Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - [64]

Шрифт
Интервал

Спонтанная активность мозга по мере развития зародыша и плода имеет множество причин. Она контролирует, сколько нейронов рождается и какие отмирают. Она формирует сами нейроны и сеть соединений между ними. Начальные связи между нейронами в коре кажутся случайными, синапсы появляются везде, где аксон касается дендрита [260]. Насколько далеко нейрон протянет свой дендрит по мере развития, не является жестко генетически детерминированным, но регулируется его собственной активностью. Дерево растет, пока нейрон недостаточно активен, ища новые входящие данные, более многочисленный легион, чтобы легче было довести нейрон до критического уровня. И наоборот, дерево сжимается, если нейрон излишне активен, пытаясь сократить число входящих сигналов, уменьшает легион и затрудняет достижение критического потенциала [261]. Спонтанные импульсы присутствуют в нервной ткани с самого начала формирования мозга в первом триместре беременности.

Несомненно, спонтанные импульсы играют различную роль при формировании мозга у эмбриона, во сне и в повседневной жизни в состоянии бодрствования. Но независимо от их роли возникать эти спонтанные импульсы могут двумя способами: их может генерировать сам нейрон или они могут возникать в группах нейронов, объединенных в сеть.

Кто это сказал?

Здесь мы встречаемся со вторым заблуждением: нейрон всегда нуждается в получении сигналов от других нейронов, чтобы произвести импульс. Если мы видим, что нейрон посылает импульс, то это должно быть вызвано каскадом всплесков потенциала, бегущих по его дендритному дереву, которые, соединяясь в теле нейрона, доводят его до критического уровня, после чего он испускает импульс.

И это тоже не совсем так. Поскольку самым простым способом получить импульсы будет генерация нейроном собственных, не вызванных входящими сигналами импульсов [262]. В буквальном смысле слова спонтанных.

Мы столкнулись с некоторыми из этих странных нейронов в базальных ганглиях. Этот нескончаемый поток ГАМК из выходных нейронов, стена на пути вызывающих движение импульсов, был спонтанной активностью. Непрерывная пулеметная очередь импульсов, мешающих вам танцевать макарену на столе вашего босса, исходит от нейронов, которые настолько любят отправлять импульсы, что делают это, даже лежа в одиночестве в чашке Петри на лабораторном столе. Аккуратно выньте выходной нейрон базальных ганглиев из мозга, и пока вы сможете поддерживать его в живых, он будет выплевывать импульсы с регулярностью метронома каждые 100 миллисекунд или около того.

Как мы узнали в начале нашего пути, импульс рождается из быстрой последовательности открытия и закрытия каналов в мембране клетки. Каналов двух типов: тех, через которые в тело клетки проникает натрий, и тех, через которые из нее откачивается калий. Эта последовательность запускается, когда электрический потенциал нейрона достигает своей критической точки. Таким образом, для того чтобы нейрон создавал собственные спонтанные импульсы без участия других нейронов, его электрический потенциал должен возрасти до критического значения сам по себе. Для этого у нейронов, которые умеют сами поддерживать активность, имеются специальные каналы в мембране, которые обеспечивают создание петли положительной обратной связи; когда напряжение в теле нейрона падает в конце цикла создания импульса, эти специальные каналы медленно открываются, позволяя положительным ионам постепенно накапливаться в нем и снова повышая его потенциал до критической точки, превышение которой порождает еще один импульс и запускает весь процесс заново. Это в точности такой же механизм, как тот, который управляет постоянной пульсацией водителей сердечного ритма, клеток синоатриального узла, чьи спонтанные тактовые импульсы заставляют ваше сердце ритмично сокращаться, поддерживая в вас жизнь.

Мы находим подобные нейроны – водители ритма – по всему мозгу. Они присутствуют во всех частях базальных ганглиев, а не только среди выходных нейронов: хитроумно названное субталамическое ядро (nucleus subtalamicus – участок мозга, спрятанный под таламусом) и бледный шар (globus pallidus) полностью состоят из нейронов – водителей ритма; полосатое тело словно пронизано гигантским интернейроном, задающим ритм [263]. Жизненно важным является ряд водителей ритма, расположенных в мезенцефалоне, среднем мозге, который вырабатывает нейромодуляторы. Бесконечные серии их спонтанных импульсов доставляют свежий запас серотонина, норадреналина и дофамина по всему мозгу. Мы уже сталкивались с примером того, насколько они важны: потеря постоянного источника поступления дофамина в полосатое тело известна как болезнь Паркинсона. Нейроны, отвечающие за ритм, также в больших количествах появляются на очень раннем этапе развития мозга в коре, в сетчатке и в других местах, управляя спонтанной активностью, которая направляет рост нейронов и создание связей [264]. Хотя большая их часть исчезает вскоре после рождения, есть отчеты, что изредка нейроны – водители ритма встречаются даже в развитой коре взрослых мышей [265].

Помимо этих нейронов, задающих ритм и способных полностью самостоятельно генерировать импульсы, есть другие типы нейронов – многословные, болтливые нейроны, которые генерируют больше импульсов, чем требуется


Рекомендуем почитать
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.


Художественные открытки и их собирание

ОТ АВТОРОВ Почти три четверти века, прошло с тех пор, как появились первые русские художественные открытки и их собиратели. В настоящей брошюре авторы поставили своей задачей дать краткие сведения о появлении и распространении открыток, характеристику различных существующих типов открыток, ознакомить с существующими способами их систематизации, хранения и экспозиции. Большое значение авторы придают своей попытке осветить возможности использования открыток в пропагандистской и агитационно-массовой работе, в качестве наглядного учебного пособия, а также роль открыток в деле воспитания художественного вкуса широких трудящихся масс.


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.