Корковые пути
Большинство произвольных движений начинаются в новой коре, в двух из четырех главных долей: лобной и теменной. Нейроны в теменной доле, которые в основном отвечают за осознание пространства, и нейроны в лобной доле, которые контролируют принятие решений, постоянно переговариваются друг с другом, какое действие выполнить следующим. Мы можем вообразить такой диалог:
ТЕМЕННАЯ ДОЛЯ: Эй, на 30 градусов слева – вкусный кусочек брокколи.
ЛОБНАЯ ДОЛЯ: Брокколи? Да ну! Я хочу что-нибудь повкусней.
ТЕМЕННАЯ ДОЛЯ (вздох): Ладно, как насчет пончика на 10 градусов справа?
ЛОБНАЯ ДОЛЯ: Вот это другой разговор. Эй, правая рука! Внимание, правая рука! Подготовьте трицепсы, дельтовидную мышцу и мышцы руки к действию. Сейчас мы его схватим.
МОТОРНАЯ КОРА: Есть, госпожа Лобная Доля!
В этой маленькой глупой сценке теменная доля сообщает, где находятся предметы, а лобная решает, что делать
[19]. Потом моторные зоны в задней части лобной доли осуществляют движение.
В противоположность тому, что вы могли слышать, не существует единой моторной коры. По сути, есть несколько «моторных» зон, которые распределены по лобной доле и обеспечивают основу для планирования движений. Можете представить их как среднее звено менеджеров двигательного планирования. Они воспринимают решения, передаваемые передними областями лобной коры, и превращают их в планы, которые умеют выполнять мышцы рук, ног и других частей тела. Что не так просто, как кажется.
Давайте представим следующий сценарий: вы – зомби, сидящий очень терпеливо на диагностическом столе, и ваша рука покоится на вашем же отвратительном высохшем колене. Занудные ученые в нелепых белых халатах кладут прямо перед вами аппетитный кусок человеческой плоти. То, что осталось от ваших лобных долей, немедленно среагирует: «СХВАТИТЬ ЭТО!» – ведь это же бесплатная еда.
Однако, прежде чем вы схватите лакомый кусок мяса, области двигательного планирования в вашем мозге, называемые премоторной зоной, должны решить, как снять руку с колена и поднести ее к вкусной плоти. Теперь поймите, что, пока вы смотрите на вожделенное лакомство, процесс снятия руки с колена и поднесения ее к мясу очень сложен. Каким-то образом мозг должен карту мира, которая проецируется в глазные яблоки, преобразовать в план сокращения мышц, использующих кости в качестве рычагов, подобно тому как кукловод должен скоординировать натяжение нитей марионетки, чтобы заставить ее танцевать. Только сейчас кукловод – это ваш мозг.
Чтобы прочувствовать, насколько это сложно, отвлекитесь на минутку и попробуйте сделать вот что. Словами опишите пошаговый процесс всего, что происходит в ваших руках, в каждой мышце и в каждом суставе, когда вы тянетесь за чашкой кофе, или что там стоит перед вами. Какие мышцы срабатывают первыми? Когда начинают работать трицепсы относительно того, как сокращаются дельтовидная и трапециевидная мышцы, когда вы поднимаете руку? Когда вы расслабляете лучевой сгибатель запястья и начинаете сокращать лучевой разгибатель запястья, разгибатель пальцев и короткую мышцу, отводящую большой палец руки, чтобы раскрыть саму руку и приготовиться схватить предмет? Какие мышцы должны работать вместе, скоординированно, чтобы двигать плечом и запястьем одновременно? С ума сойти можно, верно?
Процесс перевода с языка глаз на язык мышц и суставов – это именно то, подо что заточены премоторные зоны мозга, которые работают вместе с теменными долями, и они делают это постоянно и безошибочно. Что мы пытаемся сказать: если вы порой размахиваетесь в бейсболе (или по черепу зомби) и промахиваетесь – это нормально, потому что удар по мячу (или по голове зомби) бейсбольной битой – очень, очень трудная задача.
Когда премоторные зоны сделали тщательные подсчеты, они отправляют команды в первичную моторную кору. Это маленькая полоска ткани прямо в центре мозга. Первичная моторная кора посылает прямые сигналы в мышцы и заставляет их сокращаться или расслабляться
[20]. По правде, самые длинные нервные волокна в вашем теле – это аксоны, которые проходят из первичной моторной коры в спинной мозг. Некоторые из этих клеток длятся от макушки до нижней части спины. Эти нейроны говорят с другими клетками в спинном мозге (моторными нейронами), которые стимулируют сами мышцы. Задача первичной моторной коры – быть кукловодом и контролировать сокращение мышц, чтобы вы могли двигаться плавно и скоординированно.
Возвращаясь к вам в образе зомби в исследовании, первичная моторная кора в итоге заставляет ваши мышцы сокращаться, и вы кривой рукой неуклюже хватаете сырую плоть перед вами.
Пути базальных ганглиев
Моторные зоны коры – новенькие в доме, если говорить с эволюционной точки зрения. Глубоко в мозге есть более эволюционно древние зоны, которые составляют базальные ганглии.
Базальные ганглии – это набор маленьких ядер (группы клеток мозга), которые осуществляют серии информационных петель в мозге. Вы можете представить их работу в качестве ремня привода в машине. Клетки коры посылают сигналы вниз, в базальные ганглии. Базальные ганглии немного переговариваются между собой и отправляют решение назад в кору. Кора раздумывает об этой информации и начинает процесс заново. Все действо занимает несколько миллисекунд, и быстрые петли информации должны проходить по точному расписанию, чтобы срабатывать вовремя.
Так что же делают эти петли? Вообще-то очень много. Некоторые петли оценивают награду и значимость (что непосредственно важно для вас), например, когда вы переходите на новый уровень в компьютерной игре. Другие учат сложные правила и играют роль в разучивании мелодий в песнях или грамматики в языке. Третьи отвечают за инициацию и исполнение движений. Независимо от того, нужно ли предсказать вознаграждение, научиться новой игре или дотянуться до ружья, базальные ганглии работают как ворота и инициируют решение в мозге, основываясь на вопросе, который приходит от коры.
Давайте рассмотрим другой сценарий: вы – снайпер, которого выставили на ночное дежурство в лагере выживших в постапокалиптическом убежище. Глядя в прицел, вы замечаете темную фигуру, ковыляющую из леса. Вы знаете, что в лесу у вас бродит разведчик, так что осторожный внутренний голос подсказывает вам, что это может быть ваш покалеченный друг, которого пытали и который теперь отчаянно нуждается в помощи. А тревожный внутренний голос кричит, что это очередной ходячий мертвец, собирающийся напасть.
