Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Так, известный учёный того времени Ибн аль-Хайсам (965—1039) сделал ряд важных открытий в области психофизиологии восприятия. Его научный подход к о?рганам зрения примечателен первой в истории попыткой трактовать их функции исходя из законов оптики. Важно было то, что эти законы считались доступными опыту и математическому анализу.

Примечательны рассуждения и другого известного арабского мыслителя – Ибн Сины (латинизированное имя – Авиценна, 980—1037), который стал одним из самых выдающихся врачей в истории. В своих философских трудах Ибн Сина разработал так называемую теорию двух истин, которая имела огромное значение для развития наук в средневековый период. В теории двух истин доказывалось, что существуют две независимые, как параллельные прямые, истины – вера и знание. Поэтому истина знания, не входя в соприкосновение и противоречие с религией, имеет право на собственную область исследований и на собственные методы изучения человека. Соответственно, складывалось два учения: о душе – религиозно-философское и естественно-научное. [3]

Арабская научная мысль оказалась своеобразным хранителем научных традиций Античности, которые развила и продвинула не только на Востоке, но и в Западной Европе. [1]

Средневековье

В период Средневековья в научной жизни Европы воцарилась схоластика (от греческого «схоластикос» – школьный, учёный). Этот особый тип философствования («школьная философия»), господствовавший с XI по XVI век, сводился к рациональному, использующему логические приёмы, обоснованию христианского вероучения. В схоластике имелись различные течения, общей же была установка на комментирование священных текстов. Фактическое изучение предметов и явлений, исследование реальных проблем подменялись трактованием священных текстов.

А что было в период между веками античности и XI веком? Учёные эпохи Возрождения назвали этот период «тёмное время» потому что сами мало знали о нём, а мы вслед за ними говорим «тёмное средневековье» и скромно пролистываем несколько столетий.

Интеллектуальное наследие Аристотеля, проникшее-таки в Европу в XII веке католическая церковь вначале запретила, но затем принялась «осваивать», адаптировать соответственно своим нуждам. С этой задачей наиболее тонко справился Фома Аквинский (1225—1274), учение которого позже было канонизировано в папской энциклике как истинно католическая философия и получило название томизма (несколько модернизированного в наши дни под именем неотомизма).

Фома Аквинский утверждал, что человек не является только самой душой и что душа есть форма тела, а не самостоятельная субстанция – это была наиболее смелая, наиболее рискованная часть его философии. Но он показал, что эту позицию удаётся согласовать с христианством и что христианство не требует ни бестелесного спиритуализма, ни дуализма души и тела, ни независимости души. Вопреки исходной позиции, Фома защищал идею психофизического единства человека. Хотя этот взгляд имел античные источники, идущие от Аристотеля, по своему духу он был наиболее передовым. [3]

В средние века католическая церковь использовала идеалистические стороны учения Галена, связав их с богословием. Так возник галенизм – искажённое, одностороннее понимание учения Галена. Опровержение галенизма, восстановление истинного содержания учения Галена, а затем и исправление ряда ошибочных положений этого учения потребовали многих столетий.

Возрождение

Лишь в эпоху Возрождения вместе с возобновлением интереса к естествознанию вообще и функции нервной системы вновь стали предметом философских и научных исследований.

В какой-то степени проблемы, которые вставали перед наукой в эпоху Возрождения, были повторением старых, возникших в период становления философии на рубеже VII—VI веков до н. э. Поэтому, можно сказать, что период Возрождения был, по сути, временем возвращения (возрождения) важнейших принципов античной науки, отхода от догматизма и поиска новых путей научного исследования. В этот период наука стремилась преодолеть сакральность, которая господствовала в Средневековье.

XV—XVII века остались в истории временем взлёта искусства, прежде всего итальянской живописи и скульптуры. В меньшей степени в тот момент изучались проблемы души и сознания, так как вопросы духовной жизни во многом оставались ещё вне круга научного изучения. Новым аспектом психолого-философских работ того времени стало исследование проблемы способностей, которая наряду с изучением познания была ведущей в то время. [4]

«Жизненный дух» Бернардино Телезио

Бернардино Телезио (Bernardino Telesio, 1509—1588) – итальянский учёный и философ. Он получил хорошее домашнее образование в области гуманитарных наук, а первым его учителем был дядя – литератор Антонио Телезио. Бернардино окончил Падуанский университет, а в 1535 г. получил степень доктора философии. Некоторое время жил в Неаполе, где открыл академию учёных, ориентированных на опытное познание природы (Academia Telesiana, или Consentina). По решению церковных властей академия была закрыта, а Телезио навсегда вернулся в родной город (в Козенце). Его жизненным девизом было изречение: «Realia entia, non abstracta» (Существующее реально, а не абстрактно).

