Машина мышления. Заставь себя думать
Шрифт:
После оплодотворения самцы-папы умирают, а самки, получившие за раз сперматозоиды на 20 лет непрерывного деторождения, отыскивают место для новой колонии.
Найдя его, самка отгрызает себе крылья (на собственный прокорм) и начинает откладывать яйца.
Для неё наступают голодные времена, но как только из личинок появятся первые муравьи, они тут же примутся ухаживать и за самкой, и за новыми личинками.
Появившиеся на свет муравьи специализируются, распределяются, так сказать, по командам. Кто-то становится воином-захватчиком, кто-то строителем, кто-то санитаром, добытчиком, разведчиком,
Рис. 7. Внешние различия между муравьями в зависимости от их роли и функции.
Идут годы, пока наконец королева-мать не исчерпает свой ресурс деторождения, после чего и завершится история данного конкретного муравейника. Смерть.
Всё это, как нетрудно заметить, напоминает жизнь нашего с вами мозга. Он появляется из стволовой клетки, которая продолжает делиться, пока не будет сформировано необходимое мозгу количество нейронов.
Каждый из них, по сути, муравей — специализированный, выполняющий определённую функцию элемент целостной системы.
Нейрон — сам по себе ничтожный и бессмысленный, — во взаимосвязи с другими нейронами создаёт невероятной сложности систему, не перестающую восхищать умы учёных (рис. 8).
Рис. 8. Муравьи и нейрон как единичные элементы (А) и создаваемая ими структура (Б).
Устройство муравейника и проводящих путей центральной нервной системы.
СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ НЕЙРОНОВ
Все нейроны, как и все муравьи, внешне очень похожи друг на друга. Они обладают телом (сомой), от которого отходят отростки — аксон и множество дендритов, а те, в свою очередь, коммуницируют с другими нейронами через синапсы.
В общем и целом процесс нервной передачи выглядит следующим образом: дендриты собирают информацию от других нейронов, в теле нейрона возникает некий ответ, который отправляется по аксону другим нейронам (или мышцам и железам).
Впрочем, тут всё не так просто. По морфологии нейроны бывают разные (рис. 9):
униполярные, у которых есть только одно удлинение сомы, которое выполняет как функцию ввода, так и функцию вывода информации,
биполярные и псевдоуниполярные нейроны имеют соответственно два цитоплазматических расширения — один отросток действует как дендрит (на вход), а другой — как аксон (на выход),
• и многополярные нейроны, которые имеют большое количество входных дендритов и один аксон (таких нейронов в головном мозге подавляющее большинство).
Рис. 9. Различное
Тут, надо сказать, происходит первое разделение, потому что кроме нейронов в нашей голове живут ещё и клетки глии (или глиальные клетки). Причём их в разы больше, чем нейронов.
Раньше функцией глии пренебрегали. Сейчас же стало понятно, что она принимает достаточно активное участие в работе мозга.
Глия способна регулировать активность тех или иных нейронных ансамблей, выделяя в соответствующий момент нейроактивные химические вещества.
Глия также участвует в формировании долгосрочной памяти. Клетки микроглии, например, выполняют в мозге иммунную функцию. А ещё есть эпендимальные клетки глии, олигодендроциты, астроциты и т. д. Но на них мы останавливаться не будем.
У нас есть специализированные сенсорные нейроны, которые обеспечивают мозгу получение информации из внешней среды. Есть моторные нейроны, которые отдают команды мышцам, включая не только скелетную мускулатуру, но и гладкие мышцы внутренних органов.
Интернейронами называют нейроны, которые взаимодействуют только с другими нейронами, но не с сенсорными рецепторами и не с мышечными волокнами.
Другой важный признак нейрона — его возбуждающая или ингибирующая функция. Возбуждающие нейроны подталкивают другой нейрон к возникновению потенциала действия. Ингибирующий нейрон, напротив, тормозит возбуждение соседа.
Сюда же примыкают так называемые модулирующие нейроны, которые не оказывают возбуждающего или тормозного воздействия на другой нейрон. У них вообще нет передающего сигнала, они лишь модулируют реакцию другой клетки на основной нейромедиатор.
По самим нейромедиаторам нейроны тоже отличаются. Есть серотонинергические нейроны, < дофаминергические, ГАМКергические, глутаматергические, холинергические…
На этом, пожалуй, можно было бы остановиться, хотя это, прямо скажем, не конец.
Нейробиологи и анатомы выделяют множество подтипов нейронов — по месту их локализации, по специфической функции, по гистологическим особенностям, которые, конечно, тоже не случайны и говорят о специализации нейронов (например, рис. 10).
Рис. 10. Различные формы мулътиполярных нейронов коры головного мозга.
Уверен, что о многих таких «специальных» нейронах вы уже где-то слышали:
зеркальные нейроны — клетки моторной коры, которые возбуждаются и при выполнении какого-то действия, и при наблюдении за тем, как аналогичное действие выполняет другое животное,
пирамидальные нейроны, которые и в самом деле похожи на пирамидки, из них самые большие — клетки Беца — находятся в V слое коры, откуда идут длинным аксоном прямо к спинному мозгу,