Читать книгу Наш креативный мозг. Как человек и мир творят друг друг - Дик Свааб - Страница 12

Наш мозг в период пребывания в матке программируется информацией, которая из внешней среды проникает внутрь через органы чувств и из тела через периферическую и автономную нервные системы. Каждый участок нашего тела имеет представительство в нашем мозге, так что мозгу ясно, из какой части тела и из какого органа чувств поступает к нему информация. Наш мозг управляет также из этих пунктов функциями нашего тела. Наш мозг, таким образом, «телесен» вплоть до мельчайших деталей.

Мозг и области мозга структурно варьируются в зависимости от возраста, пола, национальности; но и внутри каждой группы велики индивидуальные вариации. Структуры мозга многообразно варьируются в паттерне извилин коры больших полушарий; в величине областей коры вариабельность составляет до 40 %. Это имеет важные последствия, так как микроскопические границы между областями коры определяют их функциональную специализацию.

Гомункулус (человечек): схема, основанная в том числе и на исследованиях Уайлдера Пенфилда, дает представление о репрезентации той или иной части тела в соматосенсорной (A, слева) и моторной (B, справа) коре больших полушарий мозга. На представленном рисунке величина участка коры, который в ходе развития отводится для определенной части тела, отражает либо чувствительность этой части тела (слева), либо уровень ее двигательной функции (справа). Заметьте, что участок чувствительности в гениталиях лежит как раз под участком чувствительности в стопе. Обратите также внимание на обширное представительство чувствительности губ (слева) и моторики лицевых мышц (справа).

Большие индивидуальные различия между областями коры представляют также проблему при интерпретации результатов сканирования мозга. Если при исследовании мозга хотят указать, где именно в коре было найдено функциональное изменение при сканировании, делают это, прибегая к «стандартному мозгу» с нумерацией по Бродманну. В 1909 году Корбиниан Бродманн, изучая мозг под микроскопом, определил границы 52 областей коры больших полушарий. Различные области мозга соответствуют определенным функциям мозга. В то же время при микроскопическом исследовании различных образцов мозга оказалось, что области Бродманна заметно колеблются по величине и локализации в коре. Границы между областями прослеживаются только под микроскопом и не видны при сканировании. Так что при сканировании можно указать только вероятность, в какой именно области коры отмечаются функциональные изменения, но уверенности здесь быть не может (ил. 7).

В ходе развития кора больших полушарий разделяется на большое число специализированных областей, каждая из которых будет занята обработкой и хранением одного вида информации. Это происходит под влиянием генетического фона и процессов развития мозга, при которых информация от различных органов чувств поступает внутрь коры, и функция той или иной системы определяет ее структуру. Для каждого из нас этот чрезвычайно сложный процесс развития приводит к результату, явно отличающемуся от прочих (глава II.3). Так в период развития закладываются наши возможности, наши таланты, но и наши ограничения.

Также в пределах каждой области с конкретной функцией, такой как сенсорная кора, находится специализированный участок, где обрабатывается информация, идущая и от кожи, хотя основной объем информации, поступающей от кожи, направляется к соответствующим, самым большим, отделам коры головного мозга. Поскольку наши губы, язык и кисти рук гораздо более чувствительны, чем, скажем, спина, при учете размеров проекций частей тела в коре головного мозга, возникает странное искажение пропорций на представленном рисунке. Такой карикатурный персонаж был назван «гомункулусом». Когда информация не поступает, например, из-за повреждения нерва или ампутации, депривированная кора частично рекрутируется прилежащими областями.

Примеры подобной пластичности коры – прежде всего когда это возникает в период развития – поразительны. В случае ранней слепоты зрительная кора используется для обработки сенсорной, слуховой и обонятельной информации. Когда слепые пробуют определить предмет на ощупь, активируется зрительная кора. При врожденной слепоте обонятельная система также действует гораздо активнее. У глухих усиливается зрительный ответ в слуховом участке коры. Кроме того, чтение с губ и язык жестов активируют у них слуховую кору. После ампутации конечности участок коры, где обрабатываются сенсорные сигналы от этой конечности, частично перенимается близлежащими областями коры. Если прикоснуться к лицу такого пациента, он может почувствовать это как касание к фантомной кисти ампутированной руки.

