Промежуточный мозг располагается в глубине мозга, под его полушариями, между другими частями. Промежуточный мозг принимает информацию от органов чувств (за исключением обоняния). Эту роль главным образом играет таламус, так сказать, привратник большого мозга. Таламус (зрительный бугор) решает, в зависимости от обстоятельств, какую информацию надо передать в большой мозг, а какую – нет.
На вас сейчас надет пояс? Вы его чувствуете? До того как я задал этот вопрос, вы его – почти наверняка – не чувствовали. Таламус отсек эту информацию от большого мозга, но нервные волокна постоянно передают в таламус сигналы о легком давлении в области талии. Только в том случае, если большой мозг пожелает удостовериться, что пояс на месте, вы снова начнете осознавать его присутствие. Кроме того, таламус отреагирует и начнет пропускать информацию о поясе в большой мозг, если вас кто-то за пояс дернет. Я, например, живу возле церкви. Когда колокол отбивает очередной час, я едва слышу этот звон, а гости от неожиданности вздрагивают. Когда мы спим, таламус вообще практически запирает ворота, отгораживая нас от ненужного потока поступающей в мозг информации от органов чувств. Кроме того, в промежуточном мозге расположен еще и гипоталамус (буквально подбугорье, то есть область «под таламусом»), управляющий деятельностью автономной (вегетативной) нервной системы, регулирующей автоматические процессы, протекающие в организме, а также вместе с гипофизом осуществляющий и гормональную регуляцию.
Большой мозг – это та часть головного мозга, которую мы, как правило, имеем в виду, произнося слово «мозг». Когда мы смотрим на мозг сверху, мы видим складки коры большого мозга. Именно здесь локализованы способности, делающие нас людьми и выделяющие из остального животного царства. Все вышеназванные части головного мозга отличаются от соответствующих частей головного мозга приматов меньше, чем большой мозг человека отличается от большого мозга тех же приматов. Естественно, и в этом случае речь идет не о едином большом мозге, а о совокупности его областей – например полушарий, которые соединены между собой так называемым мозолистым телом. Полушария состоят каждое из четырех долей плюс доля островка. Доли подразделяются на участки посредством борозд и извилин. Эти участки специализируются на каких-то частных задачах и функциях. Именно здесь, в коре больших полушарий, локализованы функции нашего мышления и сознания.
Нейроны
Говоря об обучении, мы часто упоминаем клетки серого вещества. Мы говорим, что нервные клетки не восстанавливаются, опять-таки имея в виду клетки серого вещества. Так как же поживают эти наши клетки? Надо надеяться, что у вас они отнюдь не серые, ибо такой цвет мозг приобретает только в банке с консервирующим раствором. Клетки серого вещества живого мозга прозрачны, а протекающая сквозь ткани мозга кровь придает ему скорее розоватый цвет. Большая часть серого вещества представлена корой головного мозга. Здесь нервные клетки расположены чрезвычайно густо. В науке их называют «нейронами». На нейронах находятся синапсы, места переключения, в которых нейроны соединяются друг с другом. Помимо этого, в мозге есть клетки еще трех типов. Об этих клетках в популярной литературе пишут реже, хотя именно они помогают нервным клеткам нормально функционировать. Эти клетки называют глиальными. Белое вещество мозга состоит прежде всего из нервных волокон, соединяющих между собой нейроны.
Как уже было сказано выше, в человеческом мозге содержатся от 86 до 100 миллиардов нейронов. Размеры нейронов сильно варьируют – от четырех до ста микрометров в диаметре. Таким образом, футбольный мяч в 1,4 миллиарда раз больше среднего (приблизительно шарообразного) нейрона диаметром 20 микрометров. Однако если развернуть и выпрямить все связи нейронов, то эта цепь протянется в длину на 1720 километров – это расстояние в два раза больше расстояния от Фленсбурга до Мюнхена. Естественно, нейроны есть не только в головном мозге – они рассеяны по всему нашему телу. В спинном мозге число нейронов достигает 20 миллионов, а в кишечнике их более 100 миллионов, так что мы можем с полным правом говорить о «кишечном» или «втором» мозге.
Нейроны – это особая форма клеток организма. Существуют разные виды нейронов, но для всех них характерно одно свойство – способность «проводить возбуждение», то есть способность, в зависимости от входящего сигнала, порождать и передавать дальше другой сигнал – или, как говорят нейрофизиологи, «разряжаться». Один нейрон может разряжаться до нескольких десятков раз в секунду. При этом у нейрона множество входов и только один выход. Этот выход работает по принципу «все или ничего». У возбуждения существует порог. Если этот порог достигнут, то происходит разряд. Это можно сравнить со средневековой деревней. На стенах, окружающих деревню, сидят наблюдатели и смотрят, не приближается ли враг. Задача наблюдателей – сообщать об опасности князю в ближайшей крепости. Однако князю докладывают об опасности не каждый раз, когда вдали появляются чужаки. В этом случае в городе постоянно царила бы паника, и никому не было бы пользы от такой бдительности. Князю сообщают об угрозе только в тех случаях, когда много наблюдателей одновременно видят большое скопление чужеземцев или если те подобрались слишком близко к стенам крепости. Только тогда настает время подать сигнал тревоги.
Один нейрон может одновременно получать тысячи входящих сигналов (вероятно, что столько же было и наблюдателей вокруг крепости). Однако в результате разряда на выходе появляется один-единственный сигнал. Волокна, по которым сигналы поступают в нейрон, называются дендритами, а волокно, по которому сигнал покидает нейрон, – аксоном. Сигнал представляет собой электрический импульс, и электрические потенциалы нервных клеток (точнее, их величины) решают, разряжаться им или нет.
Существуют различные типы нервных клеток (нейронов). На рисунке показано типичное строение нервной клетки. Вокруг клеточного ядра располагается тело клетки, в которое входят многочисленные входящие отростки – дендриты. Напротив, отросток, по которому возбуждение (электрический сигнал) распространяется в направлении от клетки, только один (аксон). Каждый аксон обернут прерывистым футляром из вспомогательных клеток белого вещества. Эти футляры называются миелиновыми оболочками. Именно они обеспечивают высокую скорость проведения импульса по аксонам
Одиночные нейроны могут немногое. Нейрон либо передает сигнал, либо не передает. Это не слишком мудреная задача. С помощью такого механизма невозможно хранить информацию. Только совместная деятельность объединенных в сети нейронов обеспечивает невероятные способности, которые проявляет наш мозг. Аксон нейрона может достигать метра в длину, но при этом очень тонок. То, что мы обычно называем нервными волокнами, представляет собой пучок аксонов, упакованных в защитный футляр. Скорость передачи нервного импульса в нервной системе человека колеблется от двух до ста двадцати метров в секунду, то есть до 430 километров в час. Это больше, чем скорость гонщика «Формулы-1», но меньше скорости пассажирского реактивного самолета.
