Поочередно через каждую проволочку пропускается электрический ток; он раздражает то одну, то другую группу клеток, а может быть, даже и одну клеточку. Электроды проникли в стволовую часть мозга, исследовать которую прежде никому не удавалось, кроме как в кровавом опыте: чтобы достичь ствола, приходилось разрушать все верхние слои мозга.
Исследователи посылают электрический ток по микроэлектродам и одновременно регистрируют электроэнцефалограмму деятельности кошачьего мозга.
На регистрирующем приборе изменяется графическое изображение биотоков: стоит послать раздражение в определенные пункты ствола, как медленные высоковольтные колебания на кривой сменяются низкоамплитудной высокочастотной активностью. И соответственно кошка то «спит», то «просыпается». И хотя раздражался микроскопический участок глубоко лежащего ствола, изменения электроэнцефалограммы происходили на всей коре больших полушарий.
Два профессора американец Мегун и итальянец Моруцци, два крупных ученых, проделали серию опытов на уровне ствола мозга кошки не потому, что до них никого не интересовала эта часть нервной системы, а потому, что в экспериментальных исследованиях был разработан способ тонкого раздражения и разрушения подкорковых структур с помощью электродов, вводимых с большой точностью в нужные пункты. Электроды практически не наносили травм мозгу животного, и опыты можно было производить длительное время с нормальной не израненной кошкой в нормальном состоянии и в нормальных условиях.
Все это — благодаря стереотаксическому методу.
Стереотаксис. Слово, которое красиво звучит, вызывает, быть может, некоторые ассоциации, но большинству читателей ровно ничего не говорит. Происходит это слово от греческого: стерео — объемный, таксис — расположение; значит — расположение в пространстве. Это и есть основа стереотаксического метода — ориентация среди расположенных в пространстве различных точек глубинных структур мозга, чтобы вводить в них микроинструменты. Метод определяет точные пространственные отношения между частями мозга и черепа (или внутримозговыми ориентирами), позволяет безопасно установить местоположение любой структуры мозга, как бы глубоко под корой она ни находилась.
Первый в мире стереотаксический прибор был изобретен в 1889 году русским анатомом Д. Н. Зерновым, назывался он — «энцефалометр». Прибор позволил ученому составить координатные карты корковых структур мозга человека и определить положение некоторых подкорковых ядер в пространстве.
Два десятилетия спустя английские ученые Хорсли и Кларк разработали свой метод и назвали его стереотаксическим. Но ни один из этих методов не получил сразу распространения — так не раз уже случалось в науке: высказанная идея остается без внимания, подспудно созревает и только много времени спустя оказывается незаменимой.
Лишь в тридцатые годы начал применяться стереотактис — другому английскому ученому удалось создать стереотаксический атлас мозга кошки. Экспериментальная физиология получила доступ в глубокие ядра и клетки головного мозга. Чем и воспользовались Мегун и Моруцци.
Но раз уж мы забрались в мозг, давайте попробуем разобраться, что в нем есть.
Кора головного мозга, покрывающая большие полушария, состоит из многих миллиардов клеток; каждая клеточка имеет свои контакты. Число связей во всем мозге выражается астрономическими цифрами и никем не подсчитано в точности. У каждого нейрона[1] есть отростки — дендриты; самый длинный из них — аксон, по нему, как и по дендритам, передаются из одного нейрона к другому нервные импульсы. Кончик аксона разветвляется на множество нервных волоконцев, они приближаются к телу другого нейрона или к концам его волокон; место контакта между ними называется синапсом.
Нервный импульс бежит по аксону, достигает его конца, освобождая некое вещество — медиатр; вещество через синаптический промежуток возбуждает соседний нейрон, изменяет его электрический потенциал и бежит дальше.
И все это вместе — грубая схема нейронной импульсации.
