Два этих класса «проводки» могут взаимодействовать, и мы часто нарочно их к этому вынуждаем. Предположим, вы испытываете продолжительную ноющую боль, например от укуса насекомого. Как можно ее заглушить? Стимулировать «быстрый» аксон. Тогда на мгновение боль усиливается, но зато за счет стимуляции нейрона С линия с нейроном D на время заглушается. И в подобных обстоятельствах мы именно так и действуем. Укушенное место зудит нестерпимо, и мы расчесываем его снова и снова, потому что при этом тягучий зуд и боль на несколько минут стихают.
Для клинической практики важно знать, как срабатывают эти механизмы боли. В частности, появляется возможность разрабатывать средства от сильных хронических болей (например, в спине). С помощью микроэлектродов, имплантированных в «быструю» нейронную схему и присоединенных к стимулятору на бедре, пациент имеет возможность включать быструю линию, выключая тем самым хроническую боль. Во многих случаях это отлично срабатывает.
Таким образом, у нас имеется «линия передач» с повышенной четкостью сигнала во времени, и в ней задействовано двойное торможение – торможение тормозного нейрона, что очень круто. Как вы думаете, почему эту схему я выделяю из всех других? А потому, что она была предсказана в 1965 г. двумя великими нейробиологами, Рональдом Мелзаком и Патриком Уоллом. Они предложили ее в качестве теоретической модели: «Никто не видел подобных схем, но мы, учитывая, как срабатывает боль, полагаем, что схема должна выглядеть примерно таким образом». Последующие исследования показали, что именно так и устроены связи данной части нервной системы.
Какой из человечков?
И последняя, совершенно гипотетическая схема. Предположим, что имеется каскад из двух слоев нейронов.
Нейрон А посылает отростки к нейронам 1, 2 и 3. А нейрон В – к 2, 3 и 4 и т. п. Теперь подумаем – наделив нейроны А, В и С воображаемыми функциями, – как такая схема может работать. Пусть нейрон А возбуждается в ответ на левого человечка, В – на того, что посередине, а С – на правого.
Что может выучить нейрон № 1? Как узнавать своего конкретного человечка. Нейрон № 5 столь же узко специализирован. А на что способен нейрон № 3? Он может научиться узнавать, как одевался джентльмен Викторианской эпохи. Это нейрон, который поможет вам опознать викторианца на картинках внизу.
Умение нейрона № 3 неспецифичное, оно получается из перекрывания аксонов первого слоя. Нейроны № 2 и № 4 тоже неспецифичны, но их определения грубее, потому что они получают лишь по два образчика для сравнения.
Так что нейрон № 3 располагается в точке схождения этой нейронной сети. И в самых сложно организованных участках мозга нейронные пути идут примерно так же, как на нашей воображаемой схеме, но только таких путей в тысячи тысяч раз больше. При этом нейрон № 3, вполне вероятно, окажется на периферии какой-нибудь другой схемы (к примеру, той, которую можно нарисовать перпендикулярно странице с викторианскими человечками), а нейрон № 1, напротив, играет, возможно, центральную роль в какой-то своей схеме в четвертом измерении. И так далее. Все нейроны включены в разнообразные нейронные сети.
Что это дает? Способность мыслить ассоциациями, метафорами, аналогиями, иносказаниями, символами. Связывать две несвязанные вещи, даже из разных сенсорных категорий. По-гомеровски соединять цвета моря и вина[543]. У меня, к примеру, из-за этого тесно ассоциированы Стравинский и Пикассо, потому что на обложках альбомов Стравинского (припоминаете?) часто изображается что-нибудь из Пикассо. По той же причине прямоугольный кусок ткани, раскрашенный определенным образом, может олицетворять целый народ или идеологию.
И последнее. Мы различаемся по природе и охвату наших ассоциативных сетей. И порой маргинальные их варианты порождают интереснейшие вещи. Например, большинство из нас еще в раннем детстве научились связывать рисунок ниже с концепцией «лицо».
Но затем вступают в игру другие учителя, у которых нейронные сети проецируются шире, собственным чудны́м манером. И они показывают миру, что нечто «лицеобразное» можно увидеть и на фотографии на следующей странице.
А если спросить о последствиях подобных нетипично переплетенных сетей, то ответ будет такой – творчество.
Еще на ступеньку выше
Один нейрон, два нейрона, нейронная сеть. И мы уже готовы сделать последний шаг, подняться на уровень тысяч нейронов.
Под микроскопом срез ткани выглядит примерно так, как на картинке ниже.
Это гомогенное поле клеток, организованных более или менее единообразно. В верхнем левом углу картинка выглядит точно так же, как и нижнем левом.
То был срез ткани печени. Один срез дает представление о всей печени. Не впечатляет.
Неужели ткань мозга столь же однообразна и скучна: такая же недифференцированная клеточная масса, заполняющая все предоставленное пространство, а нейроны рассылают свои отростки по всем возможным направлениям? Нет, у нее степень организованности фантастическая.
Другими словами, тела нейронов, занятых связанными функциями, сгруппированы вместе в строго отведенных областях мозга, а их нервные волокна, идущие к другим участкам, объединены в общий проводящий кабель. В целом это означает, что разные участки мозга заняты каждый своим особым делом. И каждый отдел мозга со своим наименованием (обычно многосложным словом на греческом или латыни) подразделяется на подотделы и подподотделы. И каждый сообщается (т. е. посылает аксоны) лишь с конкретным набором подразделений (который эти аксоны получает).
Можно свихнуться, пока выучишь все отделы и связи, и мне, к моему ужасу, встречались нейроанатомы, получавшие от этого удовольствие. Для наших же целей полезны лишь некоторые ключевые установки:
а) В любом отделе мозга содержатся миллионы нейронов. Вот некоторые уже знакомые нам наименования: гипоталамус, мозжечок, кора, гиппокамп.
б) В некоторых отделах имеются свои компактные подгруппы, которые называются «ядра». (Тут есть некоторая путаница, потому что часть клетки с ДНК тоже называется ядром. Но что поделаешь?) Вот некоторые, вероятно, совсем незнакомые вам наименования: базальное ядро Мейнерта, супраоптическое ядро гипоталамуса и еще ядро с прелестным названием – нижняя олива.
в) Как только что было сказано, тела функционально связанных нейронов собраны вместе в своих подотделах – ядрах, а кроме того, они посылают аксоны однонаправленно, в
