100 великих тайн сознания - Анатолий Бернацкий

«В настоящее время причиной шизофрении считают аномалии развития мозга, в том числе, нарушение образования связей. Врачи всегда удивлялись, почему это заболевание обычно развивается в подростковом возрасте. Но ведь это как раз тот возраст, когда идет активная миелинизация передней части больших полушарий! За последние годы исследователи обнаружили аномалии белого вещества в нескольких областях мозга больных шизофренией – оказалось, что в нем снижено количество олигодендроцитов.

Аномалии белого вещества выявлены также у больных, страдающих синдромом дефицита внимания, аутизмом, возрастными нарушениями функций мозга и болезнью Альцгеймера, а также у людей с патологической склонностью ко лжи», – утверждает Дуглас Филдз в своей статье, отрывок из которой уже цитировался выше.

Таким образом, таинственное белое вещество мозга играет важнейшую, а иногда и ключевую, роль во многих процессах, происходящих в мозге. Поэтому ее исследованием с каждым годом занимается все больше ученых и исследовательских институтов.

ЧИСТО ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ КЛЕТКИ

Мозг человека отличить от такового, например, собаки или лошади совсем несложно. Труднее это сделать, если сравнить головной мозг человека и обезьян. Впрочем, и в этом случае особых трудностей специалист не испытает. У человека и само вместилище разума крупнее, и размер коры, как абсолютный, так и относительный, больше.

Но это все явные и хорошо заметные признаки. А если у человека какой-нибудь микроскопический признак, характерный только для него? Своего рода маркер интеллекта. Например, какие-нибудь особенности в строении нервных клеток мозга. Ведь, по сути, именно их взаимодействие рождает не только примитивные реакции на воздействие окружающей среды, но высшие формы нервной деятельности.

Оказывается, такие своеобразные метки, присущие только человеку и ближайшим его родственникам по филогенетическому дереву, есть. Это – веретенообразные нейроны.

Впервые их обнаружили еще в начале прошлого века. Описали, связали с некоторыми функциями, а затем об их существовании надолго забыли.

Вернула к «жизни» эти клетки студентка-старшекурсница Эстер Нимчински. Случилось это на пороге нынешнего – двадцать первого века. Эстер, изучавшую поясную извилину коры головного мозга, заинтересовала группа нервных клеток, которые явно отличались от других нейронов – звездчатых и пирамидальных.

Их тела были раза в четыре крупнее, чем у других нейронов. К тому же эти клетки имели по два дендрита. Впрочем, даже не это главное. Важнее то, что один из этих отростков находился в нижней части нейрона, а другой – в верхней. Такая своеобразная структура делала эти нейроны похожими на веретена. Поэтому их так и назвали: веретеновидными клетками.

В мозгу орангутана и других высших обезьян, как и в мозгу человека, имеются веретеновидные клетки

Когда же Нимчински и ее руководитель Хоф стали более углубленно изучать эти нейроны, то вскоре выяснили, что они присутствуют только в передней области поясной извилины, в так называемом слое 5b, который выдает итоговый результат после обработки поступившей в мозг информации.

Более того, оказалось, что таких клеток у здоровых людей совсем немного. Однако у тех пациентов, причиной смерти которых стала болезнь Альцгеймера, веретеновидных нейронов оказалось на три четверти меньше нормы.

Проанализировав полученные факты, исследователи пришли к выводу, что веретенообразные клетки играют особую, и, скорее всего, очень важную роль высшей нервной деятельности человека.

К тому же поясная извилина, наряду с другими важными структурами, входит в состав лимбатической системы, располагаясь на внутренней поверхности полушарий мозга, или, иначе говоря, под передними долями коры головного мозга.

А ведь еще в середине прошлого века американский физиолог Дж. Папец высказал мысль, что лимбическая система принимает активное участие в формировании эмоций у животных и человека. Более того, по его же мнению, эта структура мозга принимает сигналы, связанные с эмоциональным возбуждением, от гипоталамуса, которые тот получает через таламус.

Что же касается поясной извилины, то тот же Дж. Папец назвал ее особой структурой, которая отвечает за восприятие эмоций, то есть за тот процесс, в результате которого изменение гормонального уровня в крови превращается в чувство.

