Белые пятна на карте мозга

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Немало удивительных открытий свершилось на наших глазах в недавнее время. На Луне обнаружили действующий вулкан, заглянули на обратную сторону нашей небесной соседки. В необъятном списке звезд появились новые члены. Обнаружена еще одна необыкновенная частица внутри атома… Открытия же, о которых мы хотим рассказать сейчас, сделаны — где бы вы думали? — внутри нас самих. Недавно стало известно, что мы заполнены живыми полупроводниками. Ими оказались составляющие нас белки. После этого мы узнали, что в нашем организме находятся миллионы электромагнитов. Открытия внутри нас продолжаются далее, и сегодня мы коснемся самой загадочной и наименее изученной части нашего тела – мозга.

Электронная машина очень глупа, она никогда не будет думать. Но остатки сомнения все-таки гнездились где-то в глубине сознания. Как же тогда быть со столь «умными» машинами, которые ставят диагноз, играют в сложные игры… учатся, наконец!

Ну, и что ж, что учатся, компьютер, искусственный интеллект, учится, потому что ему велели учиться. Но это вовсе не значит, что он когда-нибудь заменит того же врача. Ему так далеко до думающего мозга, что говорить о каком бы то ни было сходстве между ними можно только очень условно, все время памятуя, что речь идет о самых общих принципах.

Когда хотят показать разницу между современным компьютером и живым мозгом, обычно называют число микросхем и нервных клеток, которые они «изображают». Разница действительно получается разительная: в обычном компьютере (и даже ноутбуке) «нервных клеток» по крайней мере, в миллион раз меньше, чем в мозге.

И если уж сравнивать по такому принципу мозг и машину, то машину можно скорее уподобить нервной системе майского жука, которая имеет как раз столько клеток, сколько в среднем микросхем в компьютере. Кстати сказать, это сравнение вполне научное: его приводят в серьезных работах физиологи.

Кроме того, даже если бы и удалось создать машину, равную по числу микросхем мозгу, то для снабжения ее энергией потребовались бы гидроресурсы целого Ниагарского водопада. Для охлаждения же нагревающихся при работе микросхем — еще одна Ниагара. А живой думающий мозг, всего около литра объемом, расходует столько же энергии, как и 25-ваттная электрическая лампочка. Зато вся эта энергия идет в дело, почти не растрачиваясь в тепло. И кровь, оттекающая от мозга, оказывается лишь на доли градуса теплее, чем притекающая к нему.

Но дело вовсе не в количестве составляющих машину рабочих ячеек. Прежде всего, машины не обязательно могут быть «начинены» электронными микросхемами. А ставший почти классическим пример с Ниагарой относится именно к машинам, в которых используются электронные микросхемы. И, по существу, пример этот устарел, так как уже давно созданы машины более емкие по объему и количеству элементов, чем мозг.

Главное заключается в том, что в электронной машине каждая ее «клетка» больше четырех-пяти связей не имеет, а мозг обладает громадными пространственными связями, позволяющими ему реагировать несравненно многообразнее, точнее, умнее. Сейчас составлены так называемые «топографические карты» мозга. На них нанесено 52 отличающихся строением и назначением области.

Еще в 19-м веке обнаружили, что в передних отделах коры головного мозга находятся участки, связанные с работой мышц. Если их раздражать электрическим током, начинают сокращаться мышцы рук, ног, спины… их так и назвали — «моторные зоны». Они отвечают за правильность движений нашего организма.

Управление движениями — лишь небольшая часть громадной организаторской работы центральной нервной системы. «Провода» соединяют мозг буквально со всеми «рабочими механизмами» нашего тела, к каждому волоконцу мышцы тянется отсюда ниточка нерва, каждая светочувствительная «колбочка» или «палочка», миллионы которых расположены в глазу, связана с мозгом специальным нервным каналом. В одну сторону — от глаз, ушей, носа — поступают сведения о том, что мы видим, слышим, чувствуем. Обратно, по другим нервам, передаются команды управления. Ведь наши органы чувств — это лишь «щупальцу мозга», как назвал их еще И. М. Сеченов, позволяющие улавливать самые различные влияния внешнего мира.

Сообщения от глаз поступают в затылочную часть мозга, где в области так называемой «борозды птичьей шпоры» расположен зрительный центр коры. Это 17-ое поле коры мозга. Если эта область мозга оказывается поврежденной, то даже при совершенно здоровых глазах и целом зрительном нерве человек не сможет видеть.

Через глаза в мозг поступает наибольшее количество сведений — раз в 30 больше, чем их приходит в слуховую область, расположенную на висках. Если мы «видим» затылком, а «слышим» висками, то осязательные ощущения от многочисленных чувствительных «датчиков», разбросанных по всему телу, поступают в теменную часть мозга. К сожалению, столь же определенно сказать, где расположены обонятельный и вкусовой центры коры, ученые еще не могут.

Помимо «входов», в которые стекаются сообщения от органов чувств, и «выходов», управляющих движениями рук, ног, глаз, в коре существуют участки, не связанные непосредственно с простыми ощущениями и движениями мышц. Они расположены впереди, на лобных долях мозга. Многие из таких «пустых» областей обнаружены только у человека.

Это заставляет предположить, что именно здесь осуществляется сравнение разных ощущений, устанавливаются логические соотношения между конкретными сообщениями, вырабатываются обобщенные, абстрактные понятия. Во всяком случае, именно повреждение лобных долей мозга вызывает такое расстройство речи, когда больной слышит и понимает, что ему говорят, но сам не может выразить свою мысль словами. Вот почему этому отделу мозга и приписывается роль обобщающего механизма.

Здесь же, по-видимому, и хранятся — тоже в обобщенном виде — самые важные сведения о прежних ощущениях и действиях. Ведь у человека нет отдельного «блока памяти», как в компьютере. Во всяком случае, специальный механизм, ответственный за сохранение нервных сигналов, до сих пор в мозгу не обнаружен. Недаром специалисты по кибернетике говорят иногда, что мы знаем сейчас о природе и расположении своей памяти не больше, чем древние греки, считавшие местонахождением разума грудную диафрагму.

Продолжение следует…

Автор: Е. Сапарина.