[мозг] головной мозг
Мы продолжаем настраивать свою и читателя умственную оптику, чтобы пронзить острым научным взором тяжелую завесу многовекового самовлюблённого самогипноза, созданную многоглаголящими (они же "сапиенсы"), вокруг своего т.наз. интеллекта.
Иначе разве можно понять, что за "науку" они творят.
***
О наличии внутри черепной коробки позвоночных анатомического образования, известного как головной мозг, было прекрасно известно 4М лет назад нашим предкам-падальщикам.
Но нас интересует, конечно, не трофическая точка зрения на мозг, а науко-приматологическая.
Ну, западло нам действовать в духе каких-нибудь психологов-клиницистов, на которых на первом курсе обрушивают "Основы нейропсихологии" Лурии. А они -- постонав от полной невозможности первокурснику успеть за циклоном мысли Александра Романовича (имеем свежее свидетельство вполне смышлёного психолога-клинициста, подтвердившей наши худшие опасения насчёт "взаимодействия" различных факций исследователей мозга, психики и интеллекта) -- они в итоге машут рукой на все эти тонкости и сложности и сосредотачиваются на заучивании симптомов и синдромов, приправленных психоаналитической феноменологией.
***
Раз уж речь о первокурсниках зашла, сразу сообщим свой педагогический вывод по учебникам о головном мозге.
ГМ возникает как поочередное вздутие мозговых пузырей в ростральном ("носовом") конце спинномозговой трубки.
Эволюция "надувала" эти пузыри по мере необходимости -- когда нужно было добавить мозгу новых функций.
Вот этот структурно-эволюционный порядок изложения было бы неглупо взять за основу вводного курса по устройству мозга для психологов и проч. (Во всяком случае нам такой курс много сил сэкономил бы, судя по опыту изучения книжек Савельева.)
Красочные факты эволюции (возникновение будущих нейронов -- клеток с длинными отростками, тянущимися сквозь толщу стенки желудочного мешка за своей законной долей питательной добычи; красного ядра для координации движений мускулов четырех новеньких лап; вомероназального органа как второго органа обоняния специально для воздушной среды; ассоциативного центра -- будущего неокортекса -- для интеграции центров обычного и полового обоняния и т.д.) -- все эти факты вместе с естественной логикой эволюции поспособствуют усвоению на редкость запутанной структуры мозга.
А также помогут, в конце концов, отделить логику функционирования мозга как цель, реализовать которую стремилась Эволюция, от другой логики -- логики пошагового нагромождения, продиктованной не столько видением конечного дизайна (которого -- видения -- и не было, потому что некому было его, хм, видеть), сколько конкретными эволюционными задачами и конкретными возможностями подправления мозга на каждом конкретном маленьком шаге эволюционного процесса.
Для затравки взять две красочные книжки Савельева (Происхождение мозга и Возникновение мозга человека [Upd 2014-03-15: впрочем, ко второй С.Вяч. вышел за пределы своих core competences, и у специалистов есть претензии]);
отжать из них воду с повторами и несущественные для такого курса детали;
хорошенько структурировать текст;
долить в эту форму где надо материалу из того же Лурии (или чего-то поновее).
Вот и выйдет отличный том, аналогичный матану у физ|тех специальностей.
***
Итак, имеется грандиозное противоречие между:
(1) довольно примитивной (вопреки неисчислимому количеству слов, наглаголенных за многие века приматами на тему "ах! мы такие сапиенсы!") логикой функционирования т.наз. интеллекта (речь, конечно, о логике верхнего уровня);
(2) исключительной нагромождённостью субстрата интеллекта, т.е. структур реального мозга, в которых реализуется логика верхнего уровня;
эта нагроможденность обусловлена принципиально локальным характером отдельных шажочков эволюции, вынужденной искать способ реализации высокоуровневой логики с помощью изначально неадекватной "элементной базы" (клетки-эукариоты, когда-то возникшие для совсем других целей) при наличии множества жестких конструктивных ограничений.
