 |
Дмитрий Сухарев. Монстры Секея
|
|
|
|
Дмитрий Сухарев
Монстры Секея
О первых прикосновениях к мозгу осталось от благословенных студенческих лет воспоминание.
Был такой предмет: анатомия нервной системы. Едва группа рассаживалась, из боковой комнатушки появлялся старый‑ престарый служитель. В его руках, на облупленном подносе, горкой лежали людские мозги.
Остроумцы поговаривали, будто дед втихомолку мозгами и питается. Хула несуразная – в них же формалин, яд! Посматривая на поднос с бескорыстной лаской, дед кротко семенил вдоль столов, выдавая каждому из нас по одному мозгу.
Таинства не было. Высочайшее творение природы, предел, которого она достигла в неутомимом труде совершенствования, лежал перед тобой на тарелке, распространяя запах вокзальной курицы.
– Дай взгляну, – сказал, если помните, Гамлет. – Бедный Йорик!.. Где теперь твои каламбуры, твои смешные выходки, твои куплеты?
Череп, вид черепа вызвал у принца горестные размышления о бренности живого. Хотел бы я знать, что сказал бы принц, получив на тарелке мозг бедняги Йорика. Ну, взгляните, принц, дорогой! Не костный короб, не прах, не тлен, а – мозг! Субстанция, в которой рождались каламбуры и куплеты королевского скомороха. Вот он, лежит на тарелке – и что? Можете крутить его, и нюхать, и заучивать названия извилин – и что, понятно?
Мыслимо ли, что эта штуковина, этот кус фигурного мыла делал Йорика Йориком?
Однако так оно и есть.
Омываемый живой и теплой кровью, мозг, когда он на своем месте, умеет не только каламбурить – находится работа поважней. Надо поддерживать в величайшем и строгом согласии части нашего тела. Приводить их работу в соответствие с тем, что творится вне нас, в окружающем мире. Наконец, самый этот внешний мир менять и совершенствовать, когда он недостаточно хорош. Воистину, мозг – венец природы, но, сколько его ни рассматривай, понять ничего не поймешь. А – хочется!
|
|
|
Вот и выискивает изобретательная наука всякие к мозгу подходы.
Скажем, так: перерезают нервные пути, связывающие одну часть мозга с другой, и смотрят: что изменится. Старый способ, ему уже несколько столетий, но он полезен и сейчас.
Можно подойти к мозгу с другого конца. Изучать нервные и психические расстройства у больных людей, а после смерти человека сопоставить клиническую картину с картиной поражения мозга. И этот способ давно уже дает богатую пищу для рассуждений и выводов.
Есть подход, называемый «сравнительным», – когда сравнивают нервные системы разных животных. Один зверь обладает прекрасным зрением, зато у другого великолепное обоняние. Как отражено это различие в строении их мозга?
Есть электрофизиологический подход, когда за работой мозга следят по электрическим сигналам, сопровождающим деятельность нервных клеток.
И когда из радиотехнических деталей собирают схемы, модели, в которых пытаются воспроизвести какие‑ то свойства мозга, – тоже подкапываются под его секреты.
Множество подходов, с разных сторон, с разным успехом. Каждый подход – это люди, лаборатории, научные школы, своя литература. Иногда подход разрастается в целую отрасль науки, особую дисциплину. Невропатология, сравнительная нейрология, нейрохимия, нейрогистология, нейрофизиология. У каждой из них свои приемы, свои методы, а устремление одно – мозг.
В старинном венгерском городе Печ работает исследователь, который применяет оригинальный, необычный подход к познанию мозга. Секей (а зовут его Дьёрдь Сёкей) анализирует устройство нервной системы на искусственных моделях. Но моделирование нервной системы – вовсе не оригинальный метод, специалисты‑ кибернетики занимаются этим во многих странах, разве не так?
|
|
|
У Секея модели не такие, как у всех. Он конструирует их не из транзисторов и сопротивлений, а из деталей, взятых у природы, – из кусочков мозга и прочего подсобного материала.
Это кажется невероятным.
Каким бы мастерством ни обладал экспериментатор, как бы он ни владел хирургической техникой, все его попытки скроить искусственный мозг натолкнутся на упорное сопротивление самого материала. Клетка – не лампа, к ней проводок не подпаяешь. Можно еще прервать связи между нейронами в мозге, но как заставить их вступать в новые, необычные связи?
