Тема: Как работает мозг?
Поскольку тема - Флуд, то можно немножко и пофлудить. В конце концов, почему троллям-технофилам можно, а троллям-библиофилам - нет?
Начнём с того, что вопрос - сложный! Поэтому и разделим его на несколько уровней абстракции. И начнём с самого простого.
Как же работает мозг?
1. Простейший уровень.
Мозг работает сложно! Но эффективно.
2. Простой уровень.
Мозг - это орган. А, раз это орган, то он работает, как и все остальные органы данного организма. То есть, потребляет питание, кислород, выделяет лишнее, управляется гормонами (некоторые из которых сам же и производит), зависит от общего состояния организма, а так же сам влияет на организм. Но, что самое главное - мозг "заточен" на конкретный организм. То есть, он "знает", что у пользователя есть две (три, четыре, пять) ноги, два (одно, полтора) крыла, хвост, поджелудочная, надпочечники и базальный слой кожи. Или шкуры. Или чешуи. У кого что.
3. Более-менее сложный уровень.
Мозг - это орган, состоящий из нервных волокон и нервных клеток. А клетки эти нервные потому, что они проводят сигналы. Работа любой нервной клетки - это, грубо говоря, триггер. То есть, ключ. У любой нервной клетки есть множество "чувствительных" отростков (называемых дендритами) и один (строго один!) "результирующий" или "эффекторный" отросток, называемый "аксоном".
То есть. Любая клетка может иметь множество "входов", и один (строго один!) выход. Сигнал активации данной нервной клетки может приходить с разных сторон и источников. Но результат работы будет всегда одинаков. Либо клетка "ждёт" чего-то, либо она возбуждается и по аксону идёт сигнал.
Куда идёт?
А куда аксон приходит, туда и идёт. Приходит в мышцу - мышца сокращается. Приходит в железу - железа начинает выделять. Приходит в соседний нейрон - тот (может быть) будет работать.
А может, и не будет.
Поэтму мозг - это жутко сложная электрохимическая схема, хотелось бы сказать "микро", но она ничуть даже не микро.... Значит, макросхема.
А вот управление этой схемой идёт по нескольким уровням.
А) Химическое.
Поскольку каждый нейрон - клетка, то они поглощают химические вещества. И от того, какие именно - меняется работа данного конкретного нейрона. Кроме того, результатом работы нейрона являются "медиаторы" - вещества, которые выбрасываются аксоном в окружающее пространство. Место контакта аксона с чем-нибудь ещё называется "синапсом". Результатом выброса медиатора является изменение работы иннервируемого участка. Может активироваться, а может - перестать работать. Смотря, какой нейрон и какой орган!
Из этого следует пара интересных выводов.
а) Если нейрон по каким-то причинам НЕ МОЖЕТ больше выделять свой медиатор (например, закончились для него запчасти) - то при ЛЮБОМ уровне входящего сигнала эффекта не будет.
б) Если нейрон исправно выделяет свой медиатор, а он не воспринимается органом (или другим нейроном), например, есть химические вещества, которые его тут же связывают - то при ЛЮБОМ уровне входящего сигнала эффекта не будет.
Самое известное проявление этого эффекта - "куриная слепота". Когда отсутствие витамина А не позволяет светочувствительному белку родопсину восстанавливаться и "палочки", отвечающие за восприятие яркости, просто не работают. А при высокой освещённости начинают работать "колбочки", основанные на других белках, и зрение восстанавливается.
То бишь, изменение химической обстановки в организме активно влияет на мозг.
Как?
Сложно.
Б) Электрическое.
Нервные клетки - обычные клетки организма. Они не являются токопроводящими. В смысле, они не более токопроводящие, чем, скажем, клетки мышц или железистые. В нормальном состоянии. Но у них есть хитрость! Мембрана (внешняя оболочка) этих клеток устроена так, что ионы калия мембрана "закачивает" внутрь клетки, а ионы натрия - выбрасывает наружу. В результате в клетке накапливается потенциал. Проводимость мембраны, повторяю, не меняется! Но у позвоночных есть так называемые "перехваты Ранье" - это участки "утончения" внешней оболочки нерва, расположенные через строго определённое расстояние. В результате в момент излучения импульса в любом месте нерва, процесс деполяризации (нарушения потенциалов натрия и калия внутри и снаружи) вызывает электромагнитный импульс, а он в точности по силе как раз краешком достигает следующего "перехвата Ранье" и вызывает на нём новый импульс. Поскольку электромагнитная волна бежит куда быстрее любой химии - то сигнал передаётся по нервам с сумасшедшей скоростью.
Но это, повторяю, у позвоночных. А у других видов живых существ такого механизма нет, поэтому электрический импульс передаётся химической волной. В результате нервная проводимость у них пожиже, и шустрость ящериц обусловлена их небольшим размером. А вот динозавры уже ОЧЕНЬ медлительные были...