К (2) надо добавить еще и:
(3) огромное чисто количество нервных клеток, нужное для реализации, скажем, аппарата распознавания тех же бананов во всех возможных размерах, оттенках и ракурсах.
***
Удивляться до потери пульса надо на самом деле не тому, "ах! какой у нас сложный и совершенный мозг!" -- а тому, что Эволюции вообще удалось заставить хоть как-то функционировать это несусветное месиво нейронов, глии, дендритов, аксонов, бороздок, извилин, серого и белого вещества, черной субстанции, красного и хвостатого ядра, бледного шара, голубых пятен, полосатого и сосцевидных тел, скорлупы, олив, миндалин, всевозможных бугорков, пирамид, тяжей, петель, ножек, таламуса, метаталамуса, гипоталамуса, вазопрессина, окситоцина, допамина и сотен других гормонов, рассеиваемых по мозгу как говно от вентилятора ...
Впрочем, Эволюция не ставит себе дедлайнов и не экономит расходный материал.
И тем не менее усматривать "совершенство" в этом работающем вкривь и вкось месиве -- и то работающем только благодаря сотням миллионов лет кровавой "отладки" -- в наше научное время может только самовлюблённый (м)удак.
Не зря в мозгу предусмотрены механизмы блэкаута "высших" функций как слишком ненадежных, как только дело доходит до реально важных вещей типа продолжения рода.
Раз уж речь о дизайнерах зашла:
Вот бы каждого программера-недоучку пускать в редизайн каждый раз, когда написанный им софт падает из-за тривиальной ошибки, которую мог бы легко отловить правильно выбранный компилятор правильного языка программирования, но не отловил из-за того, что программер был ... контуперный гений ...
***
Пять отделов головного мозга
Для наших целей основной источник:
С.Вяч.Савельев. Возникновение мозга человека. Веди, 2010, раздел 1.2 [Upd 2014-03-15: это просто обзор эволюции структур мозга по книжке 2005; критика костекопов этого раздела не может касаться].
Детализировать знания можно по его же с М.А.Негашевой Практикуму ... (Веди, 2005, пособие для психфака МГУ), а также (из доступных в электронном виде) Николлсу и Ко. (Наш ещё один источник: Purves et al. Neuroscience. 4th ed., Sinauer, 2008.)
В ближайшем будущем нас будет особо интересовать т.наз. средний мозг.
Но без контекста трудно, поэтому назовем все пять отделов-вздутий на носовом конце нервной трубки, идя по ней "от хвоста к носу":
1. продолговатый мозг, до которого только чисто спинной (продолговатый ничего особо умственного не делает, просто тут начинаются новые структуры по сравнению со спинным);
2. задний мозг -- главный тут мозжечок, который нужен для управления движениями уже в процессе их выполнения (чтобы они получались плавными и точными);
3. средний мозг -- первый (а у рептилий -- единственный) интегративный центр (где сравниваются сигналы от органов чувств и принимаются решения); у рептилий это настоящий главный командный пункт (ГКП);
4. промежуточный мозг (нейроэндокринные функции и половая активность);
5. передний мозг из двух полушарий, включая новую кору (неокортекс) -- новый, второй интегративный центр мозга млекопитающих;
Что неокортекс есть главная мыслящая структура мозга приматов, знают все.
А вот что средний мозг является исторически первым, древним ГКП -- который у рептилий был и остаётся главным -- сей факт будет для многих новостью.
Как будут сюрпризом и следствия этого факта. Мы это гарантируем.
Однако средним мозгом мы займемся отдельно, а пока сформулируем некоторые важные для Приматологии Науки пункты про мозг.
***
Первый важный пункт (тут мы повторяемся) -- это что он возник отнюдь не в результате разумного планирования.
Разумное планирование следует дисциплине, как её называют программисты, "сверху вниз".
Соответственно, разумный планировщик начал бы, грубо говоря, с главного интегративного центра, а потом бы уточнял конструкцию, пристегивая к нему специализированные структуры по мере необходимости -- для оптимизации отдельных функций.