Секей делает это. В его моделях нервные центры устанавливают меж собой отношения, которые не были предусмотрены природой. Сигналы, порождаемые нервными клетками, убегают по тонким пучкам проводников туда, куда их направляет прихоть экспериментатора. Как же ему удается получать такие модели?
Есть один секрет. Нужно конструировать модель не из самих мозговых «деталей», а из их заготовок – кусочков зародышевой ткани, в которой еще нет нервных клеток, но они неминуемо должны развиться. В этом весь фокус.
Такие эмбриональные кусочки – несравненно более пластичный материал, чем зрелые нервные элементы. Даже на самом необычном месте и в самом невероятном соседстве они, как правило, хорошо приживаются, продолжают расти и развиваться, и, когда в назначенный срок к ним приходит пора зрелости, когда в них вызревают настоящие нервные клетки, эти клетки начинают работать в таких связях и отношениях, которые им предписывают условия операции.
Оперируя зародышей, можно изменять отношения не только внутри мозга, но и между мозгом и другими органами тела. Если, например, прирастить зародышу зачаток лапки в таком месте, где лапки никогда не растут, мозг вынужден будет послать к этой лапке нервы. В результате возникнет связь с лапкой у такой части мозга, которая в нормальных условиях лапок не иннервирует.
Но разве можно сделать из четырехногого животного пятиногое? Все можно, была бы охота.
Если говорить точнее, Секей прилагает к познанию мозга метод, разработанный наукой, которая называется «экспериментальной эмбриологией». Сама эта наука не проявляет особого интереса к организации мозга, у нее иные задачи, но оказалось, что ее метод открывает перед наукой о мозге поразительные возможности.
|
|
|
Стены лаборатории, в которой работает Секей, поперевидели всяких чудес. Каких только не было здесь монстров! В аквариумах сидели шестиногие тритоны. Приходил человек, пускал тритончика на стол и долго, внимательно смотрел, как тот движет лапками.
В плавнике тритончика Секей устраивал маленький искусственный мозг, каких‑ нибудь два десятка нервных клеток. Ведь настоящий мозг слишком сложен, легко ли разобраться в клубке из многих миллионов нейронов? Чтобы искусственному микромозгу было чем руководить, рядом с ним, на плавнике же, выращивалась лапка. Микромозг послушно посылал в нее свои микронервы. А чтобы можно было вызвать в микромозге страсти, по соседству высаживались чувствительные клетки. Получалась целая рефлекторная дуга. Если чувствительные клетки тронуть волоском, спектакль разыгрывался в неукоснительном порядке: импульсы от чувствительных клеток устремлялись к микромозгу, он возбуждался, и лапка возмущенно двигалась. А будут ли у этой лапки судороги, если в микромозг попадет яд столбнячных бактерий?
Секей работал. Каждый опыт был ответом на вопрос. И сам был вопросом.
Можно ли выводы, полученные на тритонах, переносить на теплокровных животных?
Секей берется за сложнейшую работу: он хочет выполнить подобные операции на зародыше курицы.
Развитие зародыша идет три недели, на двадцать первые сутки из яйца выходит цыпленок. Секей оперирует не на третьей неделе, а на третьем дне развития зародыша. Что он оперирует? Если нам дадут такое яйцо, мы сделаем яичницу и не увидим никакого зародыша, он еле заметен у краешка желтка.
Секей делает на таком зародыше операции, пересаживает ему кусочки ткани от других зародышей. Операцию надо провести так, чтобы зародыш продолжал развиваться и в свой срок вылез из яйца.
И вот на столе, по которому бегали шестиногие тритончики, появляются трехногие цыплята и цыплята, у которых мозг перекроен на манер, известный одному экспериментатору.
|
|
|
Чтобы добиться успеха, Секей должен был использовать не только методику экспериментальной эмбриологии, но и некоторые закономерности развития, найденные этой наукой.
Организм животного состоит из миллиардов клеток. Клетки самые разные: нервные, железистые, мышечные, покровные, клетки крови и много всяких других. Но, несмотря на свое различие, они все восходят к общей праматери – яйцеклетке, от которой произошли путем последовательных делений. Почему же результаты деления различны? Почему клетки, делящиеся и развивающиеся в одной части зародыша, становятся мышечными, а в другой, допустим, печеночными, хотя и те и другие брали начало от общего исходного пункта? В чем секрет специализации клеток?
Такова проблема эмбриологии. Экспериментальная эмбриология старается решить эту проблему с помощью опыта, эксперимента, так как рассуждать можно без конца, а исследовать механизм можно лишь опытным путем.
