Читать онлайн «Древо познания». Страница 21

Некоторые разновидности нейронов вы видите на рис. 46. Кроме того, если иметь в виду, что в головном мозгу человека находится более 1010, а может быть и более 10" нейронов (т. е. десятки и сотни миллиардов нейронов), и на каждом из них оканчиваются многочисленные отростки (контакты) от других нейронов, а они, в свою очередь, связаны со многими клетками, то станет ясно, что число возможных комбинаций — величина более чем астрономическая.

Вместе с тем мы хотели бы подчеркнуть, что в своей основе организация чрезвычайно сложной нервной системы человека по существу следует той же логике, что и нервная система скромной гидры. В сериях наследственных трансформаций от гидры до млекопитающих мы встречаем конструкции, представляющие собой вариации на одну и ту же тему. Например, у червей нервная ткань, понимаемая как нейронная сеть, как бы разделена внутри животного на отсеки вместе с нервами, по которым поступают и посылаются сигналы от сенсорных и моторных поверхностей. Каждое изменение в моторном состоянии животного становится продуктом определенного вида активности тех или иных групп нейронов, контактирующих с мышцами (двигательных нейронов). Но двигательная активность порождает многочисленные изменения в сенсорных клетках, расположенных в мышцах, в других частях тела и на поверхности контакта с окружающей средой, а также в двигательных нейронах. Все эти процессы осуществляются посредством изменений в сети про-

Рис. 46. Разнообразие форм нейронов: (слева направо! биполярная клетка сетчатки глаза, тело клетки. двигательного нейрона спинного мозга, митральная клетка обонятельной луковицы, пирамидальная клетка коры головного мозга млекопитающего межуточных нейронов, которые называются вставочными, или ассоциативными, нейронами. Так осуществляется непрерывная сенсомоторная корреляция, определяемая и реализуемая посредством активности межнейроной сети вставочных нейронов. Поскольку эта сеть обладает практически неограниченным числом состояний, варианты возможного поведения организма также практически неограничены.

Таким образом, ключевой механизм, посредством которого нервная система охватывает всю совокупность взаимодействий организма, состоит в следующем: сопряжение между сенсорной и моторной поверхностями достигается с помощью нейронной сети, конфигурация которой может варьировать в самых широких пределах. Механизм весьма прост. Но, раз возникнув он позволяет реализовываться многим различным типам поведения в процессе филогении многоклеточных. По существу, нервная система различных видов отличается только конкретными схемами их межнейронных сетей.

У человека около 10" (сотни миллиардов) ассоциативных нейронов связывают около 106 (миллиона) двигательных нейронов, которые активизируют несколько тысяч мышц, с 107 (десятком миллионов) сенсорных клеток, рецепторы которых расположены по всей поверхности тела. Между двигательными и сенсорными нейронами лежит головной мозг — гигантская масса ассоциативных нейронов, связывающих их между собой (в пропорции 10:100000:1) в непрестанно изменяющейся динамике.

Например, на рис. 47 схематически изображен кожный сенсорный нейрон, способный реагировать (электрическим импульсом) на надавливание в той точке, где он находится. К каким последствиям приводит функционирование такого нейрона? Начнем с того, что он связан со спинным мозгом, где контактирует со многими ассоциативными нейронами. Некоторые из них контактируют непосредственно с двигательным нейроном, который, активизируясь, способен вызвать сокращение мышцы, то есть движение. В свою очередь, движение приводит к изменению сенсорной активности, поскольку давление на сенсорный нейрон уменьшается. Так восстанавливается определенное взаимоотношение между сенсорной и моторной поверхностями. Если бы мы описывали происходящее со стороны, то сказали бы, что рука отдернулась от болевого стимула.

Рис. 47 Сенсомоторная корелляции при движении руки

Но с точки зрения нервной системы происходящее сводится к тому, что в нервной системе посредством нейронной сети поддерживается определенная сенсомоторная корреляция. Так как на активность двигательных нейронов могут, кроме того, влиять многочисленные нейроны, начинающиеся в других частях нервной системы (например, в коре больших полушарий), возможно также поведение, при котором рука остается неподвижной, несмотря на болезненное надавливание. Это означало бы, что установился новый внутренний баланс, затрагивающий другие группы нейронов, более разнообразные, чем в первом случае когда рука отдернулась при воздействии.

