исследований. Кахаль пользовался окрашиванием по улучшенному методу Гольджи, когда окрашивается только одна из тысячи клеток мозга, но, будучи окрашена, она видится полностью. Метод был разработан итальянским врачом Камилло Гольджи (1843–1926). За свои открытия Кахаль совместно с Гольджи в 1906 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Кахаль показал, что нервная система состоит из независимых нейронов, которые сообщаются между собой посредством специализированных синапсов. В своей нобелевской лекции и вплоть до своей кончины Гольджи оспаривал наблюдения Кахаля; он утверждал, что нервная система представляет собой непрерывную сеть, состоящую из сообщающихся клеток. Кахаль, однако, был прав: клетки нервной системы – независимые единицы. Его вывод в конечном счете сводился к тому, что превосходство человеческого мозга объясняется беспрецедентным количеством и богатством форм нервных клеток с короткими аксонами, образующих локальные сети в коре головного мозга.
2. Соревнование за лучшие контакты: нейрональный дарвинизм
Cells that fire together wire together[4].
Из-за невообразимо огромного числа клеток мозга и возникающих между ними контактов в ходе развития мозга важную роль играют принципы самоорганизации. Поэтому всякий мозг – даже при наличии одного и того же генетического фона – в ходе развития становится уникальным. В нем формируется сеть из миллиардов нейронов, каждый из которых посредством синапсов контактирует с другими нейронами, число которых может быть от 1000 до 100 000. Эта предельно сложная сеть не может быть генетически запрограммирована через синапсы. Генетический фон дает в общих чертах инструкции для структуры мозга и задает правила процесса локальной самоорганизации. Детали восполняются потом через локальное функционирование клеток мозга в процессе развития.
В процессе развития формируется избыточное количество клеток, волокон и контактов. Позднее возникает конкуренция, в ходе которой побеждают соединения, которые лучше функционируют. И опять-таки главную роль в развитии клетки мозга играет ее окружение. Сначала спонтанная электрическая активность в сети нервных клеток возникает локально. На более поздней стадии электрическая активность определяется информацией, поступающей от нашего тела и через наши органы чувств из внешнего мира, – той, что передается через спинной мозг, а также визуальной информацией – через зрение и звуковой – через слух.
Под влиянием электрической активности в процессе развития с большой точностью выстраиваются связи между областями и клетками мозга. Если клетки находятся в интенсивном электрическом контакте друг с другом, этот контакт закрепляется. При возникновении в контактах электрической активности выделяются химические передатчики, воздействующие на клетку, с которой произошел контакт. Клетки, которые возбуждаются друг от друга (то есть становятся электрически активными), формируют связи