|
ДЕТСТВО НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ Избранные главы
И.А. Скворцов - М., Тривола, 1995. - 96 с.
Можно смело утверждать, что у человека нет ни одного проявления жизнедеятельности, свободного от участия нервной системы. Мозг ответственен за все: за первый крик новорожденного и стон умирающего, за взмах топора дровосека и быстрый бег виртуозных пальцев пианиста, за замирание сердца девушки, впервые спешащей на свидание, и слезы горя, за тепло доброго человеческого общения и предательский удар из-за угла, за трусость и самоотверженность, лень и трудолюбие, любовь и ненависть, за глупость самодовольного обывателя и мудрость чудака... - за все человеческое. В том числе, и за многие (если нс все) человеческие болезни и за успешное выздоровление от них.
Чем по существу отличается нормальный мозг среднего здорового гражданина от мозга гения? Может показаться странным, но никаких особенностей в строении нервной системы, присущих гениальности, пока нс обнаружено. Нс найдено в мозге специфических центров ума
или таланта. Вес головного мозга взрослого человека составляет в среднем 1200-1400 г, и в этих пределах не определяется какой бы то ни было зависимости умственных способностей от веса мозгового вещества. Общеизвестно, что мозг Анатоля Франца весил 1017 г, Ю. Либиха - 1362 г, Д.И. Менделеева - 1571 г, И.П. Павлова - 1653 г, И.С. Тургенева - 2012 г. По выражению известных американских нейропсихологов Дж. Миллера, Ю. Галантера и К.Прибрама "мышление трагически невидимо". Воистину "невидимое" создало гений Леонардо да Винчи, Моцарта, Эйнштейна. "Мысль - только вспышка света... но эта вспышка - все" (А. Паункаре).
Как же устроен мозг, озаряющий мир этой "вспышкой света"? И почему продукт деятельности мозга столь эфемерен, бестелесен, а не "вырабатывается" наподобие фарша из мясорубки?
Нервная система инервирует (или обеспечивает собой) весь организм, все его отделы. Каждый участок тела снабжен собственными нервными окончаниями, в чем легко убедиться, поколов себя иголочкой в любом, на выбор, месте. Нервные окончания и идущие от них нервные волокна доносят до нашего сознания не только сам укол, но с большей или меньшей точностью и место, где укололи. И вскоре вокруг точки укола появится покраснение кожи - это другие нервные окончания принесли приказ тонким кровеносным сосудам-капилярам - расшириться. Иными словами, иннервационное обеспечение - двустороннее: одни нервные окончания с помощью специальных воспринимающих клеток (рецепторов) перерабатывают различные воздействующие раздражения в нервный импульс и посылают его в качестве своеобразной "закодированной" информации в мозг, а другие, напротив, доставляют к месту воздействия раздражения "инструкцию" мозга о том, какой должна быть реакция. Формы рецепторов, которыми располагает человеческий организм для объективного восприятия изменений, происходящих во внешнем мире и внутренней среде, весьма многообразны. Природа "предусмотрела" возможность регистрации воздействия тепла, холода, давления, механического повреждения и прикосновения; специальные рецепторы принимают информацию о положении тела в пространстве, о земном притяжении, о состоянии мышц и сухожилий, внутренних органов, сосудов и т.п. Имеются и отдельные "рецепторные органы", предназначенные для регистрации звуковых воздействий (ухо), света и цвета (глаз), запахов (точнее сказать - концентрации взвешенных в воздухе молекул различных веществ), а также "вкусовых сигналов" (концентраций растворенных в пище и слюне молекул).
Целый ряд объективно существующих в природе воздействий и процессов человеком не воспринимаются, для них просто нс предусмотрены рецепторы. Так, мы нс видим инфракрасного и ультрафиолетового "света", не слышим инфразвука, хотя существует немало животных, способных видеть и слышать эти воздействия. Воздействие электромагнитного поля, радиации совершенно неощутимо, не имеет ни вкуса, ни запаха, не видится и не слышится, не воспринимается ни как боль, ни как тепло, но, вместе с тем, оказывает серьезное влияние на состояние организма. Общеизвестно изменение самочувствия перед грозой, причем, очень неопределенное, как бы "предчувствие грозы". Стало модным говорить о некоей "метеочувствительности" отдельных людей и даже в газетах в разделах прогноза погоды печатаются предупреждения для лиц, предрасположенных к сердечно-сосудистым заболеваниям, в дни, которые по метеопоказателям считаются неблагоприятными. Установлено, что уровень солнечной активности также может оказывать влияние на здоровье человека, на течение некоторых хронических заболеваний. Вместе с тем, остается неясным, каким образом все же организм воспринимает эти влияния, если никакие рецепторы к ним нечувствительны. Весьма возможно, что "рецепторами" этих влияний являются сам мозг, отдельные его образования или даже отдельные клетки или волокна.
Благодаря многообразию "информационных входов" организм человека получает весьма полную и объективную картину окружающего мира, что позволяет ему "выбрать" оптимальный вариант реакции - внутренней, двигательной, поведенческой. В основе организации деятельности нервной системы лежит рефлекторный (или "отражательный") принцип, т.е. любые проявления работы мозга по существу являются ответами на те или иные внешние и внутренние воздействия. Это утверждение может показаться странным. Ведь всем очевидна свобода Человека в выборе поступков,действий, их последовательности, возможность следовать своему желанию, устремлению, наконец, по собственному разумению активно внедряться в саму Природу, исправляя найденные в ней "ошибки", с беспрецедентной смелостью манипулировать ножом в живом человеческом теле. Однако противоречия здесь нет. Дело в том, что информация, которую получает нервная система от рецепторов, всегда несколько избыточна, превышает тот минимум, который необходим для организации ответной реакции; этот избыток как бы аккумулируется в определенных отделах мозга и может быть востребован оттуда при необходимости осуществления спонтанного, казалось бы, независимого от внешних воздействий акта.
Свободная и "независимая" активность человека на самом деле является таким же рефлексом, ответом, только не на непосредственный раздражитель или воздействие, а на "запасы", "резервы" информационных сигналов, поступающих в разное время от разных рецепторов. В то же время от этого она не перестает быть ни свободной, ни независимой, правда, до тех пор, пока поток информации от рецепторов достаточен, а "резервы" не исчерпаны. Более 100 лет назад Н.И. Пирогов описал пациента, лишенного трех основных рецептор-ных каналов информации: зрения, слуха и кожной чувствительности. Этот человек был способен поддерживать нормальную деятельность сердца и дыхания, но его реакции на внешние раздражители были крайне скудны, спонтанная активность практически отсутствовала. Больной постоянно находился в состоянии, напоминавшем сон, однако, не спал. Этот пример прекрасно иллюстрирует рефлекторную природу так называемой "спонтанной" или произвольной активности человека.
Осуществление любого рефлекса - от простейшего
отдергивания рук при ожоге до сложной
сознательной деятельности человека - требует
обязательного выполнения 4-х основных операций:
1) прием информации от рецептора,
2) расшифровка информации и программирование
адекватного ответа,
3) реализация ответа путем передачи сигнала к
исполнительным органам (мышцам, железам),
4) контроль за правильностью осуществления
программы.
4-й этап "замыкает" круг непрерывной
циркуляции нервных сигналов, формируя
"рефлекторное кольцо". При этом рецепторы
воспринимают не только внешние раздражения, но и
ответ на них. Рецепторное наблюдение за ходом
реализации запрограммированного ответа
позволяет своевременно зарегистрировать
отклонения от намеченного плана и внести
соответствующие поправки. Таким образом,
ответная реакция, ее адекватность воздействию и
соответствие "замыслу" определяется
сохранностью и полноценностью "работы"
рецепторного звена. Вместе с тем, и прием
информации и ее расшифровка в значительной
степени зависят от сохранности исполнительных
органов, реализующих ответную реакцию.
"Неисправность" исполнительного звена
влечет за собой относительное "обеднение"
рецепции, а рецепторная недостаточность снижает
информационное обеспечение и эффективность
процесса обработки информации. Так например,
поражение мышц вследствие их травмы или
паралича, вынужденное бездействие или
недостаточная активность их при гипсовании
конечностей, длительном пребывании в
невесомости - снижает объем поступающей от мышц
информации, что в свою очередь, еще более
обедняет их активность и уменьшает рецепцию.
Возникает своеобразный "порочный круг";
бездействующая мышца вызывает "затухание"
информационного объема в рефлекторном кольце,
что усиливает ее бездействие и в конечном итоге
приводит к похуданию мышцы и разрушению мышечных
волокон. Эта закономерность касается любого
органа; неработающий орган не может
существовать, он разрушается, атрофируется.
Поэтому в организме не могут содержаться
"ненужные" или "лишние" органы; все, что
есть работает, выполняет определенную функцию,
пусть даже до времени и неизвестную нам.
