Модульная организация нервной системы

Лекция 12

Кратко о нейрофизиологии

Изучение нервной системы имеет биополитическое значение, так как она выступает как важнейший соматический фактор политического поведения. Влияние генетических факторов на поведение, о котором шла речь выше, не может быть исследовано без понимания нейрофизиологических механизмов поведения, на которые воздействуют генетические факторы. Нервная система – координатор деятельности всех органов и систем живого организма. Она воспринимает стимулы (раздражители) от внешней среды и от органов, тканей, клеток самого организма, перерабатывает и обобщает всю поступающую информацию и соответственно регулирует функционирование организма и его поведение.

Характерным (хотя и не единственным) компонентом нервной системы является нервная ткань – совокупность нервных клеток (нейронов). Нейроны – специализированные клетки, способные принимать сигналы от анализаторов (органов чувств) и других нейронов, перерабатывать их в нервные импульсы и проводить эти импульсы к нервным окончаниям, контактирующим с другими нейронами или клетками органов, принимающих те или иные команды от нервной системы. Перенос информации между нейронами или между нейроном и другой клеткой осуществляется при помощи синапсов -специальных тонких щелей между контактирующими клетками. Синапсами завершаются отростки нейронов - аксоны и дендриты. Импульс передается вдоль аксона или дендрита нейрона в электрической форме (мембранный потенциал). Как только импульс достигает окончания отростка нейрона, мембранный потенциал вызывает цепь событий, приводящих к выделению в синапс специфических веществ – нейротрансмиттеров (или нейромедиаторов). Они пересекают щель между контактирующими клетками и поглощаются соответствующими участками (рецепторами) на поверхности нейрона (иной клетки), расположенного по другую сторону синапса. В результате импульс передается на этот нейрон или по крайней мере на нем облегчается возникновение импульса (есть и такие нейротрансмиттеры, которые не облегчают, а тормозят проведение импульса на воспринявшей их клетке). Распространение импульсов по нейронам (возбуждение) и гашение импульсной передачи (торможение) – эти два противоположно направленных процесса лежат в основе сбалансированного, гармоничного функционирования нервной системы – предмета науки нейрофизиологии.

В ходе биологической эволюции нервная система претерпевает развитие от примитивных ее предшественников (донервных систем внутриорганизменного контроля) до сложно организованной структуры, которая выступает в роли материальной основы психики, социального поведения, политической деятельности человека. Хотя колонии микроорганизмов как биосоциальные системы, напоминающие многоклеточные организмы в ряде отношений, не имеют специализированной нервной системы, однако микробные клетки способны к интенсивной коммуникации, регулирующей поведение колонии в целом и ее клеток. В процессе межклеточной коммуникации используются вещества, выполняющие у высших животных функцию нейротрансмиттеров. В микробных колониях формируются межклеточные контакты, напоминающие синапсы, присутствуют необычайно длинные клетки, которые предположительно передают, подобно аксонам нервных клеток, информацию от одного участка клетки к другому.

Сети из постоянно коммуницирующих клеток – эволюционная «предтеча» нервной системы. Клеточные сети характерны для колоний одноклеточных существ, они также свойственны эмбрионам животных на ранних стадиях развития, когда еще нет нервной системы как таковой («донервные эмбрионы»). В подобных «донервных» эмбрионах нейротрасмиттерные молекулы могут оказывать специфическое воздействие. Это согласуется с общей идеей, что нейротрансмиттеры первоначально возникли в ходе эволюции как агенты межклеточной коммуникации. Примитивные нервные системы имеют облик децентрализованных, неиерархических сетей из нервных клеток. Такие нейронные системы представляют своеобразные аналоги децентрализованных, неиерархических структур в сообществах многоклеточных животных и в человеческом обществе. Такова организация нервной системы у кишечнополостных и гребневиков. Дальнейшая эволюция нервной системы связана с концентрацией нервной клеток в виде ганглиев у переднего конца тела с последующим формированием головного мозга - цефализацией. Этот процесс поэтапно идет в ходе эволюции различных групп червей, моллюсков, членистоногих. С биосоциальной точки зрения интересно, что муравьи и другие социальные насекомые имеют в составе нервной системы оформленный головной мозг и в нем грибовидные доли, отвечающие за ряд сложных функций, включая координацию поведения в биосоциальной системе.

