Дело даже не в самом строении, это тема будет дальше.
Сейчас важно понять более базовую вещь, без которой вас кто угодно может запутать. Я это говорю без доли иронии, мы не перепрыгнем миллиарды лет одной страницей. Нам важно знать из чего состоит мозг, а точнее – чем на самом деле является нейрон.
Нейрон – это «одомашненный» эукариот. Никто на этом этапе не наделяет простейшую клетку сознанием? Отлично, двинемся дальше. Одомашненный – это отличная метафора, но и грубое обобщение. Когда эукариоты стали формировать колонии, появляться многоклеточные организмы, то и продолжили свой «код», свою ДНК. Но информация в ядре клетки должна использоваться – что не использует сложный организм, то он потеряет через несколько (иногда сотен) поколений.
Итог? Что-то оказалось просто не нужно, новый формат оказался «домашним», прошлые функции не востребованы, читайте утеряны. Многоклеточный организм оказался защищён, ДНК стала общей, где отдельному нейрону соответствовала лишь часть большого «кода». Это напоминает написание программы, когда устаревшие части при обновлении архивируются.
ЧЕГО МОЖЕТ ХОТЕТЬ НЕЙРОН?
И насколько верно даже фигурой речи его оживлять?
Нейрон – обычный предок эукариота, его базовые функции никак не поменялись. Ему также нужен кислород и энергия в целом. Каждой клетке мозга нужны строительные материалы и принято считать, мозг обновляется примерно каждые 7-10 лет. Поясню, мы говорим не про нейрогенез, не про создание новых нейронов, а про обновление старых. Это принцип любой живой клетки на планете Земля, но до 80-х годов прошлого века это считалось невозможным по отношению к содержанию черепной коробки. Сейчас мы находим всё больше подтверждений, как нейрогенезу, так и обновлению клеток мозга в процессе жизнедеятельности27. Любые клетки организма в процессе метаболизма (читайте –жизни) обновляются, кровоток выводит продукты распада. Основные принципы нейрона не поменялись, это обычная живая клетка. Считать их сознательными? Они создают ваше сознание, но именно о них это ничего не говорит. Нейрон же – это просто робот, ничего хотеть в широком смысле он не может. Его цели просты, а в сложном организме они стали еще и прозаичнее, чем можно подумать.
Вся жизнь нейрона – это борьба.
Место между вашими ушами – крайне конкурентное место. Нейрон жаден до работы, во все стороны идут его ответвления, он старается соединиться с другими нейронами и получить от них не самую очевидную выгоду.
«В чём выгода работы нейрона? Ты вообще видел людей? Автор сбрендил!» – подумаете вы.
Выгода эта в синаптических связях, давайте разбираться…
Нейрон с меньшим количеством связей – меньше включён в работу – меньше получает энергии – имеет меньший метаболизм. И что? Поддержание метаболизма, как и в целом получение энергии, это базовые принципы эукариота. Жизнь простейшей клетки – это бесконечный цикл окислительно-восстановительных процессов.
Нейрону нужна энергия, эту потребность определяет ДНК. Это также базовая функция любого репликатора внутри любой клетки, поэтому у всех не бесконечное число генов, они требуют энергию. Предок всего живого состоял не из максимального количества РНК, а из минимально допустимого, чтобы быть более эффективным.
Нейрон также может участвовать в естественном отборе, это постулировал Джеральд Эдельман28. Нейрональный дарвинизм предполагает, что на первой стадии нейроны начинают конкурировать в утробе матери, когда только зарождается мозг. Вторая стадия – это конкуренция сетей мозга, более адаптивные сохраняются, непригодные связи рвутся. Если копнуть чуть дальше, то нейрон с меньшим количеством связей скорее всего не долгожитель. Естественная человеческая смерть – это накопление ошибок ДНК и смерть мозга в частности. То, что мы не используем, эволюция убирает. Причём сначала это может быть в жизни отдельного человека, а через пару сотен поколений и в целом в популяции.
