Я познаю мир. Тайны человека - [44]

Отростки нервных клеток даже не касаются друг друга. В очень сильный микроскоп отчетливо видно, что в местах контактов нервных волокон между ними всегда существует щель шириною около 0,0007 миллиметра.

Место контакта между отростками нервных клеток называется синапс. Он состоит из двух частей: на кончике длинного отростка нервной клетки находится бляшка с плоской поверхностью. Именно этой поверхностью бляшка примыкает к телу другой нервной клетки или к ее короткому отростку, на которых в этом месте имеется холмик с плоской вершиной. Таким образом, место контакта нервных клеток, то есть синапс, похож на штепсельную электророзетку со вставленной в нее штепсельной вилкой.

Мозг человека получает информацию от органов чувств. Ученые называют их рецепторами. Внешние рецепторы (к ним относятся зрительные, звуковые, обонятельные, температурные и осязательные) информируют мозг о том, что происходит в окружающем мире. О состоянии дел в самом организме информируют внутренние рецепторы. Они сообщают об изменениях химических реакций в клетках и тканях, о содержании кислорода и углекислого газа в крови, о давлении крови в сосудах, о степени растяжения мышц и сухожилий.

Главным рабочим элементом любого рецептора являются чувствительные клетки. На них возложена задача собирать информацию и передавать ее нервным клеткам. Чувствительные клетки – узкие специалисты и не способны выполнять несвойственную им работу. Светочувствительная клетка, например, не в состоянии сообщить о звуках, запахах или о температуре окружающей среды, а обонятельная или звуковоспринимающая клетка – о световых эффектах.

Каждая чувствительная клетка с помощью своих отростков делится собранной информацией со многими нервными клетками, которые, как правило, находятся где–то рядом. В свою очередь, эти нервные клетки посылают свой длинный отросток в мозг, передавая информацию многим другим нервным клеткам. А те передают информацию дальше. Так от звена к звену передается в мозгу информация чувствительных клеток, пока не достигнет исполнительных нервных клеток и не превратится с их помощью в команды мышцам и железам.

Обзаводимся связями

Почему люди такие разные по своим способностям, наклонностям, уму? Может быть, нервные клетки у одних людей лучше справляются со своими обязанностями, чем у других? Может быть, это связано с различиями в конструкции самого мозга? Действительно, результаты деятельности любой нервной клетки должны зависеть от того, какие связи она сумела установить с другими нервными клетками. Давайте познакомимся с тем, как обзаводятся связями нервные клетки мозга, как растет мозг, как увеличивается количество нервных клеток и как растут их отростки.

Когда–то ученые думали, что в яйцеклетке любых организмов находится крохотная копия или модель будущего взрослого существа, и рост эмбриона, а потом и детеныша, состоит в том, что все детали этой копии равномерно увеличиваются в размерах, пока не достигнут необходимой величины. На самом деле никакой модели организма в яйцеклетке нет. Она сначала делится на две клетки, потом на четыре, и так далее, пока клеток не станет достаточно много. Только тогда они начинают группироваться и образовывать зачатки органов тела – каждый в строго определенный срок. Когда у эмбриона возникнет зачаток мозга, нервные клетки, из которых он состоит, еще не имеет отростков. Они вырастают позже и добираются до тех нервных клеток, которым должны передавать информацию, или покидают мозг и находят необходимый орган, которому будут передавать команды мозга.

Казалось бы, перед учеными стояла неразрешимая задача: как проследить за ростом одного определенного отростка нервной клетки в живом функционирующем мозгу? Решить ее позволили химеры. Не близкие родичи акул, что живут в глубинах океана, и не мифические чудовища, рожденные богатой фантазией древних греков. Этим словом называют животных, которым пересажены какие–либо органы от других существ. Легче всего химерами становятся рыбы и земноводные. Тритону или саламандре можно приживить второй хвост, третий глаз, четыре дополнительных сердца или пятую лапку.

Если у тритона–химеры пятая лапка способна двигаться, значит у нее есть нервы. Гораздо сложнее было выяснить, откуда они взялись. Тщательные подсчеты показали, что число нервных волокон, выходящих из спинного мозга, не меняется. Следовательно, в дополнительную конечность мозг дополнительных нервных волокон не посылает. Оказалось, что каждое нервное волокно, идущее в собственную лапку, дает отросток, который направляется в приживленную конечность. У нормальной североамериканской саламандры – мексиканской амбистомы – в каждую переднюю конечность направляется 900 нервных волокон. Дополнительная передняя лапка получает столько же.

Нервы, врастающие в собственную лапку у еще крохотного эмбриона и в приживленную конечность взрослой саламандры, умеют безошибочно выбирать соответствующие мышечные волокна, которыми они рождены управлять. Выбор взаимный. Если в правую дополнительную лапку вшить левый двигательный нерв, за неимением лучшего мышца его примет, но если теперь подшить сюда правый нерв, то он, действуя сообща с мышцей, изгонит чужой нерв и займет его место.