Изучение человеческого мозга
Человеческий мозг с его 83 миллиардами нервных клеток и триллионом проводящих путей — самая сложная система во вселенной. В то же время мозг — это всего лишь три фунта жира и протеина внутри головы. Стремление понять, как одно сочетается с другим, и является содержанием и целью нейробиологии.
Термин «нейробиология» относительно новый, он возник в 1960-х годах. Поэтому может показаться, что наука занималась изучением мозга и нервной системы менее ста лет. Но если поколение нейробиологов, посвятивших себя исследованию работы мозга, еще относительно молодо, то истоки самой науки относятся к тем временам, когда появились неврологи, положившие начало изучению человеческого мозга.
Неврология – одна из ветвей медицинской науки, занимающаяся расстройствами мозга. Формально она уходит корнями в XVII век, однако врачи занимались умственными расстройствами и травмами мозга задолго до этого. Именно случаи нарушения деятельности мозга дали первые ключи к пониманию того, как он работает.
Голова или сердце?
Врачи древности обладали некоторыми познаниями относительно того, как справляться с повреждениями головы, но лишь в некоторых культурах отдавалось должное самому мозгу. Большую часть периода Античности на мозг обращали внимание в первую очередь из-за его способности «охлаждать» кровь, а не из-за центральной роли для всего организма. Честь быть таким центром была отдана сердцу, которое считалось вместилищем эмоций и души (мы и сегодня относимся к нему так же).
Изменения во взглядах происходили очень медленно, но со временем, от столетия к столетию, истинная природа мозга открывалась все с большей полнотой. Ученые стали понимать, что паралич, потеря речи, слепота, глухота и изменения личности были связаны с нарушениями в мозге. Здравый смысл подсказывал, что мозг управляет всем телом. В действительности здравый смысл был одним из первых принципов нейробиологии, предложенных исламским ученым Авиценной, жившим в X веке. Он отмечал, что мозг собирал информацию от разных органов чувств и анализировал ее — суммировал и извлекал смысл, причем здравый.
Извлечь смысл
Мозг занимает центральное место в нервной системе, которая включает помимо него спинной мозг и сеть нервов, пронизывающих каждый уголок нашего тела. Кроме того, в состав нервной системы входят и все органы чувств — глаза, уши, нос и прочие, и именно изучение функций этих органов позволило понять внутренние механизмы деятельности мозга.
По мере развития науки неврологи все глубже проникали в мозг животных с тем, чтобы проникнуть в суть их способностей. И это часто вызывало критику со стороны широкой публики. Возникла необходимость в усовершенствованной методике исследований: электростимуляция носила менее инвазивный характер и давала возможность ученым работать с людьми. Использование микроскопа открыло новые способы изучения мозга, что позволило определить его структуру и характер функционирования его клеток.
Неврология тесно связана с психиатрией — направлением медицины, имеющим дело с расстройствами психики. Для того чтобы получить правильное представление о том, как функционирует мозг — его мнемоническая система, структуры, обеспечивающие самосознание, способность к абстрагированию, предсказанию и планированию будущего, — орган необходимо изучать в его нормальном состоянии. Это направление исследований и стало полем деятельности нового типа исследователя — нейробиолога. Нейробиологи совершили много удивительных открытий, однако еще больше тайн пока остаются неразгаданными.
Внутри головы
В 2009 г. был запущен Проект человеческого коннектома. Целью его было построить «коммутационную диаграмму» человеческого мозга. Этот амбициозный проект еще находится в процессе создания, и в случае успеха он прольет яркий свет на то, как все части мозга работают как единое целое. А мозг состоит из множества отдельных частей и оболочек в зависимости от их сложности. Например, верхний уровень включает крупные структуры, такие как мозжечок и полушария мозга, которые были идентифицированы на раннем этапе развития анатомической науки еще столетия назад. Более пристальный взгляд вскрывает все большую дифференциацию структур и функций разных частей мозга.
На мельчайшем уровне находится энграмма, физическая запись памяти или мысли, состоящая из связанных между собой клеток мозга. По крайней мере, мы сегодня так думаем. Пока крупицы знаний о том, как строятся взаимосвязи отдельных структур мозга, позволяющие им функционировать как единое целое, ускользают от нашего внимания и труднопостижимы. Но поиски ответа на самые животрепещущие вопросы ни на минуту не останавливаются.
Функциональная анатомия
Мозг также можно охарактеризовать посредством описания его функций, т. е. указав, какие функции каким элементам соответствуют. Вопрос о локализации функций мозга все еще остается открытым, и похоже, что многие локусы вовлечены в выполнение нескольких различающихся функций. Но все же показанные нами диаграммы дают достаточно полное представление о том, что происходит в вашей голове. Первая диаграмма предлагает вид сбоку, вторая — внутренний разрез мозга, а третья — вид сверху.
