Читать книгу Прекрасная память в любом возрасте - В. Н. Амосов - Страница 5
Как устроен головной мозг
Основные сведения о работе головного мозга
ОглавлениеИтак, теперь мы знаем, что клетки коры могут срабатывать по-разному. Например, принимать множество импульсов, а отправлять – один. Или передавать и принимать много разных импульсов. Или, наконец, не принимать или не передавать никаких импульсов. Причем клетки с такой нетипичной структурой содержатся именно в коре – на других участках нервной ткани их нет или очень мало. В том числе в спинном мозге. Зачем коре такие или другие клетки? Представим сам этот процесс передачи импульса в действии. Допустим, какой-то нейрон был задет, и в нем возник начальный импульс. Напрямую он-то передался лишь в одну клетку – в которую ведет аксон. Но одновременно его подхватил еще с десяток дендритов, «проведенных» в нашу исходную клетку клетками по соседству. Получается, что прямая дорога у этого импульса одна – от одной клетки в другую по цепочке аксонов. Однако вокруг этого прямого пути в косвенное возбуждение приходят сотни других клеток. А значит, они рассылают этот же самый импульс уже по своей системе аксонов!
В неврологии этот процесс зовется иррадиацией, и проще всего ее пронаблюдать на работе не коры, а периферических нервов. Случалось ли нам когда-нибудь испытывать спазм мышц? Если да, то мы знаем: основная боль при нем обычно чувствуется совсем не там, где наступил сам спазм. Обычно – ниже по конечности. Например, при поясничном остеохондрозе и ишиасе (локализация процесса – в поясничной и ягодичной области) боль можно ощущать по всей ноге, вплоть до пятки. Мы называем такие боли «прострелами», и при них ощущение, будто болит не там, где должно, чаще всего сохраняется. Во всяком случае, большинство пациентов не задумываясь различает, где болит острее всего и где боль кажется менее заметной (в месте спазма она ноющая и тупая), однако как бы основной.
В коре же такие лавинообразные иррадирующие реакции – абсолютная норма ее работы. Ведь ее нейроны переплетены куда теснее периферических. Как мы понимаем, если кора заведует работой всех органов и систем тела, ей совершенно необходим хоть какой-то механизм своевременного торможения этих вспышек активности. Или хотя бы приведения путей, которыми идут сигналы, в некое подобие порядка. В противном случае ни о какой сознательной деятельности, как мы понимаем, не будет и речи. Если все клетки коры одновременно разошлют сигнал друг другу, то он вполне может быть и один. Ведь для того, чтобы наша голова буквально взорвалась от такого всплеска, хватит и одного импульса. А теперь учтем, что ежесекундно их в кору поступают тысячи, если не миллионы…
Вот потому у коры имеются обязательные механизмы регулирования активности – как в сторону ускорения, так и в сторону торможения. Оба одинаково сложны, но понятно, что механизм торможения ей приходится задействовать чаще. Да и срабатывать он должен – обязан! – значительно точнее. В составе механизма торможения значатся и «тупиковые» нейроны (те, у которых есть лишь отростки – приемники), и отсутствие ускоряющей прохождение сигнала оболочки из миелина. А кроме этого у нее имеется целый ряд гормонов тела – естественных гормонов, которые, помимо массы других функций, регулируют активность всех отделов ЦНС. Эти гормоны называются кортикостероидными – адреналин, мелатонин, серотонин и пр.
Добавим при этом, что нарушения работы механизма ускорения и торможения коры встречаются не столь уж редко. И в обоих случаях дело заканчивается постановкой пациенту диагноза. Состояние коры, при котором она постоянно и сильно заторможена, называется шизофренией. Это заболевание имеет с расстройствами психики куда меньше общих черт, чем кажется многим.
Шизофрения передается по наследству, но может иногда и приобретаться под влиянием целого ряда травмирующих кору факторов. Например, сильных душевных потрясений, постоянных гормональных или информационных перегрузок.
Она еще называется хроническим самогипнозом и означает, что кора пациента либо сформировалась с дефектом при рождении (он обусловлен генетически), либо распад нарастал в течение некоторого времени. В любом случае шизофрениками становятся, когда головной мозг постепенно усиливает процесс торможения коры. И так, пока она не утратит способность к скоординированной, синхронной работе отдельных участков. Часть нормальной деятельности мозга перестает восприниматься сознанием пациента. А работа некоторых центров – другими центрами, в норме работающими с ними, так сказать, в паре.
