Механизмы мозга - Пашнина
Правда, описанные эксперименты разрешают одну проблему, но взамен ставят перед нами другую. Какого рода механизм, действующий в (процессе развития организма, обеспечивает рост огромного множества перепутанных нервных волокон от периферических нейронов по направлению к тем самым пунктам головного мозга, которых они должны достичь согласно «схеме соединений» центральной нервной системы? Уже регенерация десятков тысяч отдельных волокон зрительного нерва жабы достаточно поразительна; но если аналогичный процесс должен обеспечить надлежащее соединение более чем миллиона волокон в каждом из зрительных нервов человека, то все это становится поистине фантастическим.
Пока еще никто не пытался выяснить экспериментальным путем, каким образом природа решает эту труднейшую задачу создания порядка из хаоса, но уже существует правдоподобная гипотеза. Предполагается, что рецепторные нейроны в сетчатке глаза содержат два различных вещества, концентрация которых варьирует в зависимости от положения нейрона в сетчатке. Одно из этих двух веществ могло бы содержаться в очень малой концентрации в палочках и колбочках, лежащих на левом краю поля сетчатки, и концентрация его могла бы постепенно возрастать от левого края к правому, где она достигала бы максимума. Аналогичным образом концентрация второго вещества постепенно увеличивалась бы от нижнего края к верхнему. При таком распределении относительные количества этих двух веществ в том или ином рецепторном нейроне точно указывали бы положение его на сетчатке как по горизонтали, так и по вертикали. Согласно этой гипотезе, такие же градиенты концентрации существуют в промежуточных нейронах и в тех нейронах головного мозга, с которыми рецепторы сетчатки должны быть в конечном счете соединены. Наконец, предполагается, что в динамике процессов эмбрионального роста есть какая-то особеность, заставляющая аксоны передающих нейронов отыскивать и устанавливать связи с теми воспринимающими нейронами, которые сходны с ними по содержанию обоих «ключевых» веществ.
Каким бы удивительным ни казался описанный процесс, тот или иной механизм этого рода необходим не только для объяснения специфичности связей в нервной системе, но и для объяснения многих других процессов эмбрионального роста, при которых достигается двумерная или трехмерная дифференцировка развивающихся структур. Вполне вероятно, что существование такого или похожего на него механизма в конце концов будет подтверждено исследованиями.
Организация центрального устройства для обработки информации
Один студент-медик на экзамене определил головной мозг как «спинной мозг, покрытый шишками». И действительно, головной мозг представляет собой причудливое расширение верхнего конца спинного мозга. Хотя сбоку или сверху головной мозг выглядит как единый целостный орган (рис. 3), с нижней стороны (рис. 4) он оказывается конгломератом плотных масс и выростов, наводящих на мысль, что это целая группа органов и частей, выполняющих разные функции, как оно и есть в действительности. Анатомы и физиологи употребляют десятки названий для обозначения различных участков мозга. Однако уже беглый осмотр показывает, что головной мозг состоит, по-видимому, из трех главных частей (рис. 5). Над передним концом спинного мозга, составляя его продолжение, расположена группа выростов и вздутий, известная под общим названием ствола мозга. Несколько выше основания ствола от его спинной сторо
Рис. 3. Головной мозг, вид с левой стороны.1 — покрышка, 2—верхняя лобная борозда, 3 — верхняя лобная извилина, 4 — нижняя прецентральная борозда, 5 — средняя лобная извилина. 6 — нижняя лобная борозда, 7 — треугольный участок нижней лобной извилины, 8 — передняя восходящая ветвь сильвиевой борозды, 9 — передняя горизонтальная ветвь сильвиевой борозды, 10 — орбитальные извилины, 11—сильвиева борозда, 12 — верхняя височная извилина, 13 — верхняя ви-сочная борозда, 14 — средняя височная извилина. 15—нижняя височная борозда, 16—верхняя прецентральная борозда, 17 — прецентральная из-вилина, 18 — центральная, или роландова, борозда, 19 — постцентральная извилина, 20—постцентральная борозда, 21 — надкраевая извилина, 22 — межтеменная борозда, 23 — задняя ветвь сильвиевой борозды, 24 — угловая извилина, 25 — верхняя теменная долька, 26 — нижняя те-менная долька. 27 — затылочно-теменная борозда, 28 — верхняя височная борозда, 29 — боковые затылочные извилины, 30—поперечная затылочная борозда, 31 — боковая затылочная борозда, 32 — нижняя височная извилина.
ны отходит луковицеобразная масса, называемая мозжечком. Самой крупной частью головного мозга у человека являются большие полушария; сероватая ткань коры полушарий окутывает своими складками другие части мозга, плотно заполняя все пространство внутри черепа. Борозды, складки и извилины мозговой коры создают впечатление, что природа пошла на крайние меры, лишь бы поместить как можно больше этого материала в ограниченном пространстве,
Рис. 4. Головной мозг, вид снизу (основание мозга).1 — продольная щель, 2 — лобная доля, 3 — мозолистое тело, 4 — сильвиева борозда, 5 — височная доля, 6 — зрительный нерв, 7 — перекрест зрительных нервов, 8 — продырявленное вещество, 9 — серый бугор, 10 — зрительный тракт, 11 — сосцевидные тела, 12 — заднее продырявленное вещество, 13 — блоковый нерв, 14 — тройничный нерв, 15 — варолиев мост, 16 — отводящий нерв, 17 — языкоглоточный нерв, 18 — блуждающий нерв, 19 — олива, 20 — добавочный нерв, 21 — пирамида, 22 — червь мозжечка, 23 — лобный полюс, 24—обонятельная луковица, 25 — обонятельный тракт, 26 — гипофиз, 27 — воронка. 28 — глазодвигательный нерв, 29 — главзной нерв, 30 — верхнечелюстной нерв, 31 — тройничный нерв (малая порция), 32 — нижнечелюстной нерв, 33 — ножка мозга, 34 — гассеров узел, 35 — основная борозда, 36 — лицевой нерв, 37 — промежуточный нерв, 38 — «клочок» мозжечка, 39 — слуховой нерв, 40 — подъязычный нерв, 41 — корешки первого шейного нерва, 42 — перерекрест пирамид, 43 — мозжечок, 44 — затылочная доля, 45 — спинной мозг.
Рис. 5. Главные части головного мозга (с левой стороны).имевшемся в ее распоряжении. Как мы увидим позже, кора мозга есть и у других позвоночных, однако ее размеры и степень развития извилин весьма различны и, по-видимому, непосредственно связаны с общим уровнем «умственных способностей» того или иного животного.
Препарируя головной мозг человека и изучая его трехмерную структуру, анатомы установили, что он состоит из материала двоякого рода — серого вещества и белого вещества. Мы уже упоминали о том, что кора мозга имеет сероватую окраску. Под корой, однако, находится
