Приложение 1
Основные сведения о мозге
Каждый Хэллоуин я делаю из желатина модель мозга в натуральную величину. Я наливаю кипяток в желатин с запахом персика, добавляю сгущенное молоко, чтобы сделать смесь непрозрачной, и немного зеленого пищевого красителя, чтобы мозг получился серым. Этот мозг — реквизит для проработанного дома с привидениями, который моя семья и лаборатория спроектировали и запускают с 2004 года в качестве благотворительной акции. Посетители, которых ведут через дом с привидениями, всегда восклицают (когда снова могут нормально говорить), как реалистично выглядит мозг, — и это интересно, поскольку настоящий мозг совершенно не похож на равномерный пузырь из желатина. Это сложная сеть, состоящая из миллиардов мозговых клеток, соединенных воедино для передачи информации по различным направлениям.
Чтобы понять большую часть этой книги, вам нужны некоторые базовые сведения о человеческом мозге. Самым важным видом клеток для нашего обсуждения является нейрон. Нейроны могут быть разными, но в целом каждый состоит из тела, нескольких похожих на отростки структур сверху, называемых дендритами, и одной похожей на корень структуры внизу, называемой аксоном, на конце которого расположены терминали, как изображено на рис. A.1.
Рис. A.1. Нейроны могут быть разной формы, но у каждого есть тело, один длинный аксон и дендриты.
Терминали аксона одного нейрона примыкают к дендритам других нейронов — обычно их тысячи, — образуя соединения, называемые синапсами. Нейрон возбуждает, отправляя электрический сигнал по аксону к терминалям, которые выделяют химические вещества, называемые нейромедиаторами, в синапсы, где их улавливают рецепторы дендритов других нейронов. Эти нейромедиаторы возбуждают или замедляют каждый нейрон на другом конце синапса, меняя их уровень возбуждения. При таком процессе один отдельный нейрон влияет на тысячи других, а тысячи нейронов могут влиять на один, и все происходит одновременно. Это мозг в действии.
На более макроскопическом уровне человеческий мозг можно более-менее разделить на три основные части — на основании того, как расположены нейроны. Кора — это пласт нейронов, расположенных слоями в количестве от четырех до шести (рис. A.2), которые соединены в цепи и сети. Поперечное сечение этого пласта показывает, что нейроны организованы в колонки; нейроны в рамках одной колонки в коре формируют синапсы друг с другом и с другими нейронами в других колонках. Кора располагается вокруг субкортикальных зон, которые, в отличие от слоистой коры, организованы как скопления нейронов, как изображено на рис. A.3. Вечно популярное миндалевидное тело, например, является субкортикальной зоной. Третья часть мозга, мозжечок, находится в нижней задней части мозга. Мозжечок важен для координации физических движений и обеспечивает доступность этой информации для остальных частей мозга. Ученые должны выделять различные совокупности нейронов, то есть «зоны мозга», поэтому они разработали определенную терминологию для этой цели. Кора, постоянно появляющаяся в этой книге, делится на отдельные зоны, называемые долями, которые похожи на континенты в мозге (рис. A.4).
Рис. A.2. Поперечное сечение шестислойной коры
Рис. A.3. Три основные части мозга
Рис. A.4. Доли в коре головного мозга
Для ориентации в мозге ученые используют не направления, как при пользовании компасом, вроде востока или северо-запада, а выражения типа «дорсальный фронтальный» (верхний передний) или «медиальный» (срединный). Рис. A.5 показывает различные «дорожные знаки» для ориентации. Ваш головной мозг — это часть вашей центральной нервной системы (куда входят головной и спинной мозг), которую отличают от периферической нервной системы (часть нервной системы вне пределов головного и спинного мозга). Обычно они рассматриваются как две отдельные системы. Ваш спинной мозг переносит информацию между вашим телом и вашим мозгом.
Рис. A.5. Дорожные знаки для мозга. Фронтальный = расположенный спереди; задний = расположенный сзади; дорсальный = расположенный сверху; вентральный = расположенный снизу; медиальный = расположенный у срединной плоскости; латеральный = боковой, расположенный в стороне от срединной плоскости
Ваша вегетативная нервная система — единственный путь, которым ваш мозг может регулировать внутреннюю среду вашего тела. Она доставляет команды мозга к внутренним органам тела и посылает сигналы от внутренних органов обратно к мозгу. Этот процесс управляет частотой сердечных сокращений, частотой дыхания, потоотделением, пищеварением, голодом, расширением зрачков, сексуальным возбуждением и множеством других телесных функций. Вегетативная нервная система отвечает за реакцию «бей — беги», которая говорит телу, как потратить ресурсы, а также за процедуру «отдыхай — переваривай», которая возмещает эти ресурсы. Вегетативная нервная система также помогает контролировать ваш обмен веществ, водный баланс, температуру, уровень соли, работу сердца и легких, воспаление и другие ресурсы во всех системах тела, словно бюджет. Соматическая нервная система дает мозгу доступ к мышцам, суставам и сухожилиям.
Рис. A.6. Компоненты нервной системы человека