Реально же мозг лепился "снизу вверх", т.е. посредством многократного, так сказать, наложения "заплаток на заплатки" для простейшего немедленного
решения сиюминутных задач эволюции -- решения ближайшего доступного с точки зрения возможных изменений конструкции в данный момент, а отнюдь не оптимального с точки зрения той логики, которая выявится через 100-200 миллионов лет наложения заплаток.
Заплатками служили новые вздутия, в которых выпучивались, вытягивались и дифференцировались какие-то участки, что-то на что-то наползало, что-то куда-то прорастало и т.д. и т.п.
При этом новые структуры могли перехватывать функции старых (как неокортекс перехватил управление конечностями у красного ядра).
***
Второй важный пункт -- экспериментальное наблюдение, которое делает С.Вяч. в своих книжках, -- что старые структуры, даже потеряв свои функции (как упомянутое красное ядро), не редуцируются, а продолжают как-то участвовать в общем деле.
Благодаря, объясняет Сергей Вячеславович, универсальности нейронов:
нейрону похрен, откуда и зачем ему на дендриты приходит вольтаж: накопилось вольтажу достаточно -- он стрельнул по аксону.
А нужные контакты-синапсы сами нарастут там, где импульсы чаще стреляют ("обучение").
То есть мозг хранит в своей структуре следы всех этапов своей эволюции.
Вот и интересующий нас средний мозг: хотя и отдал главенство в общем управлении неокортексу, но сохранил и свои нейронные структуры, и все связи с другими отделами, которые он имел, являясь ГКП у проторептилий, давших начало тероморфам, из которых вышли млекопитающие.
***
Третий важный пункт, который мы хотим обозначить, относится не столько к самому мозгу, сколько к его отношениям с остальным организмом.
Дело в том, что нервные клетки настолько отличны от прочих клеток организма, они содержат настолько специфичные белки, что проще вообще не подпускать к ним лейкоциты крови, чем учить тех узнавать все эти белки как свои.
Поэтому мозг в целом и каждый в отдельности нерв, выходящий в мышцы и т.п., изолированы от остального организма.
В случае мозга это специальные оболочки, сквозь которые не проникает кровь (а только диффундирует глюкоза и проч., и далее разносятся по мозгу спинномозговой жидкостью), в случае выходящих нервов -- т.наз. клетки Шванна, обертывающие аксоны.
Всё это красиво называется гемато-энцефалический барьер.
Именно поэтому, кстати, при сотрясении мозга делают пункцию спинномозговой жидкости (общей для спинного и головного мозга): и если там обнаруживается кровь, то где-то прорвались мозговые оболочки, и это очень хреново не само по себе, а потому, что лейкоциты, попадая с кровью в мозг, будут тупо уничтожать нейроны, которые для них, лейкоцитов, такие же враги отечества, как чужеродные бактерии.
Кроме нервной системы такой же крайней спецификой обладают только половые железы: семенники и яичники.
***
Тут важный организационный урок: оказывается, что в сложных организмах бывают части настолько специфичные, что
проще их изолировать, чем контролировать на равной ноге с остальными частями.
Например, Наука как принципиально эпиприматическое явление не может быть "организована" по стандартным приматическим принципам, изучаемым в школах MBA -- по принципам конкуренции за бананы, моделируемые целевыми значениями неких измеряемых показателей. Потому что смысл Науки -- искать Несравнимое новое, а несравнимость означает неизмеримость, и все MBA-схемы идут лесом.
[Upd 2014-08-16: Они идут лесом уже на примитивной игре го.]
***
Три главных вывода, которые нужно вынести из этой записи для дальнейшего:
1.
Болтливым шимпанзе (они же сапиенсы) нужно зарубить себе на носу, что про совершенство своего мозга -- тем паче интеллекта -- лучше молчать в тряпочку.
[Upd 2014-08-11: Гари Маркус. Несовершенный человек. Случайность эволюции мозга и ее последствия]
2.
Устройство мозга -- точнее, его специфическая изолированность от остального организма -- даёт урок носителям приматически-иерархического менталитета вроде обладателей MBA и бывших силовиков -- урок о том, что есть сферы деятельности -- например Наука -- куда им со своими приматически-иерархическими понятиями лучше не соваться. От греха подальше.
