Интернет-сайт журнала «Новые Грани»
Сеть передачи информации в нашем мозгу
Проф. О. Арифагаоглу
No : 12 Июль - Сентябрь 2007
Нервные клетки мозга называются нейронами; отрасль медицины, связанная с проблемами заболевания нервов и мозга – неврология, а операции на мозге – нейрохирургия. Предполагаемое число нейронов в человеческом мозгу – 200 миллиардов. В одном мм3 мозга находится приблизительно 150 тысяч нейронов. Каждый нейрон состоит из аксона, ствола и большого количества дендритов. Связь между нейронами осуществляется посредством аксона и дендритов. Количество дендритов составляет порядка 20-30 тысяч. Существует еще несколько сотен триллионов глиа (клеевых) клеток, которые насчитывают 200 миллиардов триллионов, защищают их от инородных веществ и микробов, а также очищают отходы. В частности, клетки шван, образующие миелиновый чехол, отвечают за сохранность аксона.
Проф. д-р. Гази Яшаргиль выражает свое несогласие с расхожим сравнением мозга с компьютером, которое используют для объяснения скорости обработки и объема информации, следующими словами: «Сравнивать человеческий мозг с компьютером уже стало чуть ли не традицией. Однако компьютер не может отразить и малейшей части возможностей мозга. Говорят, что в мире 500 миллионов телефонов. В нашем мозгу функционирует свыше триллиона телефонов. Сообщение нейронов еще не изучено».
Нейроны соединяются посредством перекрестных точек, которые называются синапсами. Один нейрон может возбуждать или подавлять другой. Поток информации всегда односторонний по причине того, что он осуществляется в синапсах посредством аксонов. То есть информация передается от одного нейрона к другому через аксон. Информация обрабатывается в синапсах, где сходятся аксон одного нейрона и дендрит другого. Предполагаемое количество синапсов, в которых и происходит обработка (интеграция) информации, являющаяся важнейшей задачей мозга – 200 триллионов.
Формы сети передачи информации (нервной сети) в нашем мозгу определяются в специальной литературе такими терминами, как ветвление, накапливание, продление сигнала, подавление Ренсшоу и диагональное подавление.
Передача информации способом ветвления: способ распространения информации путем ее ветвления и, таким образом, копирования. Аксон одного нейрона может разделяться на множество ветвей – до 2000 и более. Информация переносится в нейроны по всем ветвям. Аксон нейрона, принявшего эту информацию, также разветвляется. В этом случае информация, количество которой уже превышает один сигнал, распадается на несколько частей. Существует множество форм механизма ветвления, однако для того чтобы понять его принцип, надо рассмотреть два основных варианта ветвления.

1. Одностороннее ветвление
Основная цель одностороннего ветвления – увеличить число возбудителей центров. При функционировании этого механизма один возбудитель или слабый сигнал может превратиться во множественный возбудитель или сильный сигнал. Например, при возбуждении всего одного нейрона в моторном кортексе (коре) головного мозга могут приходить в действие ткани десяти тысяч мышц. Если нам надо рано проснуться, мы можем мгновенно отреагировать на полученный во сне осязательный или слуховой сигнал. Другими словами, единичный входной сигнал будит нас посредством миллионов сигналов в коре головного мозга, которые возникают во время действия механизма ветвления.

2. Многостороннее ветвление
Основная цель многостороннего ветвления – сообщение одного сигнала в разные центры мозга путем его разделения на разные дорожки. Например, человек, звонящий из г. Эрзурума, набирает номер и может говорить с тысячей людей и в Анкаре, и в других областях, и даже в Европе, Африке и Америке, может им всем ответить. Именно таким образом осязательный сигнал в ткани нерва может быть одновременно передан разными путями в такие центры, как костный мозг, луковица костного мозга, определяющее ядро мозга, таламус и кора головного мозга.

