Окончив коллеж, Сервет стал читать лекции по географии, математике и астрономии, но вскоре был отстранен от преподавания за изложение собственного мнения по затрагиваемым вопросам. Ученому пришлось расстаться с Парижем и отправиться на юг. Обосновавшись во Вьенне, Сервет занимается врачебной практикой, а ночами работает над большим трактатом «Восстановление христианства». Книга была опубликована анонимно. На обложке вместо имени автора стояли лишь его инициалы: М.С.В. В книге доказывалось, что Христос вовсе не бог, а всего лишь человек – основатель новой религии. Были в его трактате и другие «грешки»: Сервет в каких-то деталях подправил Галена, не согласившись с его представлениями о кровообращении в легких.

Может быть, инквизиции и не удалось бы догадаться, кто скрывается за инициалами М.С.В., но Сервета выдал глава протестантской церкви в Женеве Кальвин. К нему попал один экземпляр книги (утверждают, что послал ее сам Сервет), и Кальвин сразу понял, кто автор. Он был знаком с Серветом еще в ту пору, когда тому приходилось скрываться от католической церкви. Тогда им не раз случалось вступать в ожесточенную дискуссию по богословским вопросам, а позже обмениваться письмами, доверяя свои доводы бумаге.

Протестанты, в том числе кальвинисты, выступали не против христианской религии, а главным образом против порядков, царивших в католической церкви, против извращения ею некоторых принципов христианства. Кальвин гневно осудил инквизицию, но сам был еще менее терпим к любому инакомыслию. Книга Сервета, где, кстати, критиковался и он сам, вызвала его гнев. Он не мог дотянуться до автора, находившегося в другой стране, и не мог снестись непосредственно с руководством католической церкви, но выход был легко найден – Кальвин написал во Францию анонимный донос, и инквизиция тотчас отправила Сервета в тюрьму.

Следствие длилось долго, но не сломило Сервета. Когда стало ясно, что участь его предрешена, ему удалось бежать. Ближайшая граница была швейцарская. По другую ее сторону власть католической церкви кончалась. Беглец надеялся, что в Женеве он будет в полной безопасности – он ведь не знал, что его арестовали по доносу Кальвина, но вскоре ученый был опознан, схвачен и следствие по его делу возобновлено, но уже кальвинистами.

Французская инквизиция была в бешенстве. Ей пришлось судить Сервета заочно. Книгу и ее автора приговорили к сожжению, правда, Сервета пришлось заменить куклой. В июне 1553 года костер пылал на одной из площадей Вьенны, а 27 октября по решению консистории, протестантского варианта инквизиции, в Женеве на холме Шампель, обычном месте казней, сожгли и самого Сервета. Вместе с ученым еще раз сожгли и его книгу. 350 лет спустя здесь же, в Женеве, недалеко от того места, где когда-то находилась гостиница, в которой был схвачен Сервет, кальвинистская церковь установила ученому памятник.

Самым крупным анатомом со времен Галена стал Андрей Везалий (1514–1564). Он начал свое образование в Париже, а закончил в Падуе. В университетах Европы анатомию изучали по рисункам, в крайнем случае – на трупах животных, а вскрытия человеческих тел если и делались, то чрезвычайно редко и не самими анатомами, а служителями или цирюльниками. Везалий со студенческих лет старался участвовать во вскрытиях. В Падуе, где он остался преподавать после окончания университета, анатомические исследования оказались возможными. В короткий срок, всего за шесть лет, он подготовил и опубликовал труд «О строении человеческого тела» по описательной и топографической анатомии человека, состоящий из семи книг. По сравнению с работами Галена это был серьезный шаг вперед. Везалий не критиковал классика анатомии, но старательно уточнял его данные, а главное – исправлял допущенные им ошибки. Их было немало: Везалий обнаружил 200 мест, где мнение Галена расходилось с действительностью. В этом нет ничего удивительного – ведь вскрывать человеческие трупы Галену практически не приходилось. Он вынужден был ограничиваться лишь непосредственным изучением животных.

Книга Везалия вызвала бурю протеста. Особенно негодовали коллеги молодого ученого – маститые анатомы. Их возмущало, что «мальчишка», а Везалий действительно стал профессором в 23 года, смело опровергал взгляды Галена, которым профессора настолько свято верили, что у них даже мыслей не возникало о возможности проверки. Особенно неистовствовал первый учитель Везалия профессор Якоб Сильвий. Он написал на своего бывшего ученика злобный памфлет. Насколько профессор был оскорблен, видно уже из названия этого сочинения – «Опровержения клевет некоего безумца на анатомию Гиппократа и Галена, составленные Якобом в Париже».

Сильвий так ожесточился на своего ученика, что не ограничился публикацией пасквиля. Страшно подумать, но он взял на себя смелость обратиться с жалобой на Везалия к самому монарху – испанскому королю и императору Священной Римской империи Карлу V. Сильвий обеспокоил Карла не только как верховного владыку, но и как лицо, косвенно ответственное за действия новоиспеченного еретика. Дело в том, что Везалий родился в семье придворного аптекаря и вырос при дворе Карла V. «Я умоляю Царское Величество, – писал Сильвий, – жестоко побить и вообще обуздать это чудовище невежества, неблагодарности, наглости, пагубнейший образец нечестия, рожденное и воспитанное в его доме, как это чудовище того заслуживает, чтобы своим чумным дыханием оно не отравляло Европу…»

К общей кампании травли Везалия присоединилась и церковь. Сама по себе критика анатомии Галена, принятой церковью, вела к подрыву ее авторитета. Кроме того, в сочинении Везалия были отдельные места, непосредственно затрагивающие каноны христианства. Например, согласно библейской легенде о происхождении людей, первого человека, нашего прародителя Адама, бог слепил из глины, из праха земного, а для создания Евы ему почему-то понадобился более качественный материал – Адамово ребро. Следовательно, у Евы был полный набор ребер – по 12 штук с каждой стороны груди, а у Адама 23, на одно ребро меньше. Согласно представлениям церкви, аналогичное число ребер имеют все потомки Адама и Евы, мужчины – 23, женщины – 24. Между тем Везалий утверждал, что, исследовав скелеты десятков людей, он не встретил ни одного мужчины с меньшим числом ребер, чем у женщин.

Еще более принципиальным был вопрос о существовании в организме человека особой косточки, которая не горит в огне, не подвержена тлению и вообще не может быть уничтожена, так как предназначена всевышним для того, чтобы с помощью таинственной силы в день страшного суда человек мог воскреснуть и предстать перед господом богом. Естественно, ничего подобного Везалий не обнаружил, но, отлично понимая, насколько опасно дразнить инквизицию, заявил, что решить вопрос о существовании косточки должны богословы.

