д) Несложно увидеть, что белое вещество и нервные волокна занимают значительную часть мозга: все его отделы посылают информацию в другие участки, зачастую весьма удаленные
[544].
е) Предположим, человек получил травму в одном из участков мозга, некоем загадочном Х. Тогда появляется возможность выяснить о данном участке нечто полезное: для этого нужно посмотреть, что у нашего человека работает неправильно. В действительности нейробиология и выросла из наблюдений за солдатами, страдающими от осколочных ранений головы. Если посмотреть на дело отстраненно, то кровавые европейские бойни XIX столетия для нейробиологов стали просто даром свыше. Получивший ранение начинает вести себя нетипичным образом. Можно ли в таком случае полагать, что участок Х в мозге отвечает за эту часть поведения? Да, но лишь когда именно в этом участке сосредоточены тела нейронов. А если в поврежденном участке имеются только нервные волокна, то, скорее всего, нужно обратить внимание на подотдел, отправляющий аксоны по этому пути, а также на тот, в который эти волокна приходят. Поэтому важно различать «нейронные ядра» и «нейронные пути».
ж) Обратимся напоследок к утверждениям, что та или иная часть мозга руководит конкретным поведением. Из примеров, приведенных мною выше, можно понять, насколько трудно определить функцию отдельного нейрона вне контекста нейронных сетей, куда он включен. И то же самое можно сказать про отдельные участки мозга. Учитывая, что каждый подотдел посылает и получает проекции из миллиона других мест, понять, кто «руководитель», удается очень и очень редко. Гораздо чаще работает вся сеть целиком, и когда говорят, что тот или иной участок «играет ключевую роль», «участвует», «опосредует», «влияет», то подразумевают именно всю сеть. Функция каждого отдельного участка мозга имеет смысл лишь в контексте его связей с другими отделами мозга.
На этом можно закончить знакомство с основами нейробиологии.
Приложение 2
Основы эндокринологии
Эндокринология – это наука о гормонах, представляющих собой, подобно нейромедиаторам из главы 2, службу передачи информации, но совершенно другую. Вспомним, что нейромедиаторы выделяются нейронными окончаниями аксонов в ответ на потенциал действия. Дальше они должны проплыть через микропространство синапса и связаться с рецепторами на дендритах второго, постсинаптического нейрона, сдвинув его заряд.
В противоположность этому гормоны являются химическими передатчиками, которые выделяются секреторными клетками (нейроны к ним тоже относятся) в различных железах. Произведенный гормон попадает в кровоток и, следовательно, может повлиять на все клетки тела, если у них найдется соответствующий рецептор
[545]. Так что уже с первых строк мы видим ключевые различия. Первое заключается в том, что нейромедиаторы напрямую влияют лишь на нейроны по ту сторону синапса, а гормоны могут повлиять на триллионы клеток тела. Второе отличие касается времени: нейромедиаторы доносят сообщение через синапс за миллисекунды; гормональный же эффект проявляется в течение часов и дней, а может продолжаться и всю жизнь (например, задумайтесь, насколько быстро проходит пубертатный период и исчезают его следы?).
Нейромедиаторы и гормоны отличаются и масштабом своих действий. Нейромедиаторы связываются с постсинаптическими рецепторами, что приводит к локальным изменениям в потоке ионов через мембрану дендритного шипика. А гормоны меняют активность конкретных белков в клетках, включают и выключают экспрессию генов, сдвигают клеточный метаболизм, заставляют клетки расти и делиться или прекратить питаться вплоть до полного истощения и смерти. Тестостерон, например, увеличивает мышечную массу, а прогестерон активирует клеточное деление в матке, за счет чего во время лютеиновой фазы ее стенки утолщаются. Еще один пример – тироидный гормон убивает клетки в хвостике головастика, когда в ходе метаморфоза тот превращается в лягушонка. А один из классов гормонов стресса уничтожает клетки иммунной системы (что объясняет, почему стресс увеличивает восприимчивость к простуде). Гормоны исключительно практичны.
Большинство гормонов является частью т. н. нейроэндокринных осей. Из главы 2 мы помним, что все дороги лимбической системы ведут в гипоталамус, который играет ключевую роль в регуляции гормональных и автономной нервной систем. Но есть еще и другая правда. Нейроны гипоталамуса выделяют специальный гормон, путешествующий по коротеньким местным путям, связывающим гипоталамус с гипофизом в самой нижней части мозга. И этот гормон, стимулируя гипофиз, заставляет его выделять свой гипофизарный гормон, который отправляется в общий кровоток и в свою очередь активирует клетки тех или иных периферийных желез плюс, соответственно, производство третьего гормона. Вот мой любимый пример с тремя гормонами. Во время стресса нейроны гипоталамуса выделяют КРГ (кортиколиберин, или кортикотропин-рилизинг-гормон), который заставляет клетки гипофиза производить АКТГ (адренокортикотропный гормон). Попав в кровь и достигнув надпочечников, АКТГ вызывает секрецию стероидных гормонов – глюкокортикоидов (у человека это кортизол или, что то же самое, гидрокортизон). Другие гормоны (эстроген, прогестерон, тестостерон, тироидный гормон) выделяются периферическими железами на конечном отрезке их собственной нейроэндокринной оси: гипоталамус – гипофиз – (какая-то периферическая) железа
[546]. А чтобы еще чудеснее усложнить эту систему, добавлю, что секрецию каждого гипофизарного гормона контролирует не только один гормон гипоталамуса. На эту работу отправляются гормоны нескольких типов, другие же при этом могут ингибировать их секрецию. Например, выделение АКТГ регулируется, помимо КРГ, еще целым рядом гормонов гипоталамуса, причем разные факторы стресса индуцируют производство разных наборов гипоталамических гормонов.
Не все гормоны регулируются по принципу оси мозг – гипофиз – эндокринная железа. В некоторых случаях срабатывает двухступенчатая последовательность мозг – гипофиз, когда гормон гипофиза напрямую влияет на все клетки тела. Таким двухступенчатым манером, например, работает гормон роста. В других случаях мозг посылает нейроны в спинной мозг и оттуда к той или иной железе внутренней секреции, участвуя в регуляции выделения ее гормона. В качестве примера можно привести поджелудочную железу и, соответственно, ее гормон инсулин (здесь главным регулятором будет уровень глюкозы в крови). А еще есть совсем странные гормоны, которые выделяются в нехарактерных местах, в сердце, скажем, или в кишечнике. В этих случаях мозг участвует в их регуляции лишь опосредованно.
