Удивительная биология

Зачем мозгу извилины?

Человеческий мозг – самое удивительное из созданного природой на нашей планете. Перед его невообразимой сложностью наука пасовала вплоть до XX в. Первые серьезные достижения в изучении работы мозга принадлежат великому русскому ученому Ивану Петровичу Павлову (1849—1936) и его многочисленным ученикам.

Успех объясняется тем, что с самого начала изучалось явление, которое, с одной стороны, можно было рассматривать как простой физиологический акт и, значит, исследовать его с помощью привычных физиологических методов, а с другой стороны, оно же было и психологическим явлением. Причем, как это выяснилось в дальнейшем, это явление и есть тот элементарный психический акт, тот «кирпичик», из которых, по выражению И. П. Павлова, строится все грандиозное здание мыслительной деятельности. Явление это было названо условным рефлексом.

Нельзя сказать, что учение об условно-рефлекторной деятельности мозга сразу получило всеобщее признание. Ученые старшего поколения еще помнят время, когда мало кто верил в возможность разобраться в чрезвычайно сложной работе человеческого мозга. С тех пор положение изменилось. Безусловно, мозг наш обладает многими пока еще не познанными механизмами, обеспечивающими мыслительную деятельность, но стержень ее – это все-таки системы и иерархии рефлексов.

Любой клетке тела, тем более одноклеточным организмам, в какой-то мере свойственно сохранять следы прежних раздражений и изменять свои реакции в соответствии с предшествующими воздействиями, то есть вырабатывать временные связи. Эта функция ярче выражена у нервных клеток и с их появлением становится прерогативой нервного аппарата.

Временные связи образуются при совпадении во времени двух событий – важного для организма и не важного. Если собака перед тем как получить еду всякий раз слышит характерное постукивание половника по миске, у нее естественным образом очень скоро вырабатывается условный рефлекс, и эти звуки начинают вызывать слюноотделение и другие реакции, которые раньше могла дать только пища.

Условные рефлексы – это набор элементарных знаний об окружающей действительности. В условных рефлексах отражаются основные закономерности, характерные для среды, в которой находится животное. Когда после нескольких повторений постукивания по миске и кормления у животного вырабатывается условный рефлекс, это значит, что оно «заметило» взаимосвязь обоих явлений, и теперь условный раздражитель (стук по миске) становится как бы сигналом второго раздражителя и поэтому может вызывать все те реакции организма, которые раньше вызывала сама пища.

Сигнальная деятельность (образование временных связей) – явление всеобщее, свойственное всем животным нашей планеты. Мало того, можно думать, что этот принцип носит еще более универсальный характер, одинаково приложимый к любым организмам, и мы встретимся с временными связями у любых животных с любой планеты из любой звездной системы.

Животные нашей планеты обладают одним удивительным приспособлением, которое помогает им изучать окружающий мир и всю жизнь накапливать новые и новые знания. Это приспособление отчасти связано с работой органов чувств. Они устроены таким образом, что быстро «привыкают» к длительно действующим раздражителям и перестают на них реагировать, зато на все новое отзываются очень живо.

С этим явлением, вероятно, каждый знаком. Войдя с улицы в помещение, мы можем почувствовать довольно резкий и даже неприятный запах, но через несколько минут он перестанет нас беспокоить. Наш нос привык и перестал посылать мозгу соответствующую информацию. Однако стоит нам ненадолго покинуть помещение и потом вернуться, как все повторится. Благодаря этой особенности работы органов чувств мозг всегда получает информацию обо всех новых событиях в окружающей среде. Каждый новый раздражитель вызывает к тому же ориентировочный рефлекс, что помогает организму подготовиться к любым неожиданностям. Если же вслед за новым раздражителем, не имеющим для животного существенного значения, последуют важные события, образуется условный рефлекс, и новый раздражитель станет сигналом наступления более значительного события.

Безусловно, образованием простых временных связей работа головного мозга человека не исчерпывается.

Появление многочисленных временных связей между отдельными раздражителями или их комплексами создает у нас образы окружающего мира. Именно эти, обычно ничем во внешних реакциях не проявляющиеся, системы временных связей и стали основным фондом мыслительной деятельности человека. Любой раздражитель, входящий в такие комплексы, способен оживить длинные цепи взаимосвязанных временных связей.

В чем же феномен человека?

Рассмотрим, как на высшем этапе конкретно материализуется та многоуровневая информационная структура, к которой пришло все живое после миллионнолетней эволюции. Речь пойдет об асимметрии больших полушарий человеческого мозга, а также о многочисленных последствиях этой асимметрии.

В процессе эволюции над одним уровнем переработки информации надстраивается другой, над ним – следующий уровень и т. д. И каждый раз такое «надстраивание» природа обеспечивает морфологически – в виде тех или иных «конструкций» (устройств). Самый высокий из надстраиваемых уровней – так называемый рефлективный уровень. Выяснилось, что процессы данного уровня сосредоточены в левом полушарии человеческого мозга. Между тем подавляющее большинство других процессов (например, переработка зрительной информации) подобной локализации не имеют: они протекают симметрично в правом и левом полушариях. А процессы, связанные с речью, с восприятием человеком слов других людей и с его собственными высказываниями (речепорождением), как было установлено еще в конце XX в., сосредоточены преимущественно в левом полушарии. Таким образом, в левом полушарии сосредоточены по крайней мере два вида психической деятельности: рефлексивная и речевая. С чем может быть связана такая локализация?

По-видимому, причина здесь заключается в том, что на высшей ступени эволюции – на стадии перехода к homo sapiens – информационные потребности стали развиваться очень высокими темпами. И вот, чтобы устройства переработки информации могли поспевать за этим быстрым ростом потребностей, обеспечивать его «технологически», понадобились должные «конструкции».

В принципе, эволюция могла бы пойти здесь по уже известному, проторенному пути – надстроить над корой больших полушарий мозга некую «сверхкору» подобно тому, как сама кора была когда-то надстроена над подкоркой. Однако темпы морфологической эволюции (то есть развития «конструкций», занимающихся переработкой информации) оказались, по-видимому, недостаточными для этого. И тогда для эволюционной задачи нашлось другое решение: были попросту перестроены отношения между обоими полушариями головного мозга, существовавшие уже в достаточно развитом, «готовом» виде. Из двух полушарий, которые у животных обычно дублируют друг друга, одно (левое) было «надстроено» – в функциональном отношении – над другим (правым). В результате левое полушарие стало средоточием устройств и процессов рефлексии и речи. Видимо, именно поэтому для человеческого мозга характерно столь мощное развитие многочисленных каналов связи между полушариями: эти связи обеспечивают новый (не свойственный животным), «вертикальный» тип отношений между ними.

Произошедшая «специализация» полушарий мозга имела огромные последствия как для самого человека, так и для его отношений с другими людьми. В самых общих чертах эти последствия можно определить так: «обновленное» левое полушарие превратилось в аппарат приспособления к новой, культурной среде, состоящей из созданных человеком орудий, средств коммуникаций и т. п.; оно сделалось также «органом сознания», рефлексии, речи, саморегуляции и самоуправления, короче – всего того, что у нас ассоциируется с термином «ratio»; что же касается «старого», правого полушария, то оно стало специализироваться на интуитивно-чувственном, образном способе освоения окружающего мира, на эмоциональном его переживании.