Несмотря на то, что Везалий был осторожен в формулировках, стараясь по возможности не вызывать раздражения богословов, обстановка вокруг него накалялась. Церковь, вначале просто присоединившаяся к травле, постепенно брала дело в свои руки. Везалий правильно оценил, чем ему это грозит, и покинул некогда гостеприимную Падую. Оставив университет, он отправился в Брюссель, где тогда находился двор Карла V. Незадолго до этого Везалий получил от императора приглашение занять место придворного лекаря. Карл беспрерывно воевал с Францией, которую поддерживал папа, а потому так своеобразно отреагировал на жалобу французского ученого и действия католической церкви.

При дворе Карла V Везалий находился в полной безопасности, зато с наукой пришлось покончить. Здесь для этого не было необходимых условий. Единственным светлым моментом стало второе издание его анатомического трактата. Наученный горьким опытом, он посвятил его «божественному», «величайшему», «непобедимому императору», а изданное чуть позже «Эпитоме», извлечение из этого труда, – «светлейшему принцу Филиппу, наследному сыну божественного Карла V, великого и непобедимого императора».

К сожалению, подобострастие Везалия, принятое в то время по отношению к сильным мира сего, не спасло его. Под воздействием обстоятельств Карл вынужден был отречься от престола и уйти в монастырь. Испано-нидерландский престол занял Филипп, не питавший к Везалию, как и к остальному человечеству, никаких добрых чувств. При Филиппе вновь было категорически запрещено вскрытие трупов, и для Везалия никто не собирался делать исключения. Теперь он был полностью лишен возможности хоть изредка заниматься наукой. А вскоре церковь нашла повод свести с ним счеты. На ученого было состряпано ложное обвинение в том, что он анатомировал живого человека. Приговор по тем временам не мог показаться особенно тяжелым – Везалий во искупление грехов должен был всего лишь совершить паломничество в «святые места» ко гробу господню. Однако в Европу он больше не вернулся, Везалий умер во время своего долгого путешествия.

Французский ученый Пьер Белон (1517–1564) был зоологом. Он написал прекрасные книги, посвященные птицам и рыбам, где наряду с описанием внешнего облика, образа жизни и повадок дал немало сравнительно-анатомических сведений. Ученый рассказал о всех известных ему животных, а о неизвестных очень неохотно написал с чужих слов. Работы, вышедшие до него, пестрели россказнями о встречах с разными фантастическими существами. Белон, безусловно, знал все зоологические басни и небылицы, но они на страницах его работ отсутствуют, а если некоторые диковинки вроде морского монаха и упоминались, то о возможности их существования он отзывался явно скептически. Точно так же он относился к различным чудовищам и фантастическим существам из «священного писания» и «житий святых». Естественно, что церковь да и светские власти испугались подобной ереси, и Белон оказался в тюрьме, откуда вышел лишь благодаря тому, что один из его почитателей внес за ученого приличный выкуп. Однако через несколько лет он был убит прямо на улице. Кто был его убийцей и в чем перед ним провинился Белон, мы не знаем. Не исключено, что это был наемный убийца, чей труд оплатили те, кто преследовал свободомыслие ученого.

Гибелью самых выдающихся анатомов средневековья не исчерпывается кровавая дань минотавру богословия. Были и другие жертвы. Наемные убийцы тяжело ранили Паоло Сарпи, «неистового монаха», политика, врача и анатома, впервые описавшего венозные клапаны, и лишь счастливая случайность спасла ему жизнь. Стремление к познанию истины обрекло на скитания выдающегося немецкого химика, врача и философа Парацельза Бомбаста, рискнувшего публично предать огню сочинения великого Галена. Почти всю жизнь бродил он по дорогам Европы, спасаясь от преследований инквизиции.

Жертвы невежеству и фанатизму не пропали даром. Они доказали, что развитие науки немыслимо без непосредственного наблюдения и эксперимента, и положили конец слепому догматизму в вопросах медицины, анатомии и физиологии.

Экспериментальный подход к изучению анатомии и физиологии окончательно закрепили работы Уильяма Гарвея (1578–1657), первого английского физиолога, открывшего кровообращение. Перевязывая кровеносные сосуды на живом животном, он доказал, что по артериям кровь разносится по всему телу, а по венам возвращается обратно в сердце. Это не противоречило твердо установившемуся мнению, что выносимая в мышцы и другие органы артериальная кровь полностью расходуется там на их жизнедеятельность, а по венам в сердце поступает кровь, вновь созданная печенью. При тогдашней экспериментальной технике проверить достоверность существовавшего предположения не представлялось возможным. Гарвей нашел косвенное, но весьма убедительное доказательство. Он произвел несложный расчет, показав, что если сердце при каждом сокращении выталкивает даже весьма незначительное количество крови (точными данными Гарвей не располагал), то за час, а тем более за сутки, суммарное количество прошедшей через сердце крови достигнет внушительной величины. Гарвей жил задолго до открытия закона о сохранении веществ и энергии, но интуитивно его предвосхитил, заявив, что для производства подобного количества крови явно недостаточно потребляемой человеком пищи.

Гарвей стал основоположником сравнительной физиологии. Хотя целью его исследования являлось изучение кровообращения у млекопитающих, он производил эксперименты на 60 видах животных, на мухах, осах, улитках, раках, рыбах, лягушках, ящерицах, птицах, в том числе на четырехдневном курином эмбрионе.

Ученые эпохи Возрождения сумели взглянуть правде в глаза и отказаться от многих догм, укоренившихся со времен Гиппократа, Аристотеля и Галена, но это совершенно не коснулось самого сложного и важного органа человеческого тела – мозга. Так, Андрей Везалий, обнаруживший в анатомии Галена огромное количество ошибок, принял в основных чертах его трактовку происхождения человеческой психики. Он тоже говорит о жизненном духе, находящемся в желудочках мозга, который, смешиваясь с воздухом, превращается в «животный дух» – душу. До органов чувств «животный дух» добирается по нервам, выходящим непосредственно из головного мозга, а до мышц – по нервам, выходящим из спинного мозга. Как видим, полтора десятка веков не внесли ничего нового в представления о высших психических функциях мозга.

Статус творца

Наука о человеке постепенно, хотя и медленно, развивалась. Лишь учение о мозге не могло похвастаться успехами. И это понятно. Функции мозга намного сложнее, чем функции других органов нашего тела. Деятельность мышц, сердца, некоторых желез, даже желудка и кишечника сразу бросается в глаза, а деятельность мозга непосредственно ничем себя не обнаруживает. Неудивительно, что представления Галена и Везалия о механизмах работы мозга, или, вернее, «души», оказались настолько живучи, что сохранились без больших изменений практически до начала XVIII века.

Более материалистически эти явления понимал французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт (1596–1650). Он предложил разработанную им «физиологию анимального (жизненного) духа». Декарт писал, что «животные духи, похожие на весьма тонкую жидкость, или, скорее, на очень чистое и подвижное пламя, все время возникают в сердце и поднимаются в мозг, как в резервуар особого рода. Отсюда они вступают в нервы и распределяются по мышцам, обуславливая их сокращение или расслабление».

