Тайны памяти (с иллюстрациями). Борис Федорович Сергеев

 

Тайны памяти (с иллюстрациями)

Борис Федорович Сергеев

· Рассветы и сумерки магов

o С первым апреля, иети!

o Нинель, Бендер и привидения

· Важнейший килограмм

o От 1020 до 1970

o Первый закон диалектики

o Смотря чем стукнуть

o Миллиардер

o Слуги и господа

o Дубинушка

o Пути снабжения

· Нить Ариадны

o Зачем собаке пятая нога

o В лабиринте

· Посредник

o Оружие «Золотого короля»

o Двери

o Замок и ключ

· Вниз по лестнице, ведущей вверх

o Колумб мозга – Герофил

o Лестница

o Кирпичики

o Одноногая Мег

o Портняжка из Берлина

· Потерянный процесс

o Все течет

o Проклятый вопрос

· Двойняшки

o Пять парадоксов

o Чердак

o Раздвоение личности

o Труженик и тунеядец

o Травка, Фунтик, Рубикон и другие

o Социальная прибавка

o Лошадка, на которой ездит наш мозг

o Где же зарыта собака?

· Окна в мир

o Подоконник

o От сложного к простому

o Я милого узнаю по походке

o Искры из глаз

o Информация звуковых волн

o Криминальная история

· Добчинский и Бобчинский

o Чтоб собеседник нашу мысль постиг

o Сорока на хвосте принесла

o Ау, Аэлита!

o Запретная зона

o Мы и вундеркинды

o Любят девушки у нас поговорить

o Почему Ньютон родился в Европе

· Кладовая

o В поисках клада

o Ум долгий, ум короткий

o Пилюли из вашего дедушки

o Волки и овцы

o Архивариус нашего мозга

· Киностудия «Морфейфильм»

o Законодательство Суффолка

o Учитесь видеть сны

· Мне грустно потому, что весело тебе

o Голод не тетка

o Закон всемирного тяготения

o «Я, Бег-Эльги…»

o Не капай мне на мозги

Борис Федорович Сергеев Тайны памяти

Рассветы и сумерки магов

 

С первым апреля, иети!

  Когда лодка вернулась к родным берегам, записи Смита и Джона сличили.…

Нинель, Бендер и привидения

  У парапсихологов есть излюбленный аргумент, что отрицание телепатии вредит…  

Важнейший килограмм

 

От 1020 до 1970

Первый закон диалектики

Смотря чем стукнуть

  Подагрики, как правило, необычайно работоспособные, целенаправленные люди,…

Миллиардер

  Кроме аксона, нервная клетка имеет несколько дендритов: коротких, сильно…

Слуги и господа

Дубинушка

  Примерно в таком же положении находятся физиологи, регистрирующие…  

Пути снабжения

Нить Ариадны

 

Зачем собаке пятая нога

  Пятая конечность, если ее пересадить вблизи соответствующей лапы хозяина,…

В лабиринте

Посредник

Оружие «Золотого короля» Кровавые подвиги Эрнандо Кортеса и Франсиско Писарро, захват и разграбление…  