Основные труды: «О природе вещей согласно её собственным началам», «О происхождении цвета», «О необходимости дыхания».

По Телезио носителем психических процессов является теплота, производящая движение и жизнь, т. е. жизненный дух, находящийся в лёгких, артериях, мозге. Кроме жизненного духа в человеке также наличествует и бессмертная душа. Познание мира осуществляется за счёт соприкосновения жизненного духа с природой, имеющей общую с человеком сущность. За счёт этой общности достигается гармония человека с миром, а также гармония в самом человеке – так Телезио вплотную подошёл к идее гомеостаза.

Познание может быть сугубо эмпирическим, считал Телезио: «Строение мира, величину и природу содержащихся в нём вещей следует не постигать, как поступали древние, посредством разума, но воспринимать ощущением, выводя их из самих вещей».

Сам процесс познания описывается Телезио таким образом: «тепло и холод, взаимодействуя с организмом, вызывают расширение и сужение „жизненного духа“, порождая образы восприятия, которые, в сущности, есть осознание изменений состояния внешней среды. Это осознание возникает на основе сравнения между входящими впечатлениями и уже имеющимися, сохранёнными в памяти. На основании прошлого опыта наблюдений за вещами человек может прогнозировать (представлять) движение событий по аналогии. Видя бутон, человек вспоминает распустившиеся цветы и может предположить, что этот цветок тоже распустится. Таким образом, постижение природы основано на ощущениях, которые по мере запечатления перерабатываются, связываются и группируются, образуя мысли, которыми оперирует разум». [3]

Кроме того, Телезио отмечает целесообразность процесса познания, действующего из принципа самосохранения, как и всё в природе. Показателем целесообразности происходящего с человеком служат аффекты: положительные аффекты связаны с самосохранением, поскольку в них проявляется сила стремления души к нему. А в отрицательных аффектах наблюдается слабость движения души к самосохранению. Впоследствии подобную позицию в отношении аффектов будет занимать Спиноза, который построит на этих основаниях подробную концепцию организации мотивационной и эмоциональной сферы человека.

Телезио стал одним из учёных, повлиявших на развитие эмпирической философии Нового времени, но не только в области познания природы человека, но и мира в целом. Его идея об отмежевании науки о природе от философии и теологии подготовила выделение физики в самостоятельную область научного знания. [4]

Анатомические рисунки Леонардо да Винчи

Одной из самых знаменитых личностей эпохи Возрождения является Леонардо да Винчи (Leonardo di ser Piero da Vinci, 1452 – 1519), проявивший себя в различных отраслях науки и искусства и, что важно для нашей темы, внёсший некоторый вклад в развитие медицины.

Увлечение анатомией заставляло Леонардо да Винчи препарировать трупы. В своих набросках головы он придерживается средневекового представления о сферических желудочках, передний из которых он называет «камерой здравого смысла», где располагается душа.

Представления Леонардо о строении органов чувств вполне соответствовали сложившимся представлениям той эпохи. Он полагал, что мозг состоит из трёх луковиц с желудочками, которые располагаются по одной линии позади глазных яблок.

Рисунок 1. Не просто рисунок, но и наблюдения и попытка постижения знания.

Работы Леонардо да Винчи на полвека опередили исследования основоположника современной научной анатомии Андреаса Везалия, но остались неизвестными современникам. Дело в том, что после смерти великого гения, все его рукописи объёмом около семи тысяч листов унаследовал его ученик, друг и компаньон Франческо Мельци, который систематизировал только то, что имело отношение к искусству. Остальное различными путями попало в частные коллекции и библиотеки Италии и других стран Западной Европы и долгое время не публиковалось. Со временем разрозненные рукописи Леонардо стали собирать, и во второй половине XVIII века из его записей и рисунков было составлено 13 книг. Одной из самых интересных оказался «Виндзорский кодекс», в котором были собраны все его медицинские исследования. Таким образом, труды Леонардо да Винчи по анатомии получили известность только в XVIII веке (уже после выхода в свет труда Везалия), а изданы были ещё позднее (Турин, 1901).