Вот почему в биологической науке стали оперировать зародышей. Эмбриологи научились делать операции на таких стадиях развития, когда весь организм состоит из нескольких клеток. Научились оперировать даже части одной зародышевой клетки! Постепенно стало выясняться, что направление, в котором специализируются клетки, во многом обусловлено их окружением: одни части зародыша оказывают влияние на другие, определяя их судьбу. Можно перенести участок, из которого должна развиться нога, в другое место, и там нога не разовьется, – под влиянием нового окружения зародышевые клетки возьмут другое направление развития.
Но есть в развитии такой момент, когда пересадка участка зародыша на новое место уже не может изменить судьбы этого участка. И теперь, куда бы эмбриолог ни пересадил кусочек ткани, находящейся на месте будущей ноги, из него все равно вырастет нога. Хоть на голове!
Таким образом, в предыстории каждого признака есть чрезвычайно важный рубеж. Пока он не пройден, зачаток может изменить направление развития. Но когда этот незримый рубеж остался позади, все мосты сожжены. Направление развития определилось, сбить его нельзя. Признак, как говорят эмбриологи, детерминирован.
Исследователь, собравшийся на свой особый лад перекраивать конструкцию мозга, ограничен с двух сторон. Нельзя делать операцию рано, пока развитие мозговых зачатков еще не детерминировано. В этом случае на новом месте пересаженный зачаток просто примет свойства того центра, который должен был бы здесь возникнуть при нормальном развитии.
|
|
|
Нельзя делать ее и поздно, когда в зачатках уже развились нервные клетки и установили меж собой связи.
Нужна золотая середина.
Секей показывал фильм.
Дело было в пятьдесят шестом году, осенью, в небольшой аудитории Московского университета.
Мы увидели тритона, он сидел в банке с водой, и справа от его головы болтался червяк. Тритон внимательно следил за червяком, чуть заметно ведя головой. Они всегда так делают, прежде чем кинуться на добычу. Вдруг прыжок – но куда?! Червяк у него справа, а он хватает ртом пустое место слева от головы!
Секей объяснял. Когда тритон еще не был тритоном, а был, извините, икринкой, Секей вынул у него зачатки глаз, повернул на 180 градусов вокруг зрительной оси и вставил обратно. Тритончик рос, глаза развивались, у нервных клеток сетчатки выросли отростки, они собрались в один пучок – зрительный нерв – и отправились к мозгу. Там каждое такое волокно вступило в контакт с той или иной нервной клеткой.
В общем, фильм был забавен, но за забавой стояла серьезная проблема.
В самом деле, почему мозг нашего тритона получает извращенную информацию? Если бы был повернут взрослый глаз, уже установивший связи с мозгом, извращение зрительного восприятия было бы вполне понятно: это все равно что установить перед глазом линзу, которая переворачивает ход лучей. Но ведь волокна отправились к мозгу после поворота глаза!
Оставалось предположить, что и после поворота каждая нервная клетка глаза послала свой отросток к той самой клетке мозга, с которой она должна была связаться, если бы глаз стоял в своем обычном положении. Как ни верти зачаток, а каждое волоконце зрительного нерва находит в мозге свое законное место! Так что же, чувствует оно, что ли, «своего партнера» в мозге?
Говорят, лососи, живущие в океане, приходят нереститься в тот самый ручеек, где им довелось вылупляться из икры. Ихтиологи утверждают, будто они находят свой ручей по вкусу воды. Но ручьев, наверно, какие‑ нибудь сотни, а волокон в нашем зрительном нерве – миллион! Неужели у каждой из миллиона клеток, с которыми связан зрительный нерв, есть свои отличительные и притом устойчивые химические признаки?
Сделать такое допущение очень трудно. Однако факт оставался фактом, тритон хватал ртом пустое место, и нужно было искать объяснение.
Проблему, о которой идет речь, называют «проблемой специфичности связей». Она касается не только зрительных связей, – по сути, вся работа мозга совершается нормально лишь до тех пор, пока импульсы от каждой из его клеток попадают не куда попало, а в совершенно определенные клетки.
Секей рассказал, что если поворачивать зачаток глаза очень рано, то в дальнейшем тритон видит нормально. Эти опыты были интересны, но ключа к проблеме специфичности не давали. Они лишь показывали, что специфичность связей есть свойство, которое, подобно иным признакам, детерминируется в известный момент развития зародыша.