Многообразие рецепторов, которыми располагает человек, обеспечивает ему объективную информацию об окружающем мире, процессах, в нем протекающих. "Неисправность" какого-либо рецептор-ного канала компенсируется двумя-тремя "дублирующими информационными системами" и не нарушает объективности восприятия. Так, положение тела в пространстве контролируется в основном тремя рецепторными системами - зрением, вестибулярными рецепторами внутреннего уха и рецепторами, расположенными в мышцах и сухожилиях. Нарушение правильного представления о положении тела в пространстве приводит к расстройству движений человека, неустойчивости, шаткости походки. Но, если нарушен один рецепторный канал, то нарушения координации движений не происходит, поскольку "дублирующие" рецепторные каналы сохранены. Так, точность движений не страдает при слепоте или при нарушении чувствительности мышц и сухожилий, но при сочетании этих расстройств (что бывает относительно редко) возникает неустойчивость, затрудняется ходьба. Необходимость получения максимально полной информации о внешнем мире определяет с одной стороны разнообразие рецепторов, а с другой - формирование специальных центров по анализу каждого рецепторного канала и по сопоставлению и суммированию информаций, поступающих от "дублирующих" каналов. Поэтому нервная система состоит из важнейших образований: центральной нервной системы, представленной головным и спинным мозгом, и периферической, представленной нервами, связывающими головной и спинной мозг с различными рецепторами, а также с исполнительными органами - мышцами и железами.
В век компьютеризации, когда человечество пытается создавать по своему образу и подобию не только роботов, передвигающихся как человек, но и "думающие" машины, выполняющие сложные"мыслительные" операции, - становится особенно очевидной сложность и невоспроизводимость человеческого сознания, интеллекта, человеческой мысли. Совершенно неправы те, кто пытается противопоставлять компьютерное "мышление" интеллекту человека. Ведь компьютер - продукт человеческой мысли, по сути - сам мысль, сам - человек: так же как деревянная палка, взятая первобытным человеком, лишь удлинила его руку в борьбе с дикими животными, как ракета лишь увеличила скорость передвижения, как телескоп обострил зрение, а громкоговоритель - слух, так ЭВМ "улучшила" память человека, повысила быстроту счета, анализа множества вариантов и выбора оптимального. Сложность всего, что создал или осмыслил человек, несравнима со сложностью самого человека. Как сказал Б. Хогленд, - "Понимание атома - детская игра, по сравнению с пониманием детской игры".
"В человеческом мозгу, даже по самым осторожным оценкам, совершается в течение одной секунды около 10 в 14 степени элементарных операций" (О. Ферстер). Все что происходит в нервной системе, от простейшего рефлекса до гениальных открытий, осуществляется нервной клеткой - рабочей или функциональной единицей мозга. Точнее - нервными клетками, их более 50 млрд., и всё в нервной системе - и головной мозг и спинной, и периферические нервы - это нервные клетки. Ничего, кроме нервных клеток, связанных между собой множеством отростков. Так просто! И это у всех нас, людей, у гениев и бесталанных, добрых и злых, грустных и веселых, у самых лучших из нас и у "тех, кого не любим"... "Как великий художник, природа умеет и с небольшими средствами достигать великих эффектов" (Г. Гейне).
Так ли "проста" нервная клетка? И какими "средствами" она располагает? Нервная клетка или нейрон специально приспособлена к связи с другими нервными клетками, к приему информации, ее переработке и передаче по эстафете. Нужно сказать, что в многоклеточных организмах, к которым относится и человек, межклеточные контакты во всех органах и тканях являются необходимой закономерностью: даже такие "автономные" элементы, как клетки крови, периодически обнаруживают тенденцию к слиянию между собой - агрегации. Но лишь в нервной системе клеточные контакты строго специализированы для передачи нервного импульса, причем, передача эта осуществляется специально сформированными органами - отростками. Прием информации осуществляется множеством древообразно разветвленных отростков - дендритов (их число может достигать у каждого нейрона 1500), а распространение переработанной информации от нейрона обеспечивает один единственный отросток - аксон, длина которого варьирует в зависимости от адресата и иногда достигает нескольких десятков сантиметров. Итак, у нейрона 1500 входов и 1 выход.
Аксон одного нейрона заканчивается контактом с дендритами другого. Сам контакт называется синапсом. По сути дела, прямого контакта не образуется: между аксоном и дендритом остается очень тонкий зазор, здесь происходит химическая передача сигнала, причем, только в одну сторону, возможный возврат сигнала от дендрита к аксону синапсом блокируется. Сигнал, или нервный импульс, имеет электрическую природу, он распространяется по поверхности аксона и дендритов. Скорость распространения импульса зависит от типа нейрона и варьирует от 0,5 до 150 м/с. Таким образом, максимальная скорость обеспечивает доставку сигнала к месту назначения за 5-10 миллисекунд, то есть практически мгновенно. Но, вместе с тем, заметьте, что эта скорость ничтожно мала по сравнению со скоростью электричества или света (примерно 1 000 000 м/с). Природа чрезвычайно экономна. При относительно небольших размерах человеческого тела ( 1,5-2 метра) скорость импульса до 150 м/с вполне удовлетворяет. Кроме того, и способ распространения нервного импульса весьма экономичен. Он связан с так называемыми местными токами, которые возникают при прохождении через мембрану аксона ионов калия, натрия, кальция. Перемещение различно заряженных ионов изнутри аксона в окружающую аксон жидкость или наоборот приводит к возникновению разности потенциалов между внутриаксональной и наружной средой в виде "кольца" в узком участке аксона. "Вспыхнувшая" разность потенциалов возбуждает соседний кольцевой участок аксона, и в нем также начинаются ионные токи и также устанавливают разность потенциалов, которая возбуждает следующий участок и так все дальше и дальше по аксону до синапса. Учитывая, что весь путь к синапсу импульс преодолевает за сотую долю секунды, легко представить себе с какой скоростью протекают все только что перечисленные процессы.
Тело нервной клетки, аксона и дендритов покрыто своеобразной оболочкой - мембраной. Мембрана не просто "загородка", отделяющая внутренности клетки от окружающего пространства, а довольно интересное образование, имеющее сложное молекулярное строение и способное к существенным перестройкам как спонтанным, так и вызванным внешними воздействиями. На наружную свою сторону, обращенную в околоклеточное пространство, мембрана "выставляет" особые "чувствительные" молекулы, обладающие высокой способностью к образованию комплексных соединений с различными биохимическими веществами. Эти молекулы называются мембранными рецепторами, они строго специфичны, предназначены только для избирательного распознавания определенных веществ, и "безразличны" к другим, для связи с которыми мембрана может иметь отдельные рецепторы. Мембранные рецепторы способны "узнать" и заблокировать вирус или токсин, которые могли бы повредить нервную клетку. С другой стороны, рецепторы синапса соединяются с медиаторами (химическими посредниками, передающими нервный импульс от мембраны аксона одной клетки к мембране дендрита другой). Соединение рецептора с медиатором служит для нейрона своеобразным сигналом, запускающим нервный импульс или вносящим определенные коррективы в сложные процессы, происходящие внутри нервной клетки.
Всего 3-4 десятилетия отделяют нас от того времени, когда усовершенствование микроскопической техники позволило человеческому глазу разглядеть внутри клетки множество мельчайших образований, которые прежде, если и замечались, то расценивались как "соринки", "включения". Дальнейшее изучение позволило установить их функциональное назначение, изменения при разных рабочих состояниях нейрона или при его болезни. Уже снята на пленку интимная жизнь нервной клетки, и кисть художников, популяризаторов неврологии, нарисовала нейрон в виде сложнейшего производства: вот "кирпичный завод", производящий "строительный материал" для обновления мембраны - "забора", вот "химический завод", производящий капсулы с питанием для отдаленных отделов клетки, вот снуют по аксону почтальоны с "бандеролями" молекулярных "вестей" от синапса к телу клетки и обратно, вот "машина-мусоровоз" неторопливо ползет вдоль мембраны, собирая "обломки" отслуживших молекул, продукты жизнедеятельности и отвозя их к "перерабатывающему заводу" в котором они окончательно разрушаются до безвредных продуктов или вновь используются для сборки новых жизненно важных молекул. Напряженная работа всех внутренних элементов нейрона никогда не прекращается. А ведь нейрон "живет" с человеком всю свою жизнь. И ставшая всем известной формула "нервные клетки не восстанавливаются" означает, что к моменту рождения мозг человека содержит все нейроны, "отпущенные" ему на жизнь, новые не возникнут, нужно беречь то, что есть. Этим нервные клетки уникальны, существенно отличаются от клеток других органов, клеток, которые многократно на протяжении жизни "умирают", делясь надвое и давая начало двум новым дочерним клеткам. В этом смысле клетки бессмертны, но как обеспечивается "бессмертие"? Почему нейрон не стареет, не отравляет сам себя продуктами своей направленной деятельности? В этом случае, как и во всем, природа одним своим шагом разом решила несколько проблем. Это решение - аксональный транспорт.
