле коры, затем через премоторную кору, где действия протягивания и хватания будут готовиться для первичной моторной коры – того места, где сосредоточено большинство нейронов, которые посылают аксоны непосредственно в спинной мозг. Вместе с нашим импульсом от нейрона во внутритеменной борозде мы являемся частью легиона, несущего сообщения о том, где именно находится печенье, и что этот вкусный предмет представляет собой, по сути, сплющенное полушарие [213]. Мы прибываем в нейрон третьего слоя премоторной коры, который буквально готовится заставить вас двигаться. Поскольку именно отсюда, за несколько сотен миллисекунд, прежде чем ваша рука начнет двигаться, отправляется волна импульсов.

Как я говорил в предыдущей главе, нервные клетки, управляющие движением, входят в число любимых нейронов Счетчиков. В самом деле, если бы мы остались здесь, в премоторной коре головного мозга, и начали подсчитывать импульсы от окружающих нас нейронов, которые они отправляют в процессе этой подготовки к совершению сложного движения, мы бы увидели, что активность некоторых из них предшествуют последующему движению руки, сложной комбинации сокращения и расслабления отдельных мышц; другие, казалось бы, продемонстрировали, что отвечают за более абстрактные параметры, такие как предполагаемое направление, или скорость, или требуемое конечное положение хватательного механизма вашей руки (соответственно: вперед, быстро, печенье) [214]. Но многие, а возможно, что и большинство нейронов вокруг нас не имеют никакой видимой специализации. Еще сильнее сбивает с толку то, что многие нервные клетки из тех, что демонстрировали некоторую настройку на определенные функции во время подготовки к движению, по-видимому, изменяют эту настройку во время фактического выполнения движения [215]. Что вроде бы не имеет смысла, если работа этих нейронов состоит в том, чтобы выполнять то, на что они настроены. Однако давайте вспомним, что же именно мы узнали во время нашего путешествия о значении подобной – внешне хаотичной и беспорядочной – активности отдельных нейронов, когда невозможно понять, что делает и за что отвечает каждый? Совершенно верно, это означает, что само сообщение закодировано в легионе импульсов от множества нейронов. Но что за сообщение отправляется при подготовке к движению?

Движения в физическом мире ставят перед мозгом новую проблему, с которой мы еще не сталкивались во время нашего путешествия. Перемещение руки требует времени. Это означает, что импульсы для управления движениями руки и кисти должны быть расположены на шкале времени определенным образом, сокращая нужные мышцы в правильной последовательности. И, один раз инициировав этот процесс, как только движение началось, они должны продолжать его без перерыва, с правильными интервалами и в правильной последовательности, не требуя внешней поддержки. Вы ведь сталкивались с тем, что тянетесь за лежащей на столе ручкой и на полпути внезапно обнаруживаете, что ваша рука безвольно свисает вдоль туловища? Конечно нет, потому что такого с вами никогда не было. Как только импульсы заставили вашу руку двигаться, они продолжают двигать ее до тех пор, пока весь цикл движения не будет выполнен во что бы то ни стало. Для создания таких самоподдерживающихся импульсов требуется сеть из множества нейронов, соединенных вместе, – мы вернемся к этой важной идее позже, в этой и следующих главах. Но, прежде чем легион нейронов сможет начать отправлять команды – самоподдерживающиеся импульсы в правильной последовательности во времени, – им нужно подготовиться к отправке этой последовательности. И вот чем, кажется, являются эти загадочные импульсы, отправляемые до начала собственно движения: это сигналы из премоторной коры, устанавливающие собственные нейроны и нейроны моторной коры в определенную отправную точку, инициирующие их, чтобы затем сгенерировать правильную последовательность импульсов – то есть правильный набор команд мышцам