Впрочем, большего тогда – в пятьдесят шестом году – и трудно было бы требовать: Секей был совсем начинающим исследователем – одна или две публикации и куча планов. Он не говорил по‑ русски, и опекать его было поручено мне. Правда, причиной были скорее не языковые трудности, так как мое попечительство мало облегчало ему жизнь: он предпочитал немецкий, а я английский. Причина была другая.
Дело в том, что у меня жили трехглазые лягушата, и на нашей кафедре физиологии я считался вроде бы даже специалистом по операциям на ихнем брате.
Я позволю себе несколько отвлечься от Секея, так как трехглазые лягушата и некоторые прочие монстры, честное слово, заслуживают упоминания.
Нас одолевали экскурсии. Новое здание Московского университета лишь недавно вступило в строй, и самые разные люди хотели посмотреть и пощупать храм науки, о котором так много и так возвышенно писалось в то время. Школьники с учителями, учителя без школьников, иностранцы, бывшие еще в диковинку, разный командировочный люд, – экскурсия за экскурсией, и надо было как‑ то удовлетворять их любознательность, но чтобы и работе не в ущерб.
Нужда заставила нас выработать тактику. В некоторых комнатах кафедры мы держали наготове своего рода аттракционы, просто и зрелищно удостоверявшие безграничную силу науки.
Должен заметить, что мы еще поступали довольно честно, так как у нас, помимо аттракционов, существовала и настоящая, обычная работа: когда нас посещали специалисты‑ физиологи, мы им аттракционов не показывали, а старались познакомить с существом исследований и особенностями преподавания на кафедре. Я говорю об этом потому, что существует немало научных учреждений, которые держатся на одних аттракционах, рассчитанных на публику или на начальство. Как правило, такие учреждения пользуются отличной репутацией, корреспонденты из них не вылазят, и на содержание аттракционов в них расходуются все бюджетные ассигнования и способности сотрудников. Мы же в этом отношении оставались на дилетантском уровне: в жизни нашей кафедры аттракционы играли сугубо подсобную роль, давая нам возможность не отвлекаться зря от работы.
Гвоздем нашей зрелищной программы был так называемый «комод» – приборище ростом с человека, занимавший полкомнаты, весь в клеммах, шкалах, индикаторных лампах и переключателях. Это было величественное, можно даже сказать – грандиозное создание человеческого разума. Впечатление, производимое самим комодом, усугублялось его ценой, которая оказывала на посетителей магическое действие: стоил он что‑ то около миллиона. Университет строили с размахом, был период, когда можно было заказать любое оборудование. Вот один наш профессор и размахнулся – дал заявку на аппарат, который бы раздражал нерв импульсами любой заданной формы. Захотел, например, пустить импульсы в виде пятиконечной звезды – и пожалуйста, идут. Ассирийский орнамент – пожалуйста, ассирийский орнамент.
Прибор был вполне бессмысленный, так как для раздражения нерва никакие фигурные импульсы не требуются, вполне достаточен простенький генератор прямоугольных импульсов, по специальное конструкторское бюро сделало этот комод в одном экземпляре, и вот он нашел свое место в науке. В работе он так никогда и не применялся, его потихоньку растащили на детали.
Что же до миллиона рублей, то в масштабе университета это было каплей в море. Денег не считали. Позолота соседствовала с мрамором, мозаики с фресками, по коридорам через каждые два метра висели творения Худфонда; великие ученые, изваянные в соответствии с принципом единообразия, стояли по ранжиру у входа в главный корпус, все бородатые, на одно лицо, как сборная Кубы по футболу.
Кроме комода имелись и другие диковины. Был, например, особый осциллограф с очень большим экраном. Такой прибор хорош для лекционных демонстраций, но, когда лекций не было, им развлекали гостей. Наш радиоинженер Леонид Иванович привязывал себе на руки металлические пластиночки и пускал на экран свою электрокардиограмму. Рядом с осциллографом ставили двухэтажный динамик, и биения прекрасного сердца Леонида Ивановича победно гремели в кафедральном коридоре, как хорал в кафедральном соборе.
Всякий сотрудник старался между делом заиметь какую‑ нибудь штуковину на предмет показа экскурсантам. А у меня были лягушата. Трехглазые, даже четырехглазые. Когда я говорил посетителям, что все глаза видят, я не преувеличивал. Лягушата весело прыгали и очень нравились гостям.