Но самое любопытное ученых ждало впереди. Оказалось, что веретеновидные клетки присутствуют не только у человека, но и в соответствующей области мозга шимпанзе и горилл. В то же время их нет в аналогичных зонах мозга макак.

Дальнейшие исследования показали, что впервые веретеновидные клетки появляются в мозге орангутана. Их обнаружили также в соответствующих структурах упоминавшихся выше шимпанзе и гориллы, а также у бонобо.

Но вот у гиббонов, а также у представителей других обезьян, а также у обследованных млекопитающих их не нашлось. А ведь ученые изучили ткани мозга 23 видов приматов и 30 видов других млекопитающих.

Более того, в то время как у орангутана веретеновидные клетки исчисляются единицами, у человека их десятки тысяч. А вот горилла, шимпанзе и бонобо по количеству этих нейронов занимают промежуточное положение между орангутаном и человеком.

И еще один важный момент: у человека при рождении веретенообразные нейроны отсутствуют, и появляются они лишь на четвертом месяце жизни. То есть тогда, когда ребенок начинает улыбаться и задерживать взгляд на окружающих его предметах.

Конечно, у исследователей возник логический вопрос: а какую же функцию веретеновидные клетки выполняют в мозгу высокоорганизованных приматов? Ответить на этот вопрос можно было, определив те области мозга, в которых находятся эти нейроны.

Так, главное место концентрации веретеновидных клеток – поясничная извилина, о чем было известно уже давно – обеспечивает внимание, воспринимает боль, фиксирует ошибки и т. д.

Так, электроэнцефалограммы показывают, что поясничная извилина начинает работать намного активнее, когда человек решает различные задачи.

Известны также случаи, когда больные с повреждениями поясничной извилины в основном лежали, почти не разговаривая и ничего не делая. Однако выздоровев, они сообщали окружающим, что они слышали и понимали их разговоры, но желания вступить в беседу не чувствовали.

На основании проведенных исследований ученые пришли к выводу, что как раз веретенообразные клетки мозга и делают человека человеком, заставляя его влюбляться, чувствовать себя виноватым, относиться к тем или иным людям с симпатией или антипатией.

Возможно, эти клетки обеспечивают быстрое рождение социальных эмоций в отношении того или иного субъекта: «он симпатичен», «он неприятен», «я вляпался» и т. д.

Но так ли это на самом деле, сказать пока ученые не могут. Для этого требуются новые более строгие доказательства. А пока предположение, что именно веретенообразные клетки «делают нас людьми», – всего лишь гипотеза.

ХИМИЯ МОЗГА И ПОВЕДЕНИЕ

Обычно взаимоотношения между людьми считаются прерогативой социально-психологических наук. Но, как показали исследования последних лет, эту проблему можно исследовать и на молекулярном уровне. И это подтвердили некоторые открытия в области генетики и биохимии.

Так, например, было установлено, что некоторые молекулярные механизмы, регулирующие социальное поведение, существуют, не меняясь, сотни миллионов лет. Причем как у животных, так и у людей они очень похожи и функционируют почти одинаково.

Одним из таких регуляторов общественного поведения являются нейропептиды окситоцин и вазопрессин.

Детальное их исследование показало, что эти соединения могут работать в двух режимах: они могут воздействовать и на одиночные нейроны и на их группы. В первом случае они называются нейромедиаторами, во втором – нейрогормонами.

Молекулы окситоцина и вазопрессина состоят всего из девяти аминокислот и отличаются одна от другой всего двумя аминокислотными фрагментами.

Эти или родственные им соединения обнаружены почти у всех изученных многоклеточных животных: их нашли даже у гидр. Их история, согласно заключению биологов, насчитывает около 700 миллионов лет.

Миндалина – отдел мозга, отвечающий за обработку социально значимой информации

У млекопитающих и человека синтезом окситоцина и вазопрессина заняты нервные клетки гипоталамуса. А вот у беспозвоночных, у которых эта структура отсутствует, производят эти соединения особые нейросекреторные отделы нервной системы.

Влияние этих двух нейропептидов очень широко исследовалось на многих видах животных. В результате оказалось, что окситоцин практически полностью регулирует семейную жизнь самок: их половое поведение, роды, лактацию, привязанность к детям и брачному партнеру.