Страница 9 из 15
То, как вы и ваш организм чувствуете себя, во многом определяется лимбической системой, которая включает ряд структур, расположенных под большими полушариями. Здесь находятся железы, обеспечивающие передачу эмоций. Здесь же возникают многие гормональные реакции. В лимбическую систему входят миндалевидное тело, гиппокамп, гипоталамус и таламус[5]. Миндалевидное тело, или амигдала, участвует в формировании эмоций, воспоминаний и страхов, а также связано с распознаванием образов. Гиппокамп преобразует данные кратковременной памяти в долговременную и затем хранит их в мозге. Он играет важную роль в хранении долгосрочных воспоминаний, основанных на знаниях и опыте, в отличие от процедурной памяти, хранящей приобретенные навыки, например навык ходьбы. Также с его помощью люди способны анализировать и запоминать пространственное расположение предметов, обеспечивая таким образом точность движений. Гипоталамус контролирует настроение, жажду, голод и температуру, а также содержит железы, отвечающие за гормональные процессы во всем организме. Таламус помогает контролировать и концентрировать внимание и отслеживает ощущения, например боль.
Но самая важная персона здесь – это большое, похожее на губку образование, выглядящее точно как известное и любимое нами изображение мозга на картинках. Полушария головного мозга не только занимают больше всего места в черепе, но и отвечают за огромное количество функций, большинство из которых как раз и делают нас людьми. Нет необходимости говорить, что большие полушария контролируют множество вещей: это и пять чувств – зрение, слух, обоняние, вкус и осязание, и понимание и формирование речи, и язык, а также процессы, связанные с физическим и половым созреванием, движением, либидо и гормонами. Кроме этого, контроль функций более высокого уровня тоже осуществляется в больших полушариях: решение задач, абстрактное мышление, творческие способности и способности размышлять, рассуждать, проявлять инициативу, сдерживать себя, а также поведение и некоторые эмоции. Именно благодаря большим полушариям мы испытываем страх, любим слушать музыку и идентифицируем себя как личность. Здесь берет начало наша индивидуальность.
Поскольку большие полушария так сильно влияют на то, кто мы есть, и именно им посвящена существенная часть этой книги, они заслуживают чуть более подробного описания. Некоторые отделы больших полушарий головного мозга имеют определенную специальность и выполняют только свою основную задачу, а есть и универсалы, взаимодействующие с другими отделами и выполняющие разнообразные функции. Среди высококвалифицированных специалистов можно назвать веретенообразную извилину, извилину на нижней стороне головного мозга, чья работа – распознавать лица. Состояние, к которому приводит ее повреждение, называется «прозопагнозия», или «лицевая агнозия», когда у человека сохраняется зрение, но ему очень трудно узнавать знакомых. Другим специалистом является область, отвечающая за представление ощущения: так называемая соматосенсорная кора. Нам много известно об этой области благодаря нейрохирургу Уайлдеру Пенфилду, который первым начал изучать ее в Монреале в 1930-е – 1950-е годы. Оперируя пациентов с инкурабельной эпилепсией, он обнаружил возможность не только помочь больным, но и разобраться, как работают различные области мозга. Операции проходили под местной анестезией, поэтому пациенты были в сознании и могли разговаривать с врачом. Он проводил электрические стимуляции поверхности мозга и просил пациентов описать их ощущения и переживания. Таким образом, операционная становилась исследовательской лабораторией (или, точнее, ею становился мозг оперируемого пациента). Одно из ключевых открытий Пенфилда заключалось в том, что, стимулируя соматосенсорную кору, он мог стабильно генерировать ощущения, относящиеся к конкретным частям тела. Также он обнаружил, что площадь поверхности мозга, контролирующей определенные ощущения тела, пропорциональна не области поверхности тела, а скорее тому, как много нервных клеток находится на данном участке мозга. Поэтому язык и пальцы, особенно чуткие органы, богатые нервными окончаниями, связаны с несоразмерно большой областью поверхности мозга. Это соотношение часто показывают на схеме, называемой «гомункулус». На ней изображены области мозга в сравнении с довольно искривленным изображением человека с особенно большими руками и губами, например, по контрасту с маленькими ногами и ступнями. Наверняка в какой-то момент вам попадалось похожее изображение (см. рис. 3). Не все части полушарий играют такую точно заданную роль, при этом есть области, больше работающие во взаимодействии с другими.
