Тайны, догадки, прозрения - [25]

«Электростанция» мозга

Когда Вильям Гарвей открыл кровообращение, ученый мир долгие годы не признавал его. Та же участь постигла и открытие Пастером микробов — возбудителей инфекционных болезней. И Гарвей и Пастер не были исключением — такова судьба многих научных открытий.

Но случается и другая крайность: новым прозрением пытаются объяснить все непонятные до того явления. Открытие приобретает «универсальный» характер, на разработку его набрасывается множество ученых, ему придается чрезмерное значение; потом страсти затихают и все становится на свое место. Открытие оказывается действительно крупным, но далеко не ко всему применимым.

Так увлеченно, в течение нескольких лет, нейрофизиологи разных стран пытались объяснить множество процессов высшей нервной деятельности с помощью открытия Хоренса Мегуна и Джузеппе Моруцци. Постепенно разлив кончился, река вошла в свои берега; открытие Мегуна и Моруцци, не будучи универсальным, положило однако начало новому разделу нейрофизиологии.

…Кошка. На голове у нее пучок тонюсеньких проволочек. Они введены в череп животного через просверленное отверстие. Каждая проволочка попадает в определенную заранее группу клеток глубоких структур мозга. Внутри проволочки расходятся веером, проникая, таким образом, в клетки на значительной площади.

Поочередно через каждую проволочку пропускается электрический ток; он раздражает то одну, то другую группу клеток, а может быть, даже и одну клеточку. Электроды проникли в стволовую часть мозга, исследовать которую прежде никому не удавалось, кроме как в кровавом опыте: чтобы достичь ствола, приходилось разрушать все верхние слои мозга.

Исследователи посылают электрический ток по микроэлектродам и одновременно регистрируют электроэнцефалограмму деятельности кошачьего мозга.

На регистрирующем приборе изменяется графическое изображение биотоков: стоит послать раздражение в определенные пункты ствола, как медленные высоковольтные колебания на кривой сменяются низкоамплитудной высокочастотной активностью. И соответственно кошка то «спит», то «просыпается». И хотя раздражался микроскопический участок глубоко лежащего ствола, изменения электроэнцефалограммы происходили на всей коре больших полушарий.

Два профессора американец Мегун и итальянец Моруцци, два крупных ученых, проделали серию опытов на уровне ствола мозга кошки не потому, что до них никого не интересовала эта часть нервной системы, а потому, что в экспериментальных исследованиях был разработан способ тонкого раздражения и разрушения подкорковых структур с помощью электродов, вводимых с большой точностью в нужные пункты. Электроды практически не наносили травм мозгу животного, и опыты можно было производить длительное время с нормальной не израненной кошкой в нормальном состоянии и в нормальных условиях.

Все это — благодаря стереотаксическому методу.

Стереотаксис. Слово, которое красиво звучит, вызывает, быть может, некоторые ассоциации, но большинству читателей ровно ничего не говорит. Происходит это слово от греческого: стерео — объемный, таксис — расположение; значит — расположение в пространстве. Это и есть основа стереотаксического метода — ориентация среди расположенных в пространстве различных точек глубинных структур мозга, чтобы вводить в них микроинструменты. Метод определяет точные пространственные отношения между частями мозга и черепа (или внутримозговыми ориентирами), позволяет безопасно установить местоположение любой структуры мозга, как бы глубоко под корой она ни находилась.

Первый в мире стереотаксический прибор был изобретен в 1889 году русским анатомом Д. Н. Зерновым, назывался он — «энцефалометр». Прибор позволил ученому составить координатные карты корковых структур мозга человека и определить положение некоторых подкорковых ядер в пространстве.

Два десятилетия спустя английские ученые Хорсли и Кларк разработали свой метод и назвали его стереотаксическим. Но ни один из этих методов не получил сразу распространения — так не раз уже случалось в науке: высказанная идея остается без внимания, подспудно созревает и только много времени спустя оказывается незаменимой.

Лишь в тридцатые годы начал применяться стереотактис — другому английскому ученому удалось создать стереотаксический атлас мозга кошки. Экспериментальная физиология получила доступ в глубокие ядра и клетки головного мозга. Чем и воспользовались Мегун и Моруцци.

Но раз уж мы забрались в мозг, давайте попробуем разобраться, что в нем есть.

Кора головного мозга, покрывающая большие полушария, состоит из многих миллиардов клеток; каждая клеточка имеет свои контакты. Число связей во всем мозге выражается астрономическими цифрами и никем не подсчитано в точности. У каждого нейрона[1] есть отростки — дендриты; самый длинный из них — аксон, по нему, как и по дендритам, передаются из одного нейрона к другому нервные импульсы. Кончик аксона разветвляется на множество нервных волоконцев, они приближаются к телу другого нейрона или к концам его волокон; место контакта между ними называется синапсом.

Нервный импульс бежит по аксону, достигает его конца, освобождая некое вещество — медиатр; вещество через синаптический промежуток возбуждает соседний нейрон, изменяет его электрический потенциал и бежит дальше.