Статистика ВК сообщества "Метафизика мозга, или Метахимия мысли"

Что такое мысль, и как она возникает? Нейробиология мысли

Что такое мысль, и как она возникает? Нейробиология мысли, изображение №1
Мысль, возникающая всякий раз в головном мозге (назовем ее ментальным событием), есть, по сути, мгновенные и существенные изменения как внутри большого числа нейронов, так и снаружи их, в межклеточном пространстве, в синаптических связях между нервными клетками, а также в т.н. глиальных клетках. (К глиальным клеткам головного мозга относятся все другие, кроме самих нейронов, клетки мозговой ткани. Это вспомогательные клетки, создающие микроокружение и выполняющие опорную, питательную и ряд других необходимых для нервных клеток функции. Их число в головном мозге в десятки раз превышает число нейронов.)

Что удивительно, эти молекулярные изменения происходят одновременно и молниеносно во всем головном мозге, в специфических областях и цепях, используя множество различных механизмов.

Каждое отдельное ментальное событие использует одни и те же нейроны, которые могут образовывать свои сети в совершенно разных областях. Сигналы в этих сетях возникают единовременно с другими типами электрического взаимодействия, включая синхронные колебания и изменения электрического потенциала в межклеточном веществе головного мозга. Также с каждым новым усвоенным событием из стволовых предшественников возникают новые клетки и встраиваются в нейронные цепи. И это лишь часть механизма существования мысли в мозге.

Нейроны сами по себе являются чрезвычайно сложными клетками — в сущности отдельной цивилизацией, производящей с участием клеточных ядер свой продукт и массивную систему транзитных микротрубочек и митохондрий со сложным комплексом двигателей для транспортировки материальных данных. Белок актин, составляющий основу трубочек цитоскелета, быстро организовывается, разрушается и перестраивается в чрезвычайно сложные структуры наподобие строительных лесов внутри клетки, чтобы поддерживать новые дендриты (Отростки нервных клеток, воспринимающие сигнал, см. рисунок выше) и синаптические бляшки-бугорки на окончаниях аксонов. (Чтобы нервный импульс передался с отростка одной клетки на тело или отросток другой клетки должен образоваться синапс — терминал — особые утолщения-бугорки, которые связываясь с обоих сторон, формируют синаптическую щель со сложным механизмом регуляции, открытия и закрытия каналов, по которым сигнал, например, в виде деполяризационной волны возбуждения, приобретает свойства нейромедиатора — молекулы, которую захватывают рецепторы постсинаптической мембраны).

Сравнительно крошечные ядра нейронов поддерживают и обеспечивают материалом для транспорта гигантские аксоны, достигающие порой в длину более полуметра (и более в составе волокон спинного мозга до нижних конечностей) и имеющие по своему ходу до сотни тысяч соединений с дендритами других клеток. Эти синапсы постоянно образовываются и распадаются, примерно среди 100 млрд. нейронов, своими отростками формируя сеть, насчитывающую триллионы и более таких узлов. (Существует более 2-х десятков нейромедиаторов, роль которых в синаптической передаче сигнала изучена. Поэтому триллионы (и более) нейронных связей можно возводить в степень еще и количества известных нейромедиаторов. Получается совсем невообразимое количество вариантов.)

Роль таких каскадных структур безмерно велика, однако при этом сами нейроны тем или иным образом также принимают участие в анализе и передаче информации и значений.

Несмотря на то, что каждая деталь этого процесса известна не до конца, последние исследования показывают, что просто мысленное переключение внимания с одного на другой зрительный образ немедленно перестраивает синаптические связи. Изменения возникают путем смены нагрузки на пресинаптические события (цепь внутриклеточных реакций, которые предшествуют выработке нейронами достаточного количества нейромедиатора, чтобы передать сигнал дальше, через синапс на другой нейрон, так что возникнет потенциал действия в другой клетке или нет) — увеличивая или ослабляя чувствительность, для того чтобы распознать значимый для внимания источник сигнала из общего шума, поступающего с других рецепторов чувствительности.

Так выглядит вкратце чрезвычайно плотный ряд масштабных событий, которые случаются в миллисекунды с каждым мысленным событием в мозге.

Именно значения приводят в действие специфические нейроны и влияют на иммунные процессы.

Подобно тому, как мысль представляет собой особые изменения в нейронах головного мозга, некоторые из этих изменений также вызывают очень специфические трансформации во всем остальном теле, а особенно в иммунной системе. Удивительно, именно содержание ментального события, самой мысли, определяет значение и характер множества специфических молекулярных каскадов во всем теле.

Последние исследования показывают, что радость и наслаждение, получаемые в результате раскрытия и обретения смысла или удовольствие от поддержки и одобрения общества сопровождаются существенными изменениями в экспрессии генома (Экспрессия генов — сложный процесс синтеза необходимых белков, закодированных теми генами, к которым обеспечивается доступ целому ряду молекул РНК, участвующих в этом процессе, начиная с ядра клетки). Эти изменения касаются усиления противовирусной защиты и увеличения активности противовоспалительных факторов. Оба этих аспекта фундаментально вовлечены в патогенез многих заболеваний. Что особенно удивительно, наслаждение, получаемое от таких обычных благ, как вкусная еда или обладание каким-либо значимым имуществом не оказывали на организм подобного эффекта. Отсюда следует, что содержание мысли, характер ментального события управляет экспрессией тысячи различных генов, используя тонко слаженный и чрезвычайно сложный комплекс процессов.