Двери

Работа мозга возможна лишь при контактах между его многочисленными клетками. Средств общения нейронов немного. У них могут быть контакты между двумя аксонами, двумя дендритами и телами клеток, аксодендрические (аксон – дендрит), аксосоматические (аксон – тело клетки) и дендросоматические (дендрит – тело клетки). Всего шесть возможностей, и все шесть используются, хотя основных типов два: между аксоном одной клетки и телом или дендритами второй. На заре возникновения нервной системы преобладал первый тип. Он и сейчас преобладает у примитивных животных.
Аксодендрические контакты имеют существенные преимущества. На поверхности клетки может разместиться относительно немного нервных окончаний. Другое дело дендриты, их разветвления значительно увеличивают поверхность клетки и расширяют возможность клеточных контактов. Имея достаточно большую протяженность, они как бы сами идут навстречу аксонам, подыскивая для себя источники информации.
Может показаться удивительным, что клетки, участвуя в очень важных, чрезвычайно сложных функциях, сами располагают незначительной информацией, передавая команды, а еще чаще просто советы о том, что соседним клеткам следует возбудиться или, наоборот, прервать свою деятельность.
Трудность передачи информации в том, что каждая нервная клетка, одетая в собственную оболочку, окруженная глиальными клетками и закутанная слоями миелина, – это маленькое самостоятельное государство. Какие бы революции его ни сотрясали, какие бы катаклизмы ни происходили, сор из избы не будет вынесен, все останется внутри клетки.
Для обмена информацией необходимы специальные устройства. В конце прошлого столетия глава английских физиологов Шеррингтон назвал места тесного контакта отростков нервных клеток синапсами, что в переводе с греческого означает «смыкать». В то время Шеррингтону еще не было известно, что нервные клетки обмениваются «письменными» приказами. Тесный контакт наилучшим образом объяснял, как возбуждение переползает с одного нейрона на другой.
Теперь мы точно знаем, что настоящего контакта нет.
Между соприкасающимися волокнами всегда остается заметная щель. Синапсы – это те места, где нервные клетки имеют двери, через которые и происходит обмен информацией.
Нервные клетки эмбрионов дверей еще не имеют. Они появляются позже, когда отростки нейронов, разрастаясь внутри черепной коробки, сталкиваются друг с другом. В местах соприкосновений каждая из контактирующих клеток прорубает дверной проем. Теперь не нужно «далеко ходить», чтобы обменяться новостями. Казалось бы, обмен информацией налажен. Увы, все гораздо сложнее: соседи держат свои двери на запоре. Они боятся утечки информации и не желают попадать под чужое влияние.
Нужно честно сказать, что настоящих дверей, то есть дырок в клеточной мембране, ни у одной из нервных клеток нет: мембрана как мембрана, но в ней существуют поры, способные пропускать медиаторы. Хранятся они в крохотных, порядка 200–600 ангстрем, синаптических пузырьках, располагаясь вблизи дверей одной из двух соседних клеток.
Возбуждение любой нервной клетки, любого ее отростка обязательно сопровождается возникновением электрических потенциалов. Казалось бы, все очень просто, электричество – отличный раздражитель, и для передачи возбуждения с одной нервной клетки на другую ничего специально придумывать не нужно. Однако мозг не способен варьировать напряжение электрического тока. Нервная клетка работает по закону «все или ничего», то есть или «молчит», или дает стандартный импульс.
Там, где возбуждение обязательно должно передаваться от клетки к клетке, этот принцип можно было бы применить. В мозгу гораздо чаще ситуация такова, что нервная клетка вовсе не обязана тотчас возбуждаться, если соседка ей в дверь покричит, что возбуждена до предела. Конечно, добропорядочная нервная клетка всегда прислушается к соседям. Если слухи серьезные, соседи со всех сторон сообщают, что они находятся в состоянии возбуждения, клетка-адресат возбуждается.
Иными словами, нервная клетка возбуждается только в том случае, если адресованная ей информация получит достаточно убедительное подкрепление.

 

В этом и состоит работа нервных клеток: постоянно взвешивать получаемую от корреспондентов информацию и решать, достаточно ли она основательна. Вот почему нервные клетки высших животных обмениваются между собой химическими посланиями, которые легко дозировать. Когда клетка-корреспондент возбуждена, медиатор из синаптических пузырьков выделяется в синаптическую щель, пространство между двумя клетками.
Предполагается, что только благодаря свободной диффузии молекулы медиатора могут пересечь его за какие-то считанные 1–2 миллисекунды.
Мозг пользуется несколькими медиаторами. Норадреналин, допомин и сератонин вызывают возбуждение адресата. ГАМК (гаммоаминомасляная кислота) – торможение. Ацетилхолин используется и для возбуждения, и для торможения соседних нейронов. Возможно, существуют и другие. Каждый синапс для своей работы использует только один медиатор. Синапсы, где применяется ГАМК, получили название тормозных.
Интересно, что возбуждающие синапсы чаще всего аксодендрические. Клетке-адресату легче собирать информацию с помощью своих многочисленных дендритов.
Тормозные синапсы нередко бывают между аксонами и телом клетки. Приказ затормозиться поступает непосредственно к энергетическим центрам нейрона. Еще чаще тормозные синапсы находятся на аксоне. Клетка будет продолжать генерировать приказы, но они дальше не пойдут. Линия связи окажется заблокированной.
Изучать синапсы очень сложно. Они слишком малы, а количество выделяющегося медиатора ничтожно. Современные химические способы не позволяют исследовать реакции таких малых количеств очень быстро разрушающегося вещества. Понадобилась изрядная изобретательность, чтобы придумать способ извлекать из мозга одни синапсы. Из тщательно измельченного мозгового вещества их отбирают с помощью центрифуги. Помещая желе растертого мозга в сосуд с жидкостью определенной плотности и подбирая скорость вращения, добиваются того, что в осадок выпадают преимущественно нервные окончания.
Этим методом удалось довольно точно определить количество синапсов, которым располагают нервные клетки головного мозга. Оказалось, что в одном грамме коры больших полушарий головного мозга морской свинки содержится 100 миллионов нервных клеток и 350 миллиардов синапсов. Следовательно, каждая клетка располагает 3500 синапсами. Центрифугирование дает возможность рассортировать мозговое вещество на составляющие элементы. Лучше всего сохраняются аксосоматические синапсы. Вырванные из мозга, они еще несколько часов способны сохранять свою функцию.
Откуда нервные окончания берут медиатор? Существует два пути: или он производится на месте, или его изготовляет нервная клетка и переправляет затем к синапсам. Возможность транспортировки вполне реальна. Оболочка аксона является, так сказать, шлангом, трубопроводом, по которому из клетки непрерывным потоком со скоростью 2–11 миллиметров в сутки течет цитоплазма. Не сочтите указанную скорость слишком мизерной. В сравнении с ничтожным размером нервной клетки она не так уж мала. Все же многие факты свидетельствуют в пользу синтеза медиаторов на месте. Удалось подсчитать, что с током протоплазмы синапсы получают всего 1 процент норадреналина. О производстве остальных 99 процентов им приходится заботиться самим.
Белок, который необходим синапсу, черпается из двух источников: в момент возбуждения преобладает синтез на месте, во время покоя необходимые количества его приносит течением из тела клетки. Одно неясно, куда девается текущая по трубопроводу аксона аксоплазма. Возможно, все приносимое тратится на создание веществ, необходимых для нормальной деятельности синапса. Предположение правдоподобное, однако еще не проверенное.