Некоторых ученых эти объяснения не удовлетворяли. Они хотели знать, каким же образом «животный дух», добравшись до мышцы, заставляет ее сокращаться. Решить эту загадку пытались многие выдающиеся умы, в том числе и Ньютон. Он высказал предположение, что в основе мышечного сокращения лежит распространение по нерву упругой волны. Однако самые тщательные наблюдения не обнаружили ничего похожего.

Когда перед наукой возникает неразрешимая загадка, к ее решению в первую очередь пытаются привлечь наиболее разработанные человеком области знаний. Казалось, что в данном случае ответ на мучивший физиологов вопрос могла дать гидродинамика. Недавно появившийся в лабораториях микроскоп был еще далек от совершенства и не позволял окончательно решить вопрос, является ли нерв сплошным или представляет собою скопление тончайших трубок. Авторитет древних ученых свидетельствовал в пользу трубок, и следовательно привлечение гидродинамики было вполне оправданно. Использование ее принципов, казалось, прекрасно объясняло весь круг событий, разыгрывающихся при нервном возбуждении. Согласно этой концепции, чтобы произвести движение, из мозга по полой нервной трубке накачивалась жидкость. Она поступала в мышцу, наполняя ее, делая упругой, раздувала мышцу, при этом длина ее уменьшалась, что и вызывало движение конечности.

Все тот же примитивный микроскоп, отсутствие четких представлений о том, как им пользоваться при изучении тканей организма, и постоянные опасения разойтись в мнениях с древними авторами не позволили ученым XVIII века отказаться от представлений о мозге как о железе, вырабатывающей особый «драгоценный флюид», или «нервный сок».

Теория «нервного флюида» вполне могла удовлетворить даже самого взыскательного ученого той эпохи. У нее был один недостаток – ее не удалось подтвердить экспериментально. Ученые самых различных направлений верили в существование флюидов: теплового, электрического, светового. Оно не вызывало ни у кого сомнений. Органы чувств человека прекрасно воспринимали эти флюиды, но «нервный» оказался столь «тонок», что его нельзя было просто ощутить или обнаружить иным способом.

Пролить свет на сущность «нервного флюида» удалось итальянскому ученому, профессору анатомии, акушерства и гинекологии в Болонье Луиджи Гальвани (1737–1798). Он открыл животное электричество, то есть обнаружил электрические явления в живых тканях, в первую очередь в нервах, а значит, определил природу «нервного флюида».

Об опытах Гальвани рассказывают множество легенд и небылиц. По одной из версий, «виновницей» его открытий была жена. Толчком к открытию послужил ее визит в мясную лавку. Итальянцы слывут завзятыми гурманами. От соловьиных язычков до лягушачьих окорочков – все приемлет итальянская кухня, лишь бы на ее утонченный вкус это казалось достойным употребления, а потому ассортимент товаров мясной лавки может быть необыкновенно широк.

Легенда гласит, что, выбирая у мясника деликатесный продукт, синьора Гальвани с ужасом увидела, как лягушачьи окорочка ни с того ни с сего дергались как живые. Естественно, она подумала, что дело тут не обошлось без нечистой силы. Ее супруг не верил ни в какую чертовщину. Он был осведомлен о том, что разряд лейденской банки, то есть электричество, способен вызывать сокращение мышц. Гальвани решил, что в лавке мясника атмосферное электричество заставляло лапки лягушек дергаться, и, чтобы успокоить жену, решил вместе с ней провести в ближайшую грозу соответствующий опыт.

Гальвани продемонстрировал жене, что не только в лавке мясника, но и у них на балконе лягушачьи лапки, подвешенные на медных крючьях к чугунной решетке, всякий раз дергаются как только ее касаются. Однако постепенно он убедился в том, что в сокращении лапок атмосферное электричество не повинно. Гальвани предположил, что они дергались потому, что электричество возникало непосредственно в нерве и мышце, а медный крючок и чугун балконной решетки выполняли роль простого проводника электричества. В то время ученым было известно всего два источника его получения. Оно возникало от трения таких веществ, как янтарь, и при разрядах электрических рыб. Поскольку при трении металлов электричество не возникает, естественно было предположить, что оно зарождалось в самом организме. Таким образом, Гальвани считал, что «нервный флюид» является в то же время и «электрическим флюидом».

Нужно сказать, что в данном случае Гальвани был не прав. Электричество возникало в цепи двух разнородных металлов: чугуна и меди. Это сумел доказать Александр Вольт (1775–1827), создавший по этой аналогии гальванические элементы. И все же животное электричество существовало. Гальвани продемонстрировал, что оно способно возникать без помощи металлов. Для этого он брал кусочек нерва и, изогнув его в виде латинской буквы U, клал на стол. Когда поверх него накладывался другой нерв, соединенный с мышцей так, чтобы в одной точке он касался неповрежденной оболочки первого, а в другой – места, где этот нерв был перерезан, то в момент их соприкосновения мышца вздрагивала. Хотя «электрический флюид» обеспечивал ученым широкий простор для всевозможных фантазий, мистический туман, окутывавший деятельность нервной системы, начинал понемножку рассеиваться.

Сущность опытов Гальвани вряд ли была понятна или интересна обывателям, для них был важен лишь факт существования животного электричества, способного якобы оживить мертвого человека. В таком искаженном виде сведения об опытах Гальвани быстро распространились по всей Европе, что несомненно способствовало развитию интереса к электричеству.

Открытие животного электричества не снимало с повестки дня вопрос о душе. Ученые упорно искали ее апартаменты, то есть тот участок мозга, где находится наша психика. Декарт считал, что за психические процессы отвечает шишковидная железа – особый вырост, скрытый между большими полушариями, фактически находящийся в центре нашего мозга, а потому, на его взгляд, являющийся наиболее подходящим местом для выполнения душой своих функций. В качестве резиденции психики называли такие структуры, как полосатое и мозолистое тела мозга, или отводили ей двухкомнатные апартаменты в белом веществе больших полушарий.

В XVIII веке получила развитие психология. Теперь ученые не рассматривали психику как нечто целое и неделимое, а выделяли ее отдельные свойства или способности, и это наталкивало на мысль о необходимости рассматривать мозг как завод с несколькими специализированными цехами.

Немецкий анатом И.-Х. Майер высказал предположение, что кора головного мозга заведует памятью, белое вещество полушарий – воображением и суждениями, а в базальных областях мозга находится воля и новые восприятия сравниваются с предшествующим опытом. Майер назвал и командные пункты мозга. Он считал, что за организацию совместной деятельности различных мозговых цехов отвечает мозолистое тело и мозжечок.

Смутные предположения Майера не привлеки особого внимания и не получили большой известности, может быть, в силу того, что он не очень настойчиво их пропагандировал. Зато домыслы Галля не остались незамеченными. Они снискали себе немало поклонников, но еще больше врагов и критиков и вызвали серию яростных дискуссий.