Из серого и белого вещества построено множество связанных друг с другом образований, и каждый из них «заведует» какой-нибудь частью жизнедеятельности организма: зрением, слухом, движениями, температурой тела. Что касается высших функций нервной деятельности человека — мышления, ассоциаций, памяти, речи, — в них участвует вся кора больших полушарий.
Теперь уже большинство отделов головного мозга хорошо изучены, во многом изучена и вся его деятельность. И все же он остается величайшей загадкой и по сей день.
Загадкой была и ретикулярная формация ствола мозга. Впрочем, неверно — никто не воспринимал ее как «загадку», тем неожиданней была «разгадка».
Ретикулярная формация, или сетевидное вещество — вещество «в клеточку», — давным-давно известно и анатомам и физиологам. Но ровно ничего не было известно о значении ее для деятельности мозга. Вплоть до 1949 года, когда Мегун и Моруцци сделали свое открытие: важный механизм мозга, существующий параллельно со специфическими чувствительными и двигательными системами и тесно связанный с ними.
Механизм оказался распределенным почти по всей центральной области ствола мозга и, подобно тому, пишет Мегун, как спицы отходят от оси колеса к его ободу, так и функциональные влияния этой системы могут распространяться в нескольких направлениях. На спинной мозг — вниз, воздействуя на его активность; в стороны и вперед — через «подбугорья» и гипофиз, влияя на внутренние и эндокринные функции; вверх — на структуры межуточного и обонятельного мозга, «…где, как сейчас полагают, возникают аффекты и эмоции, источником которых раньше считали сердце; и еще выше… — на кору полушарий мозга, которая, будучи тесно связана с элементами зрительного бугра и базальными ганглиями, управляет высшими сензорными, моторными и интеллектуальными процессами… Как спицы поворачиваются все вместе при вращении колеса, хотя каждая из них последовательно выдерживает основной вес, так и направленные в различные стороны влияния неспецифического ретикулярного механизма тесно связаны при нормальном функционировании».
Как хорошо налаженная электростанция, ретикулярная формация беспрерывно снабжает кору мозга тонизирующими импульсами. Приходящие в кору раздражения не могут вступить в контакт друг с другом без энергии, подаваемой «электростанцией»: они не реализуются и как бы повисают в воздухе.
Если искусственно выключить ретикулярную формацию, животное впадает в транс; если ее раздражать — она возбуждает лихорадочную деятельность всей коры. С другой стороны, если в мозге создается сильное возбуждение, «вещество в клеточку» тотчас же на него реагирует и так активно, что погасить его чрезвычайно трудно: оно становится застойным, не исчезает, даже если причина, его вызвавшая, давно устранена. Бред, галлюцинации потому и существуют, что ретикулярная формация обладает свойством надолго задерживать возбуждение. И именно она определяет многие симптомы различных заболеваний.
Снова пришлось пересмотреть некоторые представления о нервном процессе.
Любой раздражитель, будь то звонок, свет, боль, соответствует определенному органу чувств. Возникшее возбуждение переходит от одной клетки к другой, к третьей, четвертой — пока не достигнет мозга. А весь путь по клеточному тракту обеспечивается самим возбуждением: при переходе от клетки к клетке заимствуется энергия для возникновения в центре ассоциаций.
Так оно представлялось. Но природа оказалась куда остроумней.
Вообразите себе ярко освещенный город, праздник огня и света. Чтобы погрузить его в тьму, можно последовательно вывернуть все горящие лампочки. Случай принципиально возможный. Но есть другой, куда более рациональный путь: выключить в центральном пункте рубильник.
Ретикулярная формация и есть такой центральный рубильник. Выключите его, и вы погрузитесь в «мертвую спячку». Из этого энергетического узла мозг черпает энергию и для ассоциативных связей, возникающих между отдельными клеточками, и для образования условных рефлексов. Двухъярусная система, созданная в процессе эволюции животного мира — развитие тонкой архитектуры мозга и развитие снабжения его энергией, — скрещивается на уровне больших полушарий, самой тонкой части нашего мозга, где осуществляются все ассоциации, все связи.
