Александр Попов - Тайны человеческого мозга

Александр Попов

Тайны человеческого мозга

Вступление

За то, что вы способны читать и понимать эти страницы, в первую очередь нужно благодарить серое вещество, скрывающееся в вашей черепной коробке. Человеческий мозг — удивительное, невероятное приспособление для постижения мира и самого себя. С ним не сравнится ни один самый современный компьютер NASA. Мозг с непостижимой скоростью одновременно обрабатывает всю информацию, поступающую от органов зрения, обоняния, слуха и осязания, координирует действия рук, ног, головы и позвоночника, управляет каждым движением, включает память, позволяет понимать и воспроизводить речь, отвечает за чувства, желания и эмоции… К тому же некоторым особо одаренным индивидам он позволяет мыслить абстрактными категориями. В общем, мозг одновременно регулирует и жизненные функции нашего бренного тела, и взлеты бессмертного духа.

Хотя человек и является венцом творения, говорить о наличии головного мозга можно применительно ко всем позвоночным, начиная с рыб (у насекомых «мозгом» называют скопление нервных волокон или ганглиев). Причем, если у человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем составляет 2–2,3 процента, то у тех же приматов это соотношение колеблется от 0,8 до 1,7, а у дельфинов и касаток составляет примерно 1,8 процента. Конечно, по весу люди существенно проигрывают этим последним представителям фауны (в среднем мозг взрослого человека весит около полутора килограммов), но зато мы можем гордиться тем, что только человеческий мозг обладает такой функцией, как мышление.

Глава 1. Изучение структуры мозга: исследования древности и удивительные открытия наших дней. Мозг как компьютер

«Центр управления полетами»

Вполне логично, что «центр управления» тела и сознания должен быть надежно защищен, ведь любое серьезное повреждение мозга переводит человека в разряд «овощей». В подобном вегетативном состоянии личность перестает реагировать на внешние раздражители и утрачивает способность осмысленно действовать. Поэтому в качестве первого уровня защиты головного мозга природа использовала футляр — череп (позвоночник защищает спинной мозг). Кроме того, чтобы оградить мозговое вещество от давления костных стенок, его защищают три оболочки из соединительной ткани: твердая (наружная), сосудистая, или паутинная (средняя), и мягкая (внутренняя). Пространство между ними заполнено спинномозговой (цереброспинальной) жидкостью — ликвором (от лат. liquor), схожей по составу с плазмой крови. Природа как бы соорудила многослойную подушку безопасности. А межтканевая жидкость кроме функции безопасности выполняет еще одну — снабжает мозг питательными веществами. В мозг днем и ночью поступает до 20 процентов общего кровотока, несущего кислород тканям тела. Особенность мозгового кровообращения такова, что несколько особых мембран формируют гематоэнцефалический барьер, ограничивающий проницаемость стенок кровеносных сосудов и сдерживающий проникновение инфекций и большинства различных химических соединений из крови в вещество мозга.

Мозг снабжают кровью три главные артерии — две внутренние сонные артерии (лат. a. carotis interna) и основная артерия (a. basilaris). Ученые установили, что если активность нейронов в каком-то из отделов мозга заметно усиливается, то и кровоснабжение этой области сразу возрастает. 

Глубинные структуры мозга

Какую же структуру имеет наш мозг? Мы не будем углубляться в тонкости анатомии и физиологии, ведь для того, чтобы понять основные принципы работы мозга, не обязательно знать, где именно находятся и какие функции выполняют сосцевидные тела или чечевицеобразное ядро. Чтобы не запутаться в терминах, достаточно запомнить, что головной мозг можно условно разделить на три основных блока: передний мозг, мозжечок и ствол мозга.

Если бы вам довелось заглянуть в прозрачную черепную коробку (случай с трупом в морге менее оптимистичен), то вы, прежде всего, увидели бы два больших полушария , прикрывающих собой глубинные образования мозга. Левое и правое полушария — самая крупная, развитая и наиболее важная часть центральной нервной системы. Друг от друга они отделены глубокой продольной щелью, которая продолжается до мозолистого тела — пучка нервных волокон, являющихся своеобразным мостом, соединяющим оба полушария и обеспечивающим непрерывный обмен информацией.

