Клубок микроскопических червей - уникальные связи лобной коры

Вернемся теперь к коре мозга, где особенно много гранулярных и похожих на них интернейронов. Как мы уже говорили, эти клетки, по-видимому, могут сохранять для животного приобретенный опыт, словно улавливая его паутинами новообразованных отростков. Новые ансамбли гранулярные нейроны создают, соединяясь новыми отростками или "проторяя" уже существующие связи. Но откуда же возьмутся новые отростки? Очевидно, есть два источника: возникновение новых грануляров и отросткообразование от уже существующих клеток.

Большая часть грануляров, а значит, и их отростков появляется в лобной коре лишь после рождения животного за счет деления клеток или происходит из малодифференцированных клеток. Может, именно поэтому в молодом мозге лоб дольше других структур не готов к действию? Так, после рождения котенка на раздражители сразу же отвечают нейроны кожно-чувствительного поля его коры. Через два-три дня заговорят нейроны зрительной области. И лишь с третьей недели - в лобной коре.
Но когда лоб созревает, он обретает в сфере сложного поведения истинно самодержавную силу.

Американские исследователи Патриция Гольдман и Александр Гаррет обучили малышей-резусов нажимать на педаль по световому сигналу, чтобы получить фруктовый сок. Затем под твердую мозговую оболочку над лобной корой им вживили охлаждающие устройства, с помощью которых можно было на время "выключать" лобную кору. 9-15-месячным обезьянам охлаждение лба никак не мешало зарабатывать награду. 19-24-месячные стали ошибаться значительно чаще, трехлетние резусы, у которых формирование мозга в основном завершилось, становились совершенно беспомощными перед педалями.

Другие исследователи доказали, что новые отростки могут появляться и от уже существующих нервных клеток Они разделили крысят на две группы и первую группу около месяца держали в темных одиночных клетках, которые старательно оберегали от посторонних запахов.

Крысята из второй группы испытывали гораздо большее давление среды. Они жили целыми компаниями и через проволочные решетки видели, слышали и нюхали все, что происходило в виварии.
Кора крысенка, который прожил свой единственный месяц под давлением среды, напоминала фотографию непроходимых джунглей, где тела могучих деревьев были едва различимы за густыми ветвями и хитросплетениями лиан.

А кора тех, кто ничего не видел и не слышал, походила на унылую равнину Крайнего Севера, где хилые редкие деревца едва выбрасывают короткие ветви. Как видно, по мере того как становятся опытнее и человек, и животные, в мозге появляются все новые и новые связи нейронов. Вместе с ними образуются и новые объединения нейронов, благодаря которым животное усваивает непривычное, благодаря которым осуществляет эволюция свою "третью идею" - "третий конструктивный вариант". И так как многими опытами доказано, что незащищенные от информационных потоков животные обучаются быстрее огражденных, то пришла, быть может, пора говорить про смышленого человека, что он "отростковит", а не "башковит".

Эксперименты, похожие на тот, о котором мы рассказали, дали повод американскому нейрофизиологу Александру Галамбосу сравнить мозг с "огромным клубком микроскопических червей, ни на минуту не прекращающих своего движения". Они же натолкнули ученых на такую мысль: возможно, что связи жестко санкционированы лишь для нервных клеток, стоящих на входе и выходе из коры. Для гранулярных же и других интернейронов, которыми особо богат лоб и другие "юные" зоны коры, законы весьма расплывчаты. Такие нейроны устанавливают контакты в зависимости от того, сколько и какие следы в подвижном мозге оставил подвижный мир.

Итак, эволюция подарила лоб животным для того, чтобы сохранить им жизнь, когда они встают перед лицом событий, требующих от поведения особой пластичности и маневренности. Вот когда пригождаются не только временно безработные нейроны или еще не замкнутые соединения волокон, но и непроторенные или малоразработанные связи между нейронами. И таких потенциальных цепей нейронов, готовых запечатлеть новое и искать выходы из непривычного, особенно много в лобной коре...