Замок и ключ

  Об устройстве замка можно кое-что узнать, попробовав открыть его отмычкой.…  

Вниз по лестнице, ведущей вверх

 

Колумб мозга – Герофил

Лестница

  Итак, два-три миллиарда лет назад в солоноватом бульоне мировых океанов…

Кирпичики

  Образовавшийся у инфузории навык не условный рефлекс. Вырабатывается он с…  

Одноногая Мег

  Интересно, что современные пиктограммы претерпевают эволюцию, аналогичную…

Портняжка из Берлина

Потерянный процесс

 

Все течет

  Движение нервных процессов, их иррадиацию из пункта возникновения и…  

Проклятый вопрос

  Выдергивание лапки из кислоты – рефлекс спинного мозга. Участия головного…

Двойняшки

 

Пять парадоксов

  Отбросим в сторону вопрос о происхождении билатеральной симметрии. Раз она…

Чердак

В Париже у здания Пастеровского института воздвигнут памятник лягушке. Недавно на средства, собранные студентами-медиками, как дань признательности этому живучему, терпеливому существу, излюбленному объекту физиологических и фармакологических исследований второй памятник установили в Токио. За заслуги в изучении мозга следовало бы отметить собаку и кошку. Памятник собаке водружен в Ленинграде у здания лаборатории И.П. Павлова, а вот кошка, насколько мне известно, еще ждет своей очереди.
Ни у кого не вызывает сомнения, что мозг – важнейший орган тела человека и высших животных. Правда, удаление головного мозга не влечет за собой немедленную смерть. В нем нет таких отделов, без которых жизнь не могла бы теплиться. Все жизненно важные функции по управлению кровообращением и дыханием сосредоточены в продолговатом мозгу. Остальное можно удалить, ничем не компенсируя работу утраченных частей мозга. Но что это за жизнь!
Если у кошки удалить лишь кору больших полушарий, животное становится глубоким инвалидом. У меня в лаборатории жили несколько таких кошек. Оперированные животные могли ходить, хотя и не очень уверенно, слышали, но не понимали того, что слышат. Различали свет от темноты, ощущали тепло, холод, боль, но пользоваться всей этой информацией были не в состоянии. Целый день они спали, пробуждаясь лишь для того, чтобы опорожнить мочевой пузырь и кишечник, или от голода и жажды. Сами есть они не могли. Найти пищу и понять, что это еда, даже если на нее и натыкались, кошки были не способны.
Кормить моих подопечных было одно мучение. Кошки не хотели открывать рот, а когда их пробовали кормить насильно, отчаянно кусались и царапались. Самым легким способом, хотя вряд ли он покажется достаточно гуманным, было сдавить кошке хвост. Животное приходило в ярость и пыталось кусаться, но я ничем не рисковал, так как она не способна догадаться, что обидчик сзади. Рассерженная бесполушарная кошка кусает пустое пространство перед собой. Гораздо опаснее моему лаборанту, который, воспользовавшись кошачьей яростью, пинцетом должен засовывать ей в рот кусочки сырого мяса. Когда они попадают на корень языка, кошка уже не может их выплюнуть. Мне нужно очень крепко держать ее за хвост; если она вырвется, вся нерастраченная ярость обрушится на лаборанта.
Бескорковая кошка останется инвалидом на всю жизнь. Ее ничему или почти ничему нельзя научить. Как известно, крупнейший английский нейрофизиолог Шеррингтон не принял условно-рефлекторную теорию как учение о высшей нервной деятельности. В 1912 году во время пребывания в Петербурге он посетил лабораторию И.П. Павлова и присутствовал на опыте. Полюбовавшись, как на звук звонка у собаки начинала капать слюна, и, видимо, желая избежать дискуссии, сэр Чарлз попробовал отшутиться. «Это напоминает, – сказал он, – нашу молитву перед обедом, – очевидно, молитва имеет для нас такое же значение, как для собаки звонок». Бескорковые кошки не способны усваивать подобные «молитвы», тем более вырабатывать более сложные условные рефлексы.
Основная функция коры больших полушарий – накопление жизненного опыта, или, на языке физиологии, образования условных рефлексов. Наш чердак, кора больших полушарий, самая важная часть головного мозга. Здесь средоточие всех высших функций, наш человеческий интеллект.

