Механизмы мозга - Тюрин

В настоящее время известно, что общий наркоз достигается в результате инактивации нейронов ретикулярной системы. Болевое раздражение ноги, звук, действующий на ухо, или свет, падающий в глаза, вызовет в коре мозга наркотизированного субъекта столь же сильную и четкую электрическую реакцию, как и во время бодрствования при полном сознании. Больной не сознает этих ощущений только потому, что его ретикулярная система, находясь под действием наркотика, не может посылать в кору и другие высшие центры мозга специфический комплекс электрических сигналов, необходимый для «включения» сознания. Конечно, это же отсутствие активирующих сигналов парализует и механизмы бессознательных автоматических рефлексов, которые иначе могли

бы быть приведены в действие раздражителями, связанными с хирургической операцией.

О сохранении значительной активности в коре и во время бессознательного состояния свидетельствует также то, что мы способны к различению сенсорных раздражителей во сне. Спящая мать может не реагировать на самые разнообразные звуки и тем не менее мгновенно просыпается при слабом крике своего ребенка. Если кошку научили распознавать один музыкальный тон как предвестник неприятного электрического удара, а другой, лишь слегка отличающийся по высоте, как ничего не значащий раздражитель, то она будет пробуждаться только при первом из них. Во время сна, она, пожалуй, даже лучше различает очень близкие тоны, чем во время бодрствования.

В то время как ретикулярная система включает и выключает сознание, посылая сигналы к соответствующим областям мозга (каковы бы они ни были), сама она побуждается к действию сенсорными импульсами, поступающими в нее через отводы от проводящих путей центральной нервной системы. Приходящие сигналы о прикосновении, боли, звуке или свете интегрируются ретикулярными нейронами, повышая их выходной потенциал до пороговой величины, при которой ретикулярная система дает команду о пробуждении. Прямое электрическое раздражение ретикулярной формации через вживленные электроды, осуществляемое в отсутствие таких входных сенсорных данных, «обманным» путем заставляет этот механизм действовать так, как будто возникла ситуация, требующая сознательного внимания.

Один из видов нервной активности, суммация которой ретикулярными нейронами ведет к посылке сигнала пробуждения,— это активность, возникающая в коре. Для ретикулярной формации этого рода активность, по-видимому, служит таким же указанием на необходимость вмешательства сознания, как и внешние сенсорные раздражители. Именно поэтому мы засыпаем не сразу после того, как прекратится разбудивший нас громкий звук. Мыслительные процессы, начавшиеся после нашего пробуждения, создают кортикальные токи, которые, поступая через коллатерали в ретикулярную активирующую систему, служат для этой системы длительно действующим раздражителем. поддерживающим цепь «выключателя сознания» в замкнутом состоянии. Как мы все знаем, иногда, к нашей досаде, одни только мысли не дают нам заснуть. Если, однако, нам удается в достаточной мере снизить интенсивность нашей умственной деятельности, кортикальные токи сами по себе уже не могут поддерживать ретикулярный активатор сознания во включенном состоянии. Поэтому, если к кортикальным токам не присоединяются другие токи, создаваемые в ретикулярной системе шумом, болью, светом или иным раздражителем, цепь «выключателя сознания» размыкается и мы засыпаем.

Открытие роли ретикулярной активирующей системы разъяснило ряд давних загадок. С древних времен известно, что животное может жить и поддерживать некоторые свои физиологические функции после перерезки спинного мозга. В лаборатории такое животное называют спинальным препаратом. Хотя многие из е го мышечных функций парализованы, оперированное таким образом животное, по-видимому, не спит и, судя по реакциям его головы, часть мышц которой все еще находится под контролем его воли, воспринимает окружающее. Однако в 1937 г. выдающийся бельгийский исследователь Бремер обнаружил, что дело обстоит совсем по-иному, если перерезка производилась не в верхнем конце спинного мозга, а на уровне середины ствола головного мозга. После такой операции животное казалось погруженным в сон. В настоящее время полагают, что это было обусловлено перерезкой волокон, проводящих из расположенной выше коры в ретикулярную формацию непрерывный поток электричских импульсов, порождаемых корковой активностью. Вообще, оказывается, что декортицированный препарат — т. е. животное, у которого перерезаны все нервные волокна, идущие от коры, может быть «разбужен» сильным сенсорным раздражением, но неспо

собен долго оставаться в бодрствующем состоянии. Очевидно, обычные сенсорные входные сигналы, не подкрепленные корковой активностью, не могут поддерживать «выключатель сознания» в ретикулярной активирующей системе включенным.

Поскольку ретикулярная система способна тормозить сенсорную активность, сейчас полагают, что она играет важную роль в способности к сосредоточению. Все мы знаем, что у человека, внимание которого на чем-нибудь сконцентрировано, посторонние ощущения как бы отходят на второй план. Если человек обладает повышенной способностью к сосредоточению, он иногда не замечает громких звуков или других сильных раздражителей, которые в обычных условиях привлекли бы его внимание. В настоящее время известно, что при сосредоточенном внимании нервные сигналы, вызываемые посторонними раздражителями, не только кажутся ослабленными: они действительно ослаблены. Это впервые было показано в 1956 г. в замечательной серии экспериментов, выполненных Р. Эрнандес-Пеоном, X. Шеррером и М. Жуве. Кошке вживляли электрод в ядро улитки — центр мозгового ствола, в котором происходит сортировка и переработка сигналов от нейронов уха на их пути к коре мозга. Как и ожидалось, при резком звуке, производимом около клетки, где находилась кошка, в записи, получаемой с помощью вживленного электрода, появлялся хорошо заметный пиковый потенциал. Когда генератор звука непрерывно издавал ряд щелчков с регулярными интервалами, столь же регулярная серия пиков возникала и на кривой потенциала, регистрируемой самописцем прибора. На этом установившемся фоне экспериментатор внезапно предъявлял кошке раздражитель, особо интересный для животных кошачьей породы. В одном случае таким раздражителем служил стеклянный сосуд с живыми мышами, в другом — вдуваемый в клетку воздух с запахом рыбы. В обоих случаях результат был одинаковым. Кошка тотчас же проявляла живой интерес к новой ситуации, и в то же мгновение амплитуда пиковых потенциалов, вызываемых непрерывным рядом щелчков, резко снижалась. Ни рис. 20 и 21 приводятся записи электрической активности, полученные в таких опытах; в первом случае раздражителем служил сосуд с мышами, во втором — запах рыбы.

Рис 20. Реакция ядра улитки в мозгу кошки на последовательный ряд звуковых щелчков [12].А - при рассеянном внимании, Б - когда внимание кошки привлечено мышами в стеклянном сосуде, В - когда внимание ее вновь ни на чем не сосредоточено.

Этот и другие эксперименты привели к выводу, что сосредоточение внимания на чем-либо интересном связано процессом выбора поведенческой реакции, аналогичным выбору одного из множества автоматических рефлексов, составляющему, как мы видели в гл. 4, важнейшую функцию ретикулярной активиру-ющей системы. Как при бессознательном, так и при сознательном процессе выбора реакции в ретикулярной системе возникают сигналы «регуляции интенсивности», снижающие нашу чувствительность