Азимов Айзек. Человеческий мозг. От аксона до нейрона

Подождите немного. Документ загружается.

итоге со временем приводит к развитию шизофрении? Однако с 1954 года, с тех пор как было впервые

высказано такое предположение,

все попытки отыскать в мозгу больных шизофренией адеренохром или

другой аномальный метаболит так и не увенчались успехом.

Интерес вызвало также еще одно химическое соединение, называемое серотонином. Оно очень

похоже па аминокислоту триптофан, которая является одной из незаменимых аминокислот, входящих в

состав белков. Это родство становится ясным при взгляде на приведенные ниже формулы даже тем, кто

совершенно незнаком с химическими формулами.

Серотонин можно обнаружить во многих тканях организма, включая головной мозг (правда, в

головном мозге содержится не более 1 % всех его запасов в организме), где он выполняет

разнообразные функции. Например, серотонин обладает способностью сужать мелкие сосуды и

повышать артериальное давление,

хотя эти свойства не имеют прямого отношения к функции головного

мозга. Но есть у серотонина и более близкие мозгу функции.

Все резко встало на свои места, когда в 1954 году (совершенно, правда, случайно) было

обнаружено, что некое лекарственное средство, называемое диэтиламидом лизергиновой кислоты,

может вызызать галлюцинации и другие психотические симптомы. Диэтиламид лизергиновой кислоты,

как выяснилось, содержит такую же бициклическую структуру, что и серотонин, хотя в остальном это

намного более сложное соединение, и, более того, оно конкурирует с серотонином за связывание с

ферментом моноаминоксидазой. В обычных условиях моноаминоксидаза окисляет серотонин в

нормальный метаболит, из которого удалены атомы азота. В присутствии лизергиновой кислоты

молекулы моноаминоксидазы занимаются этим чужеродным соединением и не могут окислять

серотонин. Серотонин накапливается и в конце концов превращается в аномальные метаболиты. Один

из путей анормального метаболизма приводит к буфотенину, похожему на яд жабы, одно из ядовитых

соединений, находящихся в околоушных железах жабы. По молекулярной структуре этот яд похож на

серотонии и может вызывать психотическую симптоматику.

Правда, возможность того, что именно серотонин вызывает симптомы шизофрении, несколько

поблекла, поколебленная тем фактом, что одно соединение, похожее на диэтиламид лизергиновой

кислоты, конкурирует с серотонином за связывание с моноамино-ксидазой еще больше, чем ЛСД, но не

вызывает психотических состояний и галлюцинаций. Более того, при шизофрении в головном мозге не

было найдено никаких аномальных метаболитов серотонина.

Итак, многочисленные попытки обнаружить биохимические причины шизофрении (включая те, о

которых я умолчал) зашли в тупик. Однако исследования продолжались, более того, они дали кое-

какие

важные побочные результаты. Например, были получены транквилизаторы. Эти лекарства,

оказывающие успокаивающий эффект, уменьшают тревожность и расслабляют морально и физически.

Эти лекарства отличаются от более старых успокаивающих таблеток тем, что не вызывают угнетения

бодрствования и не вызывают сонливости. Первым транквилизатором, введенным в медицинскую

практику в 1954 году, был резерпин, выделенный из корней одного произрастающего в Индии

кустарника. Представлялось интересным, что одна из структур, входящих в состав молекулы резерпина

напоминала бициклическую структуру серотонина. Эта значимость была поставлена под сомнение,

когда в медицине стали применять еще один транквилизатор - хлорпромазин, в котором нет этого

двучленного кольца. Транквилизаторы не могут излечивать душевные заболевания, но могут ослаблять

их симптомы, которые мешают нормальному лечению. Уменьшая ярость и агрессивность больного,

уменьшая его страхи и тревожность, они позволяют уменьшить степень физических ограничений,

наложенных на больного, отменить его фиксацию, облегчают контакт психиатра с больным и

повышают шансы быть выписанным из клиники.

В 50-х годах, кроме того, появились первые антидепрессанты - лекарства, которые, как следует из

их названия, облегчают течение тяжелой депрессии, которая характерна для некоторых

душевнобольных пациентов, депрессии, которая в самых тяжелых случаях может довести больного до

самоубийства. Возможно, что депрессия обусловлена или, по меньшей мере, сопутствует недостатку в

ткани мозга серотонина. Во всяком случае, практически все антидепрессанты подавляют активность

моноаминоксидазы. Если фермент не способен в прежнем масштабе разрушать серотопин, то уровень

содержания этого вещества неизбежно повышается.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все больше и больше распространяется мода смотреть на мозг как на огромный, сложно

устроенный компьютер, в котором роль электронных элементов играют нейроны. В каком-то

отношении, во всяком случае в том, что касается памяти, биохимики, вопреки моде, склонны

рассматривать не нейроны, а отдельные молекулярные структуры как носители информации.

Память играет ключевую роль в том событии

который я называл в предыдущих разделах точкой

фазового перехода. Только потому, что человеческие существа (даже не особенно одаренные из них)

способны так много запоминать, и запоминать хорошо, стало возможным развить такой символический

код, который мы называем речью. Емкость памяти даже самого заурядного человека сказочно велика.

Мы можем считать себя не особенно одаренными в запоминании технических данных, скажем так, но

подумайте сами, сколько лиц мы можем узнать, как много имен напоминает нам о каких-то событиях

прошлого, как много слов мы можем произнести и определить, как много мелочей мы помним.

