2.7.2. Психика и нервная система
Нервная система не является необходимой предпосылкой возникновения психики, скорее, с определенного момента психика формируется в ответ на требования активности живых существ. Однако уже на стадии элементарной сенсорной психики происходит неразрывное связывание психических явлений с нервным субстратом: сначала это сетевидная нервная система (кишечнополостные животные); потом – ганглиозная («узловая» – плоские черви) и, наконец, нервная система, основным координирующим центром которой является мозг.
Строение, виды и взаимодействие нейронов.
Нервная информационная система тела состоит из миллионов взаимосвязанных клеток, называемых нейронами.
Нейрон – нервная клетка, основной строительный блок нервной системы.
Дендрит – разветвленные отростки нейрона, которые получают сигналы и передают импульсы клетке.
Аксон – продолговатый отросток нейрона с разветвленными концевыми волокнами, от которых сигналы посылаются другим нейронам или к мышцам и железам.
Миелиновая оболочка – слой жировых клеток, которые сегментарно охватывают волокна многих нейронов, благодаря им скорость передачи нервных импульсов резко возрастает. Важную роль этой оболочки можно проследить на примере заболевания склерозом, когда она разрушается, и в результате этого замедляется передача импульсов мышцам, приводящая к утрате контроля над ними.
Потенциал действия – короткий электрический разряд, который проходит через аксон, он порождается проникновением положительно заряженных атомов через канал в мембране аксона вовнутрь его с последующим выходом через него наружу.
Сенсорные нейроны – (от лат. sensus – чувство, ощущение) посылают информацию от мышц тела и сенсорных органов к спинному и головному мозгу, которые обрабатывают ее.
Интернейроны – делают возможной коммуникацию в центральной нервной системе, находятся непосредственно между сенсорным входом и моторным выходом.
Моторные нейроны – несут выходную информацию от центральной нервной системы к мышцам и железам.
Как взаимодействуют нейроны?
Окончания аксона каждого из нейронов отделены от воспринимающего нейрона маленьким промежутком. Британский физиолог Чарльз Шеррингтон (1857–1952) назвал этот процесс соединения нейронов синапсом, а промежуток – синаптическим промежутком или щелью. А нобелевскому лауреату, испанскому невроанатому Сантьяго Рамон-и-Кахалю (1832–1934) это слияние нейронов – «поцелуй протоплазмы», как он их назвал, показалось одним из чудес света. Очень деликатным способом шишкоподобные образования на окончаниях аксона впускают в синаптический промежуток химических посланцев, называемых нейротрансмиттерами или медиаторами. За 1/10000 долю секунды молекулынейротрасмиттеров преодолевают промежуток и попадают на рецепторные участки воспринимающего нейрона с такой точностью, с какой ключ попадает в замок.
Как нейротрансмиттеры (медиаторы) влияют на нас?
Этот вопрос ставит открытие 75 разных медиаторов, а так же вопросы можно ли усилить или ослабить это влияние? Может ли эта перемена влиять на наше настроение, память, умственные способности?
Один из наиболее изученных нейротрансмиттеров ацетилхолин (Ach) – является посланником при каждом соединении моторных (двигательных) нейронов с мышцами. Когда Ach достигает клеток мышц, они сокращаются. Если же передача Ach заблокирована, мышцы не могут сокращаться. Кураре – яд, которым индейцы Южной Америки пропитывают концы охотничьих стрел, захватывает и блокирует рецепторные участки Ach, делая нейротрансмиттер неспособным воздействовать на мышцы. Попадая в животное такая стрела парализует его. Ботулин – яд, который развивается в плохо закупоренных банках, также вызывает паралич блокировкой выделения Ach нейроном. И, наоборот, яд черного паука-ткача вызывает синаптический прилив Ach, что в результате вызывает страшные мышечные судороги и конвульсии.