В результате электромагнитное поле внешней природы может вызвать (и вызывает! ) нернвый импульс без участия нейромедиаторов или положенных регуляторов.
В) Генетическое. Да, гены тоже влияют на то, как будут располагаться аксоны и дендриты, какой будет "порог срабатывания" и на что. И многие психические заболевания - генетические. Та же шизофрения: пока не тронешь какую-то тему, человек нормальный. А как тронешь - так зарежет и "мяу" сказать не успеешь.
А теперь - сухой итог всей этой скучной лекции.
Мозг - это сеть нейронов. Серое вещество головного мозга - это сеть дендритов и ядер. А белое вещество спинного мозга - это почти сплошь одни аксоны. Вся эта машинерия выделяет химические вещества то туда, то сюда. При этом там ещё и токи неслабые гуляют. И для работы всего этого ещё требуется мощная система питания и охлаждения (ага, мозги реально "кипят" - при работе выделяется много тепла). Каждый (!!!) нейрон получает раздражение от дендритов (а дендриты тянутся туда, куда сказано в ДНК этого организма), и когда раздражение в них достигает определённого порога - "срабатывает" аксон и... что-то инициирует. То есть, у каждого нерва может быть множество причин для возбуждения, но только один строгий ответ "да" или "нет". Причём, этот ответ может быть искажён химической, электрической или иной причиной.
4. Совсем просто об очень сложном.
Как же всё же работает мозг? Всё вышеизложенное - это попытка описания фонарика методом "электроны бегут по проводнику при напряжении U создают ток А...". Всё понятно, а почему же он светится?
Но сейчас уже можно описать работу самого мозга.
Отдадим должное морским огурцам, отдавшим свои жизни на благо науки, и позволив понять, как оно всё-таки работает. У них очень простая нервная система и толстые нервы.
Схема опыта была крайне проста. Если морского огурца уколоть в щупальца - то он выделяет чернильную жидкость (защитная реакция). А если в спину - то нет (мало ли, чего там сверху упало?). Теперь начали их одновременно колоть в спину и в щупальца. Через некоторое время укололи в спину. А жидкость - выделилась! Зарезали беднягу и проверили, как изменились нервы?
Оказалось - изменились.
В целом схему работы мозга можно представить эдаким "треугольником". В начале идут рецепторы. Какие-нибудь. Это "веточки" дендритов (чувствительных отростков). Когда сигнал идёт от дендритов щупалец - они активируют аксон, аксон активирует мышцы мешка, мешок сжимается и выкидывает жидкость. То есть, "сигнал" - "переключатель" - "эффектор". А когда тыкали в спину - такого пути не было, и ничего не срабатывало. А теперь аксоны от кожных нервов вырастили "шипики" в сторону дендритов, иннервирующих чернильный мешок! И теперь даже небольшого раздражения кожи стало хватать на выделение медиатора и реакцию чернильного мешка!
Это и есть "эффект памяти". Наша память устроена таким же образом. Какие-то аксоны выращивают "шипики" на мембране, они касаются каких-то дендритов, образуя новый путь для сигнала. А выбор, на каком аксоне и куда выращивать эти самые шипики зависит от частоты раздражения и реакции всего организма!
Да, мозги тоже надо тренировать.
Несколько выводов из этой скучной и неинтересной лекции.
1. Мозг ВСЕГДА работает на 100%. Он иначе не умеет.
2. Проводимость в мозгу НЕВЕРОЯТНО сложная! Но при этом - конечно сложная.
3. Мозг саморегулируется (причём, тысячами способов). И хрен ты чего с этой регулировкой сделаешь. Разве что чуть-чуть нарушишь (химией или тренировками).
4. Сигнал в мозге не всегда зависит от наличия внешнего раздражителя (сны и глюки).
5. Сигнал в мозге может быть ошибочным (видишь не то, думаешь не это, помнишь - совсем чёрти чё).
6. Чужой мозг в твоём теле работать не будет (или его проще по новой вырастить). Ведь каждый (!!!) нейрон должен идти к СВОЕМУ аксону! А их там миллиарды... А перепутаешь сердечный нерв с мочевым - и будешь ссать каждую секунду
7. Память - дело сложное... И чем больше помнишь - тем больше надо жрать
8. До сих пор неизвестно, откуда берутся желания, предпочтения, как именно происходит выбор того или иного пути. Не, понятно, что это слаженная работа миллионов переключателей в нашем мозгу после суммирования всех известных мозгу условий. Но мы до сих пор не представляем хотя бы приблизительно, на что надо влиять при выборе? Мозг СЛИШКОМ СЛОЖЕН!
Читай раздел первый.