Появились они, как и все прочие «экспонаты», не специально ради экскурсий, в свое время лягушата были нужны для дела. Тогда я пытался выяснить, важно ли для формирования нервной деятельности, сколько импульсов приходит в мозг. Как влиять на количество импульсного притока? Я решил изменять число органов, посылающих импульсы в центральную нервную систему. Поэтому у меня жили головастики совсем без глаз, с одним глазом, с двумя, тремя и четырьмя. А пользовался я для их получения методом эмбриональных операций, только по сравнению с изящными операциями Секея мои были – детский сад. Потом опыты кончились, головастики превратились в лягушат, да так и жили, ненужные более для работы, но зато полезные для показа гостям.
Если бы не головастики, я бы, может быть, и не узнал Секея. Но я его узнал, и мы подружились.
Я получил икру аксолотля, а Дьердь показывал некоторые трудные операции на зародышах. Вечерами, когда на кафедре оставались только аспиранты да дипломники, мы сидели с этой икрой, ковырялись в ней или так разговаривали о всякой всячине. Была осень пятьдесят шестого года, время больших страстей. Тем для разговора хватало. И все же мы опять и опять возвращались к вопросу об эмбриональных операциях, об их применении к познанию механизмов мозга.
Сама идея – изучать мозг, перестраивая по‑ новому нервные связи, – не была новейшим изобретением. Еще в середине прошлого века физиолог Флуранс, перерезав нерв, сшивал его с концом от другого нерва; регенерировавшие нервные волокна прорастали по чужому стволу в совершенно новое, необычное место.
Эти опыты забыли, и наступил долгий перерыв. В 20‑ х годах нашего века интерес к экспериментальным перестройкам мозга снова возродился. Особенно много сделал для их пропаганды нейролог Пауль Вейс. Вейс пересаживал аксолотлю лапку, взятую от другого аксолотля, и показал, что пересаженная лапка или движется, или не движется – смотря какой сегмент спинного мозга посылает к ней нервы. На основании этих опытов Вейс и выдвинул проблему специфичности и даже дал свое объяснение этому явлению.
Вейс полагал, что в разноголосицу возбуждений, охватывающих мозг, каждая группа нейронов вносит свой, неповторимый голос, и этот «голос» слышит лишь та мышца, которой он предназначен. К остальным голосам мышца глуха. Имеется некий род согласия между мышцей и нервным центром, который ею движет. Когда в эксперименте мышца получает нерв от чужого центра, она не движется, нет резонанса!
Теория Вейса так и звалась – резонансной. Вейс писал: «Как у каждого человека имеется свое имя, на которое он отзывается, так и каждый мускул имеет свою собственную и специфическую форму возбуждения, на которую только он один и отвечает».
В 1936 году появилась большая работа Вейса: «Избирательность, контролирующая отношения между центром и периферией в нервной системе». Теперь Вейс несколько видоизменил резонансную теорию. Он пришел к выводу, что этот «резонанс» устанавливается в процессе развития. Когда нерв только подрастает к мышце, между ними еще нет резонанса, но затем от мышцы по нерву назад, к центру, к нервным клеткам, начинают поступать какие‑ то воздействия, под влиянием которых клетки изменяются, «модулируются» и приобретают способность руководить именно этой мышцей.
Такое обратное действие Вейс назвал «специфической модуляцией». Эта несколько таинственная концепция в течение долгих трех десятилетий оставалась единственной рабочей гипотезой, пытающейся объяснить специфичность нервных связей.
В самом конце статьи Вейса, уже после списка литературы, мелким шрифтом следовало примечание. «Когда статья уже находилась в работе, – писал Вейс, – я узнал об интересных экспериментах П. Анохина и его сотрудников, опубликованных в недавно вышедшей книге „Проблема центра и периферии в физиологии нервной деятельности“ (Горький, 1935). Я сожалею, что эта работа попала в мое поле зрения слишком поздно и я не смог обсудить ее в этом сообщении».
Петр Кузьмич Анохин, талантливый ученик Павлова, осуществил в эти годы большую серию исследований на млекопитающих животных по методу, предложенному Флурансом: перекрестное сшивание нервов. Результаты опытов и проблема в целом подверглись в анохинской книге всестороннему рассмотрению.
Таким образом, у Секея были предшественники. А непосредственным его учителем был один из крупнейших в мире специалистов по строению нервной системы, венгерский профессор Сентаготаи. Каждая операция имеет ценность только в том случае, когда ее результаты подвергнуты строгому гистологическому контролю, – и здесь у Секея отличная школа.
Очутившись в Москве, Секей, естественно, захотел побывать у Анохина.
