|
|||||||||
нам заснуть*. ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5 нам заснуть*.
* Строго говоря, ретикулярная формация никогда не «ложится ности мозга снижен. Но если произойдет что-то необычное, на
Нервная система: взгляд изнутри
которая дает нам точное, детальное значение ощущений. В полушариях также есть области, занятые планировании- ем и выполнением действий, связанных с телом. Внутри полушарий имеется так называемая лимбическая систе- ма - ряд нервных структур, участвующих в регулирова- нии эмоционально обусловленного поведения. Эти «центры эмоций» получают сенсорные сигналы, которые помогают им контролировать наши эмоциональные реакции и наше эмоциональное развитие. Кора головного мозга Внешний слой, покрывающий полушария, называется корой головного мозга. Разные участки коры в высшей степени «узко специализированы»: одна область отвечает за зрительное восприятие, другая - за интерпретацию зву- ков окружающей среды, третья - за понимание речи; большие области заняты истолкованием телесных ощущений и несколько областей регулируют целенаправленные движения тела и глаз. Эти области телесных ощущений и 53
целенаправленного двигательного контроля, в свою очередь, разделены на зоны, каждая из которых связана с определенной частью тела. Несмотря на то что каждая зона отвечает только за одну часть тела, области, контролирующие пальцы, руки и артикуляционные мышцы, больше по размеру, чем все остальные. Поэтому кора головного мозга играет ключевую роль в речевой активно- сти и в выполнении и регулировании точных, сложных движений рук: например, при использовании ножа, вил- ки, карандаша. Многие из кортикальных областей могут обрабатывать информацию, поступающую лишь от одной сенсорной системы, тем не менее они принимают сигналы и из других областей. Например, зрительная зона частично обрабатывает звуковые, тактильные и двигательные ощущения. Нередко один и тот же нейрон коры реагирует на два и более вида сигналов. Таким образом кора головного мозга поддерживает интеграцию всех видов ощущений и формирует у нас ассоциации между их разными видами. В коре головного мозга также есть ассоциативные зо-ны. Благодаря их активности различные виды сенсорных сигналов объединяются в единое целое. Зрительное впечатление формируется в мозговом стволе, а затем детализируется в зрительных зонах коры. Далее эти импульсы передаются в ассоциативные зрительные области коры головного мозга, где визуальная информация ассоцииру- ется с воспоминаниями о полученных ранее зрительных впечатлениях, и далее - в другие ассоциативные области, где формируется их оценка, а иногда и целенаправленный ответ. Когда ребенок собирает мозаику, ствол мозга упоря- дочивает тактильные сигналы, поступающие от пальцев, гательных сигналов соединяются в мозговом стволе. Ощу- сенсорные области коры обрабатывают детали, а ассоциа- щения от правой стороны тела направляются в левое полу- тивные зоны сопоставляют их друг с другом. Эта целост- шарие, которое является их основным контролирующим ная обработка позволяет мозгу решить, что же делать с органом. В правом полушарии обрабатываются сенсорные тем или иным элементом мозаики. данные и направляются движения левой стороны тела. Кортикальные области чрезвычайно важны для обра- Каждое полушарие имеет свою специализацию. У прав- руют они по-разному. Каждая сторона специализируется Детализированная пространственная перцепция, язык. Сенсорные и двигательные функции латерализуются томатически, мы даже об этом не подозреваем. Однако ее (распределяются по полушариям) в раннем детстве. На нарушение (что у ребенка, что у взрослого) может повли- своем пути к полушариям большинство сенсорных и дви- ять на обучение или поведение. Нервная система: взгляд изнутри 55
Как мозг обрабатывает информацию Синапс Синапсы - это зоны, где нейроны вступают друг с другом Путь сигналов в нервной системе в электрохимический контакт. Они служат «мостами», по Нервные импульсы должны пройти через два и более ней- которым импульсы передаются от нейрона к нейрону. Эти рона, чтобы сформировать некий сенсорный опыт, двига- мосты перекинуты между отростками разных нейронов тельный ответ или мысль. Чем сложнее функция, тем или отростком одного нейрона и телом другого нейрона. больше нейронов участвует в передаче сообщения. Каж- С окончанием раннего детства физическое строение боль- дый нейрон добавляет к сенсорному опыту и реакции че- шинства нейронов сильно не меняется, а