Рабочие объединения нервных клеток: нейронные сети и динамические функциональные системы

Нейронные сетиКаждый нейрон соприкасается разветвлениями своего длинного отростка — аксоца — с десятками и даже сотнями других нейронов и примерно от такого же количества принимает контакты. Подсчитано, что на теле и дендритах только, одной клетки мозга может быть до 100 000 синапсов (от одного нейрона обычно подходит сразу несколько окончаний аксона). Поэтому при таком обилии контактов, связей между нейронами справедливо утверждение, что в мозгу все взаимосвязано. Влияние от любого нейрона теоретически может распространиться как угодно далеко (к самой дальней точке мозга). Этот импульс может вернуться обратно к исходной клетке (своего рода движение по кругу). Как мы увидим несколько позднее, «круговорот» влияний в мозгу играет очень важную роль в организации согласованной работы разных частей всего мозга
в целом. Он обеспечивает еще одно очень важное качество работы мозга — ее надежность.

Большое количество одинаковых нейронов позволяет иметь дублеров среди отдельных элементов нервных сетей и даже целые «запасные» нервные сети. Поэтому, если какие-нибудь нейроны или участки нервной сети выйдут из строя или окажутся занятыми другим делом (а мозг все время вынужден решать одновременно несколько задач), работа не нарушится. Тут же в нее включаются другие нейроны (или участки нервной сети). Эту способность подменять один нейрон другим мозг использует постоянно, благодаря чему непрерывно идет переработка информации. Вмешательство случайного, непредвиденного обстоятельства не препятствует мозгу в то же время управлять нужной организму «текущей» деятельностью.

Можно непосредственно исследовать деятельность одиночного нейрона. Для этого в мозг животного вводится очень тонкий своеобразный прибор — микроэле-метрод — диаметром в микрон или доли микрона. Он подходит вплотную к отдельной нервной клетке или даже проникает внутрь ее и начинает регистрировать электрические импульсы, которые она вырабатывает. Анализ импульсов отдельных нейронов показал, что участие одной определенной клетки в каком-нибудь конкретном действии не является строго постоянным и может быть предсказано каждый раз лишь с какой-то вероятностью. Таким образом, частая взаимозаменяемость нейронов, обеспечивающая надежный характер работы мозга, была подтверждена самыми точными исследованиями.

Работа мозга имеет универсальный характер и реализуется при осуществлении любой функции. Особенно четко она проявляется в организации движения. Специалисты по кибернетике любят повторять: из ненадежных элементов мозга складывается очень надежно работающая система. Каждое действие, осуществляемое мозгом, зависит от работы очень большого количества нейронов, вернее, многих нейронных сетей, создающих для этого своего рода рабочее объединение — функциональную систему. По ходу работы части этой системы, как уже говорилось, могут взаимозаменяться.

Когда действие завершится (прервется или отменится), части функциональной системы могут порознь или группами войти в другие системы, создающиеся мозгом для осуществления другого нового действия.

В связи с такой изменчивостью, подвижностью функциональных систем и временным характером включения в них тех или иных групп нейронов их называют динамическими.

Человек появляется на свет еще с не полностью оформленной центральной нервной системой, с не до конца сложившимися нервными сетями. Но уже в первые два-три года жизни в мозгу младенца происходят очень важные процессы доразвития, становления связей между определенными нервными клетками и их скоплениями. Причем наряду с врожденными (наследственными) факторами первичного развития мозга играют воздействия из внешней, в первую очередь — социальной среды. Именно под влиянием таких воздействий в мозгу создаются наиболее характерные для человека нервные сети и мозговые программы, которые обусловливают особый, человеческий способ обучения мозга решению различных задач на их основе. Возникают речь и абстрактное мышление. В период младенчества и раннего детства мозг, как метко заметил один ученый, «учится учиться». Структурные изменения мозга, возникающие при этом под влиянием внешних условий, в другие периоды жизни появиться не смогут.

Крайне важно, чтобы ребенок в первые годы жизни подвергался воздействиям, наиболее . способствующим «дозреванию» его мозга в правильном — «человеческом» направлении с максимальным использованием всех возможностей, созданных многовековой эволюцией мозга и развитием человеческого общества. Обычно достаточно тех воздействий, которые получает ребенок при общении с родителями, а позднее — со сверстниками и взрослыми людьми.

Редко, но случается: в раннем детстве дети попадали в среду зверей и воспитывались ими. Время, когда воздействия человеческого общества являются эффективными, бывает упущено. И тогда никакое обучение не может превратить детей в полноценные человеческие существа.





 

Форум