Нервная клетка представляет собой единое целое - самостоятельный орган со всеми своими отростками: дендритами, вносящими в клетку информацию, и выносящим - аксоном. Длина аксона различна, но может достигать и метра, то-есть - 1000 мм, тогда как диаметр тела самого большого нейрона составляет лишь доли миллиметра. Но как бы далеко не удалялся аксон от тела клетки, он остается живой составной частью ее, нуждающейся в постоянном обновлении "отработавших деталей", в питании. Основные "заводы" по производству "строительных материалов" и "запасных частей" для нужд самообновления располагаются в ядре нейрона и могут лишь отсюда быть доставленными аксону. Раньше предполагалось, что доставка осуществляется пассивно с затекающей в аксон внутриклеточной жидкостью. Лишь в последние десятилетия внутри аксона была обнаружена сложная система нитей, трубочек, цистерн, которая простирается вдоль всего аксона от ядра клетки и до синапса. Установлено, что вся эта сложная система, составляющая так называемый "скелет" аксона, не стоит на месте, а с очень небольшой скоростью (около 2 мм в сутки) неуклонно движется от ядра на периферию аксона. Как будто невидимые спицы вязальщицы в теле нейрона бесконечно "вяжут" бесконечный "чулок" хитросплетения аксонального скелета. Таким образом, внешне неизменный нейрон как бы постоянно "растет" внутри себя, постоянно самообновляется, самоомолаживается, защищая себя от старения. Неторопливое движение внутриклеточного скелета сопровождается обеспечением участков аксона, мимо которых он "проплывает", необходимыми питательными веществами и "строительными материалами" в виде молекул белков и липидов (жироподобных соединений). Это медленный аксональный транспорт. Наряду с ним, существует и быстрый, скорость которого составляет в среднем 200-400 мм в сутки, но в некоторых случаях может достигать 2000-2500 мм в сутки. Таким образом по аксону продвигаются молекулы, участвующие в обеспечении проведения нервного импульса, а также молекулы биологически активных веществ, осуществляющих химический межклеточный обмен информацией.
Таким образом, аксональный транспорт одновременно осуществляет жизнеобеспечение аксона, самообновление нейрона и, наконец, участвует в организации межклеточных контактов. Характерно, что самый быстрый аксональный транспорт в миллионы раз медленнее скорости проведения нервного импульса по нервному волокну - аксону, а самый медленный - в миллиарды. Казалось бы нервная система должна "стремиться" к возможно более скоростной доставке сигналов. Зачем ей такие "сверхмедленные" процессы? Вместе с тем, скорость необходима лишь для доставки срочных сообщений, например, приказ мышце сократиться при неожиданном повреждающем воздействии. Поддержание определенного постоянства уровня жизнедеятельности органов и тканей, включая и саму нервную систему, обеспечивается куда более медленными влияниями. Не случайно, что скорость регенерации (то есть восстановительного роста) поврежденного аксона, например, при перерезке или разрыве нерва, соответствует скорости медленного аксонального транспорта, с помощью которого, как мы уже отметили, нейрон как бы "растет внутри себя". Можно сказать, что стабильность работы нервной системы, устойчивость ее к случайным изменениям внешней и внутренней среды обеспечивается медленными процессами, а лабильность, изменчивость, способность к быстрым перестройкам и реакциям - скоростными. Кстати, стабильность, устойчивость работы нервной системы - своеобразная завершенная "гармония" - характерна не только для состояния здоровья, именно гармоничная устойчивость болезненных состояний определяет сложность лечения заболеваний, особенно хронически протекающих.
Важнейшая функция нервной системы - регуляция работы организма в целом и его отдельных органов и тканей - осуществляется благодаря образованию регулирующих Центров, своеобразных сообществ множества нервных клеток, объединенных между собой единством своего строения, характером обмена веществ, способом образования контактов и пр. Как уже было отмечено, вся работа нервной системы основана на принципе отражения, рефлекса. Основные части рефлекторного кольца, по которому циркулирует нервная им-пульсация, не могут существовать отдельно друг от друга. Так же и центры: одни из них получают и анализируют, обрабатывают поступающую в мозг информацию, а другие на основании этого планируют, а затем организуют реализацию ответной реакции и контроль за соответствием запланированного ответа и полученного реального результата.
Высшим отделом мозга, осуществляющим анализ поступающих в организм сигналов и реализацию ответа на них, является кора больших полушарий. Кора позволяет не только зарегистрировать и принять раздражение, но и узнать, понять и осмыслить его, сопоставив с другими сигналами, полученными одновременно, и не просто дать приказ к сокращению тех или иных мышц, а сопоставить программу суммы этих сокращений, обеспечивающую не только движение, но поступки, действия, поведение человека. Кора не имеет прямой связи с рецепторами, она получает наиболее важную информацию, частично уже переработанную на уровне спинного мозга, в стволе и подкорке головного мозга и поэтому "освобожденную" от всего лишнего, содержащую наиболее значительные сведения. Такая предварительно обработанная информация доставляется по многим дублирующим каналам, так называемым анализаторным системам, что позволяет мозгу получать объективное отражение событий, происходящих в окружающей среде и в самом организме.
Мы смотрим на окружающие нас предметы, людей и узнаем их, глядя на яблоко, знаем, что это именно яблоко, из множества лиц в толпе безошибочно выбираем нашего знакомого. Что необходимо для узнавания? Во-первых, опыт ("Мы, конечно, будем согласны в том, что если кто-нибудь что-нибудь припоминает, то надобно, чтобы он знал это когда-нибудь прежде". - Платон). Во-вторых, память - способность хранить образ ранее узнанного. В третьих, способность вспоминать - воспроизводить хранимый в памяти образ. В процессе жизни образы становятся более синтетическими, связанными не с одним, а с несколькими анализаторами. Так, образ пищи для нас обычно включает и собственно вкус ее, и запах, и внешний вид. Пища теряет вкус при насморке, но становится и менее желанной, если хороша по запаху и на вкус, но мы видим, что до нас ее уже кто-то жевал. Сложная комплексность различных образов, хранимых в нашей памяти, становится вполне очевидной при неожиданных ассоциациях, которые нередко возникают у нас. Случайный запах вдруг заставляет вспомнить яркие картины из давно-давно происшедших с нами событий. Помните, в "Ловушке для Золушки" Себастьяна Жапризо? - "... Память вернулась к преступнице днем в январе... Жандарму, который конвоировал осужденную из зала суда, показалось, что она несколько успокоилась. Она угадала, что он служил в Алжире, и даже сказала, какой одеколон он употребляет, потому что когда-то у нее был знакомый, который им душился. Однажды летней ночью, в машине он сказал ей название этого мужского одеколона. Оно и умилительное и нагловатое, а в общем, как и самый запах, довольно противное: "Ловушка для Золушки". В этой увлекательной повести рассказывается о девушке, запутавшейся в сложной жизненной ситуации, совершившей преступление и потерявшей память на все прошедшие события. Случайная встреча с знакомым запахом одеколона восстановила в памяти все, что с ней произошло.
Не вызывает сомнения ассоциативная сцепленность или эквивалентность зрительного и слухового восприятия, что нашло образное воплощение в творчестве А.Н. Скрябина, М.К. Чюрлениса. Можно без преувеличения сказать, что любой зрительный образ несет в себе компоненты и обоняния, и слуха, и вкуса, и осязания и т.п. Поэтому внезапно ослепший человек может при помощи сохранившихся органов чувств не потерять способности объективного восприятия мира и, более того, - способности зрительного воспоминания ранее видимых образов (подобно тому, как мы можем представить себе лицо знакомого человека при закрытых глазах). Аналогично этому человек, потерявший слух, как бы сохраняет его внутри себя и может не только вспоминать ранее слышанные звуки, музыку, но и продолжать музыкальную композицию (Бетховен).
Итак, в нашем мозгу, сознании, по крупицам "собирается" объективный (по содержанию) образ окружающей природы, внешнего мира. "Мир внутри нас". Все, что мы делаем или думаем и то, каким образом мы это делаем, отражает этот образ и определяется им. "Мысль трагически невидима". Видимы поступки, действия, движения, сокращения мышц. Без движения нет жизни - и в прямом и в обратном смысле. Все, по чему мы узнаем о том, жив ли человек, это движение, сокращение мышц: биение сердца, дыхание, сужение и расширение зрачка, глотание и пр. Осуществление того или иного движения требует четкого плана; в мозге должен быть образ двигательного акта, содержащий в себе всю информацию о порядке его исполнения и даже о возможных результатах в конкретных условиях. Движение - мелодия, она может быть сыграна талантливыми пальцами пианиста, а может быть вложена в виде своеобразной программы в механическое пианино. И в том, и в другом случае "мертвый" механизм или живые пальцы должны в определенной последовательности нажать клавиши, т.е. - включить систему молоточков, а последние - ударить по струнам. Так и в мозге при реакции движений: хранимый в памяти образ двигательного акта должен быть спроецирован (как на клавиши) на такой двигательный центр, нервные клетки которого инервируют строго определенные мышечные волокна и составляют с последними единое целое. Этот двигательный центр находится в коре больших полушарий. Но его клетки, так же как и клавиши фортепиано, не прямо связаны с мышцами - "струнами", а через посредство нервных клеток других центров, расположенных "ниже" коры - в подкорке, в стволе головного мозга и в спинном мозге. Здесь идущие из коры сигналы переключаются, дополнительно проверяются и уточняются, сопоставляются с другими, а затем отправляются дальше к мышце. В переключении сигналов заключен и еще один смысл. Дело в том, что скорость распространения импульса по одному аксону постепенно падает по мере отдаления от тела нейрона. Переключение на новый нейрон позволяет снова ускорить проведение импульса, таким образом нисходящий из мозга сигнал продвигается как бы "на перекладных, меняя лошадей".
Непосредственную связь с мышечными волокнами осуществляют нейроны спинного мозга, которые располагаются своеобразной "этажеркой", каждая "полочка" ответственна за иннервацию своего ограниченного участка тела - сегмента. Сюда, к сегментарному нейрону спинного мозга, называемому "конечным", приходя тприказы издвигательного центра коры больших полушарий. Но одновременно к нему же приходят сигналы из подкорковых и стволовых центров, из других "этажей" спинного мозга. Что несут эти дополнительные сигналы? Здесь необходимо сказать несколько слов о многоэтажности строения нервной системы.