При шизофрении наступает фактический диссонанс в работе коры. То есть центры, отвечающие за эмоции, срабатывают отдельно от центров, отвечающих за сдерживание этих эмоций путем, скажем, логических доводов. А, допустим, ассоциативное мышление уже ищет параллели даже там, где их не следует проводить. И все потому, что предметы похожи лишь по одному, вторичному признаку. В то время как несколько основных признаков у этих предметов – совсем разные, даже противоположные.
Шизофрения схожа с гениальностью именно тем, что для больных с таким расстройством характерно находить сходства или различия неожиданные, нестандартные. Шизофреники объединяют и различают предметы, события на основе совсем других признаков, чем люди с нормально работающей корой. Например, такие пациенты могут ставить в один ряд футбольный мяч и молоток потому, что они оба предназначены для удара. А населенный пункт с названием «Рубежное» легко возводить к рубежам, скажем, военного времени.
Логика шизофреника одновременно и похожа на нормальную, и отличается от нее тем, что ведет очень далеко – обычно в сторону. Большинство проявлений шизофрении опасны для окружающих. Ведь из-за отсутствия контроля и баланса между активностью разных центров общение с таким больным, даже начавшееся вполне нейтрально, в любой момент может закончиться его нападением на собеседника. Как правило, в ответ на типичные ситуации – попытку спорить, доказать что-либо, пошутить, иронизировать. По мере усугубления распада личности (ее обособленные фрагменты быстро деградируют) пациентами овладевают мании, степень агрессивности поведения возрастает.
Помимо фантастических ассоциаций, этой патологии свойственны так называемые голоса, которые часто становятся первым симптомом расстройства. В отличие от так называемых бредовых идей, присущих любым другим патологиям, «голоса» всегда распознаются самим больным как посторонние, не являющиеся продуктом его собственного мышления. То есть если для любой другой зрительной или слуховой галлюцинации характерно органичное ее восприятие самим больным (он не осознает, что этого предмета или звука в реальности не существует), то шизофреник может даже пытаться их не слушать. Пациенты с таким расстройством могут спорить или соглашаться с ними, искать их внешний источник. Нередко больные шизофренией сами, добровольно признаются врачу или кому-то из окружающих их людей, что слышат «голоса» и не считают это нормальным. Особенно часто – на начальных этапах патологии.
Такие особенности слуховых галлюцинаций связаны именно с тем, что речь идет об аномальной схеме работы коры, которая впоследствии заканчивается полным ее распадом. В действительности больные шизофренией принимают за «голоса» результаты активности разных мыслительных центров. Ведь если здоровым мозгом эти результаты осознаются как единое целое («Раздеваться на улице нельзя потому, что это неприлично»), больной мозг воспринимает их обособленно друг от друга. То есть продолжая пример, на «Я хочу раздеться – жарко!» будет получен ответ «голоса»: «Не надо, это неприлично».
Противоположная хронически заторможенному состоянию коры ситуация – эпилепсия. Суть ее в том, что наиболее часто подключаемый больным к умственной работе участок коры некоторое время находится в стадии неутихающей активности. В норме эта активность должна хотя бы периодически затухать – при переключении внимания на задачу другого рода, в периоды сна. Однако при эпилепсии этого не происходит. И в наиболее активном участке коры формируется очаг хронического напряжения. Когда оно достигает пика, импульсы из клеток этого очага внезапно распространяются по всем окружающим их нейронам одновременно. Так возникает характерный припадок – несколько минут беспорядочных судорог, полного отсутствия как мышления, так и сознания.
Одной из форм эпилепсии является лунатизм – состояние, при котором избыточная активность коры даже во сне вызывает поведение, сходное с поведением стадии бодрствования. Лунатики могут ходить, говорить и выполнять привычные действия, не просыпаясь. Некоторые из них, хотя далеко не все, способны вести связные диалоги с окружающими и решать новые задачи. Однако большинство лунатиков будят непривычные проявления снаружи – неожиданный громкий звук, требование совершенно иного порядка, чем обычно, смена температуры воздуха, хлопок по плечу и пр.
