Мозг и разум в эпоху виртуальной реальности

4.2.4.1. Ощущения: нейроны и потенциал действия

Рождение науки нейробиологии, которая была создана в качестве научной дисциплины, занимающейся исследованием феномена сознания в рамках материи, также связано с духом современной эпохи, призывающим создавать комплексные научные дисциплины. Нейробиология рассматривает мозг как орган, к которому, безусловно, применяются законы физики. Нервная система состоит из миллиардов клеток, наиболее важными из которых являются нейроны (neuron, нервные клетки). А местом деятельности нейронов является мозг. Однако недостаточно просто объяснить феномен объединения сознания или разума как процесс, возникающий в ходе деятельности нейронов, поэтому в данном случае требуется помощь философии и психологии. В рамках этого процесса необходимо осуществлять сотрудничество различных научных дисциплин, чтобы определить, могут ли мыслительные процессы действительно быть объяснены деятельностью нейронов, и являются ли чувства результатом внешних раздражителей, преобразуемых в электрические сигналы через нервные пути и достигающие определенных областей мозга.

Понимание нейронной активности с точки зрения философии можно назвать задачей понимания феномена существования сознания в материи. Каждый мозг отличается от других размерами и формой и состоит из множества нейронных сетей. Согласно медицинским данным, мозг имеет в среднем 85 миллиардов не нейронных клеток и 86 миллиардов нейронов. Среди них 69 миллиардов нейронов располагаются в мозжечке и регулируют движение, а остальные расположены в коре головного мозга и таламусе, они, в свою очередь, связаны с сознательной деятельностью. На 1 м² коры головного мозга приходится около 100 000 нейронов, и все они связаны друг с другом.

Определенные нейроны сгруппированы для выполнения специализированных сознательных функций, таким образом, играя роль своего рода модуля (module). Например, есть модуль, который отвечает за то, что мы слышим слова, и модуль, который отвечает за то, что мы видим слова, и наконец модуль, который отвечает за процесс произношения того же самого слова вслух. Модули запутаны и переплетены друг с другом, чтобы сформировать большую сеть и принимать импульсы, возникающие в ответ на внешние раздражители.

Изображение 12. Нейрон

Та часть нейрона, которая отвечает за связь с другими нейронами, называется дендритом(dendrite). В одном нейроне более 100 000 дендритов. Часть нейрона, по которой нервные импульсы направляются от тела клетки, называется аксон, и он всегда только один. Также изучение нейронов с помощью электронного микроскопа выявило, что нейрон является независимой единицей, а также между отдельными нейронами всегда имеется небольшое расстояние.

В конце XIX века испанский нейробиолог Сантьяго Рамон-и-Казаль (S. R. y Cajal) различал нейроны по их внешней форме (например, по размеру, форме, расположению, клеточной системе, по окончаниям аксонов, по отросткам дендритов). Большинство ганглионарных клеток, которых по общему количеству больше, чем всех остальных, чрезвычайно малы, и каждая десятая из них имеет форму зонтика. Когда свет проникает в такие нейроны с формой зонтика, возбуждение нейрона может увеличиваться или, наоборот, подавляться.

Постоянно растущие и хорошо связанные между собой сочетания нейронов, в рамках которых происходит активное взаимодействие клеток, являются определяющим фактором для сознательной деятельности, что более важно, чем фактическое число нейронов[225]. Нейрон, если посмотреть на него с физической точки зрения, очень похож на атом. Средний атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженного электрона. И поскольку они оба находятся в равновесии, атомы электрически нейтральны. Однако электроны в атомах движутся к другим атомам, образуя электрический ток. Ионные частицы играют у нейронов в мозге роль электрического тока. Когда ионы (ion) теряют или приобретают электроны, они приобретают электрические свойства, называемые положительными или отрицательными зарядами.

Кроме того, в нейронах происходят сложные химические реакции, заставляющие ионы проходить через клеточные мембраны и останавливаться, вызывая в процессе этого разницу потенциалов. Обмен ионов, в рамках которого возникают электрические сигналы, представляет собой так называемый «потенциал действия» (action potential)[226]. Потенциал действия, представляющий собой непрерывный приток и отток ионов, занимает около одной тысячной секунды. На потенциалы действия нейронов непосредственное влияние оказывают гены и гормоны в крови.