Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - [60]

Шрифт
Интервал

Рисунок 8.1. Упрощенный план расположения базальных ганглиев. Аксоны всех областей коры посылают импульсы в стриатум. Он делит их между двумя группами своих нейронов: прямым и непрямым путями к выходным нейронам базальных ганглиев.


Мы пролетаем по аксону и перепрыгиваем через синапс, наше прибытие выпускает ингибирующие молекулы ГАМК на рецепторы выходного нейрона базальных ганглиев [229]. Выходного нейрона, который, по-видимому, полностью игнорирует наше прибытие. Шум здесь стоит невероятный. Этот рев создают потоки выходных сообщений, исходящих от каждой клетки вокруг нас, испускающей от шестидесяти до семидесяти импульсов каждую секунду, постоянно несущихся по аксонам и выплескивающих в свою очередь потоки нейромедиатора ГАМК на все входные рецепторы, на которые он нацелен. Нам нужно остановить этот поток, чтобы отправить наше сообщение о том, что в настоящее время можно безо всяких опасений начинать двигать рукой.

Выпусти меня

Нейрон, в который мы попали, – один из ничтожно малого числа тех, что находятся на выходе из базальных ганглиев. То, чего они не добрали количеством, они компенсируют напором. Каждый со скорострельностью пулемета выдает шестьдесят, семьдесят или даже больше импульсов каждую секунду на все входы своих целевых нейронов, которые разбросаны по обширным участкам среднего мозга и мозгового ствола, имеющим важнейшее значение для управления движением [230]. Верхнее двухолмие (superior colliculus), которое мы уже упоминали, занимается управлением движениями ваших глаз и ориентации головы [231]; множество участков, разбросанных по среднему мозгу, контролируют все доступные вам формы мобильности: ходьбу, бег, рысь, галоп, марш, скачки, прыжки [232]; другие участки заняты управлением осанкой; они регулируют тонус мышц по всему вашему телу, поддерживая его в вертикальном, сбалансированном и уравновешенном положении [233]; здесь же – множество отделов таламуса, которые являются воротами для сигналов обратной связи, идущих назад в кору головного мозга [234].

Нейроны во всех этих областях постоянно залиты тормозящим нейромедиатором ГАМК, извергающимся из аксонов выходных нейронов базальных ганглиев, нейромедиатором, который постоянно подавляет любые возбуждающие всплески напряжения, что в свою очередь препятствует росту напряжения в телах этих целевых нейронов до достижения критической точки и посылки импульса.

Если остановить этот поток ГАМК, освободив целевые нейроны от торможения, это позволит нам двигаться. Если отключить выходные нейроны у грызунов, их целевые нейроны в таламусе немедленно начинают отправлять импульсы [235]. Если бы вы выключили выходные нейроны, которые контролируют, куда смотрят ваши глаза, навсегда, вы не могли бы остановить постоянное движение глаз, не смогли бы ни на чем задержать взгляд [236]. Обратное, похоже, происходит при развитии болезни Паркинсона: отключение потока импульсов от выходных нейронов становится все более трудным делом, поэтому управление движением замедляется или теряется полностью [237]. То есть нам нужно остановить поток торможения, чтобы вы могли двигаться. (Но мы хотим выключить только те выходные нейроны, которые предотвращают конкретные движения, которые вы собираетесь совершить сейчас: регулировку положения туловища, когда вы наклоняетесь вперед; управление мышцами, ориентирующими голову и направляющими глаза на печенье; управление рукой, которая тянется к нему.)

Как мы уже знаем, прямой путь стриатума является основным: именно он выбирает действия, поэтому он должен быть в состоянии остановить поток импульсов от выходных нейронов. Можно сказать, что полосатое тело – это инвертор коры головного мозга, превращающий возбуждение корковых нейронов в торможение. Наше прибытие в конец аксона верхом на импульсе из полосатого тела послало ГАМК к рецепторам выходного нейрона, в котором мы сейчас находимся. Но полосатое тело большую часть времени молчит. Как же нейроны, посылающие так мало сигналов, могут остановить этот ураган импульсов от выходных нейронов?