Раздвоение личности

  Перерезка мозолистого тела прерывает у кошки главные пути коммуникаций, но…

Труженик и тунеядец

  Опознание голосов животных и птиц, музыкальный слух и музыкальные…

Травка, Фунтик, Рубикон и другие

  Я ожидал, что, если собаки с неповрежденным мозгом различают комплексы с…

Социальная прибавка

Лошадка, на которой ездит наш мозг

  В обязанности гиппокампов вменялось катать в колеснице по синю морю…

Где же зарыта собака?

  Здесь речь пойдет о том, почему, кроме больших, есть еще и малые полушария…

Окна в мир

 

Подоконник

  Информации накапливается так много, что разобраться в ней становится…

От сложного к простому

  Приспособиться очень помогали остальные органы чувств. Если воробей молчал,…  

Я милого узнаю по походке

  Детекторы животных могут вычленять весьма сложные изображения. У куриных…

Искры из глаз

  Аналогичный эффект можно вызвать и более деликатным способом, путем…

Информация звуковых волн

Криминальная история

  Есть животное, главное оружие которого нестерпимо отвратительный запах. Его…  

Добчинский и Бобчинский

 

Чтоб собеседник нашу мысль постиг

  С подобным положением каждый сталкивался не раз. От понимания слов и знания…

Сорока на хвосте принесла

  Еще шире распространен язык запахов. Пахучие вещества вырабатываются…  

Ау, Аэлита!

  Этого достаточно, чтобы изложить алгебраические понятия. Значительно сложнее…

Запретная зона

Мы и вундеркинды

Любят девушки у нас поговорить

  Интересны результаты подсчета количества произносимых за день слов. Как ни…

Почему Ньютон родился в Европе

  К чему приводят подобные различия? Понятия пространства, времени и материи,…

Кладовая

 

В поисках клада

Ум долгий, ум короткий

  Будь следователь более опытным, глубокая забывчивость пострадавшего его бы…

Пилюли из вашего дедушки

  Оказалось, что в каждой из них было около 750 пикограмм РНК. У крысиных…  

Волки и овцы

Архивариус нашего мозга

  Опыты с кедровками проводили прямо в тайге. В огромную клетку – вольеру по… Киностудия «Морфейфильм»

Законодательство Суффолка

  Библиотечные работники Кембриджского университета значительно демократичнее.…  

Учитесь видеть сны

  Влияние сновидений на темпы развития нашей цивилизации имеет и другой…  

Мне грустно потому, что весело тебе

 

Голод не тетка

  Механизм насыщения обычно приучен к определенному стилю работы. Европейцы в…

Закон всемирного тяготения

  Запечатление более важно для самцов. Самки крыс, выращенных в изоляции,… «Я, Бег-Эльги…»

Не капай мне на мозги

  Причиной невроза стало происшествие, которое случилось с юношей в последний…