Что представляет из себя мысль в головном мозге. Морфология мысли. Часть 3.

Мгновенные изменения в нейронах сопровождающие и обеспечивающие мысль.

Буквально фантастическая молекулярная трансформация охватывает весь объем мозга, все каскады нейронных связей. Обнаружить как морфология мысли реализуется на уровне всех этих связей чрезвычайно сложно.

Сравнительно недавно было замечено, что большинство ментальных событий не ограничено какой-либо небольшой областью или ядром в мозге. Наблюдение за мозгом с помощью очень медленного функционального магнито-резонансного сканирования (fMRI снимки мозга с интервалом в секунду) подталкивали к выводу: каждое ментальное событие в мозге имеет индивидуальную локализацию. Однако, как оказалось после более точных исследований большинство событий случаются во всем мозге сразу, во всей многосложной сети мозга в миллисекунды. В настоящее время их не так просто зафиксировать или измерить.

В эти генетические изменения вовлечены тысячи и возможно миллионы различных факторов, одновременно внося изменения в многочисленные структуры внутри клеток, клеточных сетей и межклеточное пространство.
Ниже представлен в очень упрощенном виде список некоторых наиболее важных изменений, которые происходят в головном мозге мгновенно. Каждое требует немедленного воспроизводства множества специфических белков, которые необходимы для описанных выше процессов, обеспечивающих возникновение мысли в нервных клетках головного мозга.

  • Воспроизводство и размещение на мембранах нервных клеток AMPA-рецептора глутамата (рецептор, который улавливает нейромедиатор, глутаминовую кислоту, из класса возбуждающих аминокислот, и передает быстрые возбуждающие сигналы в синапсах нервной системы. Эти рецепторы обнаружены практически во всех структурах головного мозга. Прим. пер.) Повышение доли АМПА-рецепторов совместно с кальцием вызывает увеличение длительности самого сигнала, то что еще называют длительный потенциал действия.
  • Дендриты меняют свою форму, особенно размеры и количество т.н. головок шипиков, которые образуют синапсы, тем самым повышая способность получать информацию.
  • Концентрация из более чем 1000 крупных протеиновых комплексов (различных по составу, в разных местах головного мозга и разных типов нейронов) повышает постсинаптическую плотность, видоизменяя эти мельчайшие отростки (головки шипиков) на дендритах.
  • Трансформация молекул, которые выступают из мембран наружу, в просвет синапса. Нейролигины (постсинаптический белок) как бы «пожимают руку» Нейрексинам (белок на пресинаптической поверхности).
  • Всплеск концентрации ионов кальция (Ca) дает толчок синтезу «белков памяти» нового типа.
  • Передающий (пресинаптический) нейрон изменяет нейромедиаторы (химические вещества, передающие сигнал через синаптическую щель на другой нейрон. Прим. пер.), получающий сигнал нейрон (постсинаптический) согласованно трансформирует рецепторы на постсинаптической мембране.
  • По пути от мембраны нервной клетки к ее ядру в каскады сигналов тоже вносятся изменения.
  • Также вносятся изменения в ионные каналы аксона (отросток нейрона, который передает сигнал на другой нейрон. Прим. пер.), видоизменяется передаваемый дальше электрический сигнал.
  • Баланс изменений между ингибированием (подавлением) и стимуляцией.
  • Видоизменение новых микро-РНК (короткие цепочки РНК не принимающие непосредственного участия в кодировании и синтезе белка, но способные вносить изменения в экспрессию генов. Обнаружены в т.ч. у некоторых вирусов. Прим. пер.).
  • Видоизменения т.н. «вставочных» нейронов. (промежуточные нейроны посредники в передаче сигналов между клетками нервной сети. Прим. пер.)
  • Митохондрии в дендритах (дендриты — это отростки нейрона, которые принимают сигнал, митохондрии — энергетические центры клетки — на видео располагаются вдоль элементов клеточного скелета. Прим. пер.) изменяют силу сигнала.
  • Концентрация внимания изменяет структуру синапса.
  • Множественные изменения в восходящих волокнах мозжечка.
  • НМДА рецепторы (рецептор к нейромедиатору — глутамату, видоизменение и перестройка которого играет ключевую роль в синаптической пластичности. Прим. пер.) замещают свои структурные субъединицы.
  • Видоизменение транспортных белков.
  • Белки цитоскелета актин и микротрубочки осуществляют множественную, структурную трансформацию (собираются в одних местах и распадаются в других).
  • Экзосомы (выделяемые клеткой особые микропузырьки, диаметром 30-100 нанометров, содержащие активные биохимические вещества и осуществляющие межклеточную коммуникацию. Прим. Пер.) передают информацию от астроцитов (клетки, окружающие сами нейроны, но не участвующие в передачи нервного сигнала. Прим. пер.) нейронам, включая различные белки и кусочки ДНК.