Для решения этой проблемы мозг использует уловку масштабирования – яркий пример того, как темные нейроны могут выполнять полезную работу. Число нейронов полосатого тела на два порядка превышает число выходных нейронов; у крысы, к примеру, это отношение трех миллионов к примерно тридцати тысячам [238]. Даже если каждый нейрон полосатого тела контактирует только с сотней выходных нейронов – а, вероятно, они контактируют и со многими другими, – тогда каждый выходной нейрон получит десять тысяч входящих сигналов от полосатого тела. Все десять тысяч посылают торможение одному выходному нейрону базальных ганглиев. Таким образом нужна небольшая часть, возможно, всего 1 % этих входов, чтобы отправить на них один или два сигнала, и сотни рецепторов ГАМК активируются на синапсах одного выходного нейрона, отключая его пулеметную очередь импульсов.

Мы прибыли сюда в авангарде мощного залпа импульсов из полосатого тела, залпа, который теперь накапливает потенциал в этом выходном нейроне и других, окружающих нас. Залп нарастает, ГАМК течет свободно, торможение накапливается – и поток импульсов из этой окрестности выходных нейронов начинает спадать, сначала медленно, затем быстрее, пока некоторые полностью не прекратят активность

Продолжить чтение
Рекомендуем почитать
Тито и товарищи

Книга известного словенского историка, академика Словенской академии наук и искусств Йоже Пирьевца, написанная на основе богатейшего архивного материала, не только подробно знакомит с биографией Йосипа Броза Тито, который решающим образом влиял на формирование югославской истории во время II Мировой войны – как организатор партизанского движения, и после нее – как глава социалистической Югославии. Она дает широкую панораму жизни югославских народов с начала XX в. до 1980 г. Большое внимание уделено взаимоотношениям Тито с руководителями СССР И.

Алхимии манящий свет

Очерк, посвящённый алхимии, её теоретическим положениям и некоторым легендам, связанным с развитием алхимии в России. Все приведённые в статье факты — соответствуют действительности, но их толкование порой весьма фантастично.

Сказки

Настоящий сборник является первым научным изданием сказок Перро на русском языке, предназначенным для взрослых читателей: до сих пор эти сказки издавались только в качестве детских книжек. В сборник включены не только все сказки Перро, прозаические и стихотворные, но также и некоторые наиболее известные сказки его продолжателей и последователей (д’Онуа, Леритье-де-Впллодон, Лепренс де-Бомон) как образцы французской сказочной литературы XVII–XVIII веков; во французских изданиях эти сказки нередко объединяются со сказками самого Перро. Перевод под редакцией М. Петровского. Вступительная статья и комментарии Н. П. Андреева. Иллюстрации Александра Дмитриевича Силина..

Заболевания желудка. Современный взгляд на лечение и профилактику

«Все сознают, что нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, всякая другая еда, еда по приказу, по расчету признается уже в большей или меньшей степени злом», — писал академик И. П. Павлов. Перед вами необычная книга. Главная ее особенность состоит в том, что желудок, его заболевания, а также их профилактика и лечение рассматриваются в «контексте» всего организма, в тесной связи с образом жизни и мыслями человека. Автор обращает внимание читателей на множество «мелочей», которым мы обычно не придаем никакого значения, не замечаем их влияния на состояние желудочно-кишечного тракта и здоровье в целом. Книга — не сухое повествование о болезнях, а увлекательное путешествие в мир под названием «человеческий организм». Для широкого круга читателей.

Антикитерский механизм: Самое загадочное изобретение Античности

Это уникальное устройство перевернуло наши представления об античном мире. Однако история Антикитерского механизма, названного так в честь греческого острова Антикитера, у берегов которого со дна моря были подняты его обломки, полна темных пятен. Многие десятилетия он хранился в Национальном археологическом музее Греции, не привлекая к себе особого внимания.В научном мире о его существовании знали, но даже ученые не могли поверить, что это не мистификация, и поразительный механизм, использовавшийся для расчета движения небесных тел, действительно дошел до нас из глубины веков.

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.