Рис. 5

Каждый нейрон посредством аксонов создает непосредственные соединения с другими нейронами, которые в дальнейшем соединяются в еще большие, сложные группы или структуры, определяющие конкретные ментальные функции человека, а также такие присущие для личности характеристики, как, например, зрение или походку.

Язык нейронов также расшифрован: он базируется на электрических сигналах, причем нарастание напряжения, продолжительностью примерно в одну миллисекунду – потенциал активности, определяемый как информационная единица, или грубо говоря «зажигание», – сменяется падением напряжения, которое дотошные исследователи-неврологи назвали «временем сопротивляемости» (Refraktarzeit) (рис. 6)^[5].

Рис. 6

Место передачи нервного импульса называется синапсом. Синапс состоит из трех основных элементов: пресинаптического окончания, ограниченного пресинаптической мембраной, постсинаптического окончания с постсинаптической мембраной и находящейся между мембранами синаптической щелью.

Термин «синапс» был введен в 1897 г. британским ученым в области физиологии и нейробиологии Ч. Шеррингтоном. Эта контактная зона была впервые описана в 1888 г. испанским анатомом С. Рамон-и-Кахалем. Именно он установил, что нервные клетки соединяются друг с другом и с клетками эффекторных органов не путем непрерывного перехода, а через контакты.

В этих промежутках между нейронами – синапсах – электрические сигналы временно сменяются биохимическими (рис. 7).

Рис. 7

Причем, при создании многообразного арсенала переносчиков информации природа не поскупилась на фантазию, охватив все области жизнедеятельности человека без малейшего исключения, своеобразными сигнальными интерпритациями.

Искусство оригами и принцип укладывания структур мозга

Но не только микромир мозга становится нам все более понятным – его крупномасштабный атлас также поддается все более подробному картированию. Непосредственно под черепом расположена шестислойная кора (cortex) большого мозга, покрывающая всю поверхность его полушарий. Площадь коры мозга человека настолько велика, что лишь сложенная в извилины различной величины, в соответствии с рациональной японской системой упорядоченного складывания плоскостей, называемой оригами, gyri cerebri (кора головного мозга) умещается в черепной коробке. Она сгруппирована в различных ареалах – лобном, теменном, височном и затылочном.

Уже известно, что молекулы белка, обладающие одной и той же структурой, формируют свои надмолекулярные образования под влиянием различных факторов в объемном, шарообразном виде или в виде фальцованных плоскостей.

Из детского увлечения бумажными самолетиками мы знаем, как ловкие руки могут изменить свойства обычного листа бумаги, превращая его, например, в летающий объект. Число поклонников древнейшего японского искусства оригами, превращающего плоский лист, в произведение искусства, все увеличивается. Современная наука и индустрия также пытаются использовать потенциал, заложенный в технике складывания плоскостей.

Природа владеет этой техникой в совершенстве, ведь для этого у нее было достаточно времени – миллионы лет. Стоит лишь посмотреть на совершенную, требующую минимального пространства, форму раскрывающихся листьев и бутонов цветов.

Биофизики пытаются раскрыть тайну укладывания белковых структур, составляющих основу человеческого организма. Эта их способность, до сих пор не вызывающая интереса, может вести к изменению свойств самих белков (протеинов). «Плохо» уложенные протеины, как и плохо построенный бумажный самолетик, теряют способность к выполнению своих функций. И это может вести к неизлечимым заболеваниям, таким как БП и БА.

Очевидно, что объемно-шарообразная структура является оптимальной с точки зрения пространственного заполнения мозга, и обеспечивает нормальную пропускную способность для информационных потоков. Фальцованно-плоскостная структура, являющаяся результатом процесса сращивания плоскостей между собой, становится нерациональной, занимает много места и может служить препятствием для сигнальных коммуникаций.

Интеллект и способность мозга обрабатывать информацию

Действительно, кажется, что глупые и умные люди отличаются друг от друга именно пространственным распределением активной деятельности в мозге, и, прежде всего, в районе его больших полушарий. Благодаря современной медицинской технике стало возможным визуализировать картину возбуждения различных областей головного мозга. Посредством одного из вариантов энцефалографии электроэнцефалографии (ЭЭГ), группе ученых института психологии университета в Граце (Австрия) удалось показать, что мозг умных людей пространственно селективно, или фокусировано активен, когда он прорабатывает когнитивные задания. Менее умные люди должны больше напрягать свой мозг при решении задач, активируя при этом области, не связанные непосредственно с решением поставленной задачи.

Но какова судьба отмирающих нервных клеток и их укрупненных образований, поверженных старостью, болезнями или другими неблагоприятными условиями? Оказывается, наш организм синтезирует особые белки, имеющие своей задачей устранение возникающих повреждений. В силу некоторых причин, этих белков производится гораздо больше, чем необходимо для поддержания динамического равновесия. Будучи нерастворимыми, они оседают в мозге именно в виде фальцованно-плоскостных структур, препятствуя межнейронным контактам.

Информационный сигнал, несущий в себе элемент обучения, встречает на своем пути труднопроходимые препятствия в виде агрегаций таких фальцованных отложений и затрачивает много энергии, возбуждая ненужные области мозга, непосредственно не связанные с оптимальным путем и назначением прохождения сигнала.

Информация воспринимается посредством дендритов, связанных с другими нервными клетками с помощью синапсов. Электрические импульсы распространяются через дендриты непосредственно к телам клеток и дальше – через аксоны к другим нервным клеткам. Также и здесь нервные клетки связаны друг с другом посредством синапсов. Аксоны окружены изоляционным слоем – миелином.

Предсинапсовые части синапсовых соединений выделяют под воздействием электрических импульсов химические вещества, называемые нейротрансмиттерами, которые на пути к следующей клетке, в постсинаптической части, снова вызывают электрический импульс, проводя его дальше.

Таким образом, информационный поток и его переработка, определяющие разницу в уровне интеллекта, могут зависеть от следующих факторов:

– числа нейронов;

– числа дендритов;

– числа синапсовых соединений;

– миелинизации – степени изолированности аксонов.

Первые два фактора трудно подвергнуть сомнению.

Для двух последних существуют приемлемые объяснения.

Гипотеза Neural-pruning (нейроновая очистка) Ричарда Хайера придает большое значение количеству синаптических соединений в мозге, а гипотеза миелинизации Эдварда М. Миллера из Нью-Орлеанского университета сконцентрирована на изоляции аксонов в мозге.

Обе эти гипотезы не имеют пока экспериментальных подтверждений, ибо не существует приемлемых методов испытаний на живых людях.

Изоляционный слой аксонов в человеческом мозге – миелин – играет многозначную роль в обеспечении продвижения сигналов раздражения в мозге: ускоряет продвижение сигнала, препятствует затуханию сигнала при его продвижении, уменьшает помехи при взаимодействии сигналов различных нейронов.