Что до эпилепсии в чистом виде, то незадолго до припадка больные обычно чувствуют его приближение. Это связано с тем, что лавинообразному распространению активности из очага по всей коре немало способствуют кратковременные колебания гормонального фона – самая распространенная причина эпилепсии. То есть если сам очаг возникает из-за постоянного дефицита или дисбаланса регулирующих гормонов, то припадок становится результатом кратковременного, но критического снижения их уровня в крови. Признаки приближения припадка называются предвестниками.
Впрочем, из-за разности причин эпилепсии у тех или иных больных существуют и те, для кого припадок, что называется, каждый раз становится сюрпризом. Ну а у указанного большинства эпилептиков ему предшествуют предвестники – каждый раз одни и те же, наступающие примерно за одинаковое время до приступа. Большая часть этих симптомов проявляется изменениями настроения – повышенной подавленностью, агрессией, веселостью и пр. Более близкие к аномалии слуховые, зрительные, обонятельные галлюцинации у многих возникают непосредственно перед припадком – за секунды до его начала. Это явление называется аурой. Чаще всего аура у эпилептиков носит мрачный характер – со сценами насилия, присутствием кровавых сцен и др. Наука уверена, что именно эпилепсией обусловлены многие особенности творчества Стендаля и правления Ивана Грозного.
С другой стороны, в промежутках между приступами эпилептики, в противовес шизофреникам, не проявляют выраженной агрессивности или других явных отличий поведения либо мышления. Однако с течением времени периоды сверхактивности коры приводят к ее деградации – главным образом из-за перегрузки и гибели части нейронов во время приступов.
Деградация личности эпилептика выражена меньше, чем при шизофрении, и сильнее растянута во времени. Тем не менее у них тоже проявляется снижение интеллекта, способности к логическим обобщениям, сужение кругозора и словарного запаса. А также тенденция повторяться, неудержимая болтливость в сочетании со склонностью к немотивированной лжи. Кроме того, с течением лет у эпилептиков появляется замкнутость, обидчивость, повышается недоверчивость и агрессивность поведения, свойственные распаду личности как процессу.
Добавим, что обе патологии не лечатся, но купируются с большим или меньшим успехом. Современные лекарства от шизофрении и эпилепсии позволяют полностью устранить проявления патологии на начальном этапе (шизофрения – пять, эпилепсия – восемь и более лет). Впоследствии прогноз дается разный – в зависимости от происхождения заболевания и скорости его прогресса.
Шизофрения демонстрирует быстрое, почти злокачественное течение чаще эпилепсии. И в общем успехи в борьбе с нею выглядят более сомнительными: шизофреники заканчивают полноценную интеллектуальную жизнь раньше эпилептиков в среднем на 10–15 лет. Однако итог обеих патологий в любом случае неизбежен: эпизодов, когда пациент умрет от старости, не имея на момент смерти ни единого позднего следствия шизофрении или эпилепсии, пока не зафиксировано.
Нужно сказать, над каждой отдельно взятой задачей кора работает не вся. Точнее, почти вся, но с явно неравномерной нагрузкой. В ней имеются отдельные центры или зоны, которые преимущественно активизируются при решении задач того или иного типа. То есть каждая новая задача одного и того же рода вызывает у человека возбуждение примерно в одном и том же участке коры. При этом оба полушария работают тоже синхронно, однако доминирующим в течение всей жизни у человека остается лишь одно из них. Безо всяких специальных исследований доминирующее у данного конкретного индивида полушарие определяется по тому, правша он или левша. Основным, так сказать, полушарием является противоположное основной руке. То есть у правшей оно – левое, а у левшей – правое.
На практике же доминирующее полушарие включается в решение задачи быстрее и сильнее второстепенного. Мы используем его при мышлении чаще и активнее, чем полушарие подчиненное. Однако это говорит не о разной степени развития – скорее об особенности расположения нервных связей всего тела с тем или иным полушарием. И их количестве, разумеется. Известно, что повреждение коры доминирующего полушария приводит к более масштабным и сложнее устранимым последствиям, чем повреждение подчиненного.
