Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

«Все пути однонаправленны, то есть идут от „сенсорных” к „двигательным” клеткам и от двигательных клеток к мышцам, никогда не меняя направления. Двигательная клетка, например, не пробуждает сенсорную клетку непосредственно, но только через входящий ток, вызванный телодвижениями, к которым приводит ее разряд. И сенсорная клетка всегда разряжается или обычно стремится разряжаться в направлении двигательной области. Пусть это направление будет называться „прямым”. Я описываю данный закон как гипотезу, но на самом деле он представляет собой несомненную истину» [22].

Чтобы укрепить эту точку зрения, Джеймс сопроводил свои рассуждения рядом изображений, иллюстрирующих организацию различных типов клеток.

На его рисунках все клетки образовывали нечто вроде сети, и для обозначения направления гипотетических нервных токов использовались стрелки, как у Кахаля, но годом ранее.

Несмотря на высокоорганизованную структуру нервной системы, взгляд Кахаля на принципы ее работы был далек от механического. Сложные паттерны ветвления дендритов предполагали, что функция может включать в себя альтернативные пути, в зависимости от силы того, что Кахаль называл чувственным впечатлением. Слабое возбуждение проходит непосредственно вниз по сети, в то время как более сильное, предположил Кахаль, может распространиться через отростки на соседние клетки, и в результате «вся система коротких контрлатеральных ветвей подвергнется воздействию» [23].

Рисунок Кахаля, на котором изображена сетчатка. Свет обнаруживается клеткой сетчатки, помеченной буквой А

Хотя он подчеркивал очевидное сходство между функциями различных частей нейрона и работой телеграфной системы (прием → передача → распределение), Кахаль догадывался, что телеграф не является хорошей моделью для описания того, как работает мозг [24]. Изучение эмбрионального развития подсказывало ему, что сложность нервной системы зависит не только от количества содержащихся в ней единиц, но и от связей между этими единицами; связей, которые изменяются с опытом.

Телеграф раньше являлся моделью для описания того, как работает мозг.

Кахаль полагал, что опыт ведет к «большему развитию протоплазменного аппарата и системы коллатеральных нервных ветвей». Это относилось не только к усилению существующих ассоциаций, но и к «созданию совершенно новых межклеточных связей» [25]. Обучение, утверждал Кахаль, служит увеличению коннективности[145] и раскрывает особое свойство нервной ткани, которое бельгийский врач и педагог Жан Демор назвал пластичностью нейронов головного мозга [26]. Кахаль осознал, что пластичность находится за рамками метафоры телеграфной сети, которая, следовательно, дает весьма ограниченное представление о работе мозга:

«Непрерывная заранее установленная сеть – своего рода переплетение телеграфных проводов, в котором не могут быть созданы ни новые узлы, ни новые линии, – есть нечто жесткое, стабильное, не поддающееся изменению. Это противоречит широко распространенному представлению о том, что орган мысли в определенных пределах податлив и способен самосовершенствоваться, прежде всего во время развития, посредством хорошо направленных умственных упражнений».

Не отыскав более подходящего для аналогии образа, Кахаль вернулся к описанию мозга в терминах других форм живой материи: