При этом в первую очередь утрачивается способность воспроизводить недавно полученные знания, в то время как события прошлого, детства помнятся лучше и дольше; сложные понятия забываются раньше, чем простые, имена собственные – раньше, чем нарицательные, индивидуальные понятия – раньше, чем общие; менее усвоенные навыки и знания утрачиваются быстрее, чем прочно усвоенные, автоматизированные; многолетние профессиональные навыки сохраняются, а способность выучить что-либо элементарное новое теряется.

Итак, как мы видим, функционирование мозга – нашего главного органа – оказалось сложнейшей головоломкой для ученых. Физика и биология, генная и нанотехнологии вплотную подошли к запретной двери, которая скрывает разгадки многих тайн мироздания. И важнейшая среди них – работоспособность нашего думающего центра, которая становится все более и более актуальной в связи с увеличением продолжительности жизни. Это влечет за собой множество нерешенных проблем, связанных с максимальной реализацией потенциала мозга и учащением его заболеваний, в первую очередь таких, которые принимают в настоящее время характер эпидемий БА и БП.

7. Наш мозг

Что спрятано в нашей черепной коробке?

Для того, чтобы понять проблемы, стоящие перед учеными и практикующими врачами, необходимо, прежде всего, определить условия нормальной работы мозга, знать его строение и целевое назначение, как органа, определяющего наше осознанное существование. БП нарушает слаженную работу мозга, ущемляя двигательный аппарат, и как следствие, отнимает у нас привычки и удобства, приобретенные с самого начала нашего жизненного пути и ставшие необходимым инструментом связи с внешним миром.

Под воздействием окружающей среды и её раздражителей в мозге возникает целый ряд взаимосвязанных процессов, например, прием, накопление и переработка информации, возбуждение электрических сигнальных систем, выделение химических сигналов, биохимические превращения новых протеинов, их агрегация и т. д. Каждый из этих процессов ведет к реализации определенных реакций нашего организма, связанных с постоянным самоутверждением человеческой индивидуальности, являясь откликом на постоянно изменяющиеся условия ее пребывания в окружающей среде.

Вместе со спинным мозгом головной мозг создает центральную нервную систему, которая в совокупности с органами чувств интегрирует человека в привычный, заученный с детства осознанный мир, позволяя соответствующим образом ориентироваться во всем его многообразии. Мозг регулирует различные сознательные и многие бессознательные процессы и функции нашего организма и состоит из следующих областей (рис. 3):

– Большой мозг

– Ствол мозга и базальные ганглии

– Мозжечок

Рис. 3

Каждая из этих областей мозга отличается от других строением и своими функциями. Внутри каждой области находятся миллиарды белых нервных волокон, которые связывают все области в одно целое. В свою очередь, серые клетки образуют, так называемую, кору головного мозга, которая обволакивает белое вещество нервных волокон.

Механизмы движения

Части коры большого мозга представляют собой центр управления, ответственный за планирование и реализацию сознательных произвольных движений. Если, например, вы хотите выучить пьесу на пианино, играя ее в первый раз, то в определенных нервных клетках большого мозга вначале должен возникнуть сигнальный импульс движения. Этот импульс в виде электрического сигнала проходит через ствол мозга и далее – мозжечок, достигая в итоге через спинной мозг и нервы руки мускулы пальцев, которые должны нажать на соответствующую клавишу. Для того, чтобы такое движение было сбалансированным, в этой общей игре задействованы мозжечок и базальные ганглии. Базальные ганглии отвечают за согласованность, координацию и постоянный контроль за одиночными движениями: когда они начинаются, сколько продолжаются и когда кончаются, возбуждая, тем самым большой мозг для производства последующих импульсов.

Если музыкальная пьеса играется уже наизусть, то управление необходимыми стадиями движения становится задачей базальных ганглий и мозжечка. Большая кора мозга при этом снимает с себя эти функции и освобождается для разучивания новых музыкальных упражнений. Таким образом, базальные ганглии играют особенно большое значение при реализации автоматических, уже усвоенных и повторяющихся движений.

Электрическая схема управления мозгом

Можно каждый раз удивляться тем астрономическим цифрам, за которыми скрываются миллиарды нервных клеток, спрессованных природой в наш думающий орган. Однако все эти огромные количества мельчайших частичек связаны между собой сложнейшей электрической схемой, мало того, они сами являются этой схемой, по которой передвигаются потоки электросигналов низкого напряжения.

Попытки обнаружить электропроводимость в нервах предпринимались уже давно. Однако поначалу сама мысль об этом резко отвергалась на том основании, что нервы не имеют электроизоляции, и если бы в организме существовал источник электричества, то он наверняка распространялся бы равномерно по всем направлениям, а не тек бесконечно по одним и тем же нервам. Теория электрических явлений в нервной системе получила новый толчок к дальнейшему развитию благодаря итальянцу Л. Гальвани, который в своих легендарных опытах с препарированными лягушками пытался получить свидетельство того, что «жизненный дух» и электричество идентичны. И лишь спустя столетие, итальянский физик К. Матеуччи посредством чувствительных замеров определил процесс прохождения электричества через нерв. В 1843 г. немецкий физиолог Э. Дюбуа-Реймон описал прохождение электричества при раздражении нерва. Когда он в 1849 г. установил, что электрический разряд проходит по нерву и при химическом раздражении, стало ясно, что нерв – это не просто пассивный электрический проводник, но и сам является источником возникновения электрического тока.

Впервые наличие импульса электрического тока в нервной клетке (электродвижущий потенциал) удалось установить в 1939 г. двум английским биофизикам – А. Ходгину и А. Хаксли. Этот активный потенциал показал себя характерной, универсальной, свойственной всему живому формой переноса сигналов нервными клетками. Однако вполне закономерный вопрос – что это, собственно, за неведомая субстанция, по которой проходит сигнал, и какую она имеет структуру – оставался без ответа, ибо инструментарий тех лет был достаточно примитивен, представляя собой световой микроскоп, впоследствии значительно усовершенствованный и ставший незаменимым инструментом нейробиологических исследований.

Как работают нервные клетки?

Примерно такой же путь прошла методика подготовки пробы для исследований под микроскопом. Первые успешные шаги к фиксированию и окрашиванию нервных тканей были сделаны во второй половине XIX века. Немецкий анатом О. Дейтерс воздействовал на кусочки нервной ткани хромовой кислотой и дихроматом калия. Благодаря этому он обнаружил, что из нервных клеток можно выделить «два вида волокнистых отростков»: отростки протоплазмы, называемые сегодня дендритами, и цилиндрические отростки, называемые аксонами, о которых мы уже говорили. Эти клетки его земляк и коллега В. Гарц предложил назвать нейронами.

Во времена Дейтерса было еще невозможно увидеть маленькие отростки нейронов, и только благодаря немецкому гистологу Й. Герлаху, испробовавшему в качестве красителей кармин, индиго и хлорид золота, они стали видимыми. Однако на микроскопических снимках окончания дендритов и аксонов терялись в бесцветном окружении тканевых препаратов, и определить, как эти отростки и их окончания связаны между собой, было невозможно. Этому вопросу тогда не придавалось большого значения, так как предполагалось, что эти клетки представляют собой комплексную сетку, а передача сигналов осуществляется через нервную ткань посредством «жизненного духа» или электрического тока.