Другой нейротрансмиттер эндорфин (сокращенное от эндогенный, что означает внутреннего происхождения, и морфин – наркотический препарат, который улучшает настроение и облегчает боль). Эти натуральные наркотические вещества выделяются как реакция на боль и нагрузку. Они помогают понять многие положительные чувства, например «триумф бегуна», болеутоляющий эффект акупунктуры, а так же безразличие к боли у некоторых калек. Вот что писал Давид Ливингстон в своих «Миссионерских путешествиях»: «Я услышал рык, вздрогнул и увидел льва, который прыгнул на меня. Он ухватил меня за плечо и страшно рычав, тряс меня, как собака крысу. Шок вызвал безразличие, я чувствовал что-то вроде того, что чувствует мышь после первых встрясок котом. На меня напала какая-то сонливость, не было ни боли, ни ужаса, хотя умом я понимал, что происходит. Видимо, это состояние появляется у всех животных, которых убивают хищники, и если это так, то сам милостивый Бог облегчает нам наши страдания перед смертью».
Наркотики являются искусственными стимуляторами «хорошего настроения». Но вся проблема заключается в том, что если мозг одурманить наркотическими препаратами (героин, морфин), то он перестает вырабатывать натуральные наркотические вещества. Если затем перестать вводить наркотик, то мозг окажется лишенным собственных наркотических веществ, и для наркомана наступает мучительный период «ломки». Мы дорого платим за подавление выработки натуральных нейротрансмиттеров самим организмом.
Утешительной новостью является то, что такое знание дает возможность создавать новые терапевтические препараты, в том числе и те, которые используют при лечении шизофрении. Агонисты достигают такой цели путем имитации того или иного медиатора. Агонист – это молекула наркотического вещества, достаточно похожая на нейротрансмиттер, чтобы имитировать его воздействие. Антогонисты действуют путем блокировки того или иного нейротрансмиттера, но не в такой степени, чтобы стимулировать рецептор.
Создание нового наркотического препарата – весьма сложный процесс: не все химические вещества могут проскользнуть через барьер, которым мозг ограждает себя от нежелательного воздействия веществ, которые циркулируют в крови. Например, ученые выявили, что конвульсии болезни Паркинсона вызываются отмиранием нервных клеток, которые вырабатывают нейротрансмиттер допамин. Но введение больному допамина в готовом виде не помогло, а вот L-допа, сырье, которое мозг может превратит в допамин, смогла пройти через барьер.
Функциональные отделы нервной системы человека.
Нейроны, взаимодействуя друг с другом, образуют первичную информационную систему тела – нервную систему (НС) (Рис. 2.3).
Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему (ЦНС). Периферическая нервная система (ПНС) соединяет центральную нервную систему с сенсорными рецепторами, мышцами и железами тела. Сенсорные и моторные аксоны переплетаются и образуют формацию, известную как нервы.
Информация в нервной системе передается тремя типами нейронов: сенсорными, моторными и интернейронами. У нашей нервной системы миллионы сенсорных, столько же моторных и биллионы интернейронов.
- Периферическая нервная система имеет два компонента – скелетный и автономный.
- Скелетная НС (соматическая) контролирует произвольные движения мышц тела. Когда вы дочитываете страницу книги, скелетная система проинформирует головной мозг о состоянии ваших мышц и принесет инструкцию, которая заставляет вашу руку перевернуть страницу.
В состав скелетной НС входят 31 пара спинномозговых нервов, связывающих спинной мозг с рецепторами и эффекторами тела, и 12 пар черепномозговых нервов, связывающих головной мозг с рецепторами и эффекторами головы и шеи.
- Автономная НС (вегетативная) контролирует железы и мышцы наших внутренних органов, включая сердцебиение, пищеварение и деятельность желез. Она состоит из двух подсистем: симпатическая НС выполняет защитную функцию. Когда мы злимся или тревожимся она ускоряет сердцебиение, замедляет усвоение пищи, повышает содержание сахара в крови, расширяет артерии, охлаждает через потоотделение, предостерегает и готовит к действиям. А когда напряжение спадает, парасимпатическая НС оказывает обратное воздействие. Она успокаивает нас, ослабляет сердцебиение, снижает содержание сахара в крови и т.д. В обычных жизненных ситуациях симпатическая и парасимпатическая нервные системы действуют сообща, поддерживая устойчивость внутреннего состояния.