Кстати, сосредоточенное размышление над смыслом только что прочитанного также вызвало активность экспрессии генов, ответственных за синтез противовоспалительных и противовирусных факторов иммунной системы.

«Наш мозг строит модели окружающего мира и постоянно видоизменяет эти модели на основании сигналов, достигающих наших органов чувств. Поэтому на самом деле мы воспринимаем не сам мир, а именно его модели, создаваемые нашим мозгом. Эти модели и мир – не одно и то же, но для нас это, по существу, одно и то же. Можно сказать, что наши ощущения – это фантазии, совпадающие с реальностью»
— Крис Фрит

Зрительное восприятие само по себе может быть разбито на некоторое число подмодулей. Повреждение в головном мозге поля V4 приводит к потере цветового зрения. Такое состояние называется ахроматопсией. Страдающие им люди не могут вспомнить, как это было — видеть цвет или даже подумать о цвете. Поле V5 существенно для обработки движения. Люди с пораженным инсультом полем V5 видят мир в виде последовательности неподвижных кадров. Например, переходя улицу, они сильно рискуют, поскольку в их восприятии движущиеся машины видятся им как неподвижные объекты на значительном удалении, а затем как другой стоп-кадр неподвижного объекта уже на расстоянии вытянутой руки. Льющуюся в чашку воду они воспринимают скорее как объемную дугу, а не как движущуюся жидкость. Способность интегрировать различные стимулы в единую форму заключена еще в одном зрительном модуле головного мозга. Люди с нарушением, известным как зрительная агнозия, могут отчетливо видеть мелкие детали во всем, на что они смотрят, но не способны понять, что собой представляет весь объект. Герой книги невролога Оливера Сакса (Sacks, 1995) «Человек, который принял свою жену за шляпу» страдал именно таким недугом. Как следует из названия книги, этот человек был не способен отличить голову своей жены от лежащей на полке шляпы. Он же не сумел бы распознать простые объекты, вроде перчатки, однако мог детально описать особенности объекта весьма сложным и интеллектуальным способом. Это еще раз подчеркивает то, что за логическое мышление и восприятие ответственны разные участки головного мозга.("Эволюционная психология" Палмеры)
У приматов экстрастриарная кора включает зрительные зоны V2, V3, V4

«...Мы, приматы, в высшей степени визуальные существа. У нас не просто одна зрительная зона, зрительная кора, а 30 полей позади мозга, которые позволяют нам видеть мир. Не вполне ясно, почему нам понадобились их 30

Удивительный неврологический синдром, названный «слепозрением» *, был открыт Ларри Вейс-кранцем и Аланом Кауи в Оксфорде и Эрнсгом Погшелем в Германии.

Уже больше столетия известно, что одностороннее повреждение зрительной коры мозга (которая является частью нового зрительного пути) приводит к слепоте противоположной стороны. Например, пациенты с повреждением правой зрительной коры совершенно не видят все, что расположено слева от носа, если они смотрят строго перед собой (специалисты называют это левым нолем зрения) Обследуя таких пациентов, Вейскранц заметил нечто очень странное. Он показал пациенту небольшую точку света в слепой области и спросил, что он видит. Пациент, как и ожидалось, ничего не увидел. Однако затем Вейскранц попросил его протянуть руку и коснуться света, несмотря ни на что.

«Но я не могу видеть его, — сказал пациент, — как лес вы можете просить меня об этом?» Вейскранц сказал: «Попробуйте паугад». И к удивлению экспериментатора, мужчина вытянул руку и указал точно на точку, которую не мог воспринимать. После сотни проб стало ясно, что он мог указывать на свет с 99-процентной точностью, несмотря на то что при каждом эксперименте заявлял, что просто направляет руку наугад и не знает, правильно ли он попадает. Эти опыты поразительны. Каким образом человек указывает на объект, которого он не может видеть и коснуться?

На деле ответ очевиден. У этого пациента была повреждена зрительная кора — новый путь, и поэтому он ослеп. Тем не менее вспомним, что в качестве поддержки у него остался дополнительный зрительный путь (старый), идущий по мозговому стволу и верхним бугоркам. Таким образом, хотя информация от глаз и зрительных нервов не достигала зрительной коры из-за ее повреждения, она выбирала обходной путь через верхние бугорки, которые позволяли определять положение объекта в пространстве. Затем информация передавалась к высшим центрам мозга в теменные доли, направлявшие движение руки точно к невидимому объекту! Это сродни тому, как если бы в человеке находилось другое бессознательное начало — «зомби» — которое направляло его Руку со сверхъестественной точностью.

Такое объяснение позволяет предположить, что только новый путь носит осознанный характер, а события, проходящие через бугорки и направляющие движение руки, могут происходить без сознательного участия человека!...»

— Рамачандран