1.2. Версия операционной системы
Современной версии «операционной системы», которая работает в мозге человека, можно, по аналогии с компьютером, присвоить номер 4.3.7 (G-3125)[2]. Ее можно квалифицировать как нервную систему, последовательно эволюционировавшую в течение миллионов лет посредством генетических мутаций и предназначенную для идеального функционирования человеческой особи на данной планете.
О новых версиях системы (в настоящий момент недоступны) можно получить информацию в разделе «Версия будущего» [см. стр. 252].
2. Из чего состоит мозг
С точки зрения врача-анатома, мозг представляет собой единое целое. Однако это не так. Строение мозга часто упрощают, представляя его чем-то вроде нейронной сети, но он далеко не однороден. Ближе к истине представление о мозге как о сложной сети, состоящей из нескольких подсетей, каждая из которых включает в себя собственные подсети.
Даже одна-единственная клетка мозговой ткани [см. «Нейроны», стр. 26] представляет собой важное звено цепи, управляемое инструкциями, закодированными в генах. Клетка, в свою очередь, отвечает за действие миллионов ионных каналов, натриево-калиевых насосов и других химико-биологических образований, которые определяют электрический потенциал клеточной мембраны, то есть разницу напряжения внутри и снаружи клетки. Однако клетка сама по себе ничего не значит в работе мозга, вычислительный процесс возможен только во время соединения нейрона с другими нейронами. Информация на самом деле хранится не в клетках головного мозга, она остается в соединениях между клетками – в так называемых синапсах [см. стр. 33].
Рядовой нейрон имеет несколько тысяч связей с многочисленными постсинаптическими нейронами, расположенными рядом. Соседствующие нейроны организуются в функциональные группы, так называемые ансамбли. Например, только в одном лишь гипоталамусе [см. стр. 65], имеющем размер чуть больше миндального ореха, их не менее пятнадцати, и каждый ансамбль выполняет свою функцию. Нейроны могут подключаться также к цепям, формирующим церебральные каналы, которые отвечают за особые функции мозга – например, такие, как сон или концентрация внимания. Нейронные цепочки тоже могут объединяться, чтобы усилить разрозненные действия, – и мы получаем на выходе способность к связной речи или чувство эмпатии. Мозг, таким образом, представляет собой монументальную сеть, способную производить такие таинственные вещи, как сознание и мышление [см. стр. 90].
Система связей в мозге не была бы столь потрясающе эффективной, если бы все ее процессы не дублировались параллельной сетью, которая тесно перепутана с нейронной, по сути, обвивая ее, как лоза: эта сеть сформирована глиальными клетками [см. стр. 46], они снабжают нейроны питанием, кислородом, выводят отходы жизнедеятельности. Вдобавок глиальные клетки обеспечивают невероятную скорость, с которой действуют аксоны – клеточные отростки, служащие путями передачи импульсов на далекие расстояния [см. стр. 32]. Аксоны покрыты слоем беловатой жировой ткани, называемым миелином. Несколько упрощая, можно сказать, что она усиливает сигнал [см. стр. 50]. Кора головного мозга, которая в отличие от остальной мозговой ткани состоит из шести слоев, подчиняющихся строгой иерархии, обязана эффективностью именно высокой скорости, с которой нервные импульсы проходят большие расстояния.
Поразительно, общая длина волокон миелина человеческого мозга (включая и волокна, что соединяют между собой полушария, формируя так называемое мозолистое тело) оценивается в примерно 150 тысяч километров. Это равно четырем окружностям земного экватора!
Следует отметить, что эта чудовищно сложная сеть играет важную роль и в функционировании обоих полушарий головного мозга (правое и левое полушария отвечают за противоположные части тела), и в работе различных мозговых долей и областей коры (отвечающих за процесс мышления и исполнительные функции), и в деятельности всех других составных частей церебрального аппарата, каждая из которых обладает строго определенным количеством нейронов определенного назначения. Каждый из нейронов находится на строго определенном месте в иерархии, в соответствии с предписанными ему функциями. Говоря другими словами, мозговая нейронная сеть состоит из многочисленных подсетей. Древние пирамиды Гизы, «Джоконда», «Реквием» Моцарта, открытие гравитации или эволюции – примеры чудес, которые могут создавать нейроны, составляющие суперсеть в человеческом мозге.
2.1. Нейроны
По ряду оценок, тело человека среднего роста и веса состоит из 37 тысяч миллиардов клеток. Независимо от того, хрупкая ли это старушка или крепкий молодой парень, на их создание пошло весьма внушительное количество биологических кирпичиков.
Однако во всех частях этой сложной конструкции из клеток костей и крови, печени и кожи наличествуют непременно клетки особой группы, распределенной по всему телу, – нейроны. Кирпичики, составляющие нервную ткань, обладают удивительными свойствами. Они могут испытывать электрическое возбуждение и, включаясь в сеть, состоящую из бесконечного количества миллиардов соединений, передают электрические импульсы и химические реакции на сотни километров в течение миллисекунды.
Считается, что в мозге примерно 86 миллиардов нейронов[3], которые сопровождают человека от рождения до смерти, в отличие от других клеток. Большинство нейронов живут долгую жизнь вместе со своим хозяином [см. стр. 230]. Передача информации в виде электрохимических реакций по чрезвычайно запутанной сети клеток мозга позволяет читать и понимать этот текст в данную минуту. Эта же сеть создает в нашей голове память, порождает различные идеи, позволяет выразить эмоции и отвечает за множество разных проявлений человеческой личности.
Центральная часть нейрона, его тело, которое называется сома, имеет бесконечно крошечные размеры (самый маленький в диаметре имеет 4 микрона, то есть 4 миллионных части метра), но при этом клетка может растягиваться на несколько сантиметров, ее отростки превышают размер ядра в десятки тысяч раз. Эти отростки, протягивающиеся на огромные, по сравнению с размерами ядра, расстояния, именуются аксонами. Каждый нейрон имеет только один аксон, и по аксону, как по проводу, информация передается вовне нейрона, к другим нейронам. От другого нейрона к аксону тянется другой отросток, более короткий, дендрит: у каждого нейрона таких дендритов много, они имеют разветвления и, как антенны-приемники, считывают информацию и направляют ее внутрь клетки.
