Сортирующая сеть

Перед Дейтерсом, впервые описавшим ее в прошлом веке, она предстала под микроскопом сетью беспорядочно разбросанных нейронов, густо переплетенных нервными волокнами. Дейтерс назвал ее сетчатым образованием, или ретикулярной формацией. Находится она в стволе и тянется от спинного мозга до таламуса - тоже очень интересного образования ствола.

Ретикулярной формации не повезло. Ее открыли, подробно описали и, не придав большого значения, забыли. Лет двадцать пять назад американский нейрофизиолог Мэгун и его коллеги из Калифорнийского университета неожиданно вдруг обнаружили, что ретикулярная формация поймала в сети и подчинила своему влиянию почти всю деятельность центральной нервной системы.

"Эти неспецифические механизмы, - писал Мэгун, - распределены почти по всей центральной области ствола мозга, и подобно тому как спицы отходят от оси колеса к его ободу, так и функциональные влияния этой центрально расположенной системы могут распространяться в нескольких направлениях: на спинной мозг, на механизмы, осуществляющие эндокринные функции, на структуры, где возникают эмоции, и на кору больших полушарий, которая обслуживает все высшие сенсорно-моторные и интеллектуальные процессы". Влияет ретикулярная формация на них разными способами. Прежде всего сортирует и регулирует движение нервных импульсов.

Помните, мы говорили, что в головном мозгу есть особый "сортировочный пункт". Из потока информации он выбирает каждую минуту лишь самые важные для организма сигналы. Обязанности сортировщиков природа возложила на нейроны ретикулярной формации и потому сделала их неспецифическими: любой из этих нейронов может разобраться в любом сигнале любого органа. А чтобы ни один из сигналов не миновал контрольного пункта, природа устроила так, что в ретикулярную формацию поступают дубли всех импульсов, какому бы отделу мозга они ни были адресованы. Доставляют их коллатералли - тонкие веточки, отходящие от основного нервного тракта. Коллатералли посылает в ретикулярную формацию всякий нервный кабель: чувствительные волокна, бегущие из спинного мозга в кору, двигательные, идущие в обратном направлении, нервные пучки, связывающие мозжечок с корой, и все другие.

А ретикулярная формация, как расторопный регулировщик на оживленном перекрестке в часы "пик", одни сигналы пропускает раньше да еще "подстегивает", снабжая дополнительной энергией, другим дает дорогу во вторую очередь. А иные вообще задерживает на время, пока не станут они для организма важными.

Нейроны ретикулярной формации непрерывно заняты сравнением, оценкой и отбором сигналов, которые должны обеспечить поведение организма, точно соответствующее создавшейся обстановке. А верно выбранная программа действия часто вопрос жизни и смерти!

Допустим, продираясь сквозь тропические заросли, человек поранил лицо. Еще полсекунды назад сообщение о ранении было бы самым важным среди потока информации, идущей в его мозг. Но в эти полсекунды человек вдруг увидел, что лиана, за которую он хотел ухватиться, - ядовитая змея.

Для ретикулярной формации сигнал о змее что сирена "скорой помощи" для регулировщика движения. Тотчас же она задерживает остальные сообщения. А это по прямому проводу передает в кору, усилив дозой добавочной энергии, чтобы сразу на него обратили внимание. И ответную реакцию пропустит без очереди. Человек, ничего еще не осознав, автоматически отдернет руку, отшатнется, выхватит нож. И лишь, когда куски ядовитой "лианы" будут судорожно извиваться у его ног, почувствует боль в ободранной щеке.

Без ретикулярной формации долго пришлось бы сигналу об опасности блуждать по нейронам вместе с другими сообщениями и дожидаться своей очереди у входа в кору.

У ретикулярной формации есть еще одно важное свойство. Она питает дополнительной энергией все отделы мозга. Непрерывный поток импульсов, поступающий со всех сторон, держит ретикулярную формацию в постоянном напряжении. Она все время возбуждена и заражает этим возбуждением все отделы мозга. Тонус, темп работы коры, зависит от ретикулярной формации. По существу, "ретикулярная активирующая система" (Так тоже называют биологи ретикулярную формацию, чтобы подчеркнуть это ее свойство.) взяла под контроль даже сознание!

Вот какие опыты доказали это.

