Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Современная наука о нервной системе объединяет многие научные дисциплины, наряду с классическими: нейроанатомией, неврологией, нейрохирургией и нейрофизиологией, важный вклад в изучение нервной системы вносят молекулярная биология и генетика, химия, кибернетика и ряд других наук. Такой междисциплинарный подход к изучению нервной системы нашёл отражение в термине – нейронаука (neuroscience). Тем не менее в русскоязычной научной литературе в качестве синонима часто используется термин «нейробиология». И большинство представителей нейронауки России – по-прежнему составляют выпускники биологических факультетов.

Главной целью нейронауки является объяснение процессов, происходящих как на уровне отдельных нейронов, так и нейронных сетей, итогом которых являются различные психические процессы: мышление, эмоции, сознание. В соответствии с этой задачей изучение нервной системы ведётся на разных уровнях организации начиная с молекулярного и заканчивая изучением сознания, творческих способностей и социального поведения.

Нейробиология (она же нейрология, не путать с неврологией) – наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы. Изучение поведения является также разделом нейробиологии.

Гистология – наука о микроскопическом и субмикроскопическом строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Гистология включает в себя, кроме прочих разделов, цитологию – раздел биологии, в настоящее время выступающий как самостоятельная наука, изучающая структурные, функциональные и генетические особенности клеток организмов.

Физиология – наука, изучающая функции и процессы, протекающие в организме и механизмы их регуляции, обеспечивающие жизнедеятельность живого организма во взаимосвязи с внешней средой.

Неврология – раздел медицины, занимающийся вопросами возникновения заболеваний центральной и периферической нервной системы, а также изучающий механизмы их развития, симптоматику и возможные способы диагностики, лечения или профилактики.

Нейрохирургия – раздел хирургии, занимающийся вопросами оперативного лечения заболеваний нервной системы, включая головной и спинной мозг, а также периферическую нервную систему.

Нейроанатомия – это область биологических наук, изучающая анатомическое строение (структурная нейроанатомия) и функциональную организацию (функциональная нейроанатомия) нервных систем различных животных, обладающих ею.

Кроме вышеперечисленных «традиционных» направлений нейронауки в последние годы, появляются новые дисциплины. Приведу далеко не полный их список:

– Вычислительная нейробиология – наука, использующая вычислительные процессы для того, чтобы понять, как биологические системы продуцируют поведение.

– Нейроинженерия – научная дисциплина, входящая в состав биомедицинской инженерии, использующая различные инженерные методы для изучения, восстановления, замены или укрепления нервной системы.

– Нейроинформатика – подраздел информатики, занимающийся обработкой данных о нервной системе, а также их анализом и моделированием.

– Нейролингвистика – наука, занимающаяся изучением нейронной основы лингвистических процессов.

Нейропсихология – наука, целью которой является изучение мозговой организации высших психических функций.

– Нейроэвристика – новый подход к нейронаукам, рассматривающий мозговые процессы с точки зрения взаимодействия генетических факторов и окружающей среды путём объединения редукционистских и целостных подходов. Лежит на пересечении нейробиологии и эвристики.

– Нейроэтология – подраздел нейронаук, изучающий то, как центральная нервная система переводит реакцию на биологически значимые раздражители в естественное поведение.

– Нейроархитектура – мультидисциплинарный подход, опирающийся на знания нейропсихологии, нейромаркетинга, архитектуры и дизайна.

– Нейроэтика – этика нейробиологии и нейронауки, междисциплинарная область исследований, изучающая влияние современной нейронауки на самосознание человека, развитие биомедицины, политико-правовой и моральной сфер жизнедеятельности человека.

ХХ в., что дальше

После публикации модели Ходжкина – Хаксли и их мембранной теории, в направлении исследований нервного импульса не произошло почти ничего нового. Нет, конечно же, исследования продолжились, и были важные открытия, о некоторых я уже рассказывал и ещё расскажу. Но все они оказались как бы эхом того, что сделали Ходжкин и Хаксли. И даже сам Ходжкин оказался в тени собственной славы – остаток своей научной деятельности он посвятил доказательствам правильности своей же теории (хотя с ним никто особо и не спорил).

Исследования А. Ходжкина

Так, в 1961 году А. Ходжкин со своими помощниками Бекером и Шоу поставили очень красивый опыт. Ещё когда Джон Янг открыл гигантский аксон у кальмара, он заметил, что при надавливании на перерезанный аксон его содержимое выдавливается и остаётся пустая неповреждённая оболочка.