Мы уже отметили, что информация, идущая от рецепторов к коре предварительно обрабатывается в спинном мозге, стволе головного мозга и в подкорковой области. Что это значит? На каждом из указанных уровней происходит "отсев" несущественной информации и здесь же на нее организуется ответ. Посылается соответствующий сигнал к "конечному" нейрону спинного мозга. Наиболее важная информация посылается на следующий уровень - этаж, где опять происходит "отсев" и частичный ответ. Поэтому "конечный" нейрон получает информацию от всех этажей спинного и головного мозга, точнее, получает не сам "конечный" нейрон, а специальная анализирующая и решающая система спинного мозга, которая расположена на всем его протяжении. Эта "компьютерная" система спинного мозга способна сопоставлять различные сигналы и корригировать активность "конечного" исполнителя иннервации мышц. Кроме того она объединяет различные этажи спинного мозга и таким образом регулирует работу всех "конечных" нейронов, что они даже при отсутствии сигналов из головного мозга способны поддерживать минимум двигательной активности - автономные двигательные автоматиз-мы.
Итак, различные рецепторы приняли информацию, а кора больших полушарий на се основе создала образ внешнего и внутреннего мира и приняла решение о характере действия в этих конкретных условиях, приказ о порядке действия передан "конечному" нейрону, а последний вызвал сокращение мышцы. Казалось бы это все. Но в этот момент подключаются системы контроля за правильностью исполнения задуманного и коррекции уже идущего исполнения, повышения его точности и эффективности - системы координации движений. Система координации движений имеет свои рецепторы в мышцах и сухожилиях и свои центры в спинном и головном мозге. Важнейшим центром является мозжечок и некоторые связанные с ним образования ствола мозга и подкорки. Постоянная циркуляция нервных импульсов от рецепторов к координационным центрам и обратно к мышце позволяет следить за ходом движения и обеспечивать точность соответствия его цели. Осуществляется это согласованностью взаимодействия мышц антагонистов, сбалансированная работа которых обеспечивает регуляцию движений, требующих наибольшей точности (например, протягивание руки к кнопке звонка или попадание ниткой в игольное ушко), а также поддержание равновесия тела человека в вертикальном положении, что достойно удивления при такой небольшой площади опоры, как наши ступни. Да разве не достойна удивления виртуозность движения рук кузнеца, пальцев скрипача, тела эквилибриста? Эта виртуозность ведь тоже результат координации движений).
Но вот человек расположился в кресле перед экраном телевизора и на много часов застыл в одной позе без движения. Что такое поза? Это нс движение, но и не бездействие мышц. Поддержание постоянного положения обеспечивается статическим напряжением практически всех мышц тела, причем, столь же дозированным и координированным, как и при движении. Может быть движение - это всего смена ряда поз, как движение мультипликационного героя - смена статических картинок-поз? Нет. Установлено, что поза и движение весьма сложно взаимодействуют между собой. Каждому движению предшествует определенная поза, облегчающая его выполнение. Так в балете "позиции" обусловливают выполнение того или иного "па". Регуляцию поз обеспечивают так называемые подкорковые ядра, которые находятся в тесном взаимодействии с другими центрами головного и спинного мозга, участвующими в реализации двигательных актов. Вне движения или позы ничего нет, как нет и никакого промежутка или "зазора" между отдельными движениями, элементами одного движения. Так, записав мелодию на пленку магнитофона, мы слышим звуки музыки лишь пока движется пленка. И отдельный звук этой мелодии - тоже движение пленки, остановили ее - и нет ничего. Молчание.
В работе мозга не бывает перерывов. Никогда в течение жизни! Более того, уровень активности работы мозга, отражающей поступающую информацию, относительно постоянен, несмотря на крайнее непостоянство интенсивности внешних воздействий. Такая стабильность работы мозга, относительная автономность, независимость от резких скачков мощности принятой рецепторами информации обеспечивается особыми отделами мозга, называемыми неспецифическими (поскольку они не имеют отношения ни к анализу информации от рецепторов, ни к организации движений. Неспецифические отделы, расположенные в стволе мозга, как бы "у входа" в головной мозг выполняют роль своеобразного "стража". Они контролируют все сигналы, направляющиеся к коре больших полушарий, и пропускают строго определенное их количество. Избыточные сигналы кумулируются, а при информационном голоде - добавляются к общему потоку. Представим себе на минуту, что бы произошло при отсутствии этого "усредняющего" механизма: при ярком свете, громкой музыке человек должен был бы прийти в неистовое возбуждение, а в тишине и темноте, напротив, - впадать в сноподобное состояние. Кстати, именно это и происходит при некоторых заболеваниях, выводящих из строя неспецифические отделы мозга, а также у детей с врожденной слабостью их. Однако, что же произойдет, если, начиная с какого-то момента, поток поступающей информации резко повысится и стойко останется на этом повышенном уровне? Постоянство активности мозга должно будет нарушиться в сторону ее повышения и в дальнейшем контролироваться неспецифическими отделами уже на этом повышенном уровне. Напротив, при резком снижении притока информации к мозгу, его активность должна будет снизиться адекватно уровню внешних воздействий. И, если снижение достигает некоего критического уровня (как в примере с пациентом Н.И. Пирогова), то информации уже оказывается недостаточно для полноценного отражения, внешнего ответа, ее едва "хватает" лишь на внутренние нужды мозга, на поддержание его "включенного" рабочего состояния. Впрочем, и резкое повышение, и резкое снижение потока информации - события экстраординарные. В обычных же условиях "входящей" информации достаточно не только для организации полноценного ответа ("выхода"), но и для аккумуляции некоторого "запаса" информации на "входе".
В сущности, эта закономерность, способность живого, отражая окружающий мир, одновременно обеспечивать себе определенную автономность от него, "утаивая" для себя "впрок" часть принятой информации и используя ее в дальнейшем на свои нужды, является, пожалуй, одной из основных характеристик живой природы в отличие от неживой.
"... жизнь связана с перепадом свободной энергии, которая поглощается из внешней среды, аккумулируется и постепенно расходуется живым организмом", - отмечает известный советский биохимик В.В. Меньшиков. Аналогичная мысль высказана еще в 1903 году К.А. Тимирязевым. "... зерно хлорофилла - тот фокус, та точка в мировом пространстве, в которой живая сила солнечного луча, превращаясь в химическое направление, слагается, накопляется для того, чтобы впоследствии исподволь освобождаться в тех разнообразных проявлениях движения, которые нам представляют организмы, как растительные, так и животные." Иными словами, хлорофилл выполняет в листе растения ту же "работу", что и неспецифические структуры в головном мозге человека. Несомненно, что эквивалент "хлорофилла" или "неспецифических отделов мозга" должен присутствовать (в той или иной форме) в любом живом организме и даже в любой живой клетке, в том числе - и в нейроне. Пожалуй, даже прежде всего - в нейроне, поскольку он специально "приспособлен" для сбора информации и ответа на нее.
Принятая дендритами входящая информация перерабатывается в теле нейрона, запуская серию метаболических (обменных) процессов. При этом внутриклеточный "расход" ее можно условно представить следующим образом. Часть идет на "внутренние нужды" нейрона, поддержание его жизнедеятельности, другая "преобразуется" в ответ, который распространяется по аксону к клетке-мишени (другому нейрону или мышечному волокну) в виде пачек серий импульсов определенной частоты, наконец, третья часть - остаток - аккумулируется в нейроне с целью обеспечения постоянства "выхода" при количественных колебаниях "входа".
При стойком повышении количества принимаемых сигналов аккумулируемый "запас" становится чрезмерным и, соответственно уровню этой чрезмерности, нейрон, а затем и аксон повышают частоту своей импульсации, но не постепенно, а скачкообразно, как бы перескакивая на новый уровень активности, такой же относительно постоянный, как и предыдущий. Если перегрузка не ликвидируется, то возможны и дальнейшие скачкообразные увеличения частоты импульсации, а затем и повышение мощности импульсов. При недостатке поступающих сигналов в первую очередь исчерпывается аккумулированный "запас" - нейрон пытается сохранить постоянство режима ответов - "выходной" импульсации. При стойком и значительном снижении поступления "запасы" исчерпываются и возникают скачкообразные изменения частоты аксональных импульсов, только в обратном порядке - в сторону снижения. Снижение количества входных сигналов ниже некоторого критического уровня приводит к тому, что нейрон не только не может организовать ответную реакцию, но и не располагает ресурсами для полноценного обеспечения собственной жизнедеятельности. Полное блокирование входных сигналов приводит к гибели нейрона. Правда, нейрон располагает средствами контролировать и регулировать количество входящих по дендритам сигналов.
Кроме обеспечения двигательных реакций, нервной системе принадлежит огромная роль в регуляции работы внутренних органов, организации ответа сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, пищеварения, желез внутренней секреции (эндокринная система) на внешние раздражители, а также на информацию, поступающую от самих внутренних органов. Реакции организма едины. Наиболее наглядно такая единая реакция изображена на рисунке швейцарского художника Неттера, показавшего, как в реакции ярости участвуют и мышцы, и сердце, и сосуды, и почки, и желудок, и кишечник, и эндокринная система.
