Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе - Александр Иванович Волошин

работает примерно так

Рассмотрим, вариант того, как это может работать на примере схематического рисунка нейрона.

R1-Rn – это дендритные входы. Информация с рецепторов проходит через входы-дендриты, через тело нейрона на выход-аксон. Задача нервной системы донести информацию от рецептора до мозга. В простейшей схеме, изображённой на рис.45 это возможно только при условии, что сигналы индивидуально различимы. То есть выходной сигнал несёт в себе информацию о конкретном рецепторе, с которого пришёл нервный импульс.

Рисунок 65. Модель нейрона

А теперь немного усложним задачу. Предположим, что нервные импульсы с выходов двух нейронов передаются на третий, суммирующий. В нашем примере нервный импульс на выходе схемы должен содержать информацию не только о рецепторе (дендрите), с которого он поступил, но и обо всех нейронах, через которые он предавался. Можно предположить, что каждый нейрон, участвующий в передаче импульса, привносит в него свою информационную составляющую.

Рисунок 66. Модель системы нейронов

Тогда все нервные импульсы неповторимы как штрихкоды на товарах в супермаркете, как отпечатки пальцев. Они уникальны и несут в себе информацию и о факте раздражения конкретного рецептора, и о пройдённом маршруте.

Это самая примитивная гипотетическая схема, и, скорее всего, всё работает как-то иначе. Но это пример того как может повлиять возможность индивидуализации нервных сигналов на наше представление о работе нервной системы. (Вообще-то, такая схема кодирования имеет нечто общее с технологией блокчейн.)

Предположим, что в соме нервной клетки происходит логическая обработка (суперпозиция) поступивших на её входы-дендриты нейросигналов некоторой пусть пока неизвестной нам природы, и что такой сигнал движется по аксону с некоторой небольшой скоростью, и ведёт себя и как частица, и как волна. И несёт в себе неразрушаемую в процессе передачи информацию. И кто бы это мог быть? Конечно, солитон.

Именно солитоны, будучи волнами, в некоторых случаях ведут себя как частицы – сталкиваются, отражаются, а при прохождении друг сквозь друга не смешиваются. Осталось определиться с физической природой солитонов…

И напоследок. Риторический вопрос, что является причиной болезни, патология о́ргана или патология управляющего о́рганом сигнала? Теоретически возможно и то, и другое, причём в равной степени вероятности. Так что же лечит современная терапия? Ответ – патологию органов.

Но, может быть, плацебо и гомеопатия, над которой вежливо посмеиваются «настоящие» доктора, не такая уж и глупость, основанная на самовнушении пациента, а как раз и есть пример лечения путём корректировки системы управления.

Что если возможно лечение путём имитации правильного управляющего сигнала или, вообще, путём перезапуска отдельных систем управления (как в случае с дефибриллятором)?

К примеру, если стимулировать работу сердца не электрическими импульсами по принципу «лягушачьей лапки», а свойственным ему от природы управляющим сигналом. Может, тогда и операция по вживлению имплантата не нужна, достаточно приложить генератор к любой части тела или к любому нейрону и сигнал сам найдёт свою цель.

И вот уже на руке у больного пациента появляется прибор похожий на браслет или часы. И этот прибор регулярно посылает команду в нервную систему. Какую? Каждому свою. Это будет электроцевтика, которая лечит.

PS. К моменту издания книги опубликован Указ Президента Российской Федерации от 10.10.2019 №490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации»

Обращение к читателю

Дорогой читатель, спасибо Вам, если Вы дочитали книгу до этой главы! И приветствую тех, кто ещё не решился на сей умственный подвиг, кто листает её с конца!

Несколько лет назад, когда я занимался проектом, связанным с акустикой и гидродинамикой, жизненные обстоятельства заставили меня переключить своё внимание на проблемы заболеваний нервной системы, обусловленных нарушением функционирования и гибелью нейронов, точнее, с демиелинизацией аксонов в нервной системе. Болезнь эта пока неизлечима. Сразу оговорюсь, я не нашёл волшебного способа лечения. Но, начав изучение предмета от современных представлений о работе нервной системы я, как следователь из детективного романа расследовал историческую цепь открытий, приведших нас к тому, что мы в итоге имеем.

Прежде, как и у большинства наших граждан, мои знания о работе нервной системы ограничивались школьной программой и горячими новостями в СМИ. То, что я узнал в результате погружения в тему, повергло меня в уныние. Мало того, что наши представления о нервных клетках крайне скудны. При существующей динамике открытий, у нас мало шансов реально продвинуться в этой области в ближайшие годы и даже десятилетия.