3.
А про средний мозг мы приведённые здесь факты соберём и разовьём в отдельной записи.
Иначе разве можно понять, что за "науку" они творят.
***
О наличии внутри черепной коробки позвоночных анатомического образования, известного как головной мозг, было прекрасно известно 4М лет назад нашим предкам-падальщикам.
Но нас интересует, конечно, не трофическая точка зрения на мозг, а науко-приматологическая.
Ну, западло нам действовать в духе каких-нибудь психологов-клиницистов, на которых на первом курсе обрушивают "Основы нейропсихологии" Лурии. А они -- постонав от полной невозможности первокурснику успеть за циклоном мысли Александра Романовича (имеем свежее свидетельство вполне смышлёного психолога-клинициста, подтвердившей наши худшие опасения насчёт "взаимодействия" различных факций исследователей мозга, психики и интеллекта) -- они в итоге машут рукой на все эти тонкости и сложности и сосредотачиваются на заучивании симптомов и синдромов, приправленных психоаналитической феноменологией.
***
Раз уж речь о первокурсниках зашла, сразу сообщим свой педагогический вывод по учебникам о головном мозге.
ГМ возникает как поочередное вздутие мозговых пузырей в ростральном ("носовом") конце спинномозговой трубки.
Эволюция "надувала" эти пузыри по мере необходимости -- когда нужно было добавить мозгу новых функций.
Вот этот структурно-эволюционный порядок изложения было бы неглупо взять за основу вводного курса по устройству мозга для психологов и проч. (Во всяком случае нам такой курс много сил сэкономил бы, судя по опыту изучения книжек Савельева.)
Красочные факты эволюции (возникновение будущих нейронов -- клеток с длинными отростками, тянущимися сквозь толщу стенки желудочного мешка за своей законной долей питательной добычи; красного ядра для координации движений мускулов четырех новеньких лап; вомероназального органа как второго органа обоняния специально для воздушной среды; ассоциативного центра -- будущего неокортекса -- для интеграции центров обычного и полового обоняния и т.д.) -- все эти факты вместе с естественной логикой эволюции поспособствуют усвоению на редкость запутанной структуры мозга.
А также помогут, в конце концов, отделить логику функционирования мозга как цель, реализовать которую стремилась Эволюция, от другой логики -- логики пошагового нагромождения, продиктованной не столько видением конечного дизайна (которого -- видения -- и не было, потому что некому было его, хм, видеть), сколько конкретными эволюционными задачами и конкретными возможностями подправления мозга на каждом конкретном маленьком шаге эволюционного процесса.
Для затравки взять две красочные книжки Савельева (Происхождение мозга и Возникновение мозга человека [Upd 2014-03-15: впрочем, ко второй С.Вяч. вышел за пределы своих core competences, и у специалистов есть претензии]);
отжать из них воду с повторами и несущественные для такого курса детали;
хорошенько структурировать текст;
долить в эту форму где надо материалу из того же Лурии (или чего-то поновее).
Вот и выйдет отличный том, аналогичный матану у физ|тех специальностей.
***
Итак, имеется грандиозное противоречие между:
(1) довольно примитивной (вопреки неисчислимому количеству слов, наглаголенных за многие века приматами на тему "ах! мы такие сапиенсы!") логикой функционирования т.наз. интеллекта (речь, конечно, о логике верхнего уровня);
(2) исключительной нагромождённостью субстрата интеллекта, т.е. структур реального мозга, в которых реализуется логика верхнего уровня;
эта нагроможденность обусловлена принципиально локальным характером отдельных шажочков эволюции, вынужденной искать способ реализации высокоуровневой логики с помощью изначально неадекватной "элементной базы" (клетки-эукариоты, когда-то возникшие для совсем других целей) при наличии множества жестких конструктивных ограничений.
К (2) надо добавить еще и:
(3) огромное чисто количество нервных клеток, нужное для реализации, скажем, аппарата распознавания тех же бананов во всех возможных размерах, оттенках и ракурсах.