Подводя итог сказанному в этой главе, отметим, что деятельность нервной системы и прежде всего головного мозга необычайно сложна и во многом еще не изучена. Мозг человека - самое совершенное из всего, что создала природа и самое сложное, а у нас нет ничего, кроме мозга, чтобы его познать. И все же человечество успешно движется по пути к истине. Может ли мозг познать сам себя? Во всяком случае познавать может, это ясно. Но ведь у каждого из нас мозг рождается заново, начиная от одной единственной материнской клетки. Как он становится Мозгом? Об этом - следующая глава.
Ничего нет в теле человека, что бы не управлялось нервной системой, поэтому болезни нервной системы имеют многочисленные проявления. Все отделы нервной системы, головного и спинного мозга тесно взаимосвязаны и оказывают друг на друга существенное влияние, поэтому и повреждение того или иного участка мозга неизбежно сказывается на работе всей нервной системе в целом. В то же время эта взаимосвязь относительна, не лишает мозговые центры определенной самостоятельности и взаимной независимости. Например, повреждение центров зрительного восприятия проявляется прежде всего нарушением зрения, хотя значительно изменяет работу и других центров мозга: слепота сопровождается обострением слуха и осязания, что в какой-то мере компенсирует дефицит зрительной информации, одновременно возникают некоторые особенности мимики, положения головы, походки и т.п. Именно относительная самостоятельность и независимость нервных центров позволяет врачу-невропатологу, вооруженному только неврологическим молоточком, определять по внешним проявлениям заболевания какой участок мозга поврежден, причем точность такого определения весьма высока: в спинном мозге и стволе головного мозга можно установить расположение и величину поврежденного участка с точностью до 1-3 мм.
Нарушение деятельности нервной системы проявляется не только выпадением какой-нибудь функции - зрения (слепота), слуха (глухота), движений (паралич) и др., - но нередко парадоксальным усилением восприятия или двигательных актов. Так, могут возникать болезненное повышение чувствительности, обострение слуха, вкуса или обоняния, избыточные или необычные движения, насильственные подергивания головы, лица, рук, ног и т.п. Такие расстройства иногда бывают обусловлены тем, что пораженный отдел мозга оказывается не в состоянии контролировать работу других центров, ему подчиненных, и последние "впадают" в бесконтрольное "возбуждение". Чаще же парадоксальное усиление функций связано с прямым раздражающим воздействием на определенный участок мозга повреждений соседних с ним образований (травма костей черепа, воспаление оболочек мозга, опухоль, кровоизлияние и др.).
Многообразные нарушения, возникающие при поражении различных отделов нервной системы можно условно отнести в 3 группы: расстройства движений, восприятия и сознания, однако, чаще наблюдаются сочетанные варианты. Если спросить любого человека, не имеющего отношения к медицине, какие болезненные проявления могут быть связаны с поражением нервной системы, то вероятнее всего он назовет боль и паралич. Это наиболее заметные расстройства, значительно реже приходится слышать жалобы на снижение чувствительности или остроты ума. Как отметил известный советский ученый И.П. Граве: "Странная вещь! Люди могут жаловаться на все: на больной желудок, на утомляемость, на головную боль, на одышку и пр. и пр., только не на слабость своих умственных способностей". Действительно, слабость интеллекта не позволяет заметить его слабость.
Расстройства восприятия возникают при нарушении целостности системы того или иного анализатора, при ее поражении в любом участке от рецепторов и до коркового центра, перерабатывающего принятую информацию. Так, перерыв пути нервных волокон от глаза до затылочной доли головного мозга в любом их участке приводит к слепоте, поражение слуховых путей или центров - к глухоте, проводников чувствительности к ее потере или возникновению боли. Вместе с тем, нарушения восприятия даже по какому-то одному изолированному каналу, как правило, вызывает, наряду с потерей источника информации, еще и обеднение способности мозга к отражению - к активному взаимодействию со средой. Глухота сопровождается изменением речи - и ее громкости и четкости. Выпадение чувствительности или зрения приводит к нарушению ориентации в пространстве, ухудшению координации движений. Эти вторичные изменения движений связаны с недостаточным обеспечением двигательных центров соответствующей информацией об окружающем пространстве и о положении тела в нем.
Более выраженные нарушения в двигательной сфере наступают при поражении самих двигательных центров, которые располагаются в коре больших полушарий, в подкорковой области, стволе мозга и спинном мозге, или нервных волокон, связывающих эти центры между собой. В зависимости от того, какой отдел двигательной системы поражен, возникают различные расстройства движений. При прекращении притока к мышцам нервных импульсов от двигательных центров коры больших полушарий, что может вызываться как поражением самих этих центров, так и подчиненных им центров спинного мозга, а также разрывом связей их между собой и с мышечными волокнами, - развиваются параличи или мышечная слабость. Появляется ощущение тяжести рук и ног, как бы не хватает силы для их движений, иногда возникает полная обездвиженность парализованной конечности. Наиболее опасны параличи дыхательных мышц и мышц, обеспечивающих глотание.
Важно, что вообще любая поза человека, любое его движение осуществляются при согласованном взаимодействии мышц с противоположно направленным действием (мышц-антагонистов). Даже в состоянии расслабленности, покоя эти мышцы взаимодействуют между собой. При параличе какой-либо мышцы тут же выявляется преобладание ее мышцы-антагониста, приводящее к вынужденному изменению позы, положения руки, ноги, лица, глаза. Так, паралич одной из мышц глаза, сопровождается возникновением косоглазия: глаз "перетягивают" в свою сторону другие неповрежденные мышцы глаза, являющиеся антагонистами по отношению к пораженной. При параличе мышц одной половины лица нарушается его симметрия: мышцы-антагонисты другой половины лица "перекашивают" рот на свою сторону. Так и обнаруживается, что нормальное положение и рта и глаз (да и любой части тела) - это не бездействие, оно обеспечивается разнонаправленным, но равноценным напряжением мышц-антагонистов.
При поражении двигательных центров, расположенных в подкорковой области или в стволе мозга, а также нервных путей, связывающих эти центры со спинным мозгом, параличи мышц не возникают, но развиваются 2 типа нарушения движений, как бы противоположные друг другу. При 1 типе движения становятся избыточными, размашистыми, больной не может их сдержать, они непроизвольно возникают и препятствуют выполнению целенаправленных действий: нарушается, становится невозможным осуществление точных движений, изменяется почерк или больной вообще лишается способности писать, из-за непроизвольных движений роняет предметы из рук, не может выполнять привычную работу.
При II типе наблюдается противоположная картина: движения становятся чрезмерно скупыми, замедленными, больной может долго находиться в одной позе, передвигаться медленно, мелкими шажками, лицо неподвижно, невыразительно, мимика крайне обеднена, общее впечатление какого-то застывания, почерк становится мелким, неразборчивым. Обычно такой тип человека, точнее - подобный двигательный тип человека воспроизводят при иллюстрировании Плюшкина в "Мертвых душах" Н.В. Гоголя. Возникновение указанных двух типов нарушений обусловлено сдвигом равновесия между двумя подкорково-стволовыми мозговыми системами, одна из которых обеспечивает поддержание неизменной позы тела, а другая, напротив, подготавливает ее изменение перед движением. При преобладании первой системы возникает скованность и замедленность, а при преобладании второй - неустойчивость позы и избыточные, излишние непроизвольные движения - так называемые гиперкинезы.
При поражении мозжечка и нервных волокон, связывающих его с другими отделами нервной системы нарушается координация движений, согласованность взаимодействия мышц-антагонистов. В результате целенаправленные движения становятся неточными, человек "промахивается" мимо цели при действиях рукой или ногой: протянутая рука не "попадает" в нужный предмет, а походка становится неустойчивой, "пьяной".
Наконец, еще одной формой двигательных нарушений являются судороги, которые обычно связаны с возникновением очага раздражения в коре больших полушарий. Сами судороги по внешним своим проявлениям могут быть весьма разнообразными, но было бы неправильным представлять их как беспорядочные, хаотичные мышечные сокращения. Каждый вид судорог - это двигательный стереотип, выработанный в процессе эволюции животного мира и осуществляемый строго определенными образованиями мозга. Некоторые исследователи даже считали, что в мозге имеются специальные системы, в "обязанности" которых входит организация выполнения судорожного двигательного стереотипа.
Эволюционная "лестница" животного мира от низших видов к высшим характеризуется постепенным обогащением "ассортимента" судорожных проявлений. Человек располагает наибольшим "набором" вариантов. Зачем "понадобилось" природе разрабатывать судорожный способ реагирования и постоянно совершенствовать его от вида к виду? Каков биологический смысл судорог? На что отвечает организм судорогами? Разъяснить все эти вопросы весьма непросто, но очевидно, что судорожная реакция сформировалась не только для того, чтобы информировать врача-невропатолога о болезненном процессе, вызывающем раздражение коры больших полушарий, а скорее как чрезвычайный способ реагирования на экстремальные условия внешней среды и внутреннего состояния организма.
В экспериментах на животных судороги у них вызывали информационной перегрузкой путем ритмичных световых воздействий, причем, оказалось, что разным степеням перегрузки соответствуют различные варианты судорог: вначале появлялись подергивания отдельных участков мышц, при дальнейшем световом воздействии начинались судороги с попеременным сокращением мышц, сгибающих и разгибающих конечности и туловище. Крайней и последней формой судорожного реагирования при максимальной перегрузке животного явилось постоянное судорожное напряжение всех мышц тела. Дальнейшее продолжение эксперимента, по-видимому, привело бы к истощению перегруженных нервных клеток и даже к их гибели, но новых вариантов судорог вызвать уже не удается - более мощной реакции природа не выработала.
Можно предполагать, что судорожный стереотип как бы "заложен" внутри каждого из нас, но в условиях обычного существования не вызывается. Лишь при крайней степени перегруженности несправляющиеся с поступлением избыточной информации нейроны "вынуждены" "организовать" чрезвычайную форму мощного ответа, как своеобразную "скорую помощь" - спасение от истощения. Однако, при заболевании мозг иногда начинает использовать эту чрезвычайную по силе реакцию не по назначению, для ответа отнюдь не на экстремальные воздействия, а на обычные повседневные раздражители. К группе таких заболеваний относится и эпилепсия.
У больных, страдающих эпилепсией, наряду с судорогами, отмечаются кратковременные нарушения сознания и психики, которые протекают в виде приступов и характеризуются или полным выключением сознания, или потерей речи с частичным сохранением восприятия происходящего вокруг, или восприятием окружающей обстановки в извращенном, иллюзорном виде: происходящие вокругсобытия как бы оторваны от реального времени, представляются уже происходившими в прошлом или, напротив с особой остротой ощущается их новизна, извращается по форме и величине зрительный образ предметов, появляются зрительные и слуховые, а также вкусовые и обонятельные галлюцинации. Нарушения сознания и психические расстройства могут возникать и при других заболеваниях мозга - при опухоли, расположенной в полости черепа, при энцефалитах и менингитах (воспалении головного мозга и его оболочек), при черепно-мозговой травме, инсультах (закупорке или разрыве кровеносных сосудов, питающих мозг) и др. Особую группу составляют так называемые старческие психические расстройства, связанные с атрофическим разрушением нервных клеток коры больших полушарий.
Все перечисленные нарушения деятельности мозга в четко очерченном виде проявляются лишь у взрослых, детские болезни нервной системы имеют целый ряд существенных отличий. Ведь само проявление болезни, как своеобразная реакция организма на заболевание, определяется степенью зрелости тех систем, которые эту реакцию организуют. Как мы уже отметили, степень зрелости детского мозга постоянно меняется и, соответственно, трансформируются и внешние проявления. Поэтому одно и то же заболевание нервной системы постоянно меняет свое "лицо" по мере роста ребенка и, в сущности, на каждом этапе развития является не одним и тем же заболеванием, а каждый раз другим, поскольку заболевание характеризуется не только процессами, лежащими в его основе (его причинами), но также и внешними проявлениями - клинической картиной.
Растущий организм на каждом возрастном этапе "одевает" заболевания мозга в новые "одежды" внешних проявлений в соответствии со степенью зрелости тех образований нервной системы, которые организуют болезненный ответ. Незрелость "отвечающих" образований, неспособность их обеспечить адекватную реакцию организма, что нередко характерно для первых недель и месяцев жизни, могут превратить "одежды" клинической картины заболевания в "шапку-невидимку": болезнь не проявляет себя. Казалось бы, что может быть лучше? Нет проявлений, значит нет и болезни. Однако, это не так.
Представим себе, что у новорожденного ребенка вследствие неблагополучного прохождения через родовые пути или воздействия вредоносных факторов во внутриутробном периоде поврежден какой-то участок коры больших полушарий. При этом внешние проявления могут отсутствовать, а очаг поражения "молчит" вследствие двух причин: во-первых, созревание этого участка мозга, подключение его в сеть функциональных связей с другими отделами может быть "запланировано" на более поздний период развития, более старший возраст, и в периоде новорожденности он еще просто не "работает", в связи с чем его повреждение или даже отсутствие оказывается незаметным; во-вторых, на ранних стадиях развития в мозге еще не сформированы корковые центры, нейроны, предназначенные для обеспечения той или иной функции, еще рассеяны на широкой территории, ограниченный очаг, как правило, не охватывает всей территории и потому не проявляет себя.
Но ведь лишних, ни для чего не предназначенных отделов в мозге нет, и, естественно, что через несколько месяцев, раньше или позже, наступит момент, когда мозг (конечно, не только мозг, но и весь организм и внешняя среда) должен будет предъявить к поврежденному участку требования, которые последний не сможет полноценно выполнить именно потому, что поврежден. В это время и появятся первые внешние проявления повреждения, которое возникло значительно раньше, но оставалось незаметным и нераспознанным. Событие повреждения в этих случаях воистину "доходит" до нас как "свет погасших звезд".
Основные образования мозга созревают не одномоментно, а в разное время, причем, этот процесс, хоть и протекает наиболее интенсивно в первые месяцы и годы жизни, не прекращается на протяжении всего периода детства. И сколь этапно нормальное развитие ребенка с постепенным приобретением важнейших двигательных навыков, умение воспринимать, оценивать и познавать окружающий мир, столь же этапно проявление отклонений от нормального развития, обусловленных внутриутробным или родовым повреждением образований нервной системы. В особенности это касается умственного развития. Родитель больного ребенка нередко упрекает врачей, в том, что отставание в развитии распознано несвоевременно. Но ведь отклонения в выполнении функций, в норме развивающихся на третьем году жизни, не могут быть распознаны ни в 3 месяца, ни в 2 года.
Интенсивная перестройка психических функций происходит в предшкольные годы, и в этот период иногда оказываются неготовыми к школе дети, ранее считавшиеся благополучными в плане своего развития. Но при таких повреждениях мозга задержанное запаздывающее проявление касается и всех других форм нарушения нервной деятельности. Так, в первые дни жизни, а иногда и недели остаются скрытыми и нераспознанными некоторые формы будущих слепоты и глухоты, которые обусловлены нарушением внутриутробного развития этих анализаторов. В указанный период могут никак не проявляться будущие насильственные движения конечностей, вызванные родовым повреждением подкорковых образований мозга. Врожденное косоглазие, связанное с недоразвитием нейронов, иннервирующих мышцы глаз, становится заметным лишь на втором-третьем месяцах жизни, когда на глазные мышцы ложится нагрузка, вызванная необходимостью активного обзора окружающего пространства.
Последовательное развитие нервной системы как бы поочередно поднимает "возрастные занавесы", открывающие новый этап, новую стадию. Что ждет нас за "занавесом"? Как предсказать и предупредить возможные нарушения? Для ответа на эти вопросы нужно вернуться назад к внутриутробному периоду, рождению и первым дням жизни и проанализировать те вредоносные факторы, воздействия, которые могут привести к повреждению мозга, а также процессы, происходящие в мозге под влиянием этих воздействий.
В период внутриутробного развития огромная роль принадлежит защите плода и его мозга со стороны организма матери, который не только создает барьер на пути разнообразных неблагоприятных воздействий, но и обеспечивает оптимальные условия для нормальной реализации программы развития. Вместе с тем, именно организм матери может стать источником повреждающего влияния на плод. Будущая мать не всегда знает о своей беременности в начальные ее сроки, когда формирующаяся нервная система плода наиболее ранима. В этот период ряд лекарственных препаратов, некоторые физиотерапевтические процедуры, назначенные женщине в связи с различными отклонениями в состоянии ее здоровья, могут оказаться вредоносными для плода, привести к нарушению формирования нервной системы и других органов.
Большую опасность для плода представляет употребление матерью алкоголя или курение. Даже небольшие дозы алкоголя могут обусловить отклонения в развитии мозга плода, приводящие в дальнейшем к тяжелым уродствам как самого мозга, так и других органов. Установлено, что повреждающее влияние может оказать также состояние алкогольного опьянения будущего отца в период зачатия. Здоровый образ жизни семьи является важнейшим залогом здоровья детей, а в масштабах государства - залогом здоровья нового поколения, его интеллектуального потенциала. "В будущем реальное могущество страны будет измеряться не запасами нефти или угля, а ее интеллектуальными ресурсами." (Р. Шовен).
В первые 3 месяца беременности нарушение развития нервной системы и внутренних органов может быть также вызвано инфекционными заболеваниями, прежде всего - вирусными. Так, заражение женщины в ранние сроки беременности вирусом краснухи может не вызывать у нее заметных признаков заболевания, но тяжело повреждает развивающийся организм, приводя к порокам развития мозга, сердца, рук, ног, к врожденным слепоте и глухоте. В более поздние сроки внутриутробной жизни полноценность созревания мозга становится все более зависимой от обеспечения кислородом, который доставляется в организм плода из организма матери через плаценту и кровеносные сосуды пуповины.
Недостаток кислорода в мозге нарушает обмен веществ в нем, извращает программу его развития, главным образом страдают те отделы, которые наиболее интенсивно созревают во внутриутробном периоде и обеспечивают первоочередные потребности организма плода, в частности, подготовку к рождению. Ребенок, испытавший во внутриутробном периоде кислородную недостаточность, плохо взаимодействует с матерью по организации родового акта и хуже переносит родовые перегрузки. В результате возникает угроза родового травматического повреждения головного мозга. Причинами кислородной недостаточности обычно являются различные заболевания матери - и инфекционные болезни, и заболевания внутренних органов (сердца, легких, почек), а также маточные кровотечения, токсикоз беременности. Вместе с тем, определенную роль могут играть и внутриутробные болезни плода, в частности, пороки развития его внутренних органов, внутриутробные инфекционные болезни плода, кроме того, - различные наследственные нарушения обмена веществ, которые препятствуют и нормальной доставке кислорода к тканям, и усвоению его тканями.
Несомненно, "нормальные" роды "нормально" переносятся "нормально" развивавшимся плодом. "Ненормально" протекающие роды способны привести к тяжелому повреждению головного и спинного мозга ребенка: сдавлениям, растяжениям и разрывам мозгового вещества, кровоизлияниям из разорванных кровеносных сосудов, обескровливанию отделов мозга, вследствие прекращения поступления к ним крови и т.п. Разрушенный в родах участок мозга никогда больше не "вырастет", никогда в этом месте не сформируется новое мозговое вещество и не образуются новые нервные клетки, взамен погибших. Как будет развиваться такой ребенок? Обязательно ли отсутствие участка мозгового вещества у новорожденного обрекает его на инвалидность? Совсем не обязательно!
Мозг новорожденного в отличие от мозга взрослого человека очень "пластичен". В нем еще не произошло необратимое формирование нервных центров, не установлены прочные межсистемные связи, отдельные участки коры больших полушарий еще не поделили окончательно между собой сферы влияния в регуляции функций организма и во многом дублируют друг друга. "Пластичность" - это способность к перестройке, передаче обязанностей одного отдела другому, в том числе, и способность заменить и более или менее полно компенсировать бездеятельность пораженного участка. В принципе, возможность компенсации мозг сохраняет и в зрелом возрасте (именно функциональной перестройкой и передачей обязанностей объясняется восстановление движений конечностей у взрослых больных, перенесших мозговой инсульт), однако, пластичность мозга ребенка неизмеримо выше.
Компенсаторные возможности мозга ребенка иногда вызывают просто удивление. Лет 20 назад мне пришлось наблюдать девочку 6-7 лет, которая в периоде новорожденности перенесла гемолитическую болезнь - тяжелое поражение эритроцитов крови, связанное с иммунологической несовместимостью крови плода с кровью матери. Эритроциты ребенка разрушаются и "выпускают" содержащиеся в них пигментные вещества (гемоглобин), которые разносятся током крови по всему организму, но, соединяясь с нервными клетками подкорковых образований мозга, вызывают их разрушение или деформацию.
Нередко вследствие этого в дальнейшем нарушается двигательное развитие ребенка, появляются гиперкинезы - насильственные движения, непроизвольные вздрагивания, взмахи рук и т.п., которые иногда делают практически невозможным выполнение каких-либо целенаправленных действий. Так вот, у этой девочки такие тяжелые двигательные нарушения наблюдались только в руках, ходила она нормально. Удивительное заключалось в том, что все "ручные" навыки оказались у нее как бы "переданы" ногам: она ногой брала ложку и ела суп, расчесывала волосы и "ковыряла" в носу. Широко известны случаи, когда человек, потерявший вследствие травмы руки, может упорным трудом развить двигательные возможности ног (вышивать, печатать на машинке и пр.). Однако, в нашем случае девочку никто не приучал действовать ногами, напротив, усилия и родителей и врачей были направлены на нормализацию движений рук. Природа сама распорядилась огромными потенциальными возможностями, заложенными в раннем детстве в каждом отделе мозга, и предоставила ногам право компенсировать недостаток функций, вызванный поражением рук.
В последние годы развитие компьютерной техники позволило разработать новые методы, позволяющие увидеть на экране дисплея изображение головного мозга, точнее - изображение "среза" мозга и таким образом рассмотреть его внутреннее содержание. Конечно эти методы открыли совершенно новые возможности распознавания изменений в мозге и, кроме того, позволили врачам-невропатологам сверить свои представления о течении тех или иных заболеваний мозга с истинным его состоянием. И тут обнаружились поразительные расхождения. Начались неожиданные находки. В нашей клинике находилась на обследовании девочка 9-10 лет, поступившая в связи с повторными обмороками. Хорошая, очень добрая и приветливая девочка, неплохая ученица.
При обследовании ее - компьютерное изображение мозга обнаружило отсутствие задней половины левого полушария мозга. Мы не верили своим глазам: ведь хорошо известно, что в этой отсутствовавшей части мозга должны быть размещены важные центры - зрительные, речевые и др. Но ни зрительных, ни речевых, ни двигательных нарушений у девочки не было - сохранившиеся отделы мозга полностью взяли на себя все функции разрушенного внутриутробно или в родах заднего отдела левого полушария. Нужно сказать, такие случаи не являются исключительной редкостью, и продолжение исследований в этом направлении предоставляет все новые примеры высочайших компенсаторных возможностей пластичности детского мозга. Однако, не редки и другие, противоположные примеры удивления врачей, когда, несмотря на тяжелое отставание ребенка в развитии, наличие параличей и других нарушений; компьютерное изображение мозга не имеет каких-либо заметных отклонений. Поистине, как в восточной поговорке - "Когда пыль рассеется, ты увидишь, едешь ли ты на лошади, или на осле." Чем же объясняются нарушения нервной деятельности у ребенка, если видимых изменений в мозге не определяется?
Дело в том, что внешне правильно сформированный мозг еще не является гарантией нормальной его работы. Ведь, как уже отмечали, к моменту рождения мозг по форме весьма близок к мозгу взрослого человека, в нем отчетливо различимы все основные отделы. Но нервным клеткам еще предстоит долгий путь созревания, который им нужно пройти в соответствии с генетической программой развития, но под влиянием конкретных условий среды и как своеобразное отражение этих условий. Отклонения или задержка в развитии и созревании нервных клеток может не изменить общей формы мозга, но, вместе с тем, вызвать тяжелые нарушения деятельности нервной системы, причем, иногда необратимые. Почему необратимые, если мозг ребенка столь замечательно пластичен?
Конечно, "необратимость" относительна, но нужно помнить, что развитию каждой новой функции, освоению каждого нового навыка предоставляется строго определенный период в жизни ребенка и если по каким-либо причинам в этот временной отрезок развитие или освоение не состоялись, то мозг "фиксирует" их отсутствие образованием обедненных связей, незавершенностью нейронного созревания, а затем приступает к формированию следующей функции. Но в том-то и дело, что эта последующая функция обычно определенным образом зависима от предыдущей и тоже формируется неправильно. Возникает цепная реакция аномального патологического развития. "Пропущенная" функция самостоятельно уже не развивается.
В подобных случаях микроскопическое исследование состояния нервных клеток выявляет весьма характерную картину: нейроны меняют свою форму, дендритное дерево огрубляется, обедняется количество ветвей и соответственно межклеточных контактов. Указанные изменения могут быть следствием или недоразвития (аномального развития) нейронов или возникают как результат обратного развития (дегенерации) ранее начинавших развиваться нейронов и их дендритного дерева. В части случаев обратное развитие может наступать вследствие своевременно не осуществленных синаптических контактов ("недобора" их до необходимого критического уровня) . Важно отметить, что воздействия, приводящие к такой картине, могут быть совершенно различными, но объединяет их то, что встреча организма с ними происходит в наиболее ответственный период развития ребенка: непосредственно перед родами, в родах или в первые недели после рождения.
Именно в этот период неблагоприятные влияния могут нарушить намеченную программу ветвления дендритов и образования новых синаптических контактов. Если на время этого периода блокировать, устранить вредоносный фактор, то грубых изменений в нейронах можно избежать. Так, при наследственном нарушении обмена аминокислот - фенилкетонурии - вредоносное воздействие на мозг оказывают токсические продукты измененного обмена веществ. Болезнь можно выявить сразу после рождения при исследовании мочи новорожденного. Если ее не лечить, то у ребенка развивается слабоумие, судорожные приступы, практически неизлечимые. Однако, уже у новорожденного можно так отрегулировать питание, что количество токсических веществ в мозге значительно снизится. Естественно, этим не излечивается болезнь, но устраняется токсическое воздействие на время наиболее ответственного периода созревания мозга. На сформированный мозг токсические продукты уже не оказывают столь вредоносного влияния.
Наряду с наследственными болезнями обмена веществ, к нарушению развития мозга могут привести инфекционные заболевания плода и новорожденного, кислородная недостаточность перед рождением и асфиксия (удушье) во время родов (например, при обвитии пуповиной), а также родовые травматические повреждения мозга. Разрушение вещества мозга при родовой травме может оказывать различное воздействие на дальнейшие развитие ребенка, в зависимости от количества потерянного мозгового вещества. При небольшом дефиците возможна более или менее полная компенсация функций, при более тяжелом поражении сохранившийся мозг не только не в стоянии компенсировать дефицит пораженного участка, но и сам теряет потенцию к дальнейшему созреванию и с возрастом все более истощается.
По-видимому, избыточность, сопровождающая созревание мозга ребенка, не является излишней, неким "запасом" на случай "полома" , а служит необходимым расчетным гарантом нормального развития целого мозга, его центров, отдельных систем и нейронов, их отростков. Количественный дефицит (ниже некоторого критического уровня) нейронов и их отростков, "массы" мозга, его системы или центра, нарушает основную функцию нервной ткани - обеспечение межклеточных контактов и вследствие этого препятствует нормальному развитию мозга, несправляющегося с возрастающими задачами растущего организма.