Волокна нейронов головного мозга, как проводки в оболочке кабеля, одеты в изолятор - миелин. Степень "одетости" миелином, или изолированности нервных волокон, - показатель зрелости нейронов. Судя по нему, зрительная система полностью "сдается в эксплуатацию" к 10-12 месяцу человеческой жизни, пирамидный тракт (управление движениями) - к 2 годам, а волокна лобной коры одеваются миелином постепенно в течение всей жизни. Значит, в лобной коре есть незрелые волокна или образуются новые.

Итак, мы узнали важнейшее отличие одного из самых "человеческих" образований нашего мозга. В лобной коре ко времени появления на земле хищников и приматов мелкие, незрелые или даже способные к делению нейроны, называемые гранулярными, группируются в мощный пласт. Благодаря восприимчивости грануляров ко всему необычному, новому, способности к образованию ансамблей и детской незрелости некий резерв их остается долгие годы - этот пласт придает уникальные свойства лобной коре.

Интернейронов, подобных гранулярным, исполняющих самую непонятную для нас "творческую" внутрикорковую работу, особенно много в верхних слоях коры млекопитающих. По пути совершенствования мозга относительная величина верхних слоев непрерывно увеличивается, особенно в лобных и теменных полях.

Таково еще одно свойство самых "человеческих" частей нашего мозга, снабженных мощнейшим аппаратом не для переключения, приема или отправки сигналов, а для их "переваривания", работы внутри себя.

Подобным аппаратом является и пласт грануляров в лобной коре. При отравлениях мозга и дистрофических заболеваниях, разрушающих - и часто навсегда - человеческий разум, подвергаются поражению прежде всего верхние, "творческие" слои коры и мелкие нейроны типа грануляров, аксоны которых не выходят за пределы своего слоя. Из 14 миллиардов нервных клеток коры таких едва ли не половина.

Заметим, что врожденное слабоумие (дебильность) гистологически проявляет себя недоразвитостью верхних отделов коры. Врожденные дебилы, люди с недоразвитыми верхними слоями коры и примитивным, остановившимся в раннем детстве сознанием, - такими, возможно, и были палеоантропы. Можно думать, что врожденная дебильность не болезнь, а атавизм, появление на свет, словно призрака с кладбищ эволюции, исчезнувшей вместе с далекими предками черты строения головного мозга.

Итак, повторим. Утверждая в лобной коре свою третью идею, эволюция опиралась на принципиально новый тип мозгового формирования - пласт мелких малодифференцированных нейронов с короткими отростками. Благодаря изменениям своих внутренних процессов и практически бесконечному новообразованию связей, а через них - новых ансамблей, в чем и заключался главный смысл пластичности, нейроны этого пласта способны во всех тончайших деталях отражать всевозможное давление среды.

Однако одно лишь появление гранулярного пласта в лобной коре не сделало нас разумнее. Ведь похожие нейроны были и у животных, чей разум гораздо меньше развит, чем человеческий. Правда, у них гранулярные нервные клетки не группировались в пласт.

Снабдив лоб и других "новоселов" мозга гранулярными и похожими на них нейронами, эволюция сделала только часть дела. От усовершенствования на микроуровне надо было переходить к реконструкции на уровне "макро". Поэтому мозг стал способным к высшим функциям лишь тогда, когда с участием этих нейронов были созданы принципиально новые типы структур, примером которых является фронтальная гранулярная кора. Однако и этого было недостаточно для высших функций. Эволюция еще должна была вписать в мозг "молодое племя", установить новые отношения и субординацию между "молодыми поселенцами" и "старожилами".

Ведь большинство структур - соседей человеческого лба - мало изменилось по сравнению с тем, какими они были в мозге животных. Лишь в коре у лба есть "юные сверстники". Среди них его ближайшие помощники в деле очеловечивания мозга - теменные и височные поля.

Таким образом, лбу приходится каждый раз собирать из солдат старой выучки новое войско, способное к высшим функциям. Это удается благодаря уникальным связям лобной коры.

Смотрите также:
К сведению
собираем на лекарства
Наши партнеры

PubMed - национальная библиотека медицины на английском