***
Удивляться до потери пульса надо на самом деле не тому, "ах! какой у нас сложный и совершенный мозг!" -- а тому, что Эволюции вообще удалось заставить хоть как-то функционировать это несусветное месиво нейронов, глии, дендритов, аксонов, бороздок, извилин, серого и белого вещества, черной субстанции, красного и хвостатого ядра, бледного шара, голубых пятен, полосатого и сосцевидных тел, скорлупы, олив, миндалин, всевозможных бугорков, пирамид, тяжей, петель, ножек, таламуса, метаталамуса, гипоталамуса, вазопрессина, окситоцина, допамина и сотен других гормонов, рассеиваемых по мозгу как говно от вентилятора ...
Впрочем, Эволюция не ставит себе дедлайнов и не экономит расходный материал.
И тем не менее усматривать "совершенство" в этом работающем вкривь и вкось месиве -- и то работающем только благодаря сотням миллионов лет кровавой "отладки" -- в наше научное время может только самовлюблённый (м)удак.
Не зря в мозгу предусмотрены механизмы блэкаута "высших" функций как слишком ненадежных, как только дело доходит до реально важных вещей типа продолжения рода.
Раз уж речь о дизайнерах зашла:
Вот бы каждого программера-недоучку пускать в редизайн каждый раз, когда написанный им софт падает из-за тривиальной ошибки, которую мог бы легко отловить правильно выбранный компилятор правильного языка программирования, но не отловил из-за того, что программер был ... контуперный гений ...
***
Пять отделов головного мозга
Для наших целей основной источник:
С.Вяч.Савельев. Возникновение мозга человека. Веди, 2010, раздел 1.2 [Upd 2014-03-15: это просто обзор эволюции структур мозга по книжке 2005; критика костекопов этого раздела не может касаться].
Детализировать знания можно по его же с М.А.Негашевой Практикуму ... (Веди, 2005, пособие для психфака МГУ), а также (из доступных в электронном виде) Николлсу и Ко. (Наш ещё один источник: Purves et al. Neuroscience. 4th ed., Sinauer, 2008.)
В ближайшем будущем нас будет особо интересовать т.наз. средний мозг.
Но без контекста трудно, поэтому назовем все пять отделов-вздутий на носовом конце нервной трубки, идя по ней "от хвоста к носу":
1. продолговатый мозг, до которого только чисто спинной (продолговатый ничего особо умственного не делает, просто тут начинаются новые структуры по сравнению со спинным);
2. задний мозг -- главный тут мозжечок, который нужен для управления движениями уже в процессе их выполнения (чтобы они получались плавными и точными);
3. средний мозг -- первый (а у рептилий -- единственный) интегративный центр (где сравниваются сигналы от органов чувств и принимаются решения); у рептилий это настоящий главный командный пункт (ГКП);
4. промежуточный мозг (нейроэндокринные функции и половая активность);
5. передний мозг из двух полушарий, включая новую кору (неокортекс) -- новый, второй интегративный центр мозга млекопитающих;
Что неокортекс есть главная мыслящая структура мозга приматов, знают все.
А вот что средний мозг является исторически первым, древним ГКП -- который у рептилий был и остаётся главным -- сей факт будет для многих новостью.
Как будут сюрпризом и следствия этого факта. Мы это гарантируем.
Однако средним мозгом мы займемся отдельно, а пока сформулируем некоторые важные для Приматологии Науки пункты про мозг.
***
Первый важный пункт (тут мы повторяемся) -- это что он возник отнюдь не в результате разумного планирования.
Разумное планирование следует дисциплине, как её называют программисты, "сверху вниз".
Соответственно, разумный планировщик начал бы, грубо говоря, с главного интегративного центра, а потом бы уточнял конструкцию, пристегивая к нему специализированные структуры по мере необходимости -- для оптимизации отдельных функций.
Реально же мозг лепился "снизу вверх", т.е. посредством многократного, так сказать, наложения "заплаток на заплатки" для простейшего немедленного
решения сиюминутных задач эволюции -- решения ближайшего доступного с точки зрения возможных изменений конструкции в данный момент, а отнюдь не оптимального с точки зрения той логики, которая выявится через 100-200 миллионов лет наложения заплаток.