Центральная нервная система
- Спинной мозг – является информационным путем, соединяющим перефирическую НС с мозгом. Восходящие нейронные пути посылают ему сенсорную информацию, а нисходящие – инструкции, которые несут моторные нейроны. Например, когда вы пальцами касаетесь раскаленной плиты, нейронная активность, вызванная высокой температурой, передается через сенсорные нейроны интернейронам в спинном мозге. Реагируя, они посылают сигналы моторным нейронам мышц руки, что заставляет вас мгновенно ее отдернуть. Поскольку простейший путь болевого рефлекса проходит через спинной мозг и выходит из него, вы отдергиваете руку от горячей плиты еще до того, как ваш головной мозг получит и отреагирует на информацию, которая заставляет вас почувствовать боль. Если бы верхняя часть вашего спинного мозга была перерезана, вы не почувствовали бы ни боли, ни удовольствия. Чтобы вызвать эти чувства сенсорная информация должна достичь головного мозга.
На уровне спинного мозга происходит замыкание простейших безусловных рефлексов (например, коленный рефлекс)
- Головной мозг – является главным регулятором всех физиологических функций организма и одновременно служит основой, на которой реализуется сознание (Табл. 2.2).
✓Кора головного мозга
Кора больших полушарий представляет собой слой нейронов толщиной около 3 м, площадь коры 2500 кв.см. Кора каждого полушария образует четыре обособленных доли, разграниченных бороздами: лобная, теменная, затылочная, височная доли. Правое и левое полушария головного мозга соединены мозолистым телом.
В коре больших полушарий выделяют зоны трех типов:
- Сенсорные проекционные зоны, которые получают информацию от рецепторов. Эти зоны имеются в разных долях коры: зона общей чувствительности – в теменной доле, зрительная зона – в затылочной, слуховая – в височной, вкусовая – в нижней части теменной доли. Повреждение какой-либо из этих зон приводит к блокаде сенсорных сигналов от соответствующих органов чувств. При поступлении сенсорной информации поток нервных импульсов достигает коры. Например, зрительные проекционные зоны активизируются при анализе зрительной информации;
- Моторные проекционные зоны, которые посылают в нижележащие структуры команды, управляющие движениями. Область, отвечающая, например, за произвольные движения, расположена в лобной доле. Отходящие от нее волокна направляются в спинной мозг и оттуда – к мышцам.
Проекционные зоны так называют потому, что они формируют своеобразные карты, на которых специфические участки коры соответствуют частям тела, которыми они управляют или, информацию от которых они получают. Карта, созданная на основе операций канадского нейрохирурга У. Пенфилда изображается графически как «моторный (сенсорный) гомункул»
- Ассоциативные зоны, которые занимают до 75% площади коры мозга и принимают участие в протекании высших «корковых» процессов: памяти восприятия, мышления, воображения, речи и т.д. Например, ассоциативные зоны лобных долей необходимы при планировании действий – их повреждение делает неспособным человека к выходу за пределы конкретной ситуации, он начинает жить исключительно «здесь и сейчас», хотя в остальном его умственные способности остаются неизменными. Установлено, что при поражении зоны Брока (в передней лобной доле левого полушария) человек теряет способность правильно произносить слова, а при поражении зоны Вернике (в височной доле левого полушария) – понимать обращенную к нему речь.
Важно отметить, что в мозге нет конкретной структурной организации, которая соответствовала бы категориям нашего поведения или субъективным состояниям. Так, в ассоциативной коре нет участков, где рождаются, например, мысли или воспоминания. Даже в осуществлении простых психических функций вовлечено множество структур мозга.