Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов - Андрей Буровский

Передний мозг называют еще большим мозгом: даже у самых примитивных животных он больше ствола. В нем выделяют большие полушария, таламус, гипоталамус и гипофиз (одну из важнейших нейроэндокринных желез). Большие полушария – самая крупная часть мозга, составляющая у взрослых людей примерно 70 % его веса. В норме полушария симметричны. Они соединены между собой массивным пучком белого вещества (мозолистым телом), обеспечивающим обмен информацией.

У рыб, земноводных и пресмыкающихся, даже у сумчатых млекопитающих нет мозолистого тела, то есть у них правое и левое полушария головного мозга не связаны.

Внутри мозга различают серое вещество, состоящее преимущественно из тел нервных клеток и образующее кору, и белое вещество – нервные волокна. Белое вещество формирует проводящие пути, связывающие между собой различные отделы мозга, и нервы, выходящие за пределы мозга и идущие к различным органам.

Вроде бы чисто анатомическая деталь, нужная разве что биологам и врачам. А ведь ее учитывает массовое народное сознание: «Ты почему тройку получил?! Сколько у тебя серого вещества?!» И никто не спросит, а сколько у тебя вещества белого? Не только узкие специалисты, народные массы в наше время тоже знают такие тонкие различия и отлично учитывают их. И великий сыщик Эркюль Пуаро тоже говаривал о своих «маленьких серых клеточках». А вовсе не о своих «белых клеточках».

На уровне ствола проводящие пути, связывающие каждое из больших полушарий с мозжечком, перекрещиваются. Поэтому каждое из полушарий управляет противоположной стороной тела и связано с противоположным полушарием мозжечка. У человека правое и левое полушария имеют разные функции. У других животных этого не замечено.

Каждое полушарие состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. Поверхность полушарий покрыта бороздами и извилинами, увеличивающими поверхность коры – особого наружного слоя мозга. Кора головного мозга покрывает полушария слоем серого вещества толщиной всего 1–5 мм. Но его функция громадна.

Выделяют древнюю кору (палеокортекс), старую кору (архикортекс) и новую кору (неокортекс). Древняя кора есть уже у рыб. Старая кора появляется у амфибий и хорошо развита у пресмыкающихся. Новая кора у пресмыкающихся в зачаточном виде, а у млекопитающихся она все больше и сложнее в зависимости от сложности организма.

Даже у самых высших животных объем коры не превышает 5 % объема всего полушария, а площадь неокортекса меньше 20 % всей коры. А вот у человека объем коры превышает 44 % объема всего полушария, а ее поверхность составляет порядка 1500–1600 см в квадрате. Древняя кора занимает 2,2 % всей поверхности коры, старая кора – 2,2 %, а новая кора – 95,6 %.

В коре есть области, в которых локализованы различные сложные функции организма. В коре лобных долей содержатся центры, регулирующие двигательную активность, центры планирования и предвидения. В коре теменных долей, расположенных позади лобных, находятся зоны телесных ощущений, в том числе осязания и суставно-мышечного чувства. Сбоку к теменной доле примыкает височная, в которой расположены первичная слуховая кора, а также центры речи и других высших функций. Задние отделы мозга занимает затылочная доля, расположенная над мозжечком, ее кора содержит зоны зрительных ощущений.

Области коры, непосредственно не занятые регуляцией движений и анализом чувственных ощущений, называют ассоциативной корой. В этих специализированных зонах образуются ассоциативные связи между различными областями и отделами мозга и интегрируется поступающая от них информация. Это обеспечивает такие сложные функции, как обучение, память, речь и мышление.

Именно кора позволяет млекопитающим лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды, полнее использовать природные ресурсы при добыче пищи, при защите от врагов, при устройстве нор, убежищ. Ее развитие жизненно важно для всех сложных форм поведения.

И это тоже отмечает массовое сознание человечества! «Одна извилина, и та от фуражки» – это не очень лестный комплимент. А вот «извилины у него глубокие» – звучит уважительно, хотя ведь никто глубины извилин этого умного человека не мерил.

Подкорка

Ниже коры в полушариях головного мозга залегают другие важнейшие мозговые структуры: таламус, базальные ганглии и гипоталамус.