Придворная дама с бинтованными ногами. Китай. Начало ХХ в. (фото из книги: Women of All Nations. London; New York: Underwood & Underwood, 1911. P. 532)

Пластичность коры, вероятно, объясняет, почему в старом Китае могло так долго сохраняться такое страшное издевательство, как «лотосовая стопа». У шестилетних девочек ломали кости стопы, после чего стопы туго бинтовали, так чтобы они становились как можно меньше. «Лотосовая стопа» значительно повышала шансы удачно выйти замуж. Генитальная сенсорная кора и моторная кора, управляющая мышцами тазового дна, обе лежат рядом с участком стопы. Участок ощущений и моторики на коре стоп из-за бинтования искусственно становился маленьким, в результате чего соседние области, а именно участки гениталий и мышц тазового дна, могли расширяться и становиться более чувствительными, более сильными. Согласно историческим описаниям, женщины с крошечными ножками действительно обладали более чувствительной вагиной с более сильными мышцами, в том числе и более сильными мышцами тазового дна, и поэтому были более сексуальными.

Американский невролог Рамачандран описал мужчину и женщину, которые подверглись ампутации стопы выше лодыжки. И тот и другая, занимаясь любовью, испытывали сильные ощущения не только в ампутированной ноге, но также и в гениталиях, причем переживание оргазма было сильнее, чем до ампутации. Это подкрепляет предположение о последствиях бинтования ног с целью получения «лотосовой стопы».

Экспериментальные исследования позволяют видеть принципы и детали специализации участков коры больших полушарий в период развития. В этом играет роль спонтанная электрическая активность во всех частях зрительной системы, начиная с сетчатки глаза, затем в первой системе переключения импульсов, таламусе, и потом уже в самой зрительной коре (ил. 40). Базисная структура и функция первичной зрительной коры (ил. 40, VI) возникают также, если никакой информации от глаза не поступает и даже если вообще нет глаза. Информация от зрения, однако, весьма существенна для полного созревания и сохранения структуры зрительной коры и ее функционирования: без этого специфические структуры зрительной коры сморщиваются.

Другие участки коры, оказывается, еще сильнее зависят от роста волокон, которые доставляют в мозг специфическую чувственную информацию. Если у подопытных животных зрительную информацию направляют к слуховой коре, там возникают структуры зрительной коры, но не столь хорошо организованные, как в первичной зрительной коре V1. У грызунов каждому волоску усов сответствует сенсорный участок коры. Если у эмбриона крысы зрительную кору трансплантировать в сенсорную кору, там возникают структуры мозга, типичные для усов. Таким образом, структура коры развивается под влиянием чувственной информации. И обратно, у мышей с врожденной глухотой функции слуховой коры переняли сенсорная и зрительная системы, и зрительная кора увеличилась.

В период формирования мозга в моторной области коры, которая лежит перед сенсорной корой, именно таким образом возникает карта областей, откуда управляется каждая мышца. В гипоталамусе, где функции нашего тела регулируются автоматически, в период развития выбираются особые клетки, которые через автономную нервную систему будут управлять работой сердца, легких, печени, почек, селезенки или половых органов и собирать поступающую от них информацию. В гипоталамусе даже специализируются особые клетки, которые будут определять накопление или разрушение подкожного жира или жира в брюшной полости.

Так информацией из внешнего мира, передаваемой нашими органами чувств, и информацией из внутренних органов наше тело через генетические программы представлено в нашем мозге во всех деталях. Электрическая активность в системах, которые доставляют информацию в кору больших полушарий, и поступление информации в определенные места в течение определенной критической фазы развития вместе определяют строение и тем самым функцию каждой системы мозга на все остальное время нашей жизни.