И действительно, поставьте себя в положение исследователя психики с помощью следующей модели. Вы ничего не знаете о настольном классическом компьютере, ни о программировании. Вам дают компьютер и средства его физического исследования – тестеры, осциллограф и др. И вам ставят задачу – изучить и объяснить работу и функции устройства.
Ничего, кроме двоичных кодов в памяти и последовательностей битов в некоторых важнейших устройствах – процессор, оперативная память, тактовая частота и преобразование битов памяти в некоторые изображения на экране (аналог поведения), вы не выявите.
Вот так будет чувствовать себя нейрофизиолог, который станет изучать работу мозга, зная только генетику, биохимию и физиологию нейронов.
И потому физика психического обязана включать и отражать психические функции, то есть пониматься как психофизика. Вот почему нейрофизиология возвращается к истоку своего появления – к психофизиологии. Но она должна вернуться к высшим смыслам – к психике, социальной психологии, антропогенезу и к социальной истории. Этот очерк – данный малый и за ним позже – большой, частично и в малой части могут в этом помочь.
Однако, как говорилось выше, центральная нервная система выполняет более древние физиологические функции, лежащие ниже поведения. Потому у нейрофизиологии можно выделить и свой исконный уровень интереса и знаний.
Поэтому нейрофизиологическая наука обеспечивает не только сугубо психические функции, то есть высший уровень поведения животного и человека. В функции нейрофизиологии входит множество процессов более низких, чем ПОВЕДЕНИЕ, уровней физиологической поддержки организма и координации всех подсистем организма. Значительная часть этих процессов – например, управление работой пищеварения, кровообращения или кроветворения, как и дыхания, вряд ли можно считать функциями психики. В то же время психика влияет на эти процессы. Она именно влияет, например, на изменение частоты сердечных сокращений, как и на частоту дыхания, на прилив или отлив крови от лица и пр. Но это более тонкие влияния на организм, чем просто постоянная работа органов поддержания жизнедеятельности. Это функция интеграции низших процессов жизнедеятельности с психическими функциями.
Мы считаем возможным и необходимым автоматические процессы организма, управляемые ниже уровня поведения, отнести к области нейрофизиологической отрасли знаний, то есть не к психологии, а именно к нейрофизиологии. Так пейсмекерные (циклические в группах нейронов) процессы должны относиться к классу нейрофизиологии. Психофизические процессы – это те, которые важны для поведения, как потребность, эмоции, связь между информационными объектами в моменты представления и мышления.
Просвещенный читатель знает, но кому-то может быть полезно напомнить самые простые элементы нейрофизиологии. Для чего? Просто, чтобы принимать во внимание – в основе психического, позже это будет пониматься как информационное, лежат конкретные познаваемые, хотя и сложные – особенно в генетической их динамике, материальные физические процессы.
Читатель, который знает эти основания, может смело перейти к следующему разделу, 1.7.
Основным действующим нижним элементом или кирпичиком мира нейрофизиологии является нейрон. По их положению в системе цикла адаптации организма можно различать:
– афферентные нейроны (синонимы – входные, чувствительные, сенсорные, рецепторные или центростремительные),
– эфферентные нейроны (синонимы – выходные, двигательные, моторные или центробежные),
– интернейроны (синонимы – средние, промежуточные, вставочные, секреторные – для вброса управляющих гормонов в кровь).
Существуют и отдельные – ассоциативные нейроны – для связи удаленных интернейронов друг с другом.
В нервной системе преобладают и в главной роли выступают интернейроны. Это в психике аналог элементов общей универсальной двоичной памяти компьютера.
Интернейрон – электрохимическое устройство с входом и выходом. Он получает на вход электрический импульс сенсорных нейронов или других интернейронов и выдает выходной электрический импульс на другие интернейроны или моторные нейроны и рецепторы мышц для их сокращения.