Так, спустя столетия анатомические рисунки Леонардо да Винчи были возвращены из Франции в Италию, затем оказались в Англии, где их впоследствии начали публиковать в числе других материалов коллекции за?мка Виндзор.

Андреас Везалий

Вплоть до начала XVI века врачи изучали анатомию по трудам Галена, родившегося ещё в 129 году нашей эры. И только 13 столетий спустя, в эпоху Возрождения, появился человек заявивший, что Гален не во всём был прав, хотя это и казалось в то время немыслимым.

Около 1540 года нидерландский потомственный врач Андреас Везалий (Andries van Wesel, 1514—1564) составил список из двухсот ошибок Галена и пришёл к выводу, что тот дополнял све?дения, полученные при лечении гладиаторов более доступными в ту пору результатами анатомирования овец, коз, быков и обезьян, а потом экстраполировал собранные данные на людей.

Некоторые историки обвиняли Везалия в корысти, якобы свой основной труд он написал ради придворной карьеры. Сам же он оставил нам следующую запись: «Я не мог бы сделать ничего более полезного, чем дать новое описание всего человеческого тела, чью анатомию никто не понимал, поскольку Гален, несмотря на все множество его трудов, сообщил об этом крайне мало, и я не знаю, каким ещё образом я мог бы донести результаты своих исследований до моих студентов».

Везалий опубликовал один из основополагающих трудов медицины – «О строении человеческого тела» в возрасте 28 лет, потратив много сил на то, чтобы книга была как можно более совершенной. Её иллюстрации обладают высокими художественными достоинствами и, как считают современные искусствоведы, они были созданы в мастерской Тициана (во всяком случае, первых двух из семи томов). В отличие от современных анатомических а?тласов, тела? в книге не лежат безжизненно. Они позируют, как античные статуи. Некоторые устраивают настоящий стриптиз своей плоти, снимая её слой за слоем и обнажая внутренние органы и кости.

Через несколько недель после выхода в свет трактата «О строении человеческого тела» был издан его великолепный конспект – «Извлечение» («Epitome»). Эта книга, гораздо меньшая по объему, предназначалась для студентов-медиков, которые могли бы пользоваться ею непосредственно у анатомического стола. В «Извлечение» было включено несколько полностраничных рисунков скелетов и мышц из основного труда.

Шестой и седьмой тома посвящены исключительно мозгу. Анатомические открытия Везалия, относящиеся к различным отделам мозга, имели огромное значение. До Везалия структура мозга и его функции оставались практически неизученными. С изданием седьмого тома стали понятны хотя бы некоторые его структурные особенности, с этого времени анатомы уже не могли игнорировать его существование.

К несчастью для Галена (вернее, для его учеников), человеческий мозг устроен несравненно сложнее, чем коровий, и в течение тысячи трёхсот лет медики пытались объяснить работу мозга на основе отчасти ошибочных представлений о его устройстве.

Рисунок 2. Одна из иллюстраций книги «О строении человеческого тела».

Есть такая история о Везалии [5]. Дон Карлос, наследник испанского престола, был хилым, болезненным подростком. Никто не испытывал к нему особой симпатии, поскольку он вдобавок был психопатом. Он якобы родился с зубами и находил удовольствие в том, чтобы кусать до крови соски? своих кормилиц, а в детстве любил жарить животных заживо. В подростковом возрасте он начал домогаться юных девушек.

Однажды вечером в 1562 году инфант побежал вниз по лестнице, чтобы перехватить горничную, за которой он шпионил, и тут кара судьбы настигла его. Он споткнулся, полетел кувырком и расшиб голову у подножия лестницы, где пролежал некоторое время. Испанские врачи не смогли вылечить принца, поэтому отец король Филипп послал за Везалием. Тот обнаружил маленькую, но глубокую красную ранку у основания черепа Карлоса и предложил провести трепанацию, чтобы уменьшить давление.

Испанские лекари, раздражённые вмешательством иностранца, отказались от этой идеи.

