Десятилетиями шли ожесточенные споры между нейрофизиологами: соприкасаются веточки–дендриты или нет. В электропроводке, имеющейся в любом жилом доме, каждый находящийся под напряжением провод соединен с другим проводом, тот — с третьим, таким образом все провода объединены между собой, т.е. вся система, так же как и водопроводная, представляет собой замкнутый контур. А вот в нашем теле на каждом из двенадцати миллиардов нейронов имеется выемка в том месте, где у соседнего нейрона находится выпуклость. Эта выемка называется синапс. Именно в этих местах и осуществляется соприкосновение.
Точность расположения синапсов потрясает воображение. Возьмите хотя бы один двигательный нейрон, контролирующий один пучок мышц одной руки. По всей длине этой одной нервной клетки в тысяче разных точек образуются синапсы строго напротив выпуклостей соседних нейронов. (На крупном двигательном нерве может быть до десяти тысяч отдельных контактных соприкосновений, на нейроне мозга — до восьмидесяти тысяч.) Если на двигательный нерв поступает сигнал к действию, то мгновенно тысячи соседних нервных клеток оказываются в состоянии готовности. Отдельные клеточки, нарисованные в учебниках по биологии, охватывают каждый квадратный миллиметр кожи, каждую мышцу, каждый кровеносный сосудик, каждую косточку — ими пропитано все тело.
Я хочу пошевелить рукой. Достаточную ли силу имеет импульс, идущий от мозга, чтобы заставить мышцу сокращаться? Сколько мышечных волокон необходимо для каждого конкретного усилия? Хорошо ли сдерживаются противодействующие мышцы? Один–единственный нерв передает все эти электрические сигналы с частотой до тысячи отдельных импульсов в секунду с соответствующей паузой между ними. Каждый импульс отслеживается и передается на все десять тысяч синаптических соединений, находящихся на пути следования сигнала. При этом возникает и звуковой образ мышечного действия, слышимый как «клик–клик–клик», который был бы понятен даже ребенку. Можно сказать так: в каждом из нас ежеминутно вздымаются и с ревом перекатываются не прекращающиеся ни на минуту импульсные волны.
Может быть, нам надо что–то сделать, чтобы остановить этот нескончаемый поток обмена информацией? Может быть, мне надо перестать печатать на машинке, чтобы дать возможность нейронам своих пальцев отдохнуть от этой безумной деятельности? Наоборот, наши тела нуждаются в бесперебойной стимуляции. Были проведены эксперименты, в ходе которых организм людей лишался нормальной ежедневной стимуляции, — результаты были ужасающими. Одни добровольцы залезали в темный, обитый изнутри ящик, снаружи их запирали на замок; другие с завязанными глазами погружались в резервуар с теплой водой и лежали там без движения. Так же, как природа не терпит вакуума, наш мозг не терпит тишины. Он начинает искать выход — быстро заполнять образовавшуюся пустоту галлюцинациями. Через несколько часов доброволец просился наружу, потому что невозможно оставаться в здравом уме без внешних раздражителей.
Мозг не может единолично принимать решения и отдавать приказы, координирующие деятельность всего организма. Это шло бы вразрез с главным принципом управления — распределением полномочий. Не только мозг, но и вся четко отлаженная система рефлексов координирует реакции организма в большинстве ситуаций.
Когда я ударяю молоточком по коленному сухожилию своего пациента, его нога подскакивает вверх. Она могла бы даже долететь до моего лица, если бы мышечное усилие не остановило ее. Теперь я прошу пациента заглушить рефлекс и ударяю молоточком снова. У пациента ничего не получается — нога снова взмывает вверх. А это еще что за темная сила коленного сухожилия, которая осмелилась противостоять приказу мозга? Это просто встроенная защитная система: небольшие стерженьки, закрепленные рядом с сухожилием. Они растягиваются вместе с мышцами, позволяя нервным волокнам всегда находиться в состоянии готовности — доставить сообщение в спинной мозг. Обычно (в действительности, почти всегда, кроме случаев, когда врач проверяет рефлексы) быстрое напряжение этих мышц означает, что ногу удерживает какой–то тяжелый груз. Чаще всего это случается, когда человек споткнулся и падает. И тогда срабатывает рефлекс, который автоматически выпрямляет ногу. Мозг возлагает функцию защиты на дуговой рефлекс. Этот рефлекс — врожденный, организм может полностью на него положиться.