Установлено, что за всю жизнь мозг усваивает около миллиона миллиардов бит информации

Бит - это сокращенное наименование двоичной единицы, что на языке компьютера

обозначается символами 1 или 0. Бит представляет минимальную информацию, которую мы

получаем при ответе на вопрос словами «да» или «нет». Вся более сложная информация может

быть представлена в виде сочетаний бит. Например, лицо или какой-то иной предмет можно

нарисовать с помощью черных и белых точек, как на газетной фотографии. Каждая точка

представляет собой бит информации: белый цвет - «да», черный - «нет». Наше зрение основано

на восприятии таких бит информации, причем каждая клетка сетчатки отвечает на

раздражение либо «да», либо «нет». Можно аналогичным образом проанализировать работу и

других наших органов чувств.

В компьютерах память можно установить произвольно, меняя магнитные свойства ленты. Эти

изменения можно законсервировать, сохранить на носителе для последующего использования по мере

необходимости. Не происходит ли нечто аналогичное в человеческом мозге? В настоящее время самое

пристальное внимание исследователей привлечено к рибонуклеиновой кислоте (сокращенно РНК),

которая, и это весьма удивительно, содержится в больших количествах в нервных клетках. В них РНК

больше, чем в клетках других типов. Я сказал «удивительно» не случайно, потому что РНК участвует в

синтезе белка, и обычно ее бывает много в клетках, которые синтезируют много белка либо для его

секреции, либо в силу их интенсивного роста. Нервная клетка не относится ни к одному из

перечисленных типов, поэтому большое количество в ней РНК наводит на некоторые размышления.

Молекулы РНК необычайно велики, они состоят из сотен и даже тысяч субъединиц четырех

видов. Возможное число различных сочетаний этих субъединиц внутри молекулы РНК астрономически

велико - это намного больше того миллиона миллиардов, о которых я упомянул в начале этого раздела.

Каждое сочетание представляет отдельную молекулу РНК, которая, в свою очередь, может

синтезировать отдельную, отличную от других, белковую молекулу.

Было высказано предположение, что каждый бит информации,

поступающей в нервную систему в

первый раз, вызывает изменения в специально предназначенной для этого молекуле РНК,

содержащейся в определенных нейронах. Измененная РНК продуцирует измененный белок,

который до

этого в клетке не синтезировался. При поступлении следующих бит информации они могут

«примеряться» к уже имеющимся в нейронах белкам и нуклеиновым кислотам. Если примерка

оказывается удачной, то мы вспоминаем информацию.

Но это лишь примитивная, самая первая попытка анализировать высшие функции головного

мозга на молекулярном уровне, а доведение этой задачи до логического конца, то есть до решения,

будет настоящим вызовом гению человеческого разума.

Кажется вполне логичным предположить, что единица, которая понимает, должна быть сложнее,

чем то, что подлежит пониманию. Отсюда можно сделать заключение, что все трудные для усвоения

грани физических и математических наук являются отражениями тех или иных граней реального

физического мира, который намного проще, чем его представления в физике или математике, и что ум

человека гораздо сложнее окружающей его природы. Где находится предел понимания и существует ли

он, мы не можем предсказать, поскольку не можем пока определить сложность ни разума, ни

вселенной, расположенной вне разума.

Но даже не производя никаких сложных измерений, мы можем принять за аксиому, что это вещь,

равная самой себе, и что поэтому человеческий разум, стремящийся познать самое себя, сталкивается с

положением, когда понимаемое и совокупность, стремящаяся его постичь, обладают равной степенью

сложности.

Не означает ли это, что мы никогда не сможем верно оценить работу человеческого сознания? Я

не могу ответить на этот вопрос. Но даже если мы не сможем этого сделать, то, возможно, сумеем

настолько близко подойти к такому пониманию, что будем в состоянии создать компьютер, который

приблизился бы по своей сложности к разуму человека, даже притом, что нам не удалось бы полностью

понять принципы его работы. (В конце концов, в XIX веке люди умели создавать сложные

электрические машины, совершенно не понимая природы электрического тока, а еще раньше были

созданы паровые машины

притом что люди в то время тоже не понимали принципов их работы

Если бы мы смогли это сделать, то, может быть, нам удалось бы предотвратить умственные

нарушения, избавить людей от иррациональности и пагубных страстей, которые всегда приводили к

краху самые лучшие и благородные порывы человечества. Быть может, нам удалось бы свести к

анализу физических и химических законов суть феноменов воображения, творчества и интуиции, мы

смогли бы поставить на поток гениальные творения, а не ждать в отчаянии появления очередного гения

рода человеческого, между рождениями которых проходит, увы, так много времени.

Человек будет по собственной воле гораздо в большей степени человеком. Я уверен, что никто из

нас не доживет до этого отдаленного времени, когда все это станет реальностью. Но, тем не менее,

даже

одна мысль о том, что такой день может когда-нибудь настать, хотя его рассвет разбудит не меня,

доставляет мне глубокое удовлетворение.

Айзек Азимов

Человеческий мозг. От аксона до нейрона

The Human Brain

Серия: Научно-популярная библиотека

Издательство: Центрполиграф, 2005 г.

Твердый переплет, 461 стр.

ISBN 5-9524-0470-7

Тираж: 7000 экз.

Формат: 76x90/32

Переводчик

Александр Анваер