Накапливание (Convergence)
Накапливание означает концентрацию множества сигналов в одном центре. С помощью этого механизма один нейрон может получать различную информацию от других нейронов, количество которых варьируется от 10 до 200 тысяч. Внутри себя он может интегрировать разные данные и преобразовывать их в конечный выходной сигнал. Существуют два типа процесса накапливания.
1. Накапливание информации из одного источника. При действии этого механизма большое количество нервных тканей из одного очага сосредотачивается в одном нейроне, что приводит к более сильному эффекту. Потому что одни и те же данные, принесенные большим количеством нейронов, накапливаются в одном нейроне.
2. Накапливание информации из разных источников. Действие этого механизма приводит к возбуждению одного нейрона информацией, полученной из разных очагов мозга. Например, промежуточные нейроны головного мозга одновременно принимают сигналы внешних нервов (кожи), нервных тканей коры головного мозга, а также нижних отделов головного мозга, называемых базальным гангилоном, и полученные из разных источников сведения (информация) здесь обрабатываются (интегрируются) и сводятся в единый ответ. Мы можем сравнить этот механизм с собранием, на котором присутствуют люди с разными точками зрения; они советуются друг с другом и в результате приходят к общему решению. Представим, что человек неожиданно увидел мышь. Информация, полученная посредством зрения, слуха и других чувств, заставляет работать мышцы скелета и накапливается в нейронах. Именно в этот момент и принимается решение: убегать или нападать? Это состояние, порождающее в нашем организме противоречивые порывы, называют «реакцией атаки-побега».

Подавление фоновых сигналов
(Lateral inhibition)
Действие этого механизма применимо более к осязанию. По мере продвижения осязательного нерва в направлении мозга он разветвляется, и эти ответвления подавляют нормальные фоновые сигналы, идущие в мозг от участков кожи, находящихся рядом с тем, к которому прикоснулись. Таким образом мозг может точнее определить точку прикосновения. Этот механизм необходим для чувствительного восприятия участка кожи, к которому прикоснулись, и силы прикосновения. Можно привести следующий пример действия этого механизма. Вы хотите, чтобы премьер-министр услышал вас на площади, где собрался митинг. Но он вас не слышит и поэтому не отвечает. В этом случае вы должны либо заставить замолчать тех, кто находится рядом с вами, либо же воспрепятствовать тому, чтобы их голоса донеслись до премьер-министра. В процессе сообщения того или иного чувства мозгу другие сигналы подавляются именно таким образом.
Диагональное подавление (Reciprocal inhibition). При действии этого механизма один нейрон может демонстрировать два разных проявления. Единовременное возбуждение одной и той же нервной ткани, идущей из костного мозга, проявляется в напряжении тех мышц, которые должны быть напряжены, и расслаблении мышц, противоположных напряженным. В этом случае для расслабления мышц не требуется отдельного нерва, то есть происходит экономия энергии. Мышцы, заставляющие руку приближаться к корпусу, работают противоположно тем мышцам, которые будут задействованы при движении руки в обратную сторону. При напряжении одних мышц расслабление других обязательно. Этот чудный механизм действует относительно всех мышц нашего организма. Когда наш зрачок смотрит внутрь, мышцы, приводящие его в это направление, напрягаются, а мышцы, овечающие за его движение к внешнему краю, расслабляются. Высшая сила заставляет один сигнал работать в двух направлениях одновременно.

Подавление Ренсшоу
Этот механизм, действующий в костном мозгу, был назван именем первооткрывателя. Приказы, отдаваемые мозгом мышцам, как правило, сильнее своих реципиентов. Приказы, получаемые мышцами, ответственными за то или иное движение, доходят и до соседних мышц. Этот механизм был создан для того, чтобы движение могло производиться нужной мышцей, с заданной силой и в течение определенного времени. Аксон, передающий мышцам команду напряжения, создан таким чудесным образом, что сразу после передачи сигнала подавляет и свой, и соседние нейроны. Таким образом, подавляется продолжительность возбуждения, и соседние мышцы не делают ненужных и лишних движений. Как видно, система работает в режиме предельной экономии времени и места, который просматривается в функционировании вселенной. При заболевании столбняком яд, который вырабатывают его микробы, прекращает работу этого механизма. В этом случае напрягаются те мышцы, которые не должны напрягаться, а напряжение мышц, которые должны были это сделать, не заканчивается. При этом заболевании все мышцы в организме напрягаются сверх меры, отсюда и происходит его название. При проведении опытов с микробами столбняка Ренсшоу по неосторожности заразился и умер от этого заболевания. В память об ученом этот механизм и задействованную в нем клетку костного мозга называют клеткой и подавлением Ренсшоу.