Мы представляем нейрон, его важнейшие части. Это ядро (с ДНК), его входные (обычно короткие и многочисленные) отростки – дендриты и его выходные (их мало и они обычно длинные) отростки – аксоны. Мы знаем о соединениях между нейронами в виде синапсов.
Синапс состоит из 1) синаптической щели между выходной или пресинаптической мембраной – концевой поверхностью аксона нейрона-излучателя и 2) входной или постсинаптической мембраной – входной поверхностью дендрита нейрона-получателя. Средствами связи между нейронами оказываются химикоэлектрические импульсные возбуждения. Они именуются потенциалами действия (ПД). Природа импульсов основана на изменении статических потенциалов между наружной жидкой солевой средой, омывающей нейроны и внутренней средой нейронов.
Интернейроны имеют возможность получать разновременные потенциалы действия (электрические возбуждения) от рецепторов ощущений или других нейронов и обрабатывать все поступающие, вырабатывая свой ответный потенциал. Поэтому каждый нейрон способен суммировать и выполнять различные преобразования от ощущений к поведению либо между другими нейронами. И ниже об этом подробно.
Начальное электрическое равновесие во всей системе нейронов нарушается постоянно сигналами внешней по отношению к живому организму среды (ее энергией), которая воздействует на афферентные или входные нейроны или рецепторы. И каждое воздействие или его изменение вызывает импульсы от таких нейронов на интернейроны. Так интернейрон оказывается под действием одиночных потенциалов ДЕЙСТВИЯ (ПД) или их пачек (серий), которые следуют от рецепторов органов ощущений, от мышц и органов тела или других возбужденных интернейронов. При подаче нескольких импульсов на дендриты интернейрона одновременно в нем может возникнуть свой новый импульс как потенциал действия, то есть выходной сигнал, годный для передачи на другие интернейроны или моторные нейроны. Такой новый потенциал действия зарождается при суммировании приходящих в разное время и налагающихся друг на друга электрических потенциалов от входных дендритов. Сложение происходит в особой точке нейрона возле ядра нейрона – в аксонном бугорке. Тогда и возникает ПД, который начинает перемещаться по аксону к его окончанию – пресинаптической мембране.
А рядом с ядром нейрона, под его управлением (которое не изучено) в особом устройстве внутри нейрона – «аппарате Гольджи» – постоянно вырабатываются, передаются по аксону в синапс и там поддерживаются средства связи с соседними нейронами-получателями. Такие средства связи представлены молекулами ПЕРЕДАЧИ, именуемыми трансмиттерами, и молекулами УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ, именуемыми модуляторами. Молекулы обоих видов формируются аппаратом Гольджи – этой «мастерской» в каждом нейроне. Подготовленные молекулы запечатываются в конверты, именуемые везикулами (мешочками), для сохранности до момента использования в случае появления потенциала действия. Везикулы транспортируются по аксону (независимо от быстрого параллельного прохода по аксону потенциалов действия), подходят к пресинаптической мембране и прикрепляются к ней.
В момент приближения ПД к концу аксона – пресинаптической мембране – химический состав среды внутри аксона возле мембраны меняется. И везикулы – мешочки с материалом проводников и регуляторов – лопаются. Материал связи и регуляции проникает через мембрану родного нейрона в межсинаптическую щель и, более того, входит в контакт с постсинаптической мембраной соседнего нейрона. Медиаторы при этом как ключом «открывают» постсинаптическую мембрану в ее специальных точках-каналах, так, что часть потенциала действия передается на дендрит следующего соседнего нейрона-получателя. Трансмиттеры в зависимости от их количества при этом передают потенциал, а медиаторы открывают, усиливают или, наоборот, уменьшают и даже закрывают канал связи для передачи потенциала (т. е. трансмиттеров) между нейронами.
После прохода очередного ПД материал (передачи), вброшенный в межсинаптическое пространство, собирается, и даже частично регенерируется. Нейрофизиология синапса снова концентрирует его в везикулы внутри нейрона-источника возле пресинаптической мембраны и тем готовит синапсное соединение для передачи нового импульса..
