Функция как форма

В истории изучения мозга сложились две методологически различные линии. Первая — морфологическая школа, постулировавшая жесткую привязку психических функций к фиксированным анатомическим полям коры. Вторая — физиологическая школа И.П. Павлова, рассматривавшая высшую нервную деятельность как динамический процесс возбуждений и торможений. Сам Павлов ввел понятие динамического стереотипа — слаженной уравновешенной системы внутренних процессов, соответствующей внешней системе условных раздражителей. Эта система не является жесткой: при изменении внешнего стереотипа или функционального состояния организма (утомление, болезнь) происходит перестройка рефлекторных реакций. Рефлекс «плавает», и эта плавающая изменчивость отражает фундаментальное свойство нервной системы — ