Морфофункциональный уровень

Мозг современного человека высоко дифференцирован. Он состо­ит из множества относительно мелких и крупных структурных образо­ваний, объединенных в ряд морфофункциональных блоков. В соответ­ствии с данными многих экспериментальных и клинических исследо­ваний каждому из блоков приписываются разные функции.

Так, в стволе и подкорковых структурах мозга локализованы цен­тры, регулирующие витальные функции организма. Кроме того, к их функциям относятся: обеспечение тонизирующих и модулирующих влияний на разные уровни ЦНС, формирование биологических по­требностей и мотиваций, побуждающих организм к действию (голод, жажда и др.), а также эмоций, сигнализирующих об успехе или не-

удаче в удовлетворении этих потребностей. Кора больших полушарий играет определяющую роль в обеспечении высших психических фун­кций человека. В самом общем виде она (1) осуществляет прием и окончательную переработку информации, а также (2) организует на этой основе сложные формы поведения, причем первая функция свя­зана преимущественно с деятельностью «задних» отделов коры, а вто­рая—с деятельностью «передних». Разные функции выполняют левое и правое полушария. Например, у «правшей» центры, управляющие ведущей правой рукой и речью, локализованы в левом полушарии.

Обобщенной морфологической характеристикой мозга служит его вес. Индивидуальные различия абсолютного веса мозга взрослых лю­дей очень велики. При средних значениях 1400—1500 г диапазон край­них индивидуальных значений (из изученных) колеблется в пределах: от 2012 г (у И.С. Тургенева) до 1017 г. (у А. Франса). Коэффициент вариативности, по обобщенным данным, составляет приблизительно 8%. У мужчин вес мозга в среднем на 200 г больше, чем у женщин. Вес мозга почти не зависит от размеров тела, но положительно коррели­рует с размерами черепа.

Различия по весу мозга, по-видимому, в определенной степени обуслов­лены генетическими факторами. Об этом свидетельствуют специально выве­денные линии мышей — с «высоким» и «низким» весом мозга. У первых мас­са мозга приблизительно в 1, 5 больше, чем у вторых. Попытки установить связь между весом мозга и успешностью обучения мышей однозначных ре­зультатов не дали.

Вариабельность борозд и извилин на поверхности мозга чрезвы­чайно велика. Как подчеркивают морфологи, не обнаружено двух оди­наковых экземпляров мозга с полностью совпадающим рисунком по­верхности. Например, С.М. Блинков пишет: «Рисунок борозд и изви­лин на поверхности коры больших полушарий мозга у людей столь же различен, как их лица, и также отличается некоторым семейным сход­ством» [17, с. 24]. Одни борозды и извилины, в основном наиболее крупные, встречаются в каждом мозге, другие не столь постоянны. Вариабельность борозд и извилин проявляется в их длине, глубине, прерывистости и многих других более частных особенностях [17].

Индивидуальная специфичность характерна и для подкорковых об­разований, глубоких структур мозга, а также проводящих путей, соеди­няющих разные отделы мозга [139]. В то же время многообразие индиви­дуальных различий в строении коры и других образований мозга всегда находится в пределах общего плана строения, присущего человеку.

Индивидуальные различия в строении мозга дают основания для попыток связать их с индивидуально-психологическими различиями. Большое внимание уделялось поиску морфологических и цитоархи-тектонических (клеточных) оснований индивидуальных особеннос­тей умственного развития, в первую очередь одаренности. Было уста-

18-1432

новлено, что вес мозга не связан с умственным развитием человека. Наряду с этим при анализе особенностей клеточного строения коры больших полушарий обнаружили, что индивидуальным особенностям психической деятельности соответствуют определенные соотношения в развитии проекционных и ассоциативных областей.

Так, постмортальные исследования мозга людей, которые обла­дали выдающимися способностями, демонстрируют связь между спе­цификой их одаренности и морфологическими особенностями мозга, в первую очередь — с размерами нейронов в так называемом рецеп­тивном слое коры. Например, анализ мозга выдающегося физика А. Эйнштейна показал, что именно в тех областях, где следовало ожи­дать максимальных изменений (передние ассоциативные зоны левого полушария, предположительно отвечающие за абстрактно-логичес­кое мышление), рецептивный слой коры был в два раза толще обыч­ного. Кроме того, там же было обнаружено значительно превосходя­щее статистическую норму число так называемых глиальных клеток, которые обслуживали метаболические нужды нейронов. Характерно, что в других отделах мозга Эйнштейна особых отличий не выявлено [418].

Предполагается, что столь неравномерное развитие мозга связано с перераспределением его ресурсов (медиаторов, нейропептидов и т.д.) в пользу наиболее интенсивно работающих отделов. Особую роль здесь играет перераспределение ресурсов медиатора ацетилхолина. Холинэр-гическая система мозга, в которой ацетилхолин служит посредником проведения нервных импульсов, по некоторым представлениям, обес­печивает информационную составляющую процессов обучения [82]. Эти данные свидетельствуют о том, что индивидуальные различия в умственной деятельности человека, по-видимому, связаны с особен­ностями обмена веществ в мозге.

Структурная индивидуализированность мозга, неповторимость топографических особенностей у каждого человека складывается в онтогенезе постепенно [171, 172]. Вопрос о том, как влияют генети­ческие особенности на формирование индивидуализированности моз­га, пока остается открытым. По-видимому, в формировании этих мор­фологических характеристик играют роль генетические факторы. На­пример, отмечается семейное сходство в рисунке борозд коры мозга. Кроме того, при сравнении мозга МЗ близнецов обнаружено доволь­но значительное сходство морфологических особенностей, причем в левом полушарии больше, чем в правом [427].

Наряду с этим существуют традиционные и разработанные мето­ды неинвазивного изучения функциональной активности мозга. Речь идет о методах регистрации биоэлектрической активности мозга, в первую очередь коры больших полушарий. Методы регистрации энце­фалограммы и вызванных потенциалов позволяют зарегистрировать активность отдельных зон коры больших полушарий, оценить инди­видуальную специфичность этой активности как качественно, так и

количественно и применить к полученным результатам генетико-ста-тистический анализ. По совокупности таких данных можно судить о роли генетических факторов в происхождении индивидуальных осо­бенностей функциональной активности отдельных областей коры как в состоянии покоя, так и в процессе деятельности. Итоги конкретных исследований изложены в гл. XIII и XIV.

СИСТЕМНЫЙ УРОВЕНЬ

В широком понимании живая система представляет собой сово­купность взаимосвязанных элементов, которые обладают способнос­тью к совместному функционированию и приобретению свойств, не присущих отдельным входящим в ее состав элементам. В настоящее время принято считать, что мозг представляет собой «сверхсистему», состоящую из множества систем и сетей взаимосвязанных нервных клеток и структурных образований более высокого уровня.

Морфологически в строении мозга выделяются два типа систем: микро- и макросистемы. Первые представляет собой совокупность популяций нервных клеток, осуществляющих относительно элемен­тарные функции. Примером микросистем могут служить нейронный модуль (вертикально организованная колонка нейронов и их отрост­ков в коре больших полушарий) или гнезда взаимосвязанных нейро­нов и глиальных клеток в подкорковых структурах. Предполагается, что таким микроансамблям свойственна преимущественно жесткая ге­нетически детерминированная форма конструкции и активности [176].

Сходные по своим функциям микроансамбли, или микросисте­мы, объединяются в макросистемы, сопоставимые с отдельными струк­турными образованиями мозга. Например, отдельные зоны коры больших полушарий, имеющие разное клеточное строение (цитоар-хитектонику), представляют собой разные макросистемы. Сюда же от­носятся системы подкорковых и стволовых образований, корково-под-корковые системы мозга [139].

Современная наука располагает методами, позволяющими экспе­риментально изучать некоторые аспекты функционирования мозго­вых систем. Речь идет об уже упоминавшихся ранее электрофизиоло­гических методах: электроэнцефалограмме и вызванных потенциалах. Исходно энцефалограмма характеризует специфику функциональной активности той зоны мозга, где она регистрируется. Однако наряду с этим разработаны способы оценки взаимосвязанности локальных по­казателей биоэлектрической активности мозга при регистрации ее в разных отделах. В основе данного подхода лежит простая логика: если мозг работает как целое (система), то изменения в активности от­дельных элементов системы должны иметь взаимосвязанный характер. Подробнее речь о них пойдет в гл. XIII, здесь же подчеркнем, что электрофизиологические показатели взаимодействия разных зон коры

18* 275

в покое и при реализации той или иной деятельности демонстрируют значительную межиндивидуальную вариативность. Последнее дает ос­нование ставить вопрос о роли факторов генотипа и среды в проис­хождении этой вариативности. Другими словами, используя генети-ко-статистический анализ, можно выявить причины межиндивиду­альной вариативности не только локальных электрофизиологических показателей, но и производных от них показателей, отражающих сте­пень взаимосвязанности последних, т.е. работу мозговых систем.