Представьте, человек с закрытыми глазами берет гантель и хочет согнуть руку в локте. По сути дела, он дает произвольную команду мозгу сделать это движение. То есть из одного отдела мозга, где рождаются мысли, человек посылает команду в другой, двигательный отдел. Команда от мозга идет к мышцам, рука сгибается. Но как человек узнает, до какого уровня рука согнулась, ведь глаза-то закрыты? Здесь главную роль сыграют рецепторы, которые находятся в мышцах руки. Они называются проприорецепторами. Располагаясь в мышцах, суставах, сухожилиях, проприорецепторы регистрируют мышечную нагрузку, движения и положение тела человека.
Теперь вы, вероятно, понимаете, что тело человека напичкано датчиками куда плотнее, чем тело робота из фантастического фильма.
Что такое глаз?
Все, наверно, знают, что, как любой внутренний орган, человеческий глаз является очень тонкой и нежной конструкцией. Его легко повредить и трудно вылечить. А ведь зрение для человека – один из важнейших органов чувств. Но мало кто знает, чем на самом деле является глаз и как он образуется.
В природе существует множество различных глаз, которые позволяют различать только свет и темноту или способны разглядеть каждый предмет и многие оттенки цветов.
Образование глаза связано с формированием нервной системы. Сначала у зародыша образуется нервная трубка. В переднем своем конце она увеличивается в размерах и загибается вниз. Головное расширение нервной трубки, изогнувшись, формирует три утолщения, которые учеными-эмбриологами называются тремя мозговыми пузырями: передним, средним и задним. Позже первый и последний пузыри делятся надвое, и всего пузырей становится пять. Эту стадию развития иногда называют стадией пяти мозговых пузырей. Из первого пузыря формируются конечный и промежуточный пузыри, из второго образуется средний, а из последнего – задний и продолговатый. Из пузырей потом формируются одноименные отделы мозга.
Формирование глаза у зародыша: 1 – эктодерма; 2 – глазной пузырь; 3 – передний мозг; 4 – хрусталиковая ямка; 5 – зрительная щель; 6 – хрусталиковый пузырек; 7 – глазной стебелек; 8 – роговица; 9 – формирующиеся сосудистая оболочка и склера; 10 – хрусталик; 11 – сетчатка; 12 – пигментный слой
Формирование органов зрения начинается уже на стадии трех мозговых пузырей. От переднего пузыря по бокам отшнуровываются два выроста – глазных пузыря. Они не отделяются полностью, а остаются соединенными с головным мозгом стебельками. Но на этом формирование глаз не заканчивается. Глазные пузыри начинают впячиваться, и теперь это уже не пузыри, а двухслойные глазные бокалы, на дне которых будет располагаться сетчатка. Снаружи их закрывает эктодерма. Из выроста эктодермы формируется хрусталик, а также покровы глаза – роговица.
Итак, глаза оказались не чем иным, как частью головного мозга, его выростами. Теперь, я думаю, поводов относиться к ним с уважением стало гораздо больше.
Энцефализация
Каких животных считают наиболее развитыми в животном царстве? Этот вопрос время от времени возникает и у школьников, и у учителей, и у учёных. Как выбрать критерий оценки наибольшей развитости? Некоторые ученые вполне небезосновательно в качестве такого критерия предлагают степень развития нервной системы.
И тогда в число самых-самых высокоразвитых животных попадают: среди морских беспозвоночных – головоногие моллюски, среди наземных – насекомые, среди позвоночных – млекопитающие, с человеком во главе. Причем важно не просто развитие нервной системы, а её наиболее важной части – головного мозга. Вспомним строение нервной системы перечисленных животных.
Нервная система головоногих моллюсков (за исключением наутилуса) состоит из нервных ганглиев и нервных тяжей, направленных к внутренним органам. При этом ганглии объединены в окологлоточное скопление, называемое мозгом. В связи с образованием мозга у головоногих хорошо развиты органы чувств, они обладают прекрасной координацией движений и высокоразвитыми (для беспозвоночных) инстинктами.
Головной мозг рабочего муравья: 1 – грибовидные тела; 2 – зрительные доли; 3 – зрительный нерв; 4 – обонятельные доли; 5 – сяжковый нерв (к усикам)
Не уступают головоногим в степени развития нервной системы и насекомые. У них она представляет собой брюшную нервную цепочку. То есть по брюшной стороне тела (в каждом сегменте) проходят сдвоенные брюшные ганглии, соединенные между собой, а также с предыдущей и последующей парой себе подобных. А в голове располагается большой надглоточный ганглий с выростами – грибовидными телами, это головной мозг. Он усилен подглоточным ганглием. От ганглиев отходят нервные тяжи.
Нервная система млекопитающих состоит из головного и спинного мозга и отходящих от них нервов. Но в основе её уже не нервная цепочка, а нервная трубка. У млекопитающих, как и у прочих позвоночных животных, также имеется хорошо развитый головной мозг, разделенный на отделы. Наиболее развиты полушария конечного мозга. Ни одно позвоночное, за исключением, наверное, птиц, не может похвастаться столь развитым передним отделом головного мозга. Ко всему прочему и в отличие от птиц, поверхность разделенного на полушария большого мозга имеет множество извилин и борозд. За счет этого увеличивается площадь и объем мозга. Наиболее развитый мозг среди млекопитающих имеют приматы, а из них самый «мозговитый» – человек.
Отделы мозга человека: 1 – большое полушарие; 2 – зрительный бугор (таламус); 3 – гипоталамус; 4 – мозолистое тело; 5 – гипофиз; 6 – варолиев мост; 7 – продолговатый мозг; 8 – четвертый желудочек; 9 – мозжечок
Увеличение и развитие головного мозга в эволюции млекопитающих происходило постепенно. Этот процесс называется энцефализацией. Но параллельно энцефализации у млекопитающих происходил ещё один прогрессивный процесс. Ещё у некоторых древних рептилий в больших полушариях образуется особый слой нервных клеток головного мозга, который называется новой корой (в свою очередь, он подразделяется на 6–7 слоев клеток). Этот процесс называется кортикализацией (от латинского «кортекс» – «кора, скорлупа»). И у млекопитающих он становится ведущим. Для млекопитающих важен даже не столько процесс увеличения собственно объема мозга, сколько развитие новой коры, а с ней и новых функциональных возможностей. Вернемся к приматам. Головной мозг некоторых видов ископаемых людей был столь развит, что они могли охотиться, делать орудия, добывать огонь, заботиться о соплеменниках, но только один вид – Homo sapiens – выжил в конкурентной борьбе с другими видами. По-видимому, это стало возможно за счет наибольшего развития новой коры больших полушарий головного мозга. Ведь по объему мозг неандертальца был даже больше, чем у современного человека.