Вообще, все эти особенности распределения активных центров, доминирующих полушарий, склонности к творческому (ассоциативному) или логическому (цепочечному) мышлению достаточно условны. Да, определенные закономерности явно существуют, но они вовсе не строги. У большинства людей центры, отвечающие за обработку информации того или иного типа, совпадают – в точности или приблизительно. Однако это далеко не обязательно так. Во-первых, полушарие – «лидер» только несет большую нагрузку, но работает весь мозг в целом, а не оно одно. Во-вторых, в случае гибели одного, локализованного участка коры соседние участки быстро и успешно возьмут обязанности, которые он исполнял, на себя. Скажем, именно это свойство коры перераспределять нагрузку остается единственной надеждой перенесших инсульт или черепно-мозговую травму. Чем меньше поврежденный участок, чем ближе к нему центры, исполняющие сходные обязанности, тем быстрее пойдет выздоровление. Зачастую на полное восстановление утраченных функций у коры уходит один-два месяца. Особенно при регулярных тренировках.
В-третьих, сценарии, при которых мозг пациента изначально задействует нетипичные для этой деятельности участки коры, отнюдь не исключительны. Если такое отклонение наблюдается в одном – нескольких центрах, это даже не считается патологией. Однако здесь есть один нюанс: при шизофрении исследование активности коры больного обычно дает картину совсем другого, чем у здоровых людей, распределения активности. Причем задолго до проявления первых ее явных симптомов. При шизофрении оба полушария работают с одинаковой активностью, и синхронизация у них наблюдается, кстати, намного лучшая, чем у здоровых людей. Центры пиковой активности совпадают почти идеально, и активность в целом распределена равномернее по всей коре.
Эти особенности распределения нагрузки были бы хороши, если бы они не являлись результатом общей неспособности каждого отдельно взятого центра и нейрона к нормальной нагрузке. Мозг шизофреника распределяет активность равномернее потому, что, будучи неравномерной, она вызывает быструю гибель нейронных связей и самих клеток – вот и весь секрет. До поры до времени этот регулирующий ход срабатывает – больной живет, не подозревая о своей патологии, поскольку на этом этапе она не проявляется в более явной форме. Но поскольку суммарная нагрузка, нормальная для здоровой коры, даже при этих «маленьких хитростях» все равно высока, они лишь откладывают неизбежное. И с течением времени патология все равно усугубляется, появляются характерные для нее вторичные признаки.
Таким образом, среди всех этих подробностей мы уже выяснили, что кора головного мозга является основным мыслительным, как бы оперативным центром ЦНС. Она отличается от любого другого раздела (периферические нервы – спинномозговой ствол – отделы самого мозга и тело полушарий) способностью не только принимать и передавать электрические импульсы, но и обрабатывать их. То есть осмысливать сигналы, классифицировать их, соотносить с прежним опытом и генерировать оптимальную для каждого случая схему действий. Эти ее возможности по обработке сигналов объясняются наличием именно в коре рекордного количества тесных, непосредственных, многоуровневых связей между отдельными клетками, ее составляющими.
Полушария мозга, покрытые корой, являются далеко не единственным отделом головного мозга. Нельзя сказать, что функции остальных отделов сводятся только к проведению сигналов из органов в кору. Например, свои, особые обязанности имеются у мозжечка (объединение команд коры в реальные двигательные схемы). Они есть у промежуточного мозга (регулирование активности гипофиза и эпифиза) и у ретикулярной формации в среднем мозге. Мы можем не сомневаться: эти функции важны для жизнедеятельности тела настолько, что при отказе любой из них нам их будет очень, очень не хватать. Однако ни один из этих отделов неспособен заменить работу коры вообще.
Кора – это формация особая. Ее нейроны связаны между собой сетью отростков (дендритов и аксонов) значительно плотнее, чем на других участках нервной ткани. На всех участках ЦНС сигнал передается фактически лишь в двух направлениях – из точки раздражения в кору и из коры обратно, в точку раздражения. Разумеется, с неизбежным, как бы побочным эффектом иррадиации, свойственным нервной ткани просто в силу ее высокой чувствительности. Однако путь каждого поступившего в кору сигнала предсказать или проследить уже невозможно. Ведь он десятки и сотни раз будет рассылаться в несколько различных центров сразу, возвращаться, затрагивать другие центры… И так – пока не будет найден подходящий для данного случая ответ.