Базальные ганглии – это совокупность ядер, которые запускают и прекращают координированные движения. Впрочем, некоторые врачи и физиологи считают, что функции базальных ганглиев намного сложнее. Например, что в них закрепляется память вообще о всех движениях организма на протяжении всей его жизни.

Таламус – это основное чувственное передающее ядро. Впрочем, не только передающее. Одни зоны таламуса получают информацию от органов чувств и передают ее соответствующим отделам коры. Уже эта функция таламуса довольно таинственна: зачем посредничать в передаче информации? Смысл?

Еще в таламусе есть так называемые «неспецифические зоны», которые связаны не с отдельными участками коры, а практически со всей корой. Функции этих зон неясны настолько, что о них постоянно спорят специалисты. Возможно, эти области таламуса активизируют кору, поддерживают ее в состоянии внимания. А может, сосредотачивают в себе какие-то совершенно другие функции. Например, каким-то образом связывают информацию, залегающую в разных участках коры, и обеспечивают то, что обычно называют интуицией.

Гипоталамус – маленькая область в основании мозга, лежащая под таламусом. Богато снабжаемый кровью гипоталамус – важный центр, контролирующий способность организма находиться в равновесии с окружающей его средой. Он вырабатывает вещества, регулирующие образование гормонов гипофиза.

Гипофиз вырабатывает гормоны, влияющие на рост, обмен веществ и репродуктивную функцию. Это центральный орган эндокринной системы.

В романе М.А. Булгакова «Собачье сердце» профессор Преображенский делает операцию по пересадке гипофиза с целью выяснить его влияние на омоложение. В результате он приходит к выводу, что гипофиз отвечает за человеческий облик и, возможно, личностные качества. Гипофиз – это личность в миниатюре! Пересади гипофиз жалкого человечка Чугункина собаке – и получится новый Чугункин. Инстинкты собаки рано или поздно уйдут, человечишко перестанет бросаться на кошек и выкусывать зубами блох из-под мышек. Но он будет тем, чей гипофиз ему достался – трактирного игрока на балалайке. А как вставили этому человечишке гипофиз собаки – и опять получился из кошмарного Шарикова милейший пес [53] .

Впрочем, Булгаков как-то не закончил свой увлекательный эксперимент. Ведь из романа следует: если пересадить собаке гипофиз более достойного человека, то и получится этот достойнейший. Не приведи господь, случится что-нибудь с профессором Преображенским, а ведь ему уже 60! И тогда вся надежда на доктора Борменталя: если он сумеет сделать сложнейшую операцию, пересадить гипофиз профессора собаке или Шарикову, мы получим нового Преображенского! Как только он освободится от досадных собачьих манер, клон может продолжить его полезную и прогрессивную работу…

Но юмор юмором, а факты фактами: гипоталамус, масса которого не превышает 5 % мозга, является центром регуляции эндокринных функций, он объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему. Гипоталамус образует с гипофизом единый функциональный комплекс, в котором первый играет регулирующую, второй – эффекторную роль. Здесь залегают также нейроны, которые воспринимают все изменения, происходящие в крови и спинномозговой жидкости (температуру, состав, содержание гормонов и т. д.). Гипоталамус связан с корой большого мозга и лимбической системой. Сюда поступает информация из центров, регулирующих деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В гипоталамусе расположены центры жажды, голода, центры, регулирующие эмоции и поведение человека, сон и бодрствование, температуру тела и т. д.

Центры коры большого мозга корректируют реакции гипоталамуса, которые возникают в ответ на изменение внутренней среды организма. В последние годы из гипоталамуса выделены обладающие морфиноподобным действием энкефалины и эндорфины. Считают, что они влияют на поведение (оборонительные, пищевые, половые реакции) и вегетативные процессы, обеспечивающие выживание человека. Итак, гипоталамус регулирует все функции организма, кроме ритма сердца, кровяного давления и спонтанных дыхательных движений, которые контролируются продолговатым мозгом.

С легкой руки Фрейда понятие «подкорка» тоже вошло в арсенал массовых знаний о мозге. «Почти по науке» считается, что «подкорка» отвечает за все, что не охватывает разум, – за инстинктивные, чисто эмоциональные непродуманные решения. Это не совсем так, но и от истины недалеко.