Мозг – наше эволюционное преимущество,
А нейроны – «одомашненные» эукариоты,
ОНИ ЖАДНЫЕ ДО РАБОТЫ.
Это свойство, которое у простейших клеток было из разряда ОДНО ИЗ. У домашних нейронов гиперболизировано, преувеличено. Нейрон во все стороны кидает ответвления, пытается образовать устойчивые соединения с максимальным количеством «соседей». Ведь чем больше и чаще он будет использоваться, тем больше энергии он получит, это прямая выгода в разряде простейшей клетки. Нейроны сбиваются в группы и уже конкурируют популяциями. И они в этом хороши! Они предки лучших не только эукариотов, они предки вида, который взял оливковую ветвь эволюции благодаря мозгу.
Если бы я вам написал последний абзац сразу, во введении, поверили бы на слово?
Понятно и то, что работа нейрона немного сложней, чем мы здесь представили. Даже в науке, чтоб сильно не запутаться, упрощают, что по аксону29 проходит сигнал «всё или ничего» (Рисунок 1), что нейрон только тормозит или только усиливает сигнал, что смоделировать мозг можно с помощью искусственного интеллекта или сетей, что нейрон всегда образовывает однонаправленный путь, сигнал… И это только начало упрощений и грубых обобщений. Так работает наука в любой области, это нормально.
Мы часто говорили «работа нейрона», заикнулись о синапсах, но что это значит-то?
Нейрон переносит простейшую информацию, закодированную в электрохимическом сигнале. Не будем на этом останавливаться, на данном этапе это будет сложно. Простейшая информация означает торможение или усиление. Но как? Условно, через дендриты30 нейрон получает сигнал, через аксон передаёт. Это в общих чертах, просто для понимания, что есть некоторый механизм и он вполне конкретен. Между аксоном одного нейрона и дендритом другого могут образоваться СИНАПСЫ, что мы называем связами в мозге. И вроде как теперь всё становится более или менее понятно. Передача сигнала может достигать более 300-та километров в час31. Чтоб пройти сигналу от нейрона к нейрону – нужно «перепрыгнуть» (на этом тоже пока не будем останавливаться) синапс, здесь возникают проблемы. Синаптическая связь – не абсолютная категория, они бывают менее и более устойчивы. Чем больше мы используем что-то в мозге, тем оно имеет более прочные синаптические связи.
Все привыкли говоря о мозге, говорить в разряде миллиардов. А как вам то, что в мозге может быть больше 100-500 000 000 000 00032 синапсов, связей между нейронами? Масштаб работы мозга ошеломляет. Представление о том, что мозг работает посредством связей нейронов называют нейронной доктриной, сформулировал её Сантьяго Рамон-и-Кахаль. Он был гением, больше века назад он пришёл к своим элегантным теориям окрашивая мозговую ткань и изучая её под микроскопом. Движение сигнала в мозге течёт через синапсы, где-то поток тормозится, где-то усиливается, это происходит на всех этапах прохождения простейшей информации при общении нейронов. Один нейрон может быть связан более чем с 100 000 других, ему нужно в каждый момент времени просчитать входные сигналы и принять решение с учётом всего информационного шума, в котором он находится. А после уже самому как-то это транслировать через аксон другим нейронам.
Общее представление о работе мозга в нейробилогии не поменялось с начала XX века, рисунки Кахаля до сих пор располагаются в учебной литературе. Это главная причина почему мы начали разбирать работу стандартной клетки мозга. Конечно, наука не стоит на месте, упрощённое представление претерпевает изменения. Всё больше отводится роль глиальным клеткам33 и объёмной передаче сигналов вне синапсов34, а самих синапсов тысячи видов. Копая дальше, я могу перейти грань научно-популярной литературы. Вы сейчас можете всего не запоминать, ключевые моменты будут собраны в тезисах главы.
