Со Ёсон - Мозг и разум в эпоху виртуальной реальности

Изображение 12. Нейрон

Та часть нейрона, которая отвечает за связь с другими нейронами, называется дендритом(dendrite). В одном нейроне более 100 000 дендритов. Часть нейрона, по которой нервные импульсы направляются от тела клетки, называется аксон, и он всегда только один. Также изучение нейронов с помощью электронного микроскопа выявило, что нейрон является независимой единицей, а также между отдельными нейронами всегда имеется небольшое расстояние.

В конце XIX века испанский нейробиолог Сантьяго Рамон-и-Казаль (S. R. y Cajal) различал нейроны по их внешней форме (например, по размеру, форме, расположению, клеточной системе, по окончаниям аксонов, по отросткам дендритов). Большинство ганглионарных клеток, которых по общему количеству больше, чем всех остальных, чрезвычайно малы, и каждая десятая из них имеет форму зонтика. Когда свет проникает в такие нейроны с формой зонтика, возбуждение нейрона может увеличиваться или, наоборот, подавляться.

Постоянно растущие и хорошо связанные между собой сочетания нейронов, в рамках которых происходит активное взаимодействие клеток, являются определяющим фактором для сознательной деятельности, что более важно, чем фактическое число нейронов [225] Susan Greenfield, Brain Story: Why Do We Think and Feel as We Do? пер. Чжон Бёнсон, Изд. Чжихо, 2006. С. 161.; (Прим. Авт. Кора головного мозга в 2,75 раза больше, чем у шимпанзе, однако количество нейронов у человека превышает количество нейронов у шимпанзе только в 1,25 раза. Иными словами, можно сказать, что у людей все же не так много нейронов. Поэтому важной предпосылкой появления интеллекта можно назвать не количество нейронов как таковых, а количество или сложность их взаимосвязей друг с другом. . Нейрон, если посмотреть на него с физической точки зрения, очень похож на атом. Средний атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженного электрона. И поскольку они оба находятся в равновесии, атомы электрически нейтральны. Однако электроны в атомах движутся к другим атомам, образуя электрический ток. Ионные частицы играют у нейронов в мозге роль электрического тока. Когда ионы (ion) теряют или приобретают электроны, они приобретают электрические свойства, называемые положительными или отрицательными зарядами.

Кроме того, в нейронах происходят сложные химические реакции, заставляющие ионы проходить через клеточные мембраны и останавливаться, вызывая в процессе этого разницу потенциалов. Обмен ионов, в рамках которого возникают электрические сигналы, представляет собой так называемый «потенциал действия» (action potential) [226] Susan Greenfield, Brain Story: Why Do We Think and Feel as We Do? пер. Чжон Бёнсон, Изд. Чжихо, 2006. С. 50. . Потенциал действия, представляющий собой непрерывный приток и отток ионов, занимает около одной тысячной секунды. На потенциалы действия нейронов непосредственное влияние оказывают гены и гормоны в крови.

Потенциал действия доходит до окончания аксона, в котором уже находится химическое вещество. И в этот момент электрический сигнал запускает реакцию в этом химическом веществе. Синтезированные таким образом вещества-нейротрансмиттеры (гормоны) отправляются для передачи сигнала в дендриты других нейронов. Типичными нейротрансмиттерами являются ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин, аминокислоты, пептиды и тому подобные вещества. Секретируемые таким образом нейротрансмиттеры вызывают комплексные изменения во всем организме. Например, эффекты воздействия этих веществ могут проявиться в том, что темп биения сердца ускоряется, ухудшается процесс пищеварения, на ладонях проступает пот, дыхательные пути расширяются. Затем нейротрансмиттер превращается в электрический сигнал, готовый перейти к другому нейрону. Конечно, во время этого процесса нейроны могут быть возбужденными (продвижение потенциала действия), но могут быть и, наоборот, подавленными (препятствие для потенциала действия). Поскольку и десяти нейронов достаточно для идентификации, например, человеческого лица, можно сделать вывод, какой большой потенциал для репрезентации может быть даже в рамках 1 мм 2коры головного мозга.

Расстояние между нейронами (1/200000 мм) и связанная с ним область соединения называется синапсом. Синапс – это организованная система, насчитывающая около 1000 триллионов элементов, и, если понимать ее с точки зрения физики, является своеобразной молекулой, которая регулирует силу и энергию [227] Christof Koch, The Quest for Consciousness: A Neurobiological Approach, пер. Ким Мисон, Изд. Сигмапресс, 2006. С. 12. . Нейробиологи утверждают, что синапсы, которые быстро передают электрические сигналы от одного нейрона к другому, осознаются посредством ощущений или восприятия. Другими словами, активность нейронов, соединяющихся с другими нейронами через синапсы, преобразуется в сознание. Причина, по которой на нас действует наркоз или мы теряем сознание, заключается в том, что анестетик подавляет синаптические ионные каналы, которые открываются и закрываются нейротрансмиттерами. И деятельность нейронов человека в состоянии наркоза менее активна и менее избирательна, чем активность нейронов бодрствующего человека.