Нейрофизиологи давно заметили, что электрическая активность мозга во сне и наяву неодинакова. В энцефалограмме спящей кошки, например, волны большие, медленные. А стоит ей проснуться, они становятся маленькими и частыми. Это изменение "почерка" энцефалограммы в момент пробуждения физиологи назвали реакцией активизации.

Разбудить кошку можно по-разному. Можно посветить ей в глаза, щелкнуть над ухом, положить под нос кусочек рыбы. И в любом случае в электроэнцефалограмме просыпающегося животного появятся характерные для пробуждения волны. Независимо от того, от какого органа чувств поступила в мозг информация.

Но вот что самое интересное: реакция активизации может появиться в любом участке коры. И совсем не обязательно в том, где находится "посольство" нервов, которые принесли информацию.

Это навело ученых на мысль, что где-то в мозгу есть специальный центр, в обязанности которого входит следить за тонусом коры, вовремя включать и выключать ее. В этот центр приходят импульсы от разных раздражителей. Здесь они копируются, доводятся до соответствующей кондиции, усиливаются, если надо. И уже отсюда, так сказать, в "централизованном порядке", воздействуют на кору.

Мэгун и Моруцци в 1949 году доказали, что этот центр - ретикулярная активирующая система.

Через вживленные электроды они раздражали ретикулярную формацию спящей обезьяны. Обезьяна просыпалась, и у электроэнцефалограммы заметно менялся "почерк".

У других обезьян ретикулярную формацию разрушали, и животные тут же засыпали. Разбудить их не могло ничто. Так они и спали до конца жизни, ничем не интересуясь, ни на что не реагируя. Хотя все органы чувств исправно доставляли в их кору информацию о событиях, происходящих вокруг.

Кора, правда, тоже не остается в долгу перед ретикулярной формацией. И тоже влияет на нее. Взаимодействие этих двух систем мозга осуществляется по принципу обратной связи. Усиливается активность нейронов ретикулярной формации, сильнее возбуждается кора. И сейчас же срабатывает обратный механизм: кора посылает сигналы, которые понижают тонус ретикулярной формации. Так устанавливаются оптимальные условия для работы обеих систем.

Между прочим, люди, сами того не подозревая, давно уже пользуются услугами ретикулярной формации. Врачи, например, когда делают операцию под общим наркозом: это на нее действуют вещества, вызывающие общее бесчувствие. Они подавляют активность нейронов ретикулярной формации, она перестает тонизировать кору, выключает ее, и человек на время теряет сознание, засыпает. Органы чувств его исправно продолжают приносить в мозг сообщения о боли, о звяканье хирургических инструментов, ярком свете в операционной, но ни на одно из этих раздражений больной не реагирует. Выключен основной механизм, "запускающий" в действие сознание.

Многие ученые полагают сейчас, что внимательность и умение сосредоточиваться тоже зависят от ретикулярной формации. Недавно установили, что она, выбирая и усиливая важные в данный момент для организма сигналы, второстепенные не только не пропускает, а даже ослабляет и понижает чувствительность коры к ним.

Экспериментаторы вживляли кошке электрод в ядро улитки (это отдел ствола, где идет сортировка и переработка звуковых сигналов) и записывали его активность. Время от времени над ухом кошки громко щелкали. Тотчас же улитка "откликалась" на щелчок: на кривой активности появлялся пик. Если щелчки слышались подряд и все усиливались, пики на кривой тоже шли подряд и размах их увеличивался. Но тут кошке подсунули банку с живыми мышами. Все внимание животное сосредоточило теперь на том, как бы достать хотя бы одну из них. И пики на кривой исчезли, хотя щелчки продолжались. Новый, более сильный раздражитель подавил прежний.

Этой способностью ретикулярной формации заинтересовались недавно стоматологи.

Оперируя с зубами, они надевают пациенту наушники. Наушники соединены с магнитофоном. На магнитофонной ленте записаны музыка и разные шумы. Музыка успокаивает больного, а шумы (почему-то лучше всего на психику действует шум водопада) маскируют жужжание бормашины и даже, как утверждают некоторые знатоки, "проявляясь в сознании, непосредственно подавляют ощущение боли". Если же боль все-таки беспокоит пациента, ему проигрывают пленку, на которой мелодия едва слышна за шумом. Больной невольно начинает прислушиваться, а врачу только этого и надо - можно спокойно работать. Пациент уже не обращает внимания на его манипуляции.