Продление сигнала
Принцип действия этого механизма следующий: единственный входной сигнал может иметь большое количество выходных сигналов, продолжающихся от нескольких миллисекунд до нескольких минут. Для этого существует много механизмов. Названный механизм начинает действовать тогда, когда нужно получить сильное или длительное проявление. С его помощью можно получить выходные сигналы, продолжающиеся 12 часов или даже целую жизнь. Существуют разные типы этого механизма.
1. Продление синаптического сигнала. Более длительная разрядка достигается путем задержки отдаления от синапса некоторых веществ-проводников, текущих по промежуткам синапсов.
2. Механизм отраженной цепи происходит по мере повторного возбуждения цепи входными сигналами. Существует много типов простой и комплексной отраженной цепи. Механизм отраженной цепи может быть остановлен другим ингибиторным сигналом.
На рисунке вверху представлен достаточно сложный механизм отраженной цепи. В этом периоде нервные ткани, обозначенные красным цветом, снова и снова возбуждая свои и соседние нейроны, становятся причиной возникновения бесконечного количества выходных сигналов. В нашем мозгу находится неисчислимое множество видов и вариантов этих периодов. И в этом случае один входной сигнал может иметь бесконечно много выходных.
На верхнем рисунке изображена отраженная цепь, которую можно остановить. Как правило, в нашем мозгу действуют отраженные цепи этого типа. При внимательном ее рассмотрении мы видим, что при получении одного входного сигнала возникает огромное количество выходных. Изображенные сверху оранжевые ткани отвечают за усиление сигнала, проходящие внизу сигналы, отмеченные прерывистыми линиями, отвечают за то, чтобы сигналы были остановлены и даже полностью уничтожены после того, как их задача будет выполнена. Как пример подобной цепи можно привести смены сна и бодрствования. С первыми лучами солнца человек просыпается, услышав голос или почувствовав прикосновение. Принимая этот первый сигнал за входной, на протяжении светового дня или всего периода бодрствования эти сигналы постоянно продолжаются, и человек бодрствует, все время получая сигналы-результаты одного входного сигнала. Во время сна сигналы подавления и остановки, отмеченные прерывистыми линиями, прекращают этот постоянный выход, провоцируя, таким образом, сон.
Механизм отраженной цепи, изображенный здесь, имеет огромное значение. С его помощью можно получить длительные выходные сигналы, продолжающиеся порой целую жизнь. Если внимательно изучить эти периоды, можно увидеть, что существует постоянная смена фаз, начинающаяся на входе, на выходе и со стороны выхода. Смена фаз происходит каждый определенный отрезок времени. В то же время выходной сигнал начинается по сигналу смены фаз. Каждый сигнал смены фаз через определенный отрезок времени становится причиной возникновения выходного сигнала. Предполагается, что этой цепью может быть нервная цепь, которая заставляет наши дыхательные мышцы работать во время сна, комы и помимо нашего желания. Сегодня ученые еще не могут объяснить, каким же образом поддерживается дыхание без нашей воли. Если допустить, что дыхание – ритмическая функция, начинающаяся с рождением и действующая на протяжении всей жизни, то должен быть и входной сигнал, поступающий один раз при рождении. Этот входной сигнал, полученный новорожденным человеком, должен стать причиной выходных сигналов на целую жизнь. Этим входным сигналом, полученным при рождении, может стать прикосновение акушерки, или то, что ребенок мерзнет. Известно, что если, несмотря на вышесказанное, ребенок не начинает дышать, его слегка бьют по попке, и его плач становится началом процесса дыхания. Именно это возбуждение первого крика создает входной сигнал отраженной цепи. После этого уже нет необходимости в сигнале, и дыхание продолжается помимо нашей воли – по воле и соблаговолению Высшей Силы.
Наше повествование о человеческом мозге можно подытожить, сравнив последний с огромной многофункциональной фабричной электротехнической и электронной системой, которая сама регулирует режим своей работы, освещения и прочих электрических и электронных циклов в зависимости от времени суток, дней недели, времен года и подстраивается под конкретные функциональные требования.
Заканчивая статью, хотелось бы отметить, что в нашем мозгу существуют нервные фазы и сети, которые работают под воздействием химических и электрических возбудителей. Эти фазы, помещенные в наш мозг Высшим Знанием и работающие по Его приказу, наделены такими чудесными свойствами, что человек может говорить, думать, принимать решения, печалиться, нервничать, и, быть может, исполнять миллионы других ведомых и неведомых ему задач и действий. И считать, что все это возникло только благодаря белкам или даже клеткам, которые в свою очередь образовались соединением бездушных и бездумных атомов – невежественно и бесчестно.
Этот текст взят из интернет-сайта ж. Новые грани.