вот способность ловека все больше элементов. У всех людей нервная си- синапсов проводить нервные импульсы претерпевает изме- стема функционирует по определенной типичной схеме, нения. Изменения в проводимости синапсов лежат в осно- поэтому перцепция и реакции у нас во многом схожи. ве обучения, в том числе школьного и профессионального. Как мы узнаем значение различных ощущений и ре- Рефлекс, вынуждающий нас отдергивать руку, если шаем, что с ними делать? Почему у некоторых людей опре- мы почувствовали боль, затрагивает несколько синапсов. деленные сообщения не доходят до «адресата», а у других Сложные виды активности, включающие двигательную доходят? Почему мы ощущаем далеко не все, что стиму- координацию, эмоции и размышления, требуют взаимо- лирует нашу нервную систему? Что заставляет нас пере- действия множества нейронов через бесчисленное коли- возбуждаться? чество синапсов. При прикосновении к горячей плите бо- Представьте, что вы трогаете пальцем горячую плиту. левые импульсы стимулируют двигательные нейроны и Тепло активирует тактильные рецепторы в коже паль- через синапсы передаются к нейронам спинного мозга и цев, и они посылают болевые импульсы, которые идут че- далее, к мозговому стволу. Оттуда импульсы путешеству- рез сенсорные волокна ладони, руки и плеча к спинному ют от одного нейрона к другому через разные синапсы и мозгу. Сенсорные волокна, заканчивающиеся в спинном влияют на многие области мозга. Их влияние включает мозге, выделяют химическое вещество в микроскопиче- осознание боли, эмоциональную реакцию на нее, целена- ские щели между концом сенсорного волокна и нейроном правленное поведение (например, выключение плиты), спинного мозга (так называемые синапсы). Химическое мысли, воспоминания и решения (например, больше ни- вещество переносит электрическую энергию через синап- когда не прикасаться к горячим плитам). импульсы назад, к мышцам руки, ладони или пальцев. по тысячам или миллионам синапсов. Любой вид активно- Эти импульсы заставляют мышцы сокращаться так, что сти затрагивает целый лабиринт нейронов и синапсов. Для человек отдергивает руку от плиты. адекватной перцепции или поведения необходимо, чтобы
импульсы находили верный путь. Если сенсорная стимуляция не обеспечивает соответствующей перцепции или поведения, это говорит о том, что где-то в нервной системе сообщения не доходят до тех синапсов, до которых они должны были бы дойти. Сигналы затерялись в лабиринте. Дети могут совершенно по-разному реагировать на одну и ту же сенсорную стимуляцию. На электрическую и химическую энергию синапса влияют импульсы, пришедшие из разных частей тела и мозга. В синапсе все они должны сливаться друг с другом. Чтобы сигнал прошел через синапс и направился к другой обла- сти нервной системы, импульсы должны либо обладать большой электрической силой, либо им должны помогать другие импульсы.
Если поток ощущений беспорядочен, жизнь становится похожа на автомобильную пробку. Возбуждение и торможение Некоторые области мозга посылают сигналы, помогаю- щие другим сигналам пройти через определенные синап- сы. Эти сигналы называются возбуждающими. Другие области мозга отправляют сообщения, мешающие сигналам проходить через синапсы, то есть тормозящие их. Сочетание возбуждающих и тормозящих сигналов вызы- вает модуляцию - процесс самоорганизации нервной системы. Мы модулируем звуки, льющиеся из радиоприемника, посредством регулирования громкости. Нервная система модулирует сама себя, сообщая больше энергии одним сигналам и ослабляя энергию других. Например, сигналы, идущие от вестибулярных ядер, возбуждают двигательные сигналы в спинном мозге, и
Нервная система: взгляд изнутри это помогает поддерживать тонус мышц и положение те- ла. В то же самое время активность вестибулярных ядер подавляется сигналами, идущими от мозжечка, и это подавление предотвращает чрезмерную активность вестибулярных процессов. Любой сенсорный или двигательный процесс включает комплексную организацию возбуждающих факторов - чтобы нужные сообщения дошли куда надо, а также подавляющих факторов - чтобы сократить число ненужных импульсов. Без надежных «тормозов» сенсорные импульсы распространялись бы подобно лесному пожару по всей нервной системе, и ни одно действие нельзя было бы довести до конца. Человек был бы просто сокрушен ими. Любой вид активности, впечатлений или переживаний возможен только благодаря работе невероятно сложного клубка нейронов и синапсов.
И возбуждение, и торможение одинаково важны для сенсорной интеграции. Способность модулировать ощущения нужна ребенку, чтобы со временем он мог справляться с воздействием сенсорных стимулов. Развитие нейронных взаимосвязей Большинство нейронов у новорожденного уже есть, но в первые годы жизни к ним добавятся новые. А вот связей между нейронами, т. е. синапсов, при рождении еще очень мало. Пока длится младенчество, между нейронами формируются «узлы связи». Ваш ребенок взаимодействует с миром и со своим телом, а сенсорные и двигательные импульсы, текущие по нейронам, заставляют волокна разветвляться и тянуться к другим нейронам. Чтобы такие связи появились, нейроны нуждаются в стимуляции. Сенсорная система может развиваться, толь- ко если на нее действуют силы, активирующие ее рецеп-
58 торы. Так, чтобы в зрительной системе расширялись связи, Почему ощущения важны необходимые для зрительного восприятия, нужен свет, Пять чувств, и даже больше проприоцептивной систем - движения тела. Ощущения - «пища» нервной системы. Каждая мышца, су- ______________________________________________ формации, чтобы нормально развиваться и работать. Сенсорная стимуляция и двигательная активность В этом разделе мы рассмотрим разные виды ощущений: батываются в мозгу без участия сознания. Есть три уровня - звук (слух); - вкус (вкусовые ощущения);
- запах (обоняние); - прикосновение (осязание). Ощущения, говорящие нам о положении тела в пространстве и о его движениях: - положение и движение - действие силы тяжести, движения головы и равновесие тела (вестибулярные ощущения) Ощущения, говорящие нам о том, что происходит вну- три тела (интероцепторы, или внутренние рецепторы): - висцеральные ощущения. Зрительный образ (зрение) Сетчатка глаза представляет собой рецептор, чувствитель- ный к световым волнам. Свет заставляет сетчатку посы- лать сенсорные зрительные сигналы к центрам обработки зрительной информации в стволе мозга. Центры обрабатывают эти им- пульсы и связывают их с другими видами сенсор- ных сигналов, прежде всего с мышечными, су- ставными и вестибуляр- ными. В стволе мозга складывается наше ба- зовое представление об окружающем мире и расположении в нем вещей, людей, предметов.
Далее ядра мозгового ствола передают импульсы в другие области ствола и в мозжечок, чтобы они интегрировались с двигательными сообщениями, направляющимися в мышцы, управляющие глазами и шеей. Именно поэтому мы можем следить за движущимся объектом взглядом и поворачивать голову ему вслед. Одни импульсы идут к нескольким разным структурам полушарий мозга - там они дополнительно упорядочиваются и интегрируются с прочими ощущениями. Другие попадают в зрительные зоны коры головного мозга, где происходит более тщательная их сортировка и детализация с помощью сигналов, полученных от других органов чувств. Значение увиденного в окружающем мире, например текста на странице книги, нельзя понять, если хотя бы один из уровней мозга работает плохо или различные виды ощущений не интегрируются со зрительными сигналами. Звук (слух) Звуковые волны стимулируют слуховые рецепторы во внутреннем ухе, и звуковые импульсы направляются в слуховые центры ствола головного мозга. Там они обрабатываются вместе с импульсами, приходящими от вестибулярной системы, мышц и кожи. Слуховые центры расположены в
мозговом стволе очень близко к зрительным, и они обмениваются информацией. Подобно зрительным сигналам, некоторые звуковые импульсы передаются в зоны мозгового ствола и мозжечка для интеграции с другими ощущениями и двигательными сигналами. Звуковая информация, уже объединенная с иными видами сенсорных данных, затем посылается одновременно в несколько зон мозговых полушарий. Если бы звуковая информация не объединялась с сигналами иного рода на всех уровнях мозга, нам было бы трудно понять, что же мы, собственно, слышим. Чтобы звук обрел смысл, требуется активная интеграция звуковых сообщений с вестибулярными и др. На каждом из уровней мозга сообщение становится яснее и детальнее. Самый запутанный и сложный этап этого процесса - группировка звуков в слоги и осмыслен- ные слова. Вкус (вкусовые ощущения) Язык рассказывает нам о химическом составе попадающих на него частиц. Существует четыре вида вкуса: сладкий, горький, кислый и соленый. Благо- даря вкусовым ощущениям мы получаем наслаждение, а также предостережение об опасных для организма веществах.
Запах (обоняние) Нос сообщает нам о химическом составе висящих в воздухе мельчайших ча- стиц, которые создают за- пах. Уникальность запаха состоит в том, что он проходит через лимбическую систему напрямую, а не обычным путем, через ствол мозга. Именно поэто-му запах способен непосредственно возбуждать эмоции и влиять на наше положительное или отри цательное отношение к окружающему, ибо уже по одному запаху мы можем сказать, нравится нам нечто или нет. Запах возбуждает воспоминания и ассоциации, определяющие наш выбор и предпочтения: например, определенные цветы или сорт мыла. Младенец может узнать мать по одному лишь запаху: она ассоциируется с чем-то приятным, безопасным и доставляющим удовольствие. И безусловно, предпочте-ния в еде зависят от ее запаха; вдобавок наше обоняние говорит нам о качестве пищи: свежая она или испор-ченная. Прикосновение (осязание) В коже находится много видов рецепторов, способных чувствовать прикосновение, текстуру, жару и холод, боль и движение волос на теле. Несмотря на то, что мы особо
Нервная система: взгляд изнутри не задумываемся о роли прикосновения в нашей жизни, осязание (тактильная система) является самой большой сенсорной системой, сильно влияющей на поведение, как физическое, так и ментальное. Тактильные рецепторы, расположенные ниже шеи, шлют импульсы в спинной мозг, откуда те поднимаются в ствол головного мозга. Кожные рецепторы головы посыла- ют свои сообщения через краниальные (черепные) нервы прямо в мозговой ствол. Оттуда тактильная информация распространяется по всему мозгу. Многие из этих импуль- сов никогда не достигают тех областей коры, которые позволяют нам осознавать ощущения. Вместо этого импуль- сы обрабатываются низшими уровнями мозга, которые обеспечивают эффективное движение тела, регулируют ретикулярную систему возбуждения, влияют на эмоции и сообщают смысл другим видам сенсорной информации. Ядра ствола мозга, обрабатывающие тактильные сигналы, предупреждают нас, когда что-либо касается кожи, а также рассказывают о свойствах того предмета, который нас коснулся: его температуре, влажности, текстуре, способности вы- звать боль. В целом ствол мозга определяет, опасен предмет или нет. Однако ядра не могут точно определить местонахождение стимула на коже и его фор- му. Детали - расположение
и форма - обрабатываются в сенсорных зонах коры голов- ного мозга. Тактильные импульсы путешествуют по всему мозгу. К тому же осязание формируется раньше всех прочих си- стем, еще в утробе матери, и оно эффективно работает, когда зрение и слух еще только начинают развиваться. Поэтому прикосновение крайне значимо для организа- ции нервной системы в целом. При отсутствии тактиль- ной стимуляции тела нервная система, как правило, не может работать сбалансированно. Положение тела и движение (проприоцептивные ощущения) Слово проприоцептивный обозначает такие сенсорные сигналы, которые возникают при сокращении и растяже- нии мышц, а также при изменении положения суставов (сгибании, раз-гибании и так далее). Надкостница (тонкая оболочка, покрывающая ко-сти) тоже содержит проприоцепто-ры. Этот термин происходит от ла-тинского слова proprius - «свой, соб-ственный». Большинство телесных ощущений мы получаем при движе-нии, но в неподвижном положении они тоже есть, так как мышцы и сус-тавы постоянно посылают сигналы в мозг, описывая положение тела. Тело человека состоит из большого коли-чества мышц и суставов, поэтому проприоцептивная система почти столь же обширна, как и тактильная. Проприоцептивные сигналы направляются вверх по спинному мозгу в ствол и мозжечок, а некоторые - и в полушария головного мозга. Большая часть сигналов обрабатывается в тех зонах мозга, которые не дают возможно- сти осознавать полученную информацию, вот почему мы редко осознаем свои мышечные и суставные ощущения: в основном лишь тогда, когда мы намеренно следим за сво-ими движениями. Даже если мы пытаемся их осознать, мы чувствуем лишь малую часть всех проприоцептивных ощущений, формирующихся в данный момент. Проприоцепция помогает нам двигаться. Если бы она не была развита, наши движения были бы медленными, неловкими и требовали бы куда больших усилий. Слабые проприоцептивные сигналы от рук не позволяли бы нам понять, что руки делают, и мы не могли бы застегивать пуговицы, вынимать из кармана предметы, закручивать крышку банки или разобраться, в какую сторону поворачивать водопроводный кран. Если бы наблюдался недостаток ощущений в туловище или ногах, мы едва могли бы вылезать из автомобиля, спускаться по лестнице или играть в мяч. Нам пришлось бы полагаться только на зрительное восприятие и напряженно следить за движениями своего тела. Детям с нарушением интеграции проприоцептивных сигналов как правило очень трудно да- ются те действия, которые они не могут видеть. Сила тяжести, движения головы и равновесие (вестибулярные ощущения) Внутреннее ухо - это часть слуховой системы, расположенная внутри головы, в глубине височной кости, как бы за наружным и средним ухом. Внутреннее ухо имеет сложное строение и называется лабиринтом. В лабирин- те расположены слуховые рецепторы и два вида вестибулярных рецепторов. Один вид вестибулярных рецепторов чувствителен к действию силы тяжести. Эти гравитационные рецепторы состоят из тончайших кальциево-карбонатных кристаллов, Нервная система: взгляд изнутри 63
связанных с волоскообразными нейронами. Сила тяжести Будучи объединены, сигналы гравитационных рецеп- Вестибулярные рецепторы второго типа расположены ядра появляются через 9 недель после зачатия и присту- в тончайших закрытых трубочках, называемых полукруж- пают к работе на 10-й или 11-й неделе. К пятому месяцу ными каналами. Трубочки заполнены особой жидкостью. внутриутробного развития вестибулярная система уже В каждом внутреннем ухе находится три пары каналов, хорошо развита и вместе с тактильной и висцеральной лежащих в разных плоскостях. При быстром повороте го- системами она обеспечивает мозг плода почти всеми не- ловы жидкость в одной или нескольких парах полукруж- обходимыми сигналами. На протяжении почти всей бере- ных каналов давит на стенки, «не успевая» переместиться менности женщина стимулирует вестибулярную систему за головой, и стимулирует рецепторы, располагающиеся плода движениями своего тела. внутри каналов. Рецепторы порождают поток импульсов, Вестибулярные ощущения в основном обрабатываются идущих через вестибулярный нерв к вестибулярным в соответствующих ядрах и мозжечке. Оттуда они направ- ядрам. Эти сигналы видоизменяются каждый раз, когда ляются в спинной мозг и в ствол мозга, где им суждено меняется направление или скорость движения головы, сыграть одну из главных ролей в интеграции. Некоторые поэтому импульсы от полукружных каналов называются из них из ствола попадают в полушария мозга. Импульсы. ощущением движения. С технической точки зрения их идущие в спинной мозг, взаимодействуют с другими сен- следовало бы назвать -ощущением ускорения или замед- сорными и двигательными импульсами, что позволяет нам ления движения головы». контролировать положение тела, его равновесие и движе- 64 ния. Сигналы, посланные на высшие уровни мозга, объе- ему для поддержания здоровья организма. Висцеральные диняются с тактильными, проприоцептивными, зритель- импульсы участвуют в регуляции кровяного давления, ными и слуховыми сигналами: в результате мы можем пищеварения, дыхания и иных функций автономной (ве- ориентироваться в пространстве, а также регулировать гетативной) нервной системы, а также сообщают мозгу, наше положение и ориентацию внутри этого пространства. сколько пищи и воды требуется телу. Другие сенсорные Мы редко осознаем вестибулярные сообщения, за исклю- системы, особенно тактильная и вестибулярная, тоже чением тех ситуаций, когда наше тело быстро вращается: влияют на вегетативную нервную систему. По этой причи- в этом случае сигналы настолько сильны, что вызывают не вращение может вызывать тошноту, то есть нарушать головокружение и всё вокруг нас начинает кружиться. пищеварение, а сильная боль - приводить к остановке Даже когда мы себя плохо чувствуем из-за чрезмерной дыхания. Мы не будем подробно обсуждать здесь висце- стимуляции вестибулярной системы, мы воспринимаем ральную систему, хотя она необходима для выживания это скорее как телесное недомогание, нежели как измене- и поддержания здоровья. Роль полукружных каналов сходна с ролью гироскопа
|
|||||||||
|