Рис. 3. Пример модели гомункулуса
Безусловно, описанные выше отделы мозга связаны с большим количеством функций, чем мы перечислили, при этом остались области, о которых мы вообще не говорили. Мозг намного больше, чем просто перечень структур и функций. На самом деле это неделимая сеть, в которой интенсивно передаются сигналы и происходят различные процессы, определяющие сложную сущность человека.
Как видите, мозг постоянно занят и делает кучу разных важных дел. Однако есть области мозга, плывущие рядышком просто за компанию с остальными. Если это так, зачем они нужны?
Занят ничегонеделанием?
Люди уже очень и очень долго гадают о цели существования мозга. Древнеегипетский хирургический документ Папирус Эдвина Смита, дошедший к нам предположительно из XVII века до н. э., содержит самые ранние упоминания о мозге. Удивительно, что в папирусе даны первые отчеты о нескольких различных повреждениях мозга и связанных с ними осложнениях. Однако кажется, что древние египтяне не слишком высоко отзывались об этом органе. Насколько нам известно, они считали, что в первую очередь он пускает слизь в нос!
Несмотря на тысячелетние исследования, мы все еще не обо всех отделах мозга знаем точно, что они делают. Возьмем, к примеру, кору задней части поясной извилины, расположенную прямо посередине мозга. Согласно некоторым исследованиям, она играет важную роль в познавательных способностях, но ученые пока не пришли к единому мнению о ее роли. Есть идеи, что она важна для автобиографической памяти или планирования будущего; считают также, что она помогает регулировать фокус внимания. Эта часть мозга тесно связана с другими и с метаболической точки зрения очень активна, поэтому есть предположения, что она делает какую-то важную работу, однако мы еще не добрались до сути вопроса – какую именно.
Ограда головного мозга, или клауструм, – еще одна загадочная структура. Это маленькая тонкая пластина объемом всего в четверть процента коры головного мозга. Она может способствовать передаче информации для синхронизации когнитивных, сенсорных и моторных сигналов, хотя существует очень мало доказательств, подтверждающих эту теорию.
Есть еще дорсальное кохлеарное (слуховое) ядро, расположенное на поверхности ствола мозга. Как следует из названия, оно имеет какое-то отношение к слуховой системе. Хотя, похоже, оно как-то связано с шумом в ушах, до сих пор непонятно, зачем оно нужно[6].
Мы привели выше лишь несколько примеров структур мозга, функция которых еще не определена. Также стоит отметить, что нам предстоит многое выяснить и о тех отделах мозга, значение которых известно. Хотелось бы узнать подробнее об основных биологических и физиологических механизмах того, что происходит в мозге: о том, как разные части связаны друг с другом, каким образом они приводят к болезням или изменяются в результате заболеваний, как они компенсируют травмы, а также о том, в какой степени мы можем помочь мозгу восстановиться при возникновении проблемы.
Конечно, есть вероятность, что некоторые структуры мозга всего лишь пережитки эволюции и нам они не нужны. На человеческом теле есть и другие примеры рудиментов, которые при современном образе жизни нам не требуются, скажем, волосы на теле и зубы мудрости, так почему же мозг должен чем-то отличаться? Довольно долго мы считали, что аппендикс был как раз таким пережитком и достался нам от первобытных людей, однако выяснилось, что у него все-таки есть определенная функция.
5
В лимбическую систему, помимо перечисленных, входит еще ряд других структур коры: лимбическая доля, орбитофронтальная кора, энторинальная кора и подкорковые образования (прилежащее ядро, сосцевидные тела, переднее ядро таламуса).
6
В настоящее время этим вопросом довольно активно занимаются и высказываются предположения, что в кохлеарном ядре обрабатывается часть данных о локализации звуков с использованием разницы в частотной информации, возникающей за счет сложной формы наружного уха.