Австрийский врач и анатом Франц Галль (1758–1828) очень тщательно изучил строение человеческого мозга. Будучи врачом и имея дело с заболеваниями мозга, он заметил, что характер болезни зависит от того, какой участок мозгового вещества оказался поврежденным. Это укрепило его в мысли, что каждой психической функцией заведует особый участок мозгового вещества. Пожалуй, он имел достаточно оснований для подобных выводов, но ход его дальнейших рассуждений, мягко сказать, был цепью сплошных умозрительных домыслов. У Галля для них не было никаких оснований, и они не опирались на проверенные факты.

Галль предположил, что, если у человека особенно сильно развита какая-то черта характера или психическая функция, это не может произойти без того, чтобы соответствующий участок коры больших полушарий не разросся по сравнению с соседними областями мозга. Под давлением «мозговой шишки» кости черепа должны выгибаться дугой, образовав в этом месте настоящую шишку, которую можно увидеть или нащупать, если она скрыта волосами. А если какая-то психическая функция недоразвита, то в этом месте кора больших полушарий становится тонкой, на поверхности мозга возникает ямка и в соответствии с ней провал костей, что снаружи должно выглядеть как углубление на поверхности черепа. Ученый самым активным образом пропагандировал свое учение, а затем совместно с Г. Шпурцгеймом опубликовал обширное пятитомное сочинение, которое можно рассматривать как руководство по френологии – науки о душе. Сами авторы дали своему сочинению не менее нескромное название «Анатомия и физиология нервной системы».

Галль и его последователи выделили 37 психических способностей и соответствующее количество шишек. В их числе, кроме шишек, выполняющих физиологические функции, были такие, как зрительная или слуховая память, ориентировка в пространстве, чувство времени или инстинкт продолжения рода, были шишки смелости, честолюбия, остроумия, скрытности, осторожности, самооценки, утонченности, надежды, любознательности, податливости воспитанию, самолюбия, независимости, исполнительности, агрессивности, верности, любви к жизни и даже любви к животным.

Галль не сам выдумал эти психические способности, свойства и влечения, а позаимствовал из тогдашней психологии. Он только указал, где они якобы находятся в мозгу человека. Галль и его сторонники составили подробные топографические карты поверхности головного мозга человека с точным указанием, где и что у нас имеется, и такие же подробные карты человеческой головы, чтобы знать, где искать подходящие шишки и ямки. Выходило, что, изучив и обмерив череп (метод Галля требовал точности), можно было дать объективное и исчерпывающее описание характера, психических свойств и способностей обследуемого субъекта и выяснить, насколько он исполнителен, честолюбив, будет ли преданным слугой и можно ли доверяться его дружбе.

Трудно понять, как в эту галиматью верил сам Галль, но, по всей вероятности, верил, хотя некоторые современники в этом сомневались и, видимо, имели на то основания. Один из видных ученых того времени заявил, что «френология – это учение, изобретенное глупцами для глупцов». Многие современники Галля приняли его учение в штыки, и не только из-за его умозрительного характера, но просто потому, что не могли представить себе, каким образом внешне однородное мозговое вещество может иметь столь узкую специализацию.

На Галля рьяно ополчилась церковь. Она не могла поддержать френологию. Приняв ее, неизбежно пришлось бы распрощаться с мифом о непознаваемости божественной души. Нам трудно сейчас представить себе, насколько острой и непримиримой была дискуссия. Родись Галль немного раньше, гореть бы ему на костре, но начинался XIX век. Инквизиции больше не существовало.

Благодаря церкви дискуссия о душе вышла за пределы «академических» кругов и втянула в свою орбиту сильных мира всего. Сам Наполеон Бонапарт вмешался в нее и потребовал от австрийского императора выслать Галля из Вены. В 1802 году главе френологической школы пришлось покинуть родной город. Позже, потеряв трон и сам оказавшись в пожизненной ссылке, Наполеон захотел оправдаться перед потомством и, перечисляя свои заслуги перед человечеством, не забыл напомнить, что именно он способствовал прекращению пропагандистской деятельности Галля.

Несмотря на гонения церкви и участие в этом глав крупнейших европейских государств, френология нашла своего потребителя в лице реакционных представителей правящего класса. Она одинаково годилась как для подтверждения их исключительности, так и для увековечения своей власти над беднейшими и «неполноценными» представителями трудящихся.

В эпоху становления капитализма в Европе френология дала толчок к использованию в криминалистике внешних признаков людей для подтверждения или отклонения врожденных преступных наклонностей. Основатель учения о врожденной преступности итальянский антрополог и криминалист Чезаре Ломброзо утверждал, что вырождение мозга, с одной стороны, приводит к психическим аномалиям, а с другой – проявляется в ряде внешних признаков, таких, как уродство в строении ушей, зубов, половых органов, неправильность черепа, выпячивание нижней челюсти, возникновение «заячьей губы», чрезмерная волосатость, и других нарушениях и диспропорциях телесных форм. Совокупность внешних уродств и психических аномалий якобы создает тип «прирожденного преступника», самой природой предназначенного совершать злодейские поступки, а потому и неисправимого. От людей такого типа Ломброзо требовал социальной защиты, которая должна была применяться задолго до совершения ими преступления, чтобы уберечь общество от нанесения ему вреда. Он считал, что внешние признаки дают основание применять к их обладателям такие меры, как высылка на необитаемые острова, пожизненное заключение или смертная казнь, а также кастрация, чтобы избежать появления новых потенциальных преступников.

Теория Ломброзо не получила признания. Ее несостоятельность давно доказана. Тем не менее в некоторых штатах США был в свое время принят закон о принудительной стерилизации людей, совершивших тяжелые преступления.

Несмотря на фантастический донаучный характер представлений Галля о функциях мозга, они сыграли и некоторую положительную роль, привив анатомам любовь к точным измерениям при изучении и описании органов и частей тела. Идеи о «мозговых центрах» выдержали гонения, обрушившиеся на их автора и, надолго пережив френологию, в измененном виде частично используются и современной наукой.

Активная пропагандистская деятельность Галля привлекла внимание к функциям мозга. Вскоре после опубликования им своих френологических домыслов стали известны исследования французского физиолога и врача М. Флуранса. Большую часть экспериментов он осуществил на голубях и курах, удаляя у них отдельные участки мозга и наблюдая за изменением поведения. Флуранс смог убедиться, что через некоторое время после операции поведение птиц восстанавливалось, независимо от того, какие районы поверхности мозга были у них повреждены. Проведя большую серию экспериментов, он пришел к выводу, что серое вещество поверхности полушарий (сам Флуранс считал его корой больших полушарий) является местом обитания души, или «управляющего духа».

Результаты экспериментов на голубях, казалось бы, полностью перечеркивали домыслы Галля. Флуранс считал, что если мозг и является сложным органом, состоящим из многих самостоятельных блоков, то кора больших полушарий действует как единое целое и вся ее масса «однородна и равноценна, как масса любой железы, например печени».

Чтобы окончательно убедиться в своей правоте, Флуранс провел на петухах еще одну серию удивительных опытов. Он перерезал у них на одном крыле два нерва: один – идущий к мышцам-разгибателям, а другой – к мышцам-сгибателям, а затем вшивал их, но намеренно перепутав концы. В результате идущий от мозга нерв-разгибатель оказался сшит с обрывком нерва-сгибателя, а нерв-сгибатель – с обрывком разгибателя. Нервы легко срастаются, и по прошествии определенного времени функция крыла восстановилась. Эти наблюдения, казалось бы, должны были свидетельствовать о том, что тот участок мозга, который дает команды мышцам-сгибателям, с таким же успехом может командовать и разгибателями.

Флуранс был серьезным ученым и каждый свой вывод подтверждал данным собственноручно проведенных экспериментов и наблюдений. Однако сделанные им выводы в дальнейшем не подтвердились. Мозг птиц во многом отличается даже от мозга низших млекопитающих, тем более от человеческого. То, что он принимал за кору больших полушарий, являлось совершенно другой мозговой структурой. Она действительно работает как единое целое, тогда как кора больших полушарий высших млекопитающих, и особенно человека, состоит из отделов, выполняющих присущие только им функции.

Спор между сторонниками Галля и Флуранса был весьма плодотворным. Он толкал на проведение все новых и новых исследований и способствовал дальнейшему развитию физиологии, изучению функций отдельных структур мозга. Ученые конца XVIII – начала XIX века подорвали веру в существование непознаваемой души и поставили на очередь вопрос об изучении деятельности мозга, который уже нельзя было рассматривать как седалище нашей психики, каким его до того считали, – он получил статус ее творца.

Миллиарды деталей

Несколько фотоснимков

Одна из главных причин, сдерживавших развертывание работ по изучению мозга, – неверие в возможность осуществления подобных исследований. Сначала ученые думали, что психика продукт нематериальной, а следовательно и непознаваемой души. Поэтому изучение чего-либо, что к ней относится, не имело в их глазах никакого смысла. Когда же вера в божественную душу понемногу стала угасать, взяться за изучение физиологии мозга мешало представление, что мысль не материальна, а потому механизмы ее возникновения не могут быть изучены. Кроме того, невероятная сложность мозга, полное отсутствие сведений о том, что происходит в его недрах, не вдохновляли. Никто не знал, с какой стороны подойти к его изучению.

В.И. Ленин назвал человеческий мозг высшей формой организованной материи. Действительно, как по сложности своего устройства, так и по сложности и совершенству выполняемых им функций нет ничего равного мозгу. Он гораздо сложнее всего, с чем нам до сих пор приходилось сталкиваться в нашей Вселенной. Между тем на создание мозговой ткани природа особенно не расщедрилась. Мозг построен из относительно небольшого количества «типовых деталей» – разных видов нервных и глиальных клеток. Зато общее число использованных на его постройку деталей чудовищно велико. Только нервных клеток, или нейронов, как их сейчас называют ученые, около ста миллиардов и примерно столько же глиальных клеток.

Мозг современного человека – относительно небольшой орган. Его величина намного уступает размеру мозга некоторых животных, самым крупным природа одарила синего кита. Вес его мозга колеблется от 7 до 10 килограммов. Вес мозга индийского слона около 5 килограммов, северного дельфина-белухи – 2350 граммов, а дельфина-афалины – до 1735 граммов.

По сравнению с перечисленными животными размер мозга нашего обезьяноподобного предка был мизерным. У ископаемых австралопитековых обезьян он едва достигал 350 кубических сантиметров, но начал быстро расти. За время существования австралопитеков он постепенно увеличился от 450 до 750 кубических сантиметров, что уже значительно превышало размер мозга гориллы – самого крупного представителя современных человекообразных обезьян.

Было бы весьма интересно детально изучить мозг наших далеких предков, но это вещество больше других тканей организма подвержено разрушению. К счастью, об объеме мозга можно судить по объему черепной полости – она обычно немногим больше находящегося в ней мозга. Изучение костных останков рассказало о том, как шло развитие мозга. У предчеловека с острова Явы объем мозга возрос до 800 кубических сантиметров. У питекантропа он колебался от 750 до 900, а у синантропа достиг 915–1225 кубических сантиметров и почти приблизился к размеру мозга современного человека.

Объем черепной коробки африканского неандертальца достиг 1350, а европейского – 1610 кубических сантиметров. Наконец, среди кроманьонцев были по-настоящему «башковитые ребята» с объемом мозга до 1880 кубических сантиметров. Это была кульминация! Дальше величина мозга пошла на убыль. Если в среднем у кроманьонца емкость черепа составляла 1570, то в верхнем палеолите она упала до 1505, а у современного европейца до 1446, то есть уменьшилась на 125 кубических сантиметров! Этот процесс продолжался и в историческую эпоху существования человечества. Благодаря бальзамированию трупов лучше всего сохранились останки египтян. Их изучение позволило убедиться, что за 2–3 тысячи лет от царствования первых династий египетских фараонов до восемнадцатой династии емкость черепа сократилась с 1414 до 1379 кубических сантиметров, теряя примерно один кубический сантиметр каждые сто лет.

Не связан ли уровень развития интеллекта с размером мозга? Безусловно связан! Мозг шимпанзе в три раза меньше человеческого, и это определенно накладывает отпечаток на развитие умственных способностей обезьян. Однако не менее важна разница в его структурном совершенстве. Видимо, все-таки удачная конструкция важнее количества использованных для ее создания рабочих элементов.

Вес мозга современных людей подвержен значительным колебаниям – от 1017 до 2014 граммов. Разница почти в два раза, но она считается нормальной. Нашлись ученые, которым показалось заманчивым связать умственные способности людей с размерами их мозга. Они априорно, не проведя необходимых исследований, предположили, что мозг европейца крупнее, чем аборигенов других континентов, и сочли это доказательством превосходства белого человека над всеми остальными расами людей.

Расистски настроенные ученые поторопились. Им пришлось отказаться от своих домыслов. Между отдельными расами нет серьезной разницы в размерах мозга, во всяком случае она не в пользу европейцев. Средний вес мозга африканцев 1316, европейцев – 1361, в том числе немцев – 1291, швейцарцев – 1327, русских и украинцев – 1377. Вес мозга японцев – 1374, а бурят – даже 1508 граммов. Мозг мужчин обычно на 100–150 граммов больше женского.

Несмотря на то, что между появлением на земле каракатицы и человека прошли миллиарды лет, в организации тканей нервных ганглиев моллюсков и тканей головного мозга высших представителей млекопитающих не возникло принципиальной разницы. Нервная система любых организмов, как и любой другой орган, построена из клеток, правда, клеток весьма своеобразных и высококвалифицированных. По строению, характеру деятельности и значению их можно разделить на два типа – нервные и глиальные.

О глиальных клетках здесь будет сказано мимоходом, но не потому, что их роль ничтожна или их слишком мало. Глиальные клетки окружают нейроны со всех сторон. Предполагается, что они создают опору для нервных клеток и их тонких отростков, снабжают их всем необходимым, а может быть, выполняют и более важные обязанности.

Главными рабочими элементами мозга являются нейроны. Это удивительные клетки. От маленького, неправильной формы тела отходят многочисленные отростки. Один из них бывает особенно длинным. Его называют аксоном. Остальные – дендриты, они короче. И аксон и дендриты сильно ветвятся, причем аксон ветвится лишь на конце, а остальной его ствол веточек не дает. Если нарисовать нейрон аксоном вверх, он будет напоминать высокое и очень тонкое дерево, вырванное из земли с корнями.

Причудливое строение нейрона – не случайность. Каждая его часть выполняет свою особую функцию. Тело нейрона – это его энергетический центр и фабрика важнейших материалов, необходимых для жизнедеятельности нервной клетки. Дендриты предназначены для сбора информации. Их задача – увеличить поверхность нейрона. Вот почему они сильно ветвятся и образуют вокруг тела клетки густую чащу. Большинство сигналов, поступающих в нейрон от его соседей, перехватывается их бесчисленными отростками.

Функция аксонов заключается в передаче сигналов другим нервным клеткам. Это всего лишь проводник, кабель, идущий из одного отдела нервной системы в другой или из нервной системы в различные органы и ткани организма. Обычно аксон несколько тоньше дендритов, а его длина, в сравнении с мизерными размерами тела нервной клетки, поражает. Нейроны относятся к числу наиболее мелких клеток организма. Размер большинства из них обычно не превышает нескольких десятков микрометров, а длина аксонов человека варьируется от 0,1 миллиметра до 1 метра. Чтобы из спинного мозга донести команды до самых удаленных мышц ног или хвоста у крупных животных, например слона, кита, им нужно иметь длину от 1,5 до 3 метров. Наконец, у гигантского кальмара-архитеутиса, вместе с вытянутыми щупальцами достигающего в длину 18 метров, максимальная длина аксонов не должны быть меньше 10 метров. Выходит, что отросток может быть в миллионы раз длиннее собственной клетки.

Информация от одной нервной клетки к другой передается в местах их контакта. Для этого здесь формируются особые приспособления, обеспечивающие переход возбуждения с нейрона на нейрон. Их называют синапсами. Большинство синапсов, как уже говорилось, передают информацию от аксона одной клетки к дендриту другой, но известны и другие типы контактов: между аксоном одной клетки и телом другой, между двумя аксонами или двумя дендритами. Обычно нейрон имеет от 1000 до 10000 синапсов, через которые обменивается информацией с другими нейронами – получает от них сообщения или делится с ними имеющимися в его распоряжении сведениями.

Сложность строения нервных клеток сильно затрудняла изучение их взаимного расположения и общего устройства нервной ткани. Дело в том, что микроскоп не дает возможности проследить от начала до конца ни самый короткий аксон, ни крохотный дендрит. Путь нервных отростков извилист. Его трудно увидеть в густом переплетении соседних отростков и глиальных клеток, окружающих нейрон со всех сторон. Скажем откровенно, что и сейчас архитектоника многих участков человеческого мозга изучена еще недостаточно полно, но тем не менее уже появилась возможность дать принципиальную схему их взаимного расположения и взаимодействия.

Общий принцип устройства мозга правильнее всего представить в виде схематического изображения направления потоков информации от их поступления в нервную систему до направления распоряжений исполнительным органам. Мозг получает информацию от рецепторов. Здесь главным рабочим прибором служит видоизмененная нервная клетка. На нее возложена задача собирать и преобразовывать информацию, которая поступает из внешнего мира, в электрические сигналы. Фоторецепторы глаза реагируют на свет, обонятельные и вкусовые рецепторы – на химические воздействия, осязательные и звуковые – на механические. Для самых разных воздействий окружающего и внутреннего мира существуют рецепторы, но всю полученную информацию они переводят на язык электрических импульсов. Только в таком виде она становится понятной для клеток мозга.

Информация рецепторов адресуется нервным клеткам, которые, как правило, находятся здесь же, за пределами мозга. Отростки рецепторных клеток направляются к этим нейронам и вблизи них ветвятся. Таким образом, одна рецепторная клетка обычно посылает сигнал многим нейронам. В свою очередь, каждый из этих нейронов посылает аксон в мозг к нейронам следующего звена, который, как и полагается, делится на множество веточек и тоже передает информацию многим нейронам, а те переадресуют ее нейронам очередного звена.

Такой способ передачи информации вовсе не означает, что она мигом распространится на весь мозг, а число нейронов, занятых в ее обработке, будет расти как снежный ком. Дело в том, что каждый нейрон первого звена получает информацию не от одного, а от множества рецепторов, а каждый нейрон второго звена от множества нейронов первого. Так что информация рецепторных клеток, просочившаяся в мозг в виде тоненьких ручейков и дублированная здесь нейронами, ответственными за ее дальнейшее продвижение, может в конце концов действительно превратиться в могучий поток, но он потечет по своему руслу, не выплескиваясь за его берега.

Так от звена к звену передается в мозгу информация рецепторов, пока не достигнет исполнительных нейронов, которые шлют команды мышцам или железам. Таких звеньев как минимум должно быть два-три, но обычно бывает значительно больше. К сожалению, изучена в лучшем случае работа первых и последних одного-двух звеньев. Значительные успехи достигнуты лишь в изучении зрительной системы. Здесь путь информации прослежен до шестого-седьмого звена нейронной цепи, до нервных клеток в зрительных полях коры больших полушарий, занятых ее анализом. Что происходит в средних звеньях большинства анализаторных систем, пока почти не известно. Но именно это самое интересное, так как здесь возникают ощущения, осуществляется узнавание простых и сложных раздражителей и где-то здесь находятся кладовые нашей памяти. Наконец, именно в этих звеньях возникают эмоции, мысли, принимаются решения, формируется речь.

Пути информации в мозгу, конечно, не столь прямолинейны, как это изображено на нашей схеме. Чаще информация анализаторов адресуется в разные районы мозга и следует туда специальными дорогами. На дорогах мозга одностороннее движение. Передаваемой информации не угрожает катастрофа, столкновение со встречным потоком, но он существует. Для него предназначены другие магистрали, тоже с односторонним движением. Они берут начало где-то от средних звеньев нейронной цепи и служат для передачи в анализатор указаний, как ему дальше работать, то есть обеспечивают регулировку деятельности. Такие же встречные дороги обеспечивают «обратные связи», как называют их физиологи, между исполнительными органами и командными центрами мозга. Они дают возможность исполнительным органам – мышцам и железам – рапортовать командным центрам о выполнении их распоряжений.

Есть еще две особенности нейронных дорог. Нервные клетки каждого звена не только получают информацию от нейронов предыдущего, но и обмениваются информацией между собой посредством боковых связей. Кроме того, в каждом звене переключения информации наряду с обычными нейронами, обслуживающими линии связи, могут находиться и так называемые тормозные. Их импульсы действуют, как красные сигналы светофоров на наших людских магистралях, и способны приостановить, сократить, а то и полностью прервать движение потока информации.

Так выглядит в самых общих чертах устройство мозга. Со стороны может показаться, что мы знаем о нем чрезвычайно мало. Действительно, пока не так много, но в жизни все относительно. Понять принципиальную схему работы прибора, составленную из миллиардов элементов, – огромное, ни с чем не сравнимое достижение. Изучение мозга идет гораздо быстрее, чем можно было ожидать. Мы ушли от старта очень далеко, и то, что до финиша неизмеримо дальше, не должно нас смущать. Ведь процесс познания бесконечен, а секреты материи, тем более такой сложной и совершенной, неисчерпаемы. Но то, что неясно сегодня, станет понятным завтра и, конечно, даст повод для новых вопросов.

«Кирпичики» мозга

Чего только не придумали изобретатели! В Англии запатентована машинка, считающая петли при вязании вручную. Там же сконструировано и получило патент устройство для вскрытия скорлупы у яиц, сваренных всмятку. Французы изобрели скобы-зажимы, позволяющие, не обжигая пальцев, снимать кожуру с горячих вареных картофелин. Трудно сказать, сколько запатентованных изобретений не принесло человеку никакой пользы, зато другие способны прямо-таки на глазах изменить мир.

Считается, что зрение поставляет 90 процентов всей доходящей до нашего сознания информации. Каждый раз, когда делалось изобретение, позволяющее увидеть то, что раньше было недоступно глазу, наука делала крупный шаг вперед.

Английский физик Роберт Гук, живший в XVII веке, изобрел несколько астрономических и физических приборов, спиральную пружину для часов, оптический телеграф и усовершенствовал микроскоп. То, что он увидел, заглянув в окуляр своего детища, так потрясло ученого, что в 1665 году он опубликовал собственное сочинение с длинным, как тогда было принято, и малопонятным названием «Микрография, или Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол». Среди изученных им объектов были срезы обычных бутылочных пробок. Приглядываясь к их строению, он увидел, что они более чем наполовину состоят из воздуха, заключенного в крохотные коробочки. Так были открыты растительные клетки.

Прошло еще немало лет, прежде чем удалось увидеть животные клетки, а потом убедиться, что все организмы состоят из клеток, являющихся их основной структурной единицей. В конце концов была открыта и нервная клетка, только это произошло почти два века спустя после опубликования Гуком своего знаменитого сочинения. В тот период уже существовали неплохие световые микроскопы, позволяющие разглядеть такие крохотные объекты, как тело нейрона и даже его отростки. Однако они казались прозрачными и поэтому невидимыми, а если их окрашивали обычными красителями, как красят срезы других органов тела, то из-за слишком плотной упаковки, из-за густого переплетения отростков, получался темно окрашенный мазок, на котором было невозможно рассмотреть отдельные детали.

Трудно представить процесс дальнейшего изучения мозга, если бы в конце прошлого века итальянский анатом К. Гольджи не создал метод окраски нервной клетки, позволивший наконец увидеть, что она собой представляет. Ценность метода состоит в том, что на мозговом срезе окрашиваются не все нервные клетки, а лишь некоторые из них. Прошло больше ста лет с момента изобретения способа окраски по Гольджи. Им пользуется большая армия анатомов, но до сих пор никому не удалось выяснить, почему окрашиваются лишь очень немногие клетки, что делает их восприимчивыми к красителю.

Метод Гольджи оказался очень удачным. Если нервная клетка оказалась восприимчивой к красителю, то окрашивается вся целиком, со всеми мельчайшими отростками, а оставшиеся неокрашенными полупрозрачные клетки не мешают ею любоваться. Правда, не видно, к чему тянутся отростки окрашенной клетки, но, изготовляя сотни препаратов, удалось в конце концов разобраться и в этом.

Хороший световой микроскоп обеспечивает увеличение в тысячу раз. Сегодня кажется, что это совсем немного. Между тем задолго до появления электронных микроскопов анатомы достаточно подробно изучили и описали самые различные типы нервных клеток. Одного они сделать не сумели – выяснить структуру нервных отростков в местах их соединений. Световой микроскоп не позволял увидеть такие подробности и ответить на вопрос, волновавший в ту пору исследователей: самостоятельны ли нервные клетки или нервная система представляет непрерывную сеть, где волокна сливаются друг с другом, являя собой неразрывное целое. Убедиться в том, что каждая нервная клетка – это самостоятельный элемент нервной системы, удалось лишь после создания электронного микроскопа. Он дал возможность увидеть, что в синапсах, местах контакта отростков, между ними всегда остается щель, правда очень узкая, шириной всего в 0,00002 миллиметра. Так что фактически в нервной системе отростки нейронов вплотную не соприкасаются ни с другими отростками, ни с телами нейронов.

Вторым важнейшим изобретением было создание микроэлектрода. Со времен Гальвани стало ясно, что в работе нервной системы электрические реакции играют значительную роль. Их изучение сначала сдерживалось отсутствием приборов, способных зарегистрировать и измерить столь малые электрические импульсы. Как ни странно, вторым прибором после нервно-мышечного препарата лягушки, обеспечившим на первом этапе проведение электрофизиологических исследований, оказалось человеческое ухо. Телефонный аппарат, подсоединенный к нерву, позволял слабые электрические реакции преобразовать в звуковые импульсы, отчетливо слышные человеческим ухом.

Телефон для исследования нервной системы впервые применил профессор Петербургского университета Н.Е. Введенский. Позже был изобретен струнный гальванометр, способный уловить биоэлектрические разряды в нерве или в мозговой ткани и оценить их величину. Первоначально он казался очень перспективным, но не дал возможности узнать о мозге что-нибудь принципиально новое. При существовавших тогда способах отведения от мозга биопотенциалов прибор регистрировал суммарные электрические реакции многих десятков, сотен, а может быть, и тысяч нейронов. Понять, что происходит в мозгу, при таком подходе не легче, чем по уровню шума определить, как организована работа на металлургическом заводе и какую продукцию он выпускает.

Записать электрические реакции одного-единственного нейрона позволило изобретение такого тонкого микроэлектрода, что его оказалось возможным погружать в мозг на любую глубину, не опасаясь существенно повредить мозговую ткань. Процесс изготовления микроэлектрода осложнен тем, что он должен по всей своей длине, за исключением острого кончика, иметь изоляцию, препятствующую проникновению электрических потенциалов всех других нейронов, кроме того, в который он уткнется.

В физиологических лабораториях пользуются двумя типами электродов – металлическими и стеклянными. Металлические изготовляются из упругих металлов – стали, платины, нихрома, вольфрама. Механически заточить кончик у тоненькой проволочки практически не удается. Для этого используют электрохимический метод. Кончик электрода опускают в раствор кислот и пропускают через него постоянный ток. Электрический ток уносит атомы металла, и конец электрода быстро утончается до 1–2 микрон. Можно получить и еще более тонкий кончик, но использовать такой электрод невозможно, так как он становится мягким и при введении в мозг гнется. Остальную часть электрода покрывают лаками и эмалями, что обеспечивает электроизоляцию и придает ему некоторую механическую прочность.

Еще удобнее стеклянные электроды. По существу, это пипетки, заполненные электролитом – раствором солей, хорошо проводящим электричество. Такую пипетку не приходится ничем покрывать – стекло, как известно, не проводит электрический ток. Стеклянные электроды удается получить с удивительно тонким кончиком, вплоть до 0,1–0,2 и даже 0,05 микрона, и при этом они сохраняют известную прочность. Есть у стеклянного электрода еще одно преимущество, которого нет у металлического. С его помощью можно не только отводить электрические потенциалы или раздражать нейрон электрическим током, но и вводить внутрь нервной клетки любые химические вещества.

С некоторым опозданием вслед за анатомами и физиологами в изучение мозга включились биохимики. Наука эта достаточно молода, и прежде чем приступить к изучению мозга, ей необходимо было создать и довести до совершенства сами методы анализа. Биохимия должна была ответить на вопрос, из каких веществ состоят отдельные участки мозгового вещества, из каких молекул построены находящиеся здесь нейроны или даже их отдельные части. Это было совершенно необходимо знать, чтобы понять, как мозг живет и работает. Следовательно, в первую очередь надо было научиться извлекать из мозга нейроны. Задача казалось невероятно сложной, но ученые сумели ее решить. Удалось не только найти способы, позволяющие демонтировать мозг – разбирать его на «кирпичики», но и осуществлять сортировку мозговых обломков.

Демонтаж мозговой ткани производится удивительно просто. Мозг только что убитой крысы помещают в фарфоровую ступку и растирают пестиком до состояния сметанообразной кашицы. Кажется, здесь разрушено все, но… Под микроскопом хорошо видно, что в грязно-серой сметанообразной массе много нервных клеток, правда с оторванными отростками, но без заметного повреждения клеточных тел. Оказывается, нейроны достаточно прочны. Обрываются их отростки, не выдерживают межклеточные связи, а сами нервные клетки не страдают. Даже при такой грубой процедуре большинство из них сохраняется.

Теперь нервные клетки нужно было отделить от глиальных и обрывков волокон. Для этого мозговую кашицу протирают через тончайшие сита, смешивают с какой-нибудь плотной жидкостью вроде глицерина и пробирку помещают в центрифугу. Подбирая соответствующим образом плотность растворителя и скорость вращения, удается добиться, чтобы в осадок выпали тела нервных клеток, почти без примеси других фрагментов мозга, или синапсы, то есть концевые бляшки нервного волокна с кусочком клеточной мембраны, к которой они прикреплены. Интересно, что даже в тщательно разрушенном мозгу не удается найти синаптических бляшек, отделенных от мембраны, к которой им полагается быть прикрепленными. Синапс оказался удивительно прочной структурой, что очень помогло в его изучении. Вырванные из мозга, они еще несколько часов остаются живыми и сохраняют работоспособность.

Мозг только кажется совершенно неприступным. Три далеко не замысловатых изобретения – создание красителя, производство микропипеток, умение тщательно растереть мозг в ступке, а затем отцентрифугировать полученную кашицу – создали условия для бурного развития морфологии, физиологии и биохимии мозга. Правда, этому предшествовало появление микроскопа, точных электроизмерительных приборов, высокоскоростных центрифуг и аппаратуры, позволяющей осуществлять точнейший биохимический анализ. Но все эти приборы, казавшиеся в момент их создания чудом совершенства, предназначались не только для изучения мозга. История трех изобретений показывает, как трудно дается изучение мозга и как новое орудие исследователей помогает добиваться победы, вырывать у мозга его очередные тайны.

Думающая «тара»

Как ни странно, мода играет в человеческой жизни заметную роль. В наши дни ей посвящают большие исследования и пишут на эту тему диссертации. Несколько лет назад в Англии группа исследователей провела серьезное изучение, посвященное отношению общества к вещам. Их выводы сводились к следующему: за пять лет до вхождения в моду новых моделей эта одежда «аморальна», за три года становится «кричащей», а за год – всего лишь «смелой». Разумеется, она прекрасна, когда в моде. Но год спустя – безвкусна, через пять лет – ужасна, через двадцать – комична, а через тридцать… оригинальна.

Народная мудрость не разделяет такого отношения к одежде. На этот счет существует множество пословиц и поговорок. Говорят, что по одежде встречают, а провожают по уму, что не одежда красит человека, а человек одежду. Об «одежде» нервных клеток, об их оболочках такого никак не скажешь. Безусловно, ни оболочка нейрона отдельно от его содержимого, ни содержимое нервной клетки отдельно от ее оболочки существовать не могут. И то и другое одинаково необходимо, но для нас важнее оболочка, мембрана, покрывающая нейрон, так как мы думаем, воспринимаем, творим с помощью оболочек. Это их прямая и к тому же важнейшая обязанность.

Работа мозга заключается в передаче, распределении, переадресовке потоков информации по нейронным цепям, в обработке собранной информации и формировании на этой основе команд исполнительным органам. Эти обязанности возложены на наружные оболочки. Как мы уже знаем, они у нейрона удивительно прочны, выдерживают тщательное растирание в ступке, между тем как у большинства других клеток организма их толщина ничтожна, всего 5 микрометров. Мембрана нейронов состоит из двух слоев молекул жироподобных веществ – липидов, выстраивающихся таким образом, что их легко смачиваемые водой концы образуют наружную и внутреннюю поверхность мембраны, а те концы молекул липидов, которые смачиваются ею хуже, оказываются спрятанными в толще клеточной оболочки.

Живые организмы умеют отлично сочетать типовые и индивидуальные формы строительства. Клеточные мембраны монтируются из стандартных блоков – молекул липидов. Индивидуальность, неповторимость им придают молекулы специфических белков, встроенные в липидную стенку или использованные для «отделки» наружного фасада нейрона. Белковые включения являются специальным оборудованием клеточной оболочки, ее рабочими элементами. Они несомненно самые важные части оболочки мембраны, так как именно на них возложено выполнение всех ее специфических обязанностей.

У липидной основы клеточной оболочки задача проще. Она должна обеспечить постоянство внутриклеточной среды. Однако неверно думать, что оболочка представляет собой действительно надежную преграду. По существу мембрана – это особая жидкость, тончайшим слоем обволакивающая жидкое внутриклеточное содержимое, а белковые включения «плавают» на ее поверхности или, как подводные лодки, находятся в «погруженном» состоянии. И тем не менее «жидкая» оболочка обладает достаточным запасом прочности. Когда в нее упирается микроэлектрод, она, прежде чем расступиться, выгибается под его воздействием, оказывая существенное сопротивление.