Ретикулярная (сеточная) теория

В мозге существуют «торговые пути», расположенные в стратегически важных местах: зона распознавания слов находится на перекрестке зрительной и слуховой зон. А зона Вернике находится между височной и теменной долями коры и путем, ведущим к фронтальной зоне (почти как Базель, находящийся между Швейцарией, Францией и Германией).

Если мозг – это целый мир, то его должны пересекать большие водные артерии – пучки белого вещества, соединяющие нейроны между собой. Метод изучения мозга – диффузионная МРТ или трактография – позволяет найти потоки соленой воды, проходящие через мозг, с помощью которых общаются нейроны. Мозг пересекают реки, текущие сразу после рождения, но русла большинства из них часто меняются, образуя новую гидрографическую сеть.

Два отца‑основателя современной нейробиологии, Сантьяго Рамон‑и‑Кахаль и Камилло Гольджи, в 1906 году разделили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за проведенные ими работы по гистологии мозга[1]. Однако точки зрения на его организацию у них не совпадали. Рамон‑и‑Кахаль защищал свою так называемую «клеточную теорию», в соответствии с которой мозг состоит из замкнутых и не зависящих друг от друга клеток, которые мы сегодня называем нейронами, и глиальных клеток. Эти клетки образуют химические и электрические контакты – «синапсы». А Гольджи защищал свою «ретикулярную» теорию, согласно которой мозг был сформирован из текучего вещества, не разделяемого непроходимыми мембранами – «синцития». Такая структура представлялась ему возможной, потому что так устроена скелетная мышечная ткань.

Сегодня всем известно, что Гольджи ошибался, но его теория остается прекрасным примером понимания работы мозга, который действительно можно рассматривать как мир, по которому текут реки. Каждому нашему навыку, идет ли речь об игре на пианино, прыжках с трамплина, вождении машины, пении, решении дифференциального уравнения в частных производных, общении на китайском языке или рисовании, соответствуют свои церебральные реки, которые близки у всех людей. Например, река чтения использует рукав, который называется «дугообразный пучок». Он соединяется с зоной Вернике на границе раздела теменной и височной долей и с зоной Брока, расположенной в префронтальной доле.

Стигмергия

Чем лучше мы закрепляем наши умения или навыки, тем мощнее становятся соответствующие им реки. Например, обучение чтению замено укрепляет дугообразный пучок. Но если река чтения прокладывает русло одинаковым образом у всех людей, то некоторые другие навыки могут стать источником совершенно разных церебральных (мозговых) рек. В этом заключается одно из многих применений нейроэргономики.

Когда нужно прыгнуть как можно выше, человек может применить два совсем разных способа: «ножницы» или технику Фосбери‑флоп, которая оказалась гораздо эффективнее. На Олимпийских играх 1968 года Дик Фосбери убедительно доказал, что способ его конкурентов далек от совершенства. Церебральные реки, лежащие в основе наших навыков и способностей, тоже не всегда оптимальны. Гении вроде Рудигера Гамма (в устном счете) или Нельсона Деллиса (в запоминании) постоянно демонстрируют это.

Мы могли бы значительно улучшить нашу церебральную гидрографическую сеть, если бы нашли оптимальные пути для развития своих умений и навыков. Впоследствии можно было бы обобщить эти новые пути (например, посредством транскраниальной стимуляции постоянным током), поставив их на службу всему человечеству.

В науке о сложных системах церебральные реки называют стигмергиями, то есть самоорганизующимися эффективными путями. Этим термином мы обязаны биологу Пьеру‑Полю Грассе. Самый типичный пример стигмергии – это автоматическое вычисление самых эффективных путей рабочими муравьями в муравейниках. Эти насекомые метят землю феромонами[2] и всегда идут самой «пахучей» и самой короткой дорогой.

Как и водные артерии, церебральные реки являются стигмергическими в том смысле, что прокладывают русло по принципу «наименьшего усилия». Однако точно так же, как самые незначительные изменения ландшафта могут нарушить движение реки, так и самые небольшие изменения могут произвести потрясения в мозговых реках.

Мы уже видели, что насыщение нервами управляет ирригацией тела. По образу и подобию крови, которая материально орошает нашу плоть, нервная система нематериально наполняет ее информацией. Эти сигнальные реки пронизывают весь человеческий организм и взаимодействуют при помощи еще плохо изученного и плохо картографированного способа. Например, недавно обнаружили, что мозг обладает лимфатической системой[3], хотя еще лет пять назад это вызвало бы гомерический хохот в научных кругах. Также стало известно, что блуждающий нерв играет ведущую роль в возникновении болезни Паркинсона. Удивительно, что пациенты, прошедшие через ваготомию[4], практически не подвержены риску ею заболеть[5].

[1] Раздел биологии, изучающий строение, жизнедеятельность и развитие тканей живых организмов (прим. ред.).

[2] Вещества, обеспечивающие химическую связь между особями одного вида (прим. ред.).

[3] Louveau, A., Smirnov, I., Keyes, T.J., Eccles, J.D., Rouhani, S.J., Peske J. D., Derecki, N.C., Castle, D., Mandell, J.W. et Lee, K.S., «Structural and functional features of central nеrvous system lymphatic vessels», Nature, 2015.

[4] Хирургическая процедура рассечения ствола или ветви блуждающего нерва (прим. пер.).

[5] Svensson, E., Horvath‑Huho, E., Thomsen, R. W., Djuhuus, J. C., Pedersen, L., Borghammer, P. et Sorensen, H.T. «Vagotomie and subsequent risk of Parkinson’s disease», Annals of Neurology (2015), 78, 522–529 (прим. авт.).