Позвоночные животные представляют собой особую линию развития, и нервная система даже примитивных позвоночных (рыб) характеризуется рядом черт, которые сохраняются вплоть до человека. Подытожим в общей форме, в каких отношениях нейрофизиология интересна для биополитики:

• Изучение нервных систем различных форм живого ставит человеческую нервную систему в общую эволюционную перспективу. Выше мы касались «биополитической подсистемы» биосоциальной системы, определив ее как «систему принятия решений». Нервная система наряду с гуморальной (эндокринной, гормональной) представляет собой именно биополитическую подсистему многоклеточного организма как высоко интегрированной биосоциальной системы, составленной из клеток. Организация нервной системы на разных уровнях эволюции воплощает в себе – в различных пропорциях – иерархические и неиерархические структуры из клеток (в основном нейронов) и может быть рассмотрена как аналог политической системы человеческого общества, так что отдельные грани организационного дизайна нервных систем могут послужить «пищей для ума» при разработке социальных технологий, посвященных нетрадиционным социальным и политическим структурам в человеческом обществе. Так на новом уровне мы возвращаемся к античным сопоставлениям между системами органов человека и элементами политических систем (например, голову с ее мозгом сравнивали с главой государства).

• Наибольшее биополитическое значение имеет исследование нервной системы человека. Она контролирует весь репертуар социального и политического поведения, будь оно сознательным или бессознательным, рациональным или иррациональным. Все серьезные теории, объяснявшие человеческое поведение, непременно опирались на ту или иную модель нервной системы. Так, Платон рассуждал о трех частях человеческой души, что поразительно напоминает современное представление о модульной организации головного мозга.

Модульная организация нервной системы

Нервная система позвоночных подразделяется на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую, распространяющуюся по всему телу. Периферическая нервная система состоит из соматической, проводящей сознательно контролируемые импульсы к мышцам, костям, сухожилиям и др., и автономной, которая регулирует не подлежащую непосредственному сознательному контролю деятельность внутренних органов (сердце, легкие и др.). Некоторое биополитическое значение имеет тот факт, что автономная нервная система может задавать два разных режима функционирования организма, что находится в тесной связи с поведением. Соответственно, имеется и два компонента (модуля) периферической нервной системы – парасимпатическая и симпатическая нервная система. Доминирование парасимпатической нервной системы ведет к режиму «расслабления и переваривания пищи» – замедляется ритм биения сердца, усиливается кровоток к органам пищеварения и др. Симпатическая нервная система, наоборот, готовит организм к стрессу (к «атаке или бегству»): ускоряются сердечный и дыхательный ритмы, тормозится пищеварение, расширяются зрачки, наступает усиленное потоотделение. Именно симпатическая нервная система отвечает за мобилизующий эффект, важный для богатой стрессами политических ситуаций – от президентских выборов до революции.

Перейдем к центральной нервной системе, включающей спинной и головной мозг. Спинной мозг возникает в эволюции как самостоятельный модуль, управляющий функционированием организма и многими сторонами поведения, но по мере перехода от примитивных к более эволюционно продвинутым позвоночным животным все более приобретает статус структуры, иерархически подчиненной головному мозгу, проводящей идущие от него команды к различным участкам тела. Серое вещество спинного мозга самостоятельно отвечает только за некоторые простые рефлексы, например, коленный. Учащиеся старших классов до недавнего времени изучали работу спинного мозга на нежелательной с биоэтической точки зрения модели: обезглавленной лягушке, которая способна сгибать лапку, если эту лапку ущипнуть или опустить в кислоту.

Актуальная проблема с биоэтическим звучанием касается ситуаций, когда человек уподобляется обезглавленной лягушке. Несмотря на то, что спинной мозг находится под контролем головного и впадает в состояние торможения (шок) при нефункционировании головного мозга, с течением времени шок проходит и спинной мозг берет на себя контроль некоторых функций организма. Поэтому, например, сердце продолжает биться у индивидов в состоянии запредельной комы (смерть головного мозга). К настоящему времени указанное состояние достоверно определяется при наличии квалифицированного персонала и аппаратуры, и биение сердца и наличие спинальных рефлексов не считается препятствием для признания человека мертвым, а его органов - материалом для трансплантаций. В то время как юридические проблемы, связанные с состоянием «смерть головного мозга», удалось в основном разрешить после разработки соответствующих законов, биоэтические проблемы отчасти еще не решены, особенно если речь идет о необходимости принять во внимание религиозные взгляды, что остановить бьющееся сердце может Бог, а человек, если делает это, становится убийцей.