Недостаточность синаптических контактов между нейронами возникает не только при разрушении мозгового вещества. В эксперименте на животных блокировку межнейронных связей можно вызвать введением веществ, молекулы которых способны соединяться с рецепторами нейрональных мембран и этим лишать их возможности обеспечивать межклеточное контактирование. Если такой эксперимент провести у новорожденного животного, то через некоторое время подросшее животное обнаружит признаки отставания в развитии, нарушения памяти, двигательные расстройства, а микроскопическое исследование выявит все те же изменения нервных клеток: огрубление рисунка дендритного дерева, аномальную ориентацию и неупорядоченность размещения нервных клеток в коре больших полушарий. Однако, если эксперимент начать не в период новорожденности, а в более позднем возрасте, то эти изменения уже не возникают.
Различные внешние воздействия могут вызвать не только повреждение тех или иных отделов мозга, но просто задержать на некоторое время их развитие. Задержанный в развитии отдел мозга как бы выходит из общего графика развития других отделов и не может в связи с этим обеспечить полноценные связи с ними. Такой механизм лежит в основе врожденного нарушения развития функций восприятия; зрительного, слухового и других, в том числе восприятия и оценки собственных движений. Дело в том, что центральные и периферические отделы важнейших органов восприятия - анализаторов - развиваются на расстоянии друг от друга, но синхронно (одновременно) и лишь после рождения в первые недели жизни под влиянием внешних зрительных, слуховых и др. раздражителей должна произойти "состыковка", объединение центрального и периферического звеньев анализатора (зрительного, слухового или любого другого) в единое целое.
Если что-то задерживает развитие одного из звеньев анализатора, то "состыковка" может не состояться и сигналы, принимаемые периферическим звеном анализатора не проходят в кору мозга (центральное звено) и не осознаются; ребенок остается незрячим и неслышащим, а его движения также нарушаются, поскольку невозможен их контрольный анализ. Самое неприятное заключается в том, что, если не принять своевременные меры, то недействующий анализатор подвергается атрофии, которая еще больше затрудняет восстановление нормальной функции.
Другой причиной нарушений функции восприятия, является недостаточность внешних сигналов специфичных для данного анализатора (напр., свет для зрительного, звук для слухового, прикосновение или поглаживание для кожной чувствительности), которые должны обеспечить объединение звеньев анализатора в первые недели жизни после рождения. В экспериментах на животных показано, что если лишить животное на первом-втором месяце жизни света и звуков, поместив его в специальные темные или обеззвученные камеры, то оно остается слепым и глухим. У новорожденного человека такое практически исключено, но хорошо известно, что недостаточность материнской заботы, материнского тепла, ухода, ласки, поглаживаний, материнского голоса в первые дни и недели жизни приводит к тяжелым нарушениям психического и эмоционального развития ребенка на последующих этапах, нередко в дошкольном и младшем школьном возрасте.
Таким образом, в первые недели жизни любые факторы, препятствующие нормальному разветвлению отростков нервных клеток и образованию синаптических межнейронных контактов (внутриутробная кислородная недостаточность, наследственные болезни обмена веществ, родовая травма или инфекционное поражение мозга, изменение состояния нейрональных мембран и их рецепторов и др.), приводят к нарушению программы развития нервной системы. Этот критический постнатальный период является наиболее ответственной стадией формирования мозга ребенка после рождения, своеобразным пиком пластичности нервной системы, обостренной подверженности ее внешним влияниям. Поэтому и вредоносность указанных факторов весьма относительна, зависит от "возраста" мозга, подвергнутого их воздействию. Можно сказать, что мозг строится, глядясь в "кривое зеркало" этих воздействий.
Испытав неблагоприятные влияния в критическом периоде, мозг "выходит из расписания" своего развития. Формирование важнейших функций не успевает "укладываться" в отведенный для этого оптимальный возрастной период, нарушается преемственность двигательных автоматизмов: новые запаздывают, а старые не уходят и мешают выполнению новых. В результате образуются и фиксируются памятью аномальные комплексы двигательных автоматизмов: совершение любого простого движения сопровождается против воли другими ненужными движениями, остатками старых автоматизмов, по ошибке запечатленных "в связке" с новыми. Вся двигательная сфера ребенка становится аномальной, "нафаршированной" остатками автоматизмов из различных периодов развития.
Двигательные нарушения такого типа составляют основу так называемых детских церебральных параличей - тяжелого заболевания нервной системы, обусловленного различными вредоносными воздействиями на мозг в последние недели внутриутробного развития, во время родов и в первые недели жизни: время воздействия в большей степени определяет болезнь, чем характер воздействующих факторов. Двигательные нарушения при детских церебральных параличах по своей сути не являются ни истинными параличами, ни истинными насильственными движениями (гиперкинезами) в их основе - аномальные автоматизмы, лишь воспроизводящие картину параличей и насильственных движений, имитирующие их. Однако, как бы то ни было детские церебральные параличи сопровождаются не только грубыми двигательными расстройствами, приводящими ребенка к инвалидности, (невозможности ходить, стоять, сидеть, ползать, держать голову, действовать руками), но и извращением всей программы нормального развития движений.
Бытует ложное мнение, что детские церебральные параличи - непрогрессирующие болезненные состояния, лишь последствия и остаточные явления той беды, которая в околородовой период разразилась над мозгом. В таком случае большие компенсаторные возможности пластичности мозга приводили бы шаг за шагом по мере роста ребенка - к отступлению болезненных проявлений и постепенному выздоровлению. К великому сожалению на практике дело обстоит не так - болезнь все более укореняется в ребенке, нарушения становятся все менее обратимыми. Сегодня необходимо со всей ответственностью сказать, что детские церебральные параличи - это прогрессирующее "текущее" заболевание.
Во-первых, неуклонно меняются внешние проявления заболевания в связи с аномальным, но все же неуклонным созреванием нервной системы. Поэтому детские церебральные параличи по мере роста ребенка как бы разворачивают все новые проявления, ранее недоступные мозгу на предыдущих стадиях его развития (которое, кстати сказать, протекает аномально и с большей или меньшей задержкой по сравнению с нормой). Вначале, в первые полгода (иногда до 4-х лет) двигательные нарушения проявляются мышечной вялостью, снижением тонуса, кстати, после 1,5-2 месяцев может проявиться ранее "молчавшее" косоглазие. Затем постепенно вялость мышц уступает место все большей спастичности; мышечная спастика поражает губы, язык (затрудняются глотание, жевание, движения языка, необходимые для формирования пищевого комка, а в дальнейшем - речи), мышцы плечевого пояса и рук (появляется характерная сутулость, плечи поднимаются и поворачиваются вовнутрь, шея укорачивается за счет поднятых плеч, пальцы кисти сжаты в кулак с запертым внутри большим пальцем. Спастика мышц ног приводит к возникновению их перекреста и практически блокирует возможность их движения. Но после 4-6 лет, а иногда и раньше на фоне все закрепляющейся спастичности мышц начинают появляться насильственные движения - свидетельство созревания подкорковых отделов мозга, которые только теперь "заявили" о том, что они тоже были поражены в околородовом периоде. К подростковому периоду детский церебральный паралич как бы доходит до вершины своей зрелости, и его проявления у разных больных становятся все более похожими друг на друга.
Во-вторых, можно считать доказанным и подтвержденным многочисленными изучениями рентгеновских и магнитно-резонансных компьютерных томограмм мозга, что в мозговом веществе, окружающем желудочки мозга у детей, перенесших кислородную недостаточность в родах (и непосредственно до и после них) наблюдаются характерные изменения, не проходящие в течение 5-10-15 лет. Эти изменения свидетельствуют о том, что родовая гипоксия мозга в околожелудочковой мозговой ткани "запускает" подострый или хронический процесс, напоминающий аллергию или воспаление. Мелкие клеточки, расположенные здесь, приобретают агрессивные свойства, они "пожирают" окружающее мозговое вещество, нервные клетки и их отростки. В результате мозг вокруг желудочков как бы "подтаивает" и освобождает место для расширения желудочков - развивается внутренняя атрофия мозга. Этот процесс, однако, развивается очень постепенно и в наших силах воздействовать на него, замедляя или вовсе останавливая его течение.
* * *
Прочность запечатлевания, "памяти" аномальных связей в мозге, "сцеплений" несовместимых двигательных автоматизмов весьма велика, чем и объясняется относительная необратимость уже возникших нарушений. Вместе с тем, на каждом этапе развития можно принять меры для предупреждения образования аномальных связей, постепенно тормозя старые двигательные автоматизмы и способствуя своевременному появлению новых. В связи с этим нельзя не вспомнить замечательную мысль Яна Коменского, чешского философа и педагога, жившего на стыке XVI и XVII веков: "В человеке
первые впечатления настолько устойчивы, что было бы чудом, если бы они изменились. Поэтому чрезвычайно разумно, чтобы они внушались в юном возрасте согласно с требованиями истинной мудрости." Значительно жестче сказал А.И. Герцен: "Прошедшее не корректурный лист, а нож гильотины: после его падения многое не срастается и не все можно поправить."
Действительно, многое из того, что происходит в детстве, оказывается необратимым. И это касается не только движений, но самой структуры личности, способа мышления, умения трудиться и получать радость от своего труда, стремления к знаниям и т.п. У взрослого "выработать любовь к делу избранной специальности почти невозможно, как нельзя насильно полюбить человека!" (С.С. Юдин). Но если бы все, что происходит в периоде детства было необратимым, то и детские болезни нервной системы были бы неизлечимы. А это не так! Как лечить болезни мозга? Об этом следующая глава.
| Главная страница |
|
|
|