Тем временем в Толедо три тысячи испанцев, раздевшись до пояса, хлестали друг друга плетьми, надеясь, что это бичевание спасёт жизнь принцу, а жители Алькалы (города, где боролся со смертью дон Карлос) принесли забальзамированный труп брата Диего, монаха-францисканца, умершего несколько веков назад, к постели лежавшего без сознания принца и уложили рядом с ним.

Такая терапия, естественно, не дала результатов, и Везалию позволили сделать операцию. Карлосу просверлили маленькое отверстие в черепе возле глазницы и удалили гной. Через неделю инфант поправился, но врачи и горожане приписали все заслуги чудотворной мумии, которого впоследствии канонизировали за чудо, сотворённое Везалием.

Этот фарс вызвал у Везалия глубокое отвращение и убедил его покинуть Испанию под предлогом паломничества. По другим све?дениям, за вскрытие трупов, при котором однажды погиб человек, находившийся в летаргии, Везалий был приговорён к смерти испанской инквизицией, но, благодаря заступничеству короля Филиппа II, смертную казнь заменили вышеупомянутым паломничеством. Правда, современные историки считают этот рассказ выдумкой.

«Животные духи» Рене Декарта

Важную роль в последующих исследованиях сыграло выдвижение в 1649 году французским философом и естествоиспытателем Рене Декартом принципа отражательной (рефлекто?рной) деятельности нервной системы. Сам термин «рефлекс» несколько позже начали использовать в своих работах английский учёный Т. Виллизий (1672) и чешский физиолог И. Прохаска (1784), но идея принадлежит именно Декарту.

Рене Декарт (Renе Descartes, 1596—1650) – французский философ, математик, механик, физик и физиолог, более известен нынешнему читателю благодаря своему афоризму «Я мыслю, следовательно, я существую», а также как создатель аналитической геометрии и современной алгебраической символики, автор метода радикального сомнения в философии, механицизма в физике, предтеча рефлексологии.

Рисунок 3. Иллюстрация к размышлениям. Рене Декарт.

Почти до середины XVIII века большинство учёных считало, что причиной сокращения мышц и, вообще, всех движений является душа. Важной заслугой Декарта стало открытие рефлекса. Признавая существование двух независимых субстанций – души и тела, он пришёл к выводу, что тело не нуждается в душе как источнике активности. В его теории тело мыслится как машина, функционирующая по законам механики. Источник движения находится не в душе, а в самом теле, в его конструкции, организации, которая «запускается», как любая машина-автомат, внешним толчком. Таким образом, согласно Декарту, душа наделена собственной активностью, направляющей процессы мышления, познания, а основная функция тела – это движение, которое рассматривается как рефлекс. Собственно, термин рефлекс в работах Декарта отсутствует, но в его описаниях строения и функционирования тела чётко прочитываются основные компоненты рефлекто?рной дуги, в состав которой входит несколько обязательных компонентов, или звеньев, каждое из которых выполняет собственную функцию.

Значительное влияние на создание Декартом его теории рефлекса оказало открытие в 1628 Уильямом Гарвеем (1578—1657) процесса кровообращения. Прохождение нервного импульса Декарт мыслил по аналогии с прохождением крови по сосудам. Он считал, что всё тело пронизано нервами, берущими своё начало в мозге и идущими ко всем частям тела. Нервы он представлял в виде тонких ниточек, окружённых оболочкой, как трубочкой. В этих трубочках помимо ниточек содержатся «животные духи» – наиболее подвижные и лёгкие частицы крови, которые отфильтровываются от других частиц в мозге (тела, «не имеющие никакого другого свойства, кроме того, что они очень малы и движутся очень быстро»). Через поры в мозге животные духи могут перемещаться в нервы, а из них в мышцы, благодаря чему тело способно совершать разнообразные движения. При внешнем воздействии на нервные окончания натяжения нитей открывают клапаны, и животные духи переходят из одной трубочки в другую, направляясь к соответствующей мышце, раздувают её, заставляя сокращаться. Таким образом, прослеживая путь, который проходят животные духи по нервам от рецепторов к мозгу, а затем к мышцам, Декарт фактически дал описание рефлекто?рной дуги.

Движением животных духов Декарт объяснял всё разнообразие действий и поведения человека. Движения животных духов внутри мозга осознаются душой, по его мнению, как ощущения, восприятия и представления. Изменение траектории движения животных духов (следовательно, и вариативность поведения) он объяснял двумя причинами – привычкой, или упражнением, и воздействием души.