Продольная щель заканчивается на поперечной щели большого мозга, отделяющей полушария от мозжечка (запомните, он находится сзади: сначала — мозг, за ним — мозжечок), поверхность которого покрыта сетью более тонких и изящных, чем у коры больших полушарий, борозд и извилин. Мозжечок отвечает за формирование двигательных навыков и координирует действия различных мышечных групп при выполнении стереотипных поведенческих актов (таких, например, как прием пищи, чистка зубов); он также участвует в поддержании равновесия.

Помимо полушарий, составляющих примерно 70 процентов общего объема мозга, в переднем отделе (под полушариями, примерно посередине) также находятся таламус (или зрительный центр), гипоталамус (вырабатывающий нейросекрет для регуляции работы гипофиза) и гипофиз (одна из главных нейроэндокринных желез).

Еще под большими полушариями находится ствол мозга, состоящий из среднего мозга (где расположены подкорковые центры слуха и зрения), моста и продолговатого мозга (здесь расположены центры, регулирующие дыхание, деятельность сердца и кровяное давление, перистальтику желудка и кишечника), который плавно переходит в спинной мозг. Нервы, которые отходят от ствола и спинного мозга, собирают информацию от внутренних и наружных рецепторов и отправляют сигналы к мышцам и железам.

Все перечисленные выше структуры мозга соединены между собой особыми проводящими структурами — нервными волокнами. 

Большие полушария

Вернемся к самой крупной части мозга — большим полушариям. В норме правое и левое полушария симметричны и соединены мозолистым телом, причем примерно на уровне ствола мозга пучки нервных волокон, связывающие каждое из больших полушарий с полушариями мозжечка, перекрещиваются. Так что левой стороной тела у нас управляет правое полушарие, а правой — левое.

Принято считать, что за речь и сопровождающую ее жестикуляцию, а также за другие поведенческие функции в большей степени отвечает доминантное (обычно левое) полушарие, тогда как правое анализирует пространственные и временные параметры окружающего пространства. Например, когда мы слушаем музыку, сильнее активируется правое полушарие, а вот за ее создание отвечает левое.

Незадолго до своего шестидесятилетия французский композитор Морис Равель попал в автокатастрофу, в которой серьезно пострадало левое полушарие его мозга. Врач, описывая процесс его выздоровления, наблюдал странный эффект: хотя Равель с удовольствием слушал музыку, посещал концерты и высказывал обоснованные и разумные критические замечания, «он больше так никогда и не смог заниматься композицией — записывать на бумаге то, что звучало в его голове», а также читать ноты и играть на фортепьяно.

Интересно, что у женщин, как правило, лучше развито левое, а у мужчин — правое полушарие. Со всевозможными гендерными расшаркиваниями психологи вынуждены признать, что женщины «в среднем» уступают мужчинам в отношении логических, математических и пространственных способностей, но превосходят их по параметрам вербального развития, речевых навыков (например, девочки учатся говорить и читать раньше, чем мальчики).

Не наводит ли вас это на мысль — нет, не о том, что мужчины умнее женщин, что за сексизм, — а о том, что наш мозг немного напоминает вычислительное устройство с параллельной обработкой данных в двух автономных центрах — полушариях? 

Две личности в одном теле

В медицинской практике исследования мозга затруднены по совершенно очевидным причинам — любое вмешательство приводит к необратимым последствиям. Поэтому наблюдения над поврежденным мозгом особенно интенсивно проводятся во время войн либо на пациентах после серьезных травм или с тяжелейшими психическими нарушениями. Например, при тяжелых случаях эпилепсии показана хирургическая операция по разделению полушарий. Один из таких больных стал уникальным случаем в истории медицины.

В раннем возрасте П. заболел эпилепсией, в результате чего у него начались повреждения левого полушария и речевые функции частично взяло на себя правое. После операции по разделению полушарий врачи получили возможность… общаться как с левой, так и с правой половиной его мозга. Левая рука, управляемая правым полушарием, отвечала на вопросы медиков с помощью составления слов из отдельных карточек с буквами. Правая рука (после обращения исследователей к левому полушарию) писала ответы или больной произносил их вслух. С помощью особой техники тестирования больному задали вопрос «Кем ты хотел бы быть?», и левое полушарие дало ответ — «конструктором», а правое — «гонщиком». Таким образом, в психике П. соседствовали два самостоятельных слоя сознания.