Многоуровневый пусковой механизм от молекул к обществу

Каким-то образом ментальное событие (мысль) мгновенно запускает чрезвычайно сложный комплекс клеточной активности на всех упомянутых выше генетических и биохимических уровнях, во всех механизмах внутримозгового взаимодействия в различных областях головного мозга одновременно в какие-то миллисекунды, за это время меняется морфологическая структура мозга.
Побуждения и стимулы к ментальному событию приходят из источников широкого спектра — сенсорная стимуляция со стороны окружающей среды, чтение, наблюдение, взаимодействие с другими людьми и различными культурами. Эти стимулы являются совершенно разными по своим качествам, и они охватывают 12 условных порядков. Каждый различный тип ментального события оказывает различное воздействие с различным результатом на все эти уровни.
Фактически невозможно разделить эти уровни между собой в человеческом существовании. События квантового уровня и большое число соединений внутри различных зон головного мозга вовлечены в формирование ментального события. Квантовые эффекты обнаружены в живых организмах: кальциевая сигнальная система в мозге, химические реакции внутри клетки, навигация у птиц, эффективный механизм фотосинтеза. Похоже на то, что молекулы, формирующие клеточный скелет, такие как актин, миозин и микротрубочки функционируют подобно обладающему собственным разумом конструктору ЛЕГО (почти трансформеры, обладающие интеллектом…). Структуры цитоскелета, представляющие собой чрезвычайно сложные молекулы, становятся как бы языком ментального события в клетке. Насколько реально это имеет отношение к квантовым событиям внутри клеточных органелл и структур цитоскелета еще предстоит раскрыть. Как эти изменения могут вызываться просто мыслью, остается совершенно неизвестным.

Микротрубочки внутри нейрона

Микротрубочки с прикрепленными к ним транспортными белками внутри аксона нервной клетки. Аксональный транспорт.

Автор тут деликатно касается считающейся маргинальной в научной среде темы «квантовой природы сознания». Роджер Пенроуз, который написал об этом книгу, в чем-то разочаровался, отрицая саму возможность математического познания мысли и сознания. По прошествии ряда лет он признался, что как математик не имел полного представления о морфологии и природе микробиологических процессов внутри нервных клеток мозга, поэтому сегодня, на основании новых открытий, вероятно, пересмотрел бы ряд своих выводов. Особенно после знакомства и совместной работы с нейробиологом из Аризонского университета Hameroff S. Большая пропасть между законами квантовой механики и пониманием биологической природы мысли наверно стала меньше. Все таки речь идет о движении масс (молекулярные структуры, обладающие известными свойствами и предсказуемым поведением). Большой масштаб для квантовых экспериментов, но очень маленький для биологии. В какой-то глубокий момент попытка «вычислить» полностью все изменения порождаемые мыслью во множестве структур рассыпается.

Существование каждой мысли в мозге включает в себя гигантское число порядков за одно мгновение. В этом множестве уровней нет другого пути, кроме как попытаться составить условный список из 12 порядков, 12 уровней, которые вместе каждый раз обеспечивают мысль, формируя отдельное ментальное событие.

  • Квантовые эффекты
  • Молекулы, малые и большие
  • Клеточные транспортные белки, «моторы»
  • Структуры цитоскелета
  • Органеллы
  • Нейроны и глиальные клетки
  • Сеть нейронов с глиальными клетками
  • Мозговые ядра (концентраторы)
  • Зоны мозга
  • Собственно весь мозг
  • Взаимодействие с Другими
  • Наука, Общество и Культура

Жизнь мысли в мозге.

Несмотря на гигантские усилия почти полумиллиона нейробиологов всего мира в течении многих лет все еще нет ясности или какой-либо убедительной теории существования сознания и субъективного опыта в головном мозге. Так и не обнаружены зоны мозга отвечающие и представляющие субъективный опыт.
Число одновременно и подробно изученных фактов делает очень трудно достижимой задачу даже построения теории того, как все это может случаться за один раз в мгновение мысли. В качестве одного примера чрезвычайности масштаба включаемых событий, может послужить факт того, что каждую секунду в последний месяц беременности у плода возникает 250.000(!) новых нейронов, они распределяются в различные зоны мозга и тут же интегрируются в сети.
Нет возможности объяснить эти грандиозные в масштабах биологии эффекты мыслей никакой из существующих молекулярных теорий, теорией нейронных сетей, или теорией специфических зон мозга. Квантовую теорию все еще нельзя считать адекватной в этом плане, хотя некоторые данные вселяют надежду. (Еще одна отсылка автора к квантовой теории мысли.) Другая теория кальциевых волн, имея в процессе много важных аргументов, также все еще не убедительна.
Где тот общий вектор для всех перечисленных выше 12 факторов? Каким-то образом мысль, как нам известно, учитывает и взаимодействует с каждым за раз. Как именно ментальное событие запускает такой неисчислимо сложный порядок событий, все еще предстоит раскрыть. Конечно подразумевая, что новая теория природы сознания даст намного лучший способ понять феномен мысли, чем представления, существующие на сегодня.

Источник