Обычно сигнал передается от нейрона по длинным отросткам или волокнам (аксонам), а содержание сигнала определяется информацией, поступающей в нейрон от целой сети еще более тонких отростков (дендри-тов), образующих вокруг нейрона разветвленную и непрерывно растущую сеть. Дендритные структуры между соседними нейронами контактируют и соприкасаются, что и позволяет им постоянно обмениваться информацией. Нервные импульсы передаются за счет диффузии особых молекул (так называемых нейромедиаторов) через клеточные структуры, называемые синапсами. В зависимости от специфики выполняемых функций и положения в нервной системе, средний нейрон может иметь от 100 до 10 000 синапсов, обеспечивающих его связь с другими клетками мозга.

Нервные клетки создаются в соответствии с генетической информацией, заложенной в индивидуальной ДНК каждого человека, однако в одном отношении они существенно отличаются (к нашему великому сожалению) от всех остальных типов клеток организма. Дело в том, что все остальные клетки (от обычных, типа ногтей или крови, до смертельно опасных раковых) непрерывно размножаются делением, а нейроны лишены этой способности, в результате чего их число в организме непрерывно уменьшается, так что любой человек за сутки своей жизни теряет примерно 200 000 нервных клеток. Неспособность нервных клеток к делению (нейрогенезу) традиционно считалась их характерной особенностью, поскольку даже при раковых заболеваниях, механизм развития которых основан именно на размножении больных клеток, в мозговых тканях делятся только глиальные клетки, образующие побочные структуры нейронов. Однако полученные в 1998 г. данные вдруг продемонстрировали возможность возникновения даже в преклонном возрасте дополнительных нейронов, (по крайней мере, в двух отделах мозга – в ольфак-торной луковице и гиппокампусе. Позднее такая возможность была показана и для других отделов мозга, хотя остается неясной как роль образующихся нервных клеток, так и их способность создавать необходимые связи с соседними нейронами.

Ученые продолжают спорить о том, насколько опасным для человека является описанное непрерывное отмирание нервных клеток, учитывая, что их общее количество является фантастически большим (сотни миллиардов и триллионы, что можно сравнить только с числом звезд во Вселенной). Представляется очевидным, что этот процесс является весьма индивидуальным, так как каждый из нас постоянно видит стариков, сохранивших отличную память и высокие интеллектуальные способности. Генетическая предрасположенность, безусловно, играет важную роль в снижении эффективности работы мозга, однако в целом нельзя забывать, что наши знания в этой области очень ограничены и в них «зияют провалы», которые можно уподобить описанным в главе 1 «пустотам» в межзвездном пространстве.

Совершенно таинственной остается, однако, способность мозга получать и обрабатывать информацию, а также рассылать сигналы, необходимые для выполнения обычных, но весьма сложных действий в повседневной жизни. Например, в данный момент вы одновременно держите книгу, читаете и осознаете текст, бессознательно сохраняете требуемое положение в пространстве, обдумываете прочитанное и как-то реагируете на него и т. д.

Каждый из нейронов представляет собой «страстного любителя» информации, жадно поглощающего и щедро распространяющего разнообразные послания, передаваемые электрохимическими импульсами. Процесс передачи очень сложен и не до конца понятен, но очень упрощенно может быть представлен следующим механизмом. В обычном состоянии каждая нервная клетка обладает некоторым, очень слабым электрическим потенциалом, создаваемым ее собственным зарядом. Поступление сигнала от соседней клетки приводит к химической реакции в так называемом синапсе на границе клетки, что буквально на ничтожный промежуток времени (на одну миллионную долю секунды) изменяет потенциал конкретной точки. Если такие изменения происходят достаточно часто, то нейрон реагирует, пропуская сигнал дальше вдоль аксона, и электрохимическая система срабатывает!

А теперь попробуйте представить себе всю совокупность нервных реакций мозга и организма в момент, когда вы дотрагиваетесь до горячей плиты и отдергиваете руку (опытная хозяйка тут же ухватиться обожженными пальцами за мочку уха). Даже в этой, очень простой ситуации программа действий является весьма сложной, и она многократно усложняется при вождении автомобиля по оживленной автостраде в час пик, когда водитель непрерывно воспринимает информацию от массы внешних источников и почти немедленно реагирует на меняющуюся обстановку. Спасением является лишь то, что на часть информации человек реагирует бессознательно или «инстинктивно», однако в большинстве случаев наше сознание и поведение является комплексным и многогранным, т. е. требует быстрой оценки, принятия решений и нейромышечной реакции (иногда включающей речевую деятельность и т. д.). Современные компьютеры могут моделировать процесс управления самолетом с поразительной реалистичностью, но объем используемой при этом информации значительно меньше той, которая используется нашим мозгом при выполнении многих бытовых операций (например, покупки пакета молока в магазине).

Даже беглое знакомство со структурой мозга и способностью его клеток выполнять операции по принципу да/нет (включено/выключено) наводит на мысль о том, что мы имеем дело с очень сложным компьютером на основе органических материалов (сравнение можно считать просто расширенной метафорой). Это решение, кстати, вовсе не снимает и не решает вопроса о происхождении сознания, даже если мы «докапываемся» до самых глубинных механизмов зарождения мыслей и поступков. Дуализм философского подхода сохраняется, и мы обречены на размышления о том, вызывается ли чувство страха увеличением числа нейронов, накопивших информацию об опасности, или проскоком через нейронную сеть одного, но «срочного» сигнала «тревоги». Возможно, что в нашем сложном сознательном аппарате (мозг/компьютер) реализуются одновременно сразу два механизма оценки обстановки.

Предполагается, что эмоции возникают в мозгу после оценки ситуации с учетом всех событий, переживаний и реакций, которые как-то помогли «выжить» в сооответствующих обстоятельствах предыдущей жизни, а некоторые специалисты даже считают, что в этот процесс вовлекаются молекулы наследственной ДНК, где «хранятся» какие-то совершенно древние воспоминания. Уже сейчас точно известно, что некоторые отделы мозга обладают своеобразной специализацией: например, какие-то участки явно сязаны с восприятием музыки, а возбуждение определенных центров приводит к одинаковым эмоциям или реакциям у самых разных людей и т. д. Аналогично, действие психотропных препаратов вполне рационально объясняется их воздействием на электрохимическую активность клеток мозга. Невропатологи уже давно умеют бороться со многими тяжелыми психическими заболеваниями (типа маниакальных психозов и т. п.), воздействуя на определенные участки мозговой коры или возбуждая их.

Задумайтесь о том, почему вам интересно читать о всех этих примерах, относящихся к работе мозга в качестве вычислительной машины? Ответ прост, поскольку причиной вашей любознательности выступает все та же страсть человеческого мозга к получению новой информации. Электрохимические информационные сети в нашем мозгу буквально ищут новые данные, стремятся получить и обработать новую информацию, а также сравнить ее с уже имеющейся (даже если эта информация относится к бесспорным или, напротив, очевидно абсурдным утверждениям). После этого мозг сортирует информацию, т. е. что-то отбрасывает в качестве ненужного хлама, а какие-то ее части запоминает или вводит в активную программу поведения. Естественно, что вся эта картина выглядит и является сугубо материалистической.