Механизмы мозга - Тюрин

по сравнению с возможностями в этой области. Значительное расширение такого рода исследований чрезвычайно желательно, и оно весьма вероятно в будущем. Но для такого расширения сейчас еще не хватает литературы, с помощью которой специалист в одной области мог бы легко приобрести нужные ему сведения о другой. Существуют, конечно, и терминологические трудности. Кроме того, в каждой области науки необходимо отобрать такой материал, который мог бы оказаться наиболее полезным для союзника из другой области. Эти нужды со временем будут удовлетворены. Пока же имеются пробелы, требующие заполнения.

Начиная работу над этой книгой, я надеялся способствовать заполнению небольшой части одного из таких пробелов. Первоначально я предполагал создать элементарный курс физиологии головного мозга и центральной нервной системы, который мог бы служить физику отправным пунктом для более основательного изучения предмета. Спустя 18 месяцев, исписав сотни три страниц, я осознал, что даже эта скромная цель превосходит мои возможности. В «элементарном курсе», заслуживающем этого названия, материал должен быть отобран настолько умело, чтобы в в нем содержалось действительно самое существенное. Я убедился, что нужно быть большим знатоком предмета, чтобы с уверенностью отделить фундаментальное и непреходящее от поверхностного и временного в динамичной области исследования мозга. Поэтому я отказался от первоначального намерения назвать свою книгу «Вводным курсом для не биолога».

Ретроспективно мне кажется, что эта книга больше похожа не на учебник, а на записки путешественника, описывающего экзотическую страну, в которой он побывал впервые. Конечно, трудно ожидать, что такой в общем очень мало осведомленный посетитель поймет чужую для него страну достаточно глубоко и в своем отчете сумеет сосредоточить внимание на самом важном, но тем не менее возможно, что ему удастся передать некоторым своим столь же неосведомленным соотечественникам воодушевление и энтузиазм, вызванные у него тем, что он видел. Возможно, это побудит других также посетить эту новую страну или обратиться к более полным источникам, чтобы лучше ознакомиться с тем, что поразило их воображение.

Таким образом, предлагаемую книгу следует рассматривать как рассказ о том, что показалось важным и интересным физику, впервые познакомившемуся с развитием исследований в области изучения мозга. Разумеется, я прилагал все усилия к тому, чтобы не пропустить вещи, которым биологи придают первостепенное значение, или не выдвинуть на первый план аспекты, которые кажутся им несущественными, но я не могу дать читателям никакой гарантии в том, что это мне удалось. Однако излагаемый материал, несомненно, содержит значительную часть современных сведений о мозге. Кроме того, людям с подготовкой в области точных наук эта книга должна быть доступнее, чем оригинальные статьи, большая часть которых изложена на специальном языке биологии. И я буду считать свою цель достигнутой, если моя увлеченность современными открытиями и гипотезами о работе мозга в какой-то мере передастся хотя бы нескольким читателям, имеющим подготовку в области физических наук, и если это побудит их искать возможности для совместной работы с биологами. Это и есть действительная цель моего труда.

1 Электрические свойства нервов

В предисловии мы сравнили эту книгу с описанием экзотической страны, автор которого, так же как и читатель, никогда не бывал в ней ранее. Как это нередко делают в подобных описаниях, мы начнем с краткого рассмотрения обстоятельств, связанных с открытием территории, которую мы собираемся посетить.

Никто не станет возражать, что начало современной неврологии положило открытие электрических свойств нервов. Гораздо менее ясно, кому из нескольких естествоиспытателей XVIII века следует приписать честь этого открытия. В сущности, это важное новое представление об электрической природе функции нервов, подобно многим новым научным направлениям, выросло из нескольких научных наблюдений. Еще до 1750 г. были опубликованы сообщения о судорожных сокращениях мышц у свежих трупов животных и людей, приведенных в соприкосновение с работающим электростатическим генератором или лейденской банкой. Несколько позже, в 70-х годах, два или три автора высказали предположение, что удар, наносимый скатом Torpedo, имеет электрическую природу.

Несмотря на то что утверждения некоторых из этих ранних исследователей имели, возможно, определенную ценность, биологи, по-видимому, считают «отцом современной неврологии» Луиджи Гальвани, читавшего публичные лекции по анатомии в Болонском университете с 1762 г. до конца своей жизни (1798). Незадолго до 1780 г. Гальвани начал упорно заниматься электрическими явлениями, наблюдаемыми на ножках лягушки. По одной из версий, первоначальным толчком послужило то, что он увидел в одной мясной лавке. Главным товаром здесь были лягушачьи ножки, и тушки лягушек были развешаны на медных крючках, прикрепленных к железной перекладине. Гальвани, по-видимому, заметил, что, когда болтающаяся тушка задевала за железную перекладину, ее ножные мышцы сокращались, как живые.

Хотя эта история и недостоверна, не подлежит сомнению, что Гальвани в своей лаборатории приводил мертвых лягушек в соприкосновение с медными крючками и железными подставками и потратил много лет на всевозможные опыты, пытаясь лучше понять феномен «животного электричества», как он назвал его. Его публикации, начавшиеся с 1791 г., вызвали огромную сенсацию. Возможность «возвращения жизни» мертвому животному захватила воображение публики и вдохновила ее на безудержные фантазии, обусловленные недостатком научных знаний,— явлением, довольно обычным даже в XX веке.

В представлениях Гальвани о процессах, приводящих к мышечной реакции при взаимодействии меди, железа и мертвой лягушки, многое впоследствии оказалось неверным, но сейчас это не должно нас интересовать; опыт Гальвани легко может быть описан в точных современных понятиях.

Прежде всего в основе полученных Гальвани результатов лежал только еще выяснявшийся в то время факт, что при соприкосновении разных металлов, например меди и железа, в определенных условиях может возникать электрический ток. Имел значение и тот известный Гальвани из анатомии факт, что деятельностью мышц управляют нервы — что, например, мышца лягушки сократится, если ущипнуть идущий к ней нерв. Эти научные сведения уже позволяли установить надлежащую связь между сокращением лягушачьих ножек, свисающих с медных крючков на железную перекладину, и одним из самых важных фак-тов науки о жизни — электрической основой действия нервов.

Вывод о том, что подергивание ножек лягушки в опытах Гальвани вызывалось электрическими токами в соответствующих нервах, был проверен во многих лабораториях в начале XIX века. Было установлено, что этот феномен наблюдается не только у лягушек, но и у всех других животных, в том числе у человека: пропускание электрического тока через нерв, управляющий данной мышцей, заставляет эту мышцу сокращаться. Проводя такие опыты на живых животных, ученые в конце концов установили, что они имеют дело со свойством живой ткани. Возможность вызывать это явление у мертвых животных была просто следствием того, что нервная