Сокровенный мир нейрона

Мысль человеческая. Как, в ходе каких процессов она рождается? Как действуют миллиарды клеток в мозгу? Работа мозга — одна из центральных проблем современной биологии. Какими возможностями обладают исследователи для изучения центральной нервной системы животных и человека?

Если рассматривать мозговую ткань в микроскопе, взору открываются исключительно интересные и красивые картины. Фантастические непроходимые «заросли», причудливое переплетение нервных клеток, — где уж тут пытаться найти стройный порядок или хотя бы какую-то систему!

Картина, полная изящества и воздушности, напоминающая японскую акварель. Это — мозговая ткань, тончайший ее срез, прошедший сложную и длительную обработку. Нервные клетки — нейроны и их отростки — окрашены в разные оттенки синего цвета. Бесконечная сложность мозга становится очевидной даже при самом беглом знакомстве с тем, как он выглядит при ближайшем рассмотрении. И делается понятным, с какими трудностями сталкиваются ученые, пытающиеся узнать, как же именно связаны друг с другом клетки мозга, каков смысл всех этих хитросплетений.

Основные принципы работы нейронных цепей установлены, однако, достаточно точно. Простейшим типом такой цепи является так называемая двухнейронная рефлекторная дуга, «работающая» при проявлении всем известного коленного рефлекса. Импульсы от чувствительных окончаний в сухожилиях следуют по отростку чувствительного нейрона и попадают в двигательный нейрон спинного мозга, который, в свою очередь, посылает команду в мышцы, — и нога рывком подбрасывается вверх.

Однако уже на очень ранних стадиях эволюции появились так называемые «вставочные» нейроны, вклинившиеся между чувствительными и двигательными. Они сортируют и как бы «уточняют» «сырой материал», поставляемый органами чувств, и дирижируют поведением двигательных нейронов, делая его более тонким и совершенным.

При усложнении нервной системы в процессе эволюции вставочные нейроны «организовывались» во все более высокие «командные пункты», а высшим достижением их организации является кора больших полушарий мозга человека. Любая информация, получаемая человеком от органов чувств, будь то зрелище солнечного заката, аккорды симфонии или зубная боль, поднимается, как по лестнице, с одного уровня на другой, пока не попадает туда, где происходит ее окончательная переработка. Здесь и формируется ответная реакция, команда о которой, часто также «по инстанциям», спускается вниз, к двигательным нейронам…

На картинке — нейрон человека. Его «добыли» во время хирургической операции на мозге, и это первый и наверняка наиболее детальный портрет нервной клетки, схваченной «живьем».

Нейроны — самые мелкие ячейки огромного и невероятно сложного мозгового механизма, «гранулы» нашего интеллекта, и им присущи удивительные черты строения и поведения, каких нет ни у каких других клеток. От тела нейрона, где находится ядро и протекают процессы, поддерживающие жизнь и работу всей клетки, подобно ветвям дерева, расходятся многочисленные отростки-дендриты. Все более и более ветвясь, они уходят довольно далеко от тела клетки, вступая в контакт со многими тысячами других нейронов. Это своеобразные антенны нейрона, по которым клетка собирает информацию от себе подобных, приходящую в виде электрических импульсов. Реагируя на них, клетка либо возбуждается и в свою очередь дает в ответ залп импульсов, либо, что не менее важно, наступает ее торможение.

Как мы уже сказали, нейрон получает информацию через дендриты, передает же ее другим клеткам с помощью особого отростка — аксона. Аксон уходит от тела клетки еще дальше, чем дендриты, и ближе к концу дает многочисленные разветвления, которые подходят либо к дендритам и телам других нейронов, либо к тем органам, куда мозг посылает свои команды — например, к поперечно-полосатым волокнам произвольной мускулатуры.