Организовать визит к Анохину было моей обязанностью, но прежде всего я счел разумным объяснить Секею некоторые деликатные детали, специфику, что ли, того не совсем обычного состояния, в котором пребывала наша биологическая наука.
Был, повторяю, пятьдесят шестой год. Прошел Двадцатый съезд, страна благодарно и жадно выслушивала горькую правду. К биологии она имела прямое отношение, все мы, работавшие в биологических учреждениях, хорошо знали, каким несправедливым деянием была сессия ВАСХНИЛ 1948 года. Мы ждали, что со дня на день будет сказано и об этом.
– Наконец‑ то! – сказал Секей. – Знал бы ты, какую белиберду я должен говорить студентам. Эти лысенковские «законы»!..
– Больше этого не будет, Дьердь!
Я хотел, чтобы Секей знал, что и экспериментальная эмбриология, заодно с генетикой, оказалась у нас после сорок восьмого года в тяжелом положении.
Я посвятил его в судьбу Анохина. Нужно было, чтобы Дьердь не задал Петру Кузьмичу бестактного вопроса, почему он не продолжил исследований, связанных с экспериментальными перестройками нервной системы. Эти, да и другие исследования Анохина были квалифицированы как «ревизия идейных основ материалистического учения И. П. Павлова».
За такие дела по головке не гладили. Только сейчас Анохин возвращался к нормальной научной деятельности.
Мы посетили его лабораторию на Моховой. Мне показалось, что Петру Кузьмичу интересно и, более того, приятно говорить об этом «перестроечном» методе познания мозга. Он загорелся, вспоминал старые свои опыты, делился планами. Угощал нас чаем с пирожными.
Через несколько дней в Ленинграде, возвратившись в один из вечеров в гостиницу, мы встретили физиолога Граштяна. Он сказал что‑ то Секею по‑ венгерски. Тот остановился, переспросил. Они заговорили – быстро, перебивая друг друга.
Секей подошел наконец. «Плохие новости, – сказал он. – В Венгрии стреляют. Кажется, много крови».
В университетском общежитии венгерские студенты сбивались в чью‑ нибудь комнату, сидели на кровати, на полу, курили, кто‑ нибудь крутил приемник. С венграми сидели и наши ребята. Время от времени приемник что‑ то нащупывал в хаосе писков и голосов, и головы сдвигались к нему. Ускользающие слова диктора вполголоса переводили на русский. Никто ничего не комментировал. Слушали, молчали.
В конце концов группе венгров, имевших дипломы врачей, удалось получить самолет, летевший до Праги, откуда они рассчитывали добраться до родины.
Самолет улетал поздно вечером. Лил дождь. Я дал Секею на прощанье бутылку армянского коньяка.
Пришла девушка и повела отлетающих к самолету. Граштян поднял воротник, Дьердь махнул мне рукой.
– Ну вот мы и встретились, Дьердь.
Он сидел за столом в белом халате и поднялся, когда я вошел.
– Немного же прошло времени. За это время у нас родилось по сыну, – сказал Дьердь, усмехаясь.
– И оба пошли в школу!
А ведь правда, много времени прошло – шестьдесят четвертый на дворе. И у меня всего три‑ четыре часа. Я хотел расспросить о многом и не мог сосредоточиться ни на чем.
– Походим по Печу, – предложил Секей. – Это славный старый город, вó йны не тронули его.
Только что прошел сильный дождь, желтые листья платанов налипли на тротуар, но солнце светило вовсю и город был чудо как хорош.
– Ваш октябрь и наш октябрь, – сказал Секей. – Печ считается теплым даже для Венгрии, ведь мы на самом юге страны. Если подняться на эту гору, хорошо видна Югославия. И у нас бывает холодно, не думай. Кстати, тогда, в пятьдесят шестом, на границе мы попали в историю. Там был мост, нас не пускали ни туда, ни сюда. Ни назад в Чехословакию, ни в Венгрию. Был страшный холод, мы с Граштяном распили коньяк на этом мосту, он оказался кстати. А ты получил «Уникум»?
Я вспомнил, что несколько лет назад какой‑ то венгр привез от Секея подарок – черную круглую бутылку некоей жидкости. Гадость была несусветная.
Мы зашли в ресторан, сели у окна. Снова начинался дождь.
– «Уникум»? – предложил Дьердь. – Прекрасный аперитив!
– Мм… да, да.
Официант принес две тонкие рюмки. На сей раз эта жидкость была вроде бы получше. Или мои вкусовые рецепторы за месяц в Венгрии перестроились на венгерский лад?