Написана книга в форме познавательных рассказов, имеющих целью скорее развлечь читателя, чем учить, и одновременно сообщает ему много интересного и правдивого из области нейронаук. Всякий раз, когда мне подворачивался случай, я переключался на описание каких-либо занимательных фактов, так или иначе, связанных с темой.

В первой части книги вы найдёте серию увлекательных историй, приведших нас к современному представлению о нервной системе и нервном импульсе. В этой части вы узнаете откуда в нервной системе электричество, о взаимодействии нейронов, о нейронных сетях, об искусственном интеллекте, о нынешнем состоянии и перспективах нейронных технологий. Также мы зададимся вопросом, почему так медленно развиваются исследования и технологии в области нейронаук.

Только в конце второй части мы порассуждаем об альтернативных версиях объяснения распространения нервных импульсов.

Интеллектуальная карта книги не может быть напечатана по причине своего большого размера, но найти её можно на сайте книги http://neyroton.ru.

Все авторские доходы от продажи этой книги будут использованы для поддержки исследований нервной системы, особенно молодых амбициозных учёных. А всем, кто пришлёт мне через сайт или по почте фотографию любой страницы зачётной книжки медицинского или другого вуза, подтверждающую отношение к нейронаукам, обещаю бесплатно выслать электронную книгу.

Сведения, опубликованные в книге предназначены для информирования и развлечения, и содержат некоторую долю критической оценки.

Я призываю читателей, которые найдут фактические ошибки или у которых есть альтернативные интеллектуальные оценки и мнения, связаться со мной ([email protected]).

Я также приветствую конструктивные и дружеские комментарии, предложения и диалоги.

С уважением, автор книги НЕЙРОТОН,

Александр Волошин. 26.11.2019.

Список литературы

[1] Ф. Д. Джордж, «Золотая ветвь»..

[2] У. Пенфилд, Мозг. Тайны разума: пер. с англ., Москва: АСТ, 2017.

[3] Эмесский Немесий, перевод с греческого Ф. С. Владимирского, О природе человека, Москва: Учебно-информационный экуменический центр ап. Павла.

[4] Ред. коллегия: В. В. Соколов и др., Антология мировой философии. (в 4 томах), Москва: Мысль, 1970.

[5] Т., Марцинковская, История психологии.

[6] С. Кин, Дуэль нейрохирургов. Как открывали тайны мозга и почему смерть одного короля смогла перевернуть науку (пер. с англ.), Москва: Эксмо, 2015.

[7] Беркинблит М. Б., Глаголева Е. Г, Электричество в живых организмах, 1988.

[8] Э. Кандель, В поисках памяти: Возникновение новой науки о человеческой психике, Москва: Издательство Аст, 2006.

[9] Питер Милнер, Физиологическая психология. II., Москва: Мир, 1973.

[10] О.Е.Игнацкая, Истории психологии.

[11] А.Н., Ждан, История психологии от античности до наших дней, Москва: Академический Проект, 1990.

[12] В., Данилевский, Физиология человека, Москва, 1915.

[13] Е. И. Николаева, Психофизиология. Психологическая физиология с основами физиологической психологии. Учебник, 2008: ПЕР СЭ, Москва.

[14] «Электробиология,» [В Интернете]. Available: http://stud24.ru/modern-science/jelektrobiologiya/431212-1555987-page4.html.

[15] Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ, «Нормальная физиология,» [В Интернете]. Available: https://studfiles.net/preview/6371563/.

[16] Adrian, E. D., The Physical Background of Perception. Clarendon. Oxford, England.), Oxford: Clarendon, 1946.

[17] Шира Сарди и Рони Варди, «Новые типы экспериментов показывают, что нейрон функционирует как несколько независимых пороговых единиц.,» 21 декабря 2017. [В Интернете]. Available: https://www.nature.com/articles/s41598-017-18363-1.

[18] «Гематоэнцефалический барьер безопасность метаболизма,» [В Интернете]. Available: https://neurologydo.ru/gematoencefalicheskij-barer-bezopasnost-metabolizma.html.

[19] Т. С. Сорокина, История медицины, 2008: Академия, Москва.

[20] Чарльз Г. Гросс, Дыра в голове: ещё рассказы в истории нейробиологии.

[21] А. И. Нельсон, Электросудорожная терапия в психиатрии, наркологии и неврологии, Лаборатория знаний, 2020.

[22] Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер, Мозг, разум и поведение.

[23] С. Касацкая, «Нейромолекулы: дофамин,» [В Интернете]. Available: http://neuronovosti.ru/dopamine/. [Дата обращения: 2019].

[24] «E. A. SPIEGEL, H. T. WYCIS, M. MARKS, A. J. LEE. (1947). Stereotaxic Apparatus for Operations on the