Шевелим ли мы мозгами?
Пишу от фонаря, текст не отредактирован. Слишком бурно День знаний отпраздновал. Голова трещит. Вот про неё и напишу что-нибудь.
Всем известна схема ЦНС.
Головной мозг человека явно - неподвижен. Он спрятан в сросшийся череп, одет в оболочки, "прошит" серпом и другими перегородками. Ликвор снаружи и в желудочках создаёт некий гидроскелет, тоже стабилизируя мозг. Тем не менее, головной мозг движется, и довольно интенсивно - вместе с телом, когда человек бежит, прыгает, крутится. И когда человек ориентируется, вращая головой.
Некоторое движение в тканях мозга возникает из-за динамичного кровотока, вазоконстрикция / вазодилатация. Когда сжимаются или разбухают сосуды, окружающие ткани смещаются. Сильные смещения ткани мозга испытывают при соударении, по инерции. Голова некоторых спортсменов испытывает сильные удары и перегрузки: боксёры, гонщики, прыгуны, футболисты, дайверы-прыгуны. Конечно, ткани мозга при этом смещаются, деформируются. Могут лопнуть капилляры. Вопрос в том, почему не рвутся аксоны. Аксон - тончайшая и очень длинная мембранная трубочка. Его мембрана, это билипидный слой, пронизанный белковыми каналами. Она не может растягиваться в длину. Сперва это приведёт к нарушению проводимости, а затем к разрыву. Мыльный пузырь может растягиваться, но он прирастает плёнкой - из капли, из соседних поверхностей. Аксон - это трубочка, а не пузырь. Вопрос, на который я пока не знаю ответа. Загадка. Таких загадок в биологии - чудовищно много. Начнёшь приглядываться, углубляться, и элементарные факты делаются непостижимо странными. Думаешь: Как вообще это происходит???
Сейчас сразу и углубимся. Вот спинной мозг, его рисуют прямым и спокойным. Но это не так. Спинной мозг, в отличие от головного, весьма подвижен. Вслед за позвоночником он изгибается. В шейном отделе спинной мозг мощно сгибается и скручивается. А ведь в нём проходят все тракты, нисходящие и восходящие, это скопление миллионов аксонов. Они обязательно должны растягиваться в длину, и деформироваться от скручивания. Спинной мозг в позвоночнике может очень сильно сгибаться - у гимнастических людей.
Почему же не надрываются аксоны - нисходящих трактов, восходящих трактов, а также спинальных нервов? Почему не защемляются спинальные ганглии, корешки нервов, не деформируются столбы серого вещества? ЦНС в этом отделе чрезвычайно подвижна, и подвержена деформациям. Какой там сопромат? Что происходит в глубине тканей? Почему она так прочна на разрыв? Допустим, прочность спинной мозг получает от оболочек, от позвоночника. Но ведь аксоны ничем не укреплены. Даже миелиновая оболочка и олигодендроциты, обволакивающие аксон, не могут сопротивляться растяжению, и не добавляют липидов, чтобы компенсировать.
У цирковых артистов, у спортсменов вся ЦНС получает колоссальные перегрузки - и механические, и функциональные. Что же при этом происходит? Каковы адаптации? Как это влияет на мышление, психику?
Несомненно, происходят и разрывы аксонов, и воспаления нервов. На клеточном уровне разрыв аксона вызывает т.н. Валлерову дегенерацию. Соединить порванный аксон невозможно, он потеряет концы в матриксе нервной ткани, обрывки поглотит глия.
https://en.wikipedia.org/wiki/Wallerian_degeneration
Вопрос в том, почему и за счёт каких механизмов организм человека всё же выдерживает сгибание-разгибание спинного мозга. За 100 лет жизни накапливаются миллионы деформирующих актов. Даже резиновая трубка разрушится. Но многие аксоны трактов - сохраняют функциональную целостность. А ведь они такие же непрочные, как мыльная пена. И за 100 лет жизни накапливается 10 тысяч случаев сильных сотрясений тканей мозга, но он сохраняет работоспособность.
Столбик ртути в градуснике можно стряхнуть, если очень сильно стряхивать. Но и голова иногда подвергается таким воздействиям. Аксоны гораздо нежнее столбика ртути. Они не стряхиваются? Что их бережёт? Нейрофибриллы и микротрубочки дают некоторую защиту, но не могут сопротивляться продольному разрыву. В технике эта проблема решается созданием спиральных проводов, пружин, буферов. Растяжимые ткани у живых организмов тоже имеют спиральную структуру, пружинные белки. Но аксон вроде бы липидный и не спиральный. Миелинизированный аксон ещё менее прочен, потому что перехваты Ранвье тонкие, а Шванновские клетки создают рычаг. Тяжёлую гирлянду порвать проще, чем провод. Встряхнул - она и сама развалится. Снег на проводах, и провод порвётся. А нейрон?
Об этом пишут обычно с точки зрения нозологии, патологии, медицины. Например. Но важен вопрос в том, что происходит в норме, ибо нормальные воздействия в тысячи раз чаще патологических.
Почему человек чувствует, что "ломает голову", "голова пухнет" - когда он сидит неподвижно и думает? Ведь при этом ЦНС максимально статична. А когда ЦНС испытывает максимальные динамические нагрузки - скачки давления, инерционные толчки, во время спортивной игры, человеку кажется, что "голова свободна". Странно всё это...
А нервы? Периферические нервы испытывают колоссальные воздействия при спортивных, при экстремальных нагрузках. Человек этого почти не замечает. У него болят мышцы, суставы, но гораздо реже он жалуется на невралгию, на поражение нерва. Каким же образом мягкие и нерастяжимые нервы сопротивляются деформирующим и травмирующим воздействиям? Это сложный вопрос. Надо углубляться в невропатологию. А с точки зрения биофизики это загадка. ЦНС изображают статичной схемой. Но в реальности у высоко-подвижного человека ЦНС тоже динамична - и на микроуровне, и на макроуровне. Даже когда человек появляется на свет, во время родов, у него сильно деформируется череп, а следовательно, и мозг - со всеми желудочками, структурами, сосудами и трактами белого вещества. Что там происходит? Такой информации нам не давали.
Была такая модная дискуссия: "Нервные клетки не восстанавливаются. Нет, нервные клетки восстанавливаются!" Это чепуха. Гораздо актуальнее вопросы восстановления отростков и синапсов, но главное - их сохранение при динамических воздействиях.
Надо бы над этим подумать. Пройдёт голова - займусь.