Управление различными процессами, такими как чиханье, кашель, глотание, слюноотделение и моргание, тоже построено на принципах распределения. Моргание. Я уже говорил о слепоте, подстерегающей людей, больных проказой. Их глазные веки полностью лишились своих рефлексов. Уже ничего не поддерживает веки в состоянии готовности, когда высохшая роговица глаза нуждается в увлажняющей смазке, — для чего, собственно, и требуется моргание. Иногда нам удается предотвратить слепоту пациентов — когда пациенты овладевают способностью произвольно моргать. Но это очень и очень непросто. На первый взгляд покажется, что, когда твое зрение поставлено на карту, ничего не стоит просто–напросто моргать. Но приобретенные рефлексы — очень сложная вещь. Пациентов надо долго и терпеливо обучать с помощью плакатов: тренировать, используя секундомер; их надо без конца заставлять, ругать, хвалить, уговаривать. Их высокоразвитый мозг внушает им, что нельзя его беспокоить такими пустяковыми вопросами, как рефлекс (кому придет в голову каждые тридцать секунд загружать суперсовременный компьютер такими заданиями, как сосчитать до десяти?). Некоторым пациентам так и не удается научиться этому — и их глаза, естественно, высыхают.
Однако некоторые функции не подвластны компетенции жесткой роботизированной системы рефлексов. В стволе головного мозга находится следующий уровень управления, регулирующий непроизвольные процессы, такие как дыхание, пищеварение, сердечная деятельность. Эти процессы требуют гораздо большего внимания, чем рефлексы: одно только обычное дыхание требует согласованной работы девяноста грудных мышц. К тому же требования организма постоянно изменяются, например сердцебиение и дыхание резко учащаются, когда я бегом поднимаюсь по лестнице.
Самыми высшими в иерархии нервной системы являются полушария головного мозга, святая святых организма — лучше всего защищенные костью, наиболее уязвимые и подверженные повреждению, если в защитной стене будет пробита брешь. Десять миллиардов нейронов и сто миллиардов глиальных клеток (являющихся биологическими батарейками для деятельности мозга) плавают в желеобразной массе, просеивая получаемую информацию, осуществляя запоминание, обеспечивая наше сознание. В мозге — источник нашей предрасположенности к пороку и ярости, в нем же находится и движущая сила благородства и любви.
Исследования доказали: можно управлять гневом. Сигнальный датчик имплантировался в мозг быка и с помощью электропереключателя превращал разъяренного зверя в безобидное забавное домашнее животное. Существует немало любителей объяснять такие сложные понятия, как романтическая любовь, альтруизм или представление о Боге, с точки зрения ионов калия, состояния химического равновесия и находящихся в мозге клеток ассоциативной памяти. Но их объяснение заходит в тупик. Вопрос: «Почему бы не предположить, что представление о Боге — это всего–навсего серия электрических импульсов в моем мозге?» Ответ: «А почему бы не предположить, что электрические импульсы — не что иное, как средство, избранное Богом, чтобы сообщить мне о божественной сущности, о которой невозможно узнать другими способами?»[24]
Иерархический порядок строго соблюдается. Но тут возникает одна небольшая загвоздка; она напоминает карандаш, застрявший в хорошо смазанных движущихся шестеренках. Окончательный выбор, по какому пути двигаться, иными словами, «разрешение» на определенный вид деятельности мышц, участвующих в совершении различных движений на конкретных участках тела, дается не роскошными мозговыми извилинами, а одной–единственной скромной нервной клеточкой, или нейроном, управляющим мышечными волокнами. Сэр Чарльз Шеррингтон сделал это ошеломляющее открытие, присвоив емУ сложное название «самый оптимальный маршрут».