– Так вот, – сказал Секей. – Если ты помнишь мою статью шестьдесят третьего года, я расскажу тебе, что было дальше.
Конечно, я помнил эту работу. Дьердь отдал ей несколько лет, и я по письмам мог бы восстановить ее этапы. Это была адская работа, сотни операций, из которых только 10 процентов можно было считать удачными. Однако вопрос меня удивил. Отличие этой работы в том и заключалось, что она дала ясный ответ на старый, запутанный вопрос. Что же еще?
Существо дела состояло в следующем.
Пустим тритона бежать по столу. Кинопленка поможет нам расчленить его движение на фазы, и мы заметим, что оно очень закономерно: каждая из четырех лапок работает в строгом согласии со всеми остальными.
Собственно говоря, и у нас так же, идем ли мы или бежим, плывем ли кролем или, скажем, брассом, – мышцы правой ноги сокращаются и расслабляются в соответствии с мышцами левой, только рисунок этого согласия меняется от способа движения.
Так вот, тритон идет так: выступает вперед передняя правая лапка, вслед за ней задняя левая, затем передняя левая, задняя правая и снова – передняя правая и так далее. В каждом цикле четыре такта. Топ‑ топ‑ топ‑ топ. Топ‑ топ‑ топ‑ топ.
Чем организуется эта последовательность?
Рассуждение подсказывает две возможности. Во‑ первых, может быть, что сокращение либо растяжение мышц в каждую из фаз цикла возбуждает лежащие в мышцах чувствительные нервные окончания и те посылают в мозг сигналы. Эти сигналы запускают следующую фазу цикла, возбуждая в мозге соответствующие моторные нервные клетки. Импульсы от этих клеток заставляют сокращаться новую группу мышц, в тех в свою очередь возбуждаются чувствительные окончания, импульсы от которых запускают в мозге следующую фазу. И так далее. Цепь рефлексов с обязательным участием как мозга, так и мышечных органов чувств.
Вторая возможность: координация движения осуществляется только в мозге, а участие мышечных органов чувств несущественно. По этой гипотезе, в каждой фазе движения нервные клетки не только посылают импульсы к мышцам, но и оказывают возбуждающее или тормозящее влияние на другие нервные клетки, обеспечивая этим наступление новой фазы. В таком понимании координированное движение обеспечивается структурными особенностями нервного центра, характером связей между его клетками.
Конечно, и по этой гипотезе центр не независим от органов чувств, он независим от них лишь в процессе построения координации. А в остальном его работа полностью контролируется извне, и, если бегущее животное вдруг завидит врага, оно, безусловно, остановится или побежит еще скорее.
Две гипотезы, обе правомерны, а решить спор должен эксперимент. Совершенно ясно, что речь идет не только о тритоне и его ходьбе. Это вопрос принципиальный – что лежит в основе сложных координированных актов? Цепной рефлекс или структура центра? Спешащий же по столу тритончик – лишь относительно простой и удобный объект для попытки ответить на этот вопрос.
Сама анатомия подсказывала соблазнительную возможность решающего эксперимента: нервы, связывающие спинной мозг с конечностями, устроены так, что можно перерезать чувствительные волокна, не задев двигательных. Тогда импульсы от чувствительных окончаний в мозг идти не смогут, цепь рефлекса прервется, и остается только посмотреть – сохраняется ли координированное движение лапок.
На этом эксперименте сломала зубы не одна лаборатория. В нем оказалась скрытая, непредусмотренная трудность. Чем больше перерезаешь чувствительных нервных волокон, тем ниже падает тонус нервной деятельности, животное становится вялым, расслабленным, апатичным, и не то что бежать, а и просто шагнуть оно не в силах. Как же тут проверить, сохраняются ли координации! Ученые делали одни и те же опыты, а выводы у всех получались разные.
Секей пошел по другому пути. Никаких перерезок, никаких апатичных животных. Целые, здоровые, бодрые животные, но сделанные на заказ.
В каждой фазе координированного движения у передних лапок своя работа, у задних – своя. А что, если передние лапки будут иннервированы от мозгового центра задних лапок? Как они себя поведут? Как передние? Или как задние?
Секей получает тритонов, у которых участок мозга, иннервирующий передние лапки, заменен взятым от другого тритона участком, предназначенным для задних лапок.
Если права теория цепного рефлекса, передние лапки должны сохранить свои характерные движения на каждой фазе цикла ходьбы: ведь смена этих движений должна контролироваться мышечными органами чувств, а они на месте. Правда, может так случиться, что лапки совсем не будут двигаться, потому что между ними и «чужим центром» не будет резонанса.
