Глава 12. Потребности и медиаторы
Синаптические механизмы работы мозга
В последней главе мы попытаемся обобщить и дополнить ту информацию о синаптических механизмах работы мозга, которая рассеяна по предыдущим главам. Речь идет прежде всего о тех молекулах, с помощью которых передаются сигналы в нервной системе, то есть о медиаторах (нейромедиаторах).
Ведь если мы понимаем, какие медиаторы (а точнее, нейромедиаторные и гормональные ансамбли) работают в случае проявления той или иной потребности, того или иного психического процесса, мы можем более эффективно искать пути фармакологического управления этими потребностями и этими процессами.
Конечно, во многих случаях это возможно только до определенной степени. Еще важнее корректировать уровень потребностей в случае патологии. Действительно, любая потребность может превращаться в свой «болезненный» вариант. Если она выражена слишком слабо – плохо, если слишком сильно – еще хуже. Некоторые слишком сильно проявленные потребности – это уже мании. Поэтому знания о нейромедиаторных рычагах управления мозговыми центрами крайне важны.
Как вы помните, мозг можно упрощенно разделить на три зоны: стволовые структуры, мозжечок и большие полушария. К стволовым структурам относятся продолговатый мозг и мост, средний мозг, таламус и гипоталамус; внутри больших полушарий прячутся базальные ганглии – и все они связаны с теми или иными биологическими потребностями, с их генерацией либо с реализацией программ, направленных на их удовлетворение.
При этом чем сложнее и тоньше биологическая потребность, тем более рострально, то есть в более передней зоне мозга (rostrum – «нос»), располагаются отвечающие за нее зоны. Действительно, в процессе эволюции мозг развивался вперед и в стороны. Современным языком можно сказать, что постоянно происходил «апгрейд» нервной системы. Причем эволюция идет именно как частичный апгрейд: старое оборудование чаще всего не выкидывается, а дополняется новым. К структурам, возраст которых сотни миллионов лет, добавлялись новые зоны, возрастом сотни тысяч лет. В итоге наш мозг – это не компьютер последней модели, а древний IBM-286, который сотни раз улучшали, и сейчас уже никто толком не помнит, что там внутри, в самой серединке. Главное – работает!
При описании потребностей в нашей книге чаще всего упоминались две структуры: гипоталамус и миндалина. Давайте еще раз подчеркнем их значимость. Гипоталамус – нижняя часть промежуточного мозга, находится в самом центре головы. С ним мы связываем шесть важнейших центров потребностей: голода и жажды (средняя область гипоталамуса – серый бугор), полового и родительского поведения (передний гипоталамус), страха и агрессии (пассивно- и активно-оборонительного поведения; задний гипоталамус). Миндалина работает в паре с гипоталамусом – где-то корректирует его, а где-то им управляет (например, в ситуациях выбора «беги или дерись»). Миндалина располагается в глубине височной доли и относится к базальным ганглиям – серому веществу, которое спрятано внутрь больших полушарий. Это эволюционно более новая структура, чем гипоталамус. С миндалиной связаны некоторые биологические потребности, которые в гипоталамусе вообще не прослеживаются. В основном это различные зоосоциальные программы, такие как стремление доминировать, территориальное поведение, эмпатия. Все это – макроуровень, уровень обширных нервных структур, и в случае повреждения тех или иных зон мозга мы имеем дело с серьезными изменениями выраженности соответствующих потребностей.
Если пойти глубже, на уровень нейросетей и отдельных нейронов, то обнаруживается, что управление потребностями здесь тоже возможно. Напомним, что по нейронам сигналы передаются в виде электрических импульсов и на этот процесс точно, избирательно повлиять весьма сложно. Впрочем, с помощью оптогенетических методов это получается все лучше и лучше, хотя до клинического применения еще далеко. Ну а используемые в медицинской практике технологии вроде глубокой стимуляции мозга (DBS – deep brain stimulation) или транскраниальной магнитной стимуляции (TMS – transcranial magnetic stimulation) все-таки остаются недостаточно избирательными, воздействуя одновременно на активность многих миллионов нейронов.
Однако между нейронами сигналы передаются в контактах-синапсах химическим путем за счет выделения веществ-медиаторов. Это тот механизм, на который можно воздействовать более эффективно. Передача сигнала, как правило, происходит на конце аксона (реже это наблюдается по ходу аксона в особых его расширениях – варикозах; иногда медиатор, кроме того, «растекается» по межклеточному пространству, окружающему синапс, реализуя экстрасинаптические эффекты). Принимающей частью в синапсе обычно служит дендрит или тело следующей клетки.
В настоящее время физиологами и фармакологами открыто множество способов активации либо торможения работы синапсов путем влияния на процессы, реализуемые медиаторами.
Передача сенсорной информации, формирование двигательных команд, корректировка состояния внутренних органов, память – все это осуществляется с использованием тысяч и миллионов синапсов. В каждом нервном центре те или иные медиаторы передают потоки сигналов. Это справедливо и в отношении центров потребностей, эмоций, их влияния на весь остальной мозг. Нейроны центров потребностей, выделяя те или иные химические вещества, во многом управляют нашей психикой (по крайней мере, пытаются управлять), одновременно конкурируя друг с другом.
Область потребностей является очень специфической стороной деятельности мозга. Медиаторы, которые больше нигде себя не проявляют, часто связаны именно с центрами потребностей, и это очень удобно. Действительно, если бы все потоки информации обслуживала лишь пара медиаторов (один возбуждающий, другой – тормозный), то на работу нервной системы было бы очень сложно влиять с помощью фармакологических препаратов: сплошные побочные эффекты. Так, кстати, случается, когда мы имеем дело с сенсорными системами. Почти все сигналы, возникающие в органах чувств, передаются в ЦНС при помощи выделения глутаминовой кислоты. И отдельно повлиять на слух, отдельно на зрение, отдельно на кожную чувствительность крайне сложно. А вот у медиаторов, связанных с потребностями: дофамином, норадреналином, серотонином, – наблюдается разделение функций.
Надеюсь, к концу книги вы уже хорошо представляете, как работают отдельные синапсы (их в нашем мозге – многие триллионы). Посчитаем: у человека около 90 млрд нейронов, и при этом каждый образует в среднем пять-десять тысяч синапсов.
В итоге общая цифра получается огромной, что очень важно, поскольку именно синапс является элементарной структурно-функциональной единицей нашего мозга. Не нейрон, а именно синапс. Чем больше синапсов, тем «умнее» мозг и сложнее информационные процессы.
Как работает синапс и можно ли на него повлиять?
Электрический импульс, распространяясь по мембране, запускает выделение вещества-медиатора из небольших пузырьков-везикул в синаптическую щель (вновь обратимся к рисунку 1.1). На следующем шаге молекулы медиатора, быстро преодолев узкое межклеточное пространство, воздействуют на чувствительные белки-рецепторы, характерные для поверхности клетки-мишени. Если это возбуждающий нейромедиатор и если воздействие окажется достаточно сильным, такая клетка генерирует импульс, и он бежит дальше. В этом случае сигнал о некой потребности имеет шанс повлиять на кору больших полушарий и, значит, на поведение целостного организма.