Исходя из частных ситуаций, аналогичных приведенному выше примеру с надавливанием на болевую точку, попытаемся представить себе нормально функционирующий организм. Мы обнаружим, что в каждый момент нервная система работает в соответствии с многочисленными внутренними циклами нейронных взаимодействий (аналогично функционированию двигательных нейронов и сенсорных волокон мышцы), которые непрерывно изменяются. Эта активность модулируется теми изменениями сенсорной поверхности, которые обусловлены не зависящими от организма возмущениями (например, надавливанием на кожу). Обычно мы в основном обращаем внимание на то, что легче обнаружить, т. е. на внешние возмущения, и легко даем себя убедить, что именно внешние возмуще ния являются решающим фактором. Но, как только что было сказано, внешние возмущения могут лишь модулировать постоянно изменяющийся баланс сенсомо-торных корреляций.

Проиллюстрируем это важное утверждение на примере того, что происходит в зрительной системе. Обычно принято думать, что зрительное восприятие — это некие действия с отражением, возникающим на сетчатой оболочке глаза, в процессе которых зто изображение затем трансформируется внутри нервной системы. Это репрезентационистский подход к явлению. Однако он совершенно непригоден при рассмотрении феномена зрения — это становится очевидным, стоит нам представить себе, что для каждого нейрона сетчатки, проецируемого в зрительную зону коры головного мозга через так называемое латеральное коленчатое ядро (ЛКЯ), существуют сотни нейронов из других зон нервной системы, в том числе из других зон коры головного мозга, сигналы от которых также поступают в ЛКЯ Таким образом, ЛКЯ представляет собой не просто релейную станцию для передачи изображений из сетчатой оболочки в кору головного МоЭ-га, так как в ЛКЯ сходятся многие волокна из других частей мозга и влияют на все исходящие из ЛКЯ сигналы, которые направляются к зрительной зоне коры головного мозга. Наглядно это изображено в рамке под названием «связи в зрительном пути-. Обратите внимание на то, что на схеме в качестве одной из структур, оказывающих влияние на происходящее в ЛКЯ, фигурирует та самая зрительная зона, куда поступают импульсы из ЛКЯ. Иначе говоря, обе структуры взаимосвязаны и воздействуют друг на друга, а не просто соединены последовательно.

Связи в зрительном пути

На приводимой ниже схеме изображены мно-I нисленные связи, существующие в лате-альном коленчатом ядре мозга млекопитающих Это ядро — наиболее важная область, QV' формируются связи между сетчатой обо-чкой и центральной нервной системой Каждое из названий, указанных на схеме, со-о ютствует конкретной обособленной сово-κνтности нейронов в различных областях цен-альной нервной системы, включая кору ö льших полушарий Ясно, что сетчатая обо-оч ка воздействует на головной мозг не как * лефонная линия, у которой в ЛКЯ находится плейная станция, поскольку более 80 % со-линений поступает в ЛКЯ одновременно. Следовательно, сетчатая оболочка может ишь модулировать, но не определять состояние нейронов в латеральном коленчатом яд-£··, так как их состояние зависит от всех сомнений, образуемых между этим ядром и различными участками мозга Аналогичная схема (разумеется, с иными названиями) может быть составлена и для любого другого центра в центральной нервной системе

Нервная система и познание

Достаточно пристально вглядеться в структуру нервной системы (хотя нам не очень много известно о детальных взаимосвязях при изменениях нейронной активности, постоянно происходящих в нервной системе), чтобы убедиться в том, что эффект проецирования изображения на сетчатую оболочку отличается от односторонней передачи сигналов по телефонной линии. Скорее он напоминает еще один голос, добавляемый ко многим другим голосам во время бурного семейного спора, когда достигаемая согласованность действий не зависит от того, что именно говорит любой конкретный член семьи.

Как было сказано, поведение — это производимое наблюдателем описание изменений состояния системы относительно окружающей среды, с которой взаимодействует данная система Мы говорим также, что нервная система не создает поведение, а необычайно его расширяет Необходимо пояснить, что мы имеем в виду под «расширением». Это значит, что нервная система возникает в филогенетической истории живых существ как сеть специализированных клеток (нейронов), включенная в организм таким образом, что она связывает точки сенсорных поверхностей с точками моторных поверхностей. Таким образом, с помощью нейронной сети, обеспечивающей такие связи, число возможных сенсомоторных корреляций в организме увеличивается и область поведения расширяется.