Но вот тритон вырастает, и лапки движутся. И движутся они как задние! В каждой фазе ходьбы они выполняют характерные движения задних лапок, хотя никакие они не задние!
Центр, и только центр, определяет способ участия мышц в координированном движении. Я рассказал лишь о маленькой части экспериментов, а их было гораздо больше. Секей подсовывал мозговой центр передних лапок задним лапкам, и тогда они начинали вести себя наподобие передних. Между двумя парами собственных лапок Секей выращивал третью пару и напротив нее подменял участок спинного мозга то центром передних конечностей, то задних: лапки, независимо от своего происхождения, двигались в соответствии с происхождением центра.
Но значение этих опытов шло дальше. Они окончательно разрушили представление Вейса о специализации нейронов. Какой уж тут «резонанс», если передние лапки прекрасно понимают голос мозгового центра задних лапок! Какая уж тут «модуляция», если центр задних лапок в необычных условиях развивается нормально и, более того, навязывает передним лапкам свои взгляды на координацию!
Концепция Вейса затрещала по швам. А других концепций нет!
– Так вот, – сказал Дьердь. – Теперь я расскажу тебе, что было дальше. Дальше я попытался представить себе, каким требованиям должна отвечать структура нервного центра, заведующего четырехтактным движением конечностей. Один центр и четыре ноги – четыре выхода. Топ‑ топ‑ топ‑ топ. Что это такое? Разряд на первом выходе, затем на втором, на третьем, на четвертом и так далее.
Можно создать искусственную кибернетическую модель, обладающую такими свойствами. Но меня интересовала конкретная структура – структура нервного центра.
Для начала я попытался вспомнить все, что знаю о строении и работе спинного мозга. Возбуждающие нервные окончания на его двигательных клетках хорошо известны. Ты, вероятно, помнишь, что несколько лет назад мой учитель, профессор Сентаготаи, описал особые тончайшие окончания нервных волокон на этих клетках и привел аргументы в пользу их тормозящей функции. Заметим это обстоятельство.
Далее. Для выявления координированного движения необходим приток возбуждающих импульсов. Неважно – каких и откуда! Чем их больше, тем движения активней, мало – животное становится вялым. Все опыты с перерезками чувствительных волокон говорят об этом. Значит, приток возбуждающих импульсов важен лишь в количественном смысле. Не так ли? Чем же тогда обеспечивается взаимная координация между двигательными клетками? Выходит, что импульсами, вызывающими их торможение!
Я сопоставил все эти посылки, а также некоторые другие и нарисовал схему. Вот она.
Секей протянул мне рисунок. Схема как схема. Максимальная степень упрощения. Четыре двигательные клетки с их выходами, четыре вставочные клетки, некий хитрый рисунок тормозных связей между всеми восьмью клетками, возбуждающий вход всего контура. Можно нарисовать так, можно и иначе, что из того…
– Мне кажется, – сказал я осторожно, – физиологов трудно будет убедить, что всю регуляцию берут на себя тормозные связи…
– Но это факт! – воскликнул Секей. – Схема работает!
– Что значит «работает»?
– А вот что. Кибернетики собрали такую точно цепь из искусственных нейронов. Рассчитать ее работу было очень трудно, никто заранее не знал, как она себя поведет. Теперь смотри.
Он дал мне еще одно фото. Это была осциллограмма. На четырех каналах регистрировалась работа четырех выходов искусственного мозга. Залп импульсов на первом канале. Он еще не кончился, как начинается залп на втором. Затем разряжается третий, затем четвертый. Снова первый. Топ‑ топ‑ топ‑ топ! Четырехтактный цикл!
– Черт! – сказал я. – А если уменьшить приток на входе?
– Цикл урежается. Топает, но реже. Как тритон, если бы ему перерезали парочку чувствительных нервов!
На этом я хотел бы закончить рассказ о моем друге, хотя мы еще сидели некоторое время в ресторане города Печ и разговаривали. И я ему, между прочим, напомнил о тех временах, когда его заставляли преподавать студентам «учение о живом веществе», а он засмеялся и сказал, что такие времена давно прошли. «А у вас? Все еще преподают? »
– Слава богу, нет, – усмехнулся и я. – Все постепенно становится на свои места.
Город за большим окном снова начал обсыхать от дождя, где‑ то вблизи грохотало. Мне не хотелось уезжать из этого
|
|
|