Заплатками служили новые вздутия, в которых выпучивались, вытягивались и дифференцировались какие-то участки, что-то на что-то наползало, что-то куда-то прорастало и т.д. и т.п.
При этом новые структуры могли перехватывать функции старых (как неокортекс перехватил управление конечностями у красного ядра).
***
Второй важный пункт -- экспериментальное наблюдение, которое делает С.Вяч. в своих книжках, -- что старые структуры, даже потеряв свои функции (как упомянутое красное ядро), не редуцируются, а продолжают как-то участвовать в общем деле.
Благодаря, объясняет Сергей Вячеславович, универсальности нейронов:
нейрону похрен, откуда и зачем ему на дендриты приходит вольтаж: накопилось вольтажу достаточно -- он стрельнул по аксону.
А нужные контакты-синапсы сами нарастут там, где импульсы чаще стреляют ("обучение").
То есть мозг хранит в своей структуре следы всех этапов своей эволюции.
Вот и интересующий нас средний мозг: хотя и отдал главенство в общем управлении неокортексу, но сохранил и свои нейронные структуры, и все связи с другими отделами, которые он имел, являясь ГКП у проторептилий, давших начало тероморфам, из которых вышли млекопитающие.
***
Третий важный пункт, который мы хотим обозначить, относится не столько к самому мозгу, сколько к его отношениям с остальным организмом.
Дело в том, что нервные клетки настолько отличны от прочих клеток организма, они содержат настолько специфичные белки, что проще вообще не подпускать к ним лейкоциты крови, чем учить тех узнавать все эти белки как свои.
Поэтому мозг в целом и каждый в отдельности нерв, выходящий в мышцы и т.п., изолированы от остального организма.
В случае мозга это специальные оболочки, сквозь которые не проникает кровь (а только диффундирует глюкоза и проч., и далее разносятся по мозгу спинномозговой жидкостью), в случае выходящих нервов -- т.наз. клетки Шванна, обертывающие аксоны.
Всё это красиво называется гемато-энцефалический барьер.
Именно поэтому, кстати, при сотрясении мозга делают пункцию спинномозговой жидкости (общей для спинного и головного мозга): и если там обнаруживается кровь, то где-то прорвались мозговые оболочки, и это очень хреново не само по себе, а потому, что лейкоциты, попадая с кровью в мозг, будут тупо уничтожать нейроны, которые для них, лейкоцитов, такие же враги отечества, как чужеродные бактерии.
Кроме нервной системы такой же крайней спецификой обладают только половые железы: семенники и яичники.
***
Тут важный организационный урок: оказывается, что в сложных организмах бывают части настолько специфичные, что
проще их изолировать, чем контролировать на равной ноге с остальными частями.
Например, Наука как принципиально эпиприматическое явление не может быть "организована" по стандартным приматическим принципам, изучаемым в школах MBA -- по принципам конкуренции за бананы, моделируемые целевыми значениями неких измеряемых показателей. Потому что смысл Науки -- искать Несравнимое новое, а несравнимость означает неизмеримость, и все MBA-схемы идут лесом.
[Upd 2014-08-16: Они идут лесом уже на примитивной игре го.]
***
Три главных вывода, которые нужно вынести из этой записи для дальнейшего:
1.
Болтливым шимпанзе (они же сапиенсы) нужно зарубить себе на носу, что про совершенство своего мозга -- тем паче интеллекта -- лучше молчать в тряпочку.
[Upd 2014-08-11: Гари Маркус. Несовершенный человек. Случайность эволюции мозга и ее последствия]
2.
Устройство мозга -- точнее, его специфическая изолированность от остального организма -- даёт урок носителям приматически-иерархического менталитета вроде обладателей MBA и бывших силовиков -- урок о том, что есть сферы деятельности -- например Наука -- куда им со своими приматически-иерархическими понятиями лучше не соваться. От греха подальше.
3.
А про средний мозг мы приведённые здесь факты соберём и разовьём в отдельной записи.