Возникает вопрос, каким же образом ретикулярная формация способна длительно активировать кору больших полушарий, создавать в ней состояние бодрствования? Оказалось, что от всех чувствительных путей, направляющихся в головной мозг и передающих сигналы, вызванные светом, звуком, прикосновением, давлением, теплом, холодом, болью, отходят ответвления, заканчивающиеся у поверхности клеток ретикулярной формации. Любое внешнее раздражение — вспыхнувшая лампа, стук в дверь, рукопожатие, боль — возбуждает ретикулярную формацию. Она как бы сама «заряжается» энергией и заряжает кору головного мозга. Сигналы, воспринятые ею, теряют свою специфичность. Они становятся лишь инструментом «зарядки», «тонизирования» коры головного мозга.
Вначале все казалось очень простым и легко понятным. Ретикулярная формация, благодаря притоку соответствующих импульсов от органов чувств, создает рабочую «атмосферу» в клетках коры и тем самым поддерживает состояние бодрствования. Но на самом деле это только схема, далеко не исчерпывающая сложных взаимоотношений в центральной нервной системе.
Мы все хорошо знаем как трудно заснуть после дня, богатого событиями и переживаниями. Если же к этому еще примешиваются тревоги, волнения, заботы, может наступить бессонница, т. е. ненормальное, длительное, как бы неотключаемое состояние бодрствования. Человек не может заснуть, хотя приток раздражений извне даже уменьшен. Хорошо известно, что страдающие бессонницей пытаются выключить даже самые слабые и привычные раздражители. Они останавливают на ночь тикающие часы, занавешивают окна, укутывают голову одеялом.
Понять и объяснить эти явления удалось сравнительно недавно, когда было обнаружено, что, помимо нервных влияний, передающихся из ретикулярной формации «вверх», в коре больших полушарий существуют влияния, поступающие в обратном направлении — от коры к ретикулярной формации. Возбуждение, возникшее в определенных участках коры, оказывает в одних случаях стимулирующее, в других подавляющее влияние на ретикулярную формацию. Следовательно, сама кора головного мозга может и поддерживать, и подавлять бодрствование. Система кольцевых связей: кора — > ретикулярная формация — > кора дает возможность высшим отделам центральной нервной системы регулировать через ретикулярную формацию свое рабочее состояние. Этим, вероятно, объясняется то обстоятельство, что только некоторые сигналы «заряжают» ретикулярную формацию.
Не все поступающие из окружающего мира раздражения способны прервать наш сон. Спящая мать реагирует на едва заметное движение ребенка, но не просыпается от грохота проносящегося поезда. Многие люди пробуждаются по заданию в требуемое время, многие умеют засыпать в любых обстоятельствах, несмотря на свет, шум, разговоры. Кора головного мозга, этот высший распорядитель, распределитель, регулятор и организатор деятельности организма посылает, в зависимости от прошлого опыта человека пли животного, в ретикулярную формацию только выборочные, определенные сигналы.
Можно считать доказанным, что бодрствование поддерживается активирующим («заряжающим», «облегчающим») влиянием ретикулярной формации на клетки коры головного мозга. Угнетение, торможение клеток, ретикулярной формации, блокада ее активирующего влияния на кору лежит в основе различного торможения центральной нервной системы, т. е. сна. Вот почему перерыв или прекращение активирующих влияний, постоянно поступающих в кору бодрствующего мозга, вызывает сонливость, сон, потерю сознания. В то же время короткие электрические раздражения ретикулярной формации пробуждают спящее животное.
Бодрствование выключается и при некоторых болезненных состояниях организма, например при травме черепа. Это также связано с подавлением активирующих влияний ретикулярной формации на кору больших полушарий.
В лаборатории П. К. Анохина был поставлен такой опыт. Кролику наносили болевое раздражение, опуская заднюю лапу в горячую воду, нагретую до 60°. Было отмечено, что при этом в коре головного мозга возникают определенные изменения электрической активности. Если же кролику ввести предварительно аминазин, вещество блокирующее некоторые элементы ретикулярной формации, болевое ощущение не вызывает сдвигов в электроэнцефалограмме. Врачи знают, что аминазин облегчает чувство боли. Но самое интересное заключается в том, что аминазин блокирует не всю ретикулярную формацию, а только те ее элементы, которые возбуждаются под влиянием боли, страха и других отрицательных эмоций. При положительных эмоциональных реакциях, например при кормлении ретикулярная формация продолжает активировать клетки коры.
Из этого был сделан вывод, что ретикулярная формация, которую все исследователи привыкли считать «неспецифической», содержит определенные нервные элементы, влияющие не на всю кору, а только на отдельные комплексы клеток и, следовательно, обладает специфическим действием на те или другие функции.
В дальнейшем был выявлен еще один интересный факт.
Если у крысы разрушить определенную область ретикулярной формации, она начинает поглощать огромные количества пищи, никогда не насыщаясь и превращаясь постепенно в жировой ком.
Раздражение током других участков ретикулярной формации вызывает у кошек приступы ярости, а разрушение их превращает послушное, прирученное животное в дикое и агрессивное.
Возникает вопрос, какой же смысл в столь широко распространенном влиянии ретикулярной формации на самые различные проявления деятельности нервной системы, на функции практически всех частей организма?
Вернемся снова в физиологическую лабораторию и проделаем несложный опыт. Опять-таки через вживленные электроды пропустим слабый электрический ток в ретикулярную формацию бодрствующего животного. Действие тока скажется почти моментально. Животное «замирает», настораживается, чего-то ждет. Мышцы его напряжены, а на электроэнцефалограмме отмечаются изменения, характерные для высокой активности высших отделов головного мозга.
Такая же картина наблюдается у животного при новом и неожиданном внешнем раздражении, например свистке, вспышке света, окрике. Подобного рода реакцию И. П. Павлов назвал ориентировочным рефлексом, рефлексом «что? что такое?», рефлексом на новизну. Разрушение ретикулярной формации делает невозможным осуществление ориентировочного рефлекса.
Ретикулярную формацию можно рассматривать как устройство мозга, обеспечивающее состояние «общей мобилизации» организма по сигналу тревоги. Извне поступил новый и неожиданный сигнал. Что это: пища? опасность? друг? враг? Организм должен быть подготовлен к любой деятельности, которая потребует: схватить добычу, убежать, спрятаться, не обращать внимания, если тревога окажется ложной. Эта подготовка к любому виду деятельности выражается в переходе высших отделов мозга в более активное состояние, в изменении настройки двигательного аппарата, в обостренном восприятии действительности органами чувств (не поступят ли еще какие-нибудь сигналы, проясняющие обстановку?), в изменении дыхания, работы сердца и других внутренних органов.
Резервы подтянуты, организм пришел в состояние боевой готовности.
Но вот сигналы повторяются. Теперь уже необходимо произвести анализ обстановки, выработать план действий. Теперь уже мобилизация всех нервных приборов не нужна. Требуется лишь настройка тех механизмов нервной системы, которые принимают непосредственное участие в соответствующих неотложных мероприятиях. И высшие отделы головного мозга подавляют деятельность ретикулярной формации. Приказ об общей мобилизации отменен.
Ориентировочный рефлекс угасает…
Советские и зарубежные исследователи установили, что клетки ретикулярной формации возбуждаются не только физическими сигналами. Они чутко реагируют на меняющееся содержание в крови углекислоты, сахара, некоторых химических веществ, гормонов и, в первую очередь, гормона, вырабатываемого надпочечниками — адреналина.
Так, например, при голодании, когда «голодная» кровь омывает ретикулярную формацию, она мобилизует нервные механизмы поведения, направленные на поиски и добывание пищи. Как остроумно отметил один ученый, она «способствует переводу внутренних потребностей организма в поведение». Затрудненное дыхание у спящего человека приводит к накоплению углекислоты в крови, что вызывает возбуждение ретикулярной формации и пробуждение. Это спасает человека от удушения во сне.
Еще в начале нашего столетия И. П. Павлов, изучая образование условных рефлексов у животных, говорил об особом значении для психической деятельности подкорковых образований мозга, «заряжающих» энергией кору больших полушарий. Теперь уже ни у кого не возникает сомнений, что подкорка является своеобразным аккумулятором энергии и в ней находится особое регулирующее «зарядное» устройство — ретикулярная формация (рис. 16).
