И наконец, самую горячую признательность и бесконечную любовь я отдаю тем, кто поддерживал меня всегда и во всем и терпеливо прощал мои практически постоянные отказы играть вместе с ними в настольные игры во время работы над книгой, – моей семье.
Приложение 1
Основы нейробиологии
Представим себе два разных сценария. Первый: самый пик пубертатного периода, учитель или родители пытаются растолковать вам, чего ожидать от жизни. И вот вы просыпаетесь со странным ощущением, а пижама в каких-то пятнах. Взволнованный, вы бежите и будите родителей, они ударяются в слезы, делают вгоняющие в краску фотографии, режут в вашу честь барашка и проносят вас по городу в паланкине под песнопения соседей на каком-то древнем языке. Произошло нечто значительное.
Но по-честному – что изменилось бы в жизни, случись все эти гормональные трансформации на 24 часа позже?
Вот второй сценарий: вы идете из магазина, как вдруг из кустов выскакивает лев и бросается на вас. Под влиянием стрессового ответа мозг заставляет сердце биться быстрее, увеличивает кровяное давление, расширяет сосуды в ножных мускулах – которые теперь работают как сумасшедшие, – обостряет все чувства, концентрируя внимание на цели.
Что изменится, если все эти трансформации произойдут на 24 часа позже? Вы превратитесь в кусок мертвой плоти.
Именно чтобы различить требования двух этих событий, наш мозг такой необыкновенный. Организовать наступление пубертатных событий не сегодня, а завтра? Да легко! Или выработать антитела не прямо сейчас, а ближе к вечеру? Печальный исход тоже редок. Отложить накопление кальция в костях? Примерно со схожими последствиями. Но нервная система в основном занята не этими процессами, а теми, что описаны в главе 2, теми, которые происходят за секунду до действия. И с феноменальной скоростью.
Нервная система построена на контрастах, четком различении крайностей, представленных каким-то значением и нулем, максимизации сигнала на фоне шума. Задачи эти непростые и затратные[529].
Один нейрон
Основной тип клеток нервной системы, которые мы, как правило, и называем «клетки мозга», – это нейроны. В нашем мозге их сотни миллиардов, и все они как-то друг с другом взаимодействуют, формируя сложные сети. Вдобавок к ним имеются еще глиальные клетки, занятые на формовочных работах, – они обеспечивают структурную крепость и изолирующие прокладки нейронов, запасают для них энергию, помогают исправить нейронные повреждения.
Естественно, никоим образом нельзя сравнивать нейроны с глиальными клетками. На каждый нейрон приходится десять клеток глии, которые к тому же подразделяются на несколько типов. Они участвуют в процессе взаимодействия нейронов друг с другом, слагаются в глиальные сети, сообщающиеся своим собственным, отличным от нейронного, манером. Так что глия тоже исключительно важна. Тем не менее я для упрощения сосредоточусь именно на нейронах.
По своему клеточному устройству нейроны решительно отличаются от других клеток, и это сразу выводит нервную систему на особое положение. Клетки в организме – обычно небольшие по размеру и относительно автономные единицы, к примеру мелкие округлые красные кровяные клетки.
А нейроны, напротив, это полностью лишенные симметрии длинные штуки с отростками во всех направлениях, какие только возможны. Отростки могут, в свою очередь, достигать немыслимой длины.
Попробуем представить, как в начале XX в. царь и бог нейробиологии Сантьяго Рамон-и-Кахаль вычленил один такой нейрон. Он был подобен фантастическому древу с тысячью ветвей, по-научному такие называют «высоко арборизированные нейроны».
Многие нейроны имеют колоссальный размер. Между началом и концом этого предложения помещается несметное множество красных кровяных клеток, а отростки многих нейронов спинного мозга вытягиваются на десятки сантиметров. Вот у синего кита такие нейроны имеют длину в половину баскетбольного поля.
Строение нейронов является ключом к пониманию их функций.
Основное, что делают нейроны, – переговариваются друг с другом, передают возбуждение от одного к другому.
Значит, на одном конце нейрона должны быть, так сказать, уши: особые отростки, которые получают информацию от других нейронов. А на другом конце – отростки, которые служат ртом, т. е. передают сообщение следующему в очереди.
Уши, т. е. информационные входы, называются дендритами. Информационный выход начинается с одного цельного провода, именуемого аксоном, который на конце ветвится; эти аксонные (нервные) окончания и являются ртом (забудем на время миелиновые оболочки). Они соединяются с дендритами следующего аксона. Таким образом дендритные уши нейрона ставятся в известность, что предыдущий нейрон возбудился. Информационное сообщение перетекает от дендритов к телу клетки, оттуда к аксону и аксонным окончаниям, а затем к следующему нейрону.
Давайте подумаем, что означает выражение «информация перетекает» в терминах химии. Что реально передается от дендритов к окончанию аксона? Волна электрического возбуждения. Внутри нейрона находятся различные положительно и отрицательно заряженные ионы. Непосредственно снаружи нейронной мембраны имеются свои положительно и отрицательно заряженные ионы. Когда нейрон на одной из своих дендритных веточек получает сигнал возбуждения от предыдущего нейрона, то на мембране дендрита открываются каналы, через которые внутрь перетекают одни ионы, а наружу – другие. В результате внутри эта дендритная веточка оказывается более положительно заряженной, чем раньше. Заряд распространяется по направлению к аксону, к его окончаниям, и оттуда переходит на следующий нейрон. Вот такая химия.
К ней прилагаются два наиважнейших уточнения.
Потенциал покоя. Когда нейрон получает сигнал возбуждения от предыдущего нейрона, то его внутренняя среда заряжается положительно по отношению к среде снаружи клетки. Вернемся к нашей метафоре – теперь у нейрона есть что сказать, и он желает сделать это погромче. Но как описать то состояние, когда ему нечего сказать, когда к нему не приходят никакие сообщения? Может быть, это состояние равновесия, при котором внутри и снаружи заряд одинаковый и нейтральный?[530] Никогда и ни за что! Возможно, зайди речь о селезенке или большом пальце, то там – пожалуйста, сколько угодно. Но, как уже говорилось выше, у нейронов все построено на контрастах. Если нейрону нечего сказать, это вовсе не пассивность, когда от всех процессов остается лишь умирающая струйка. Нет, это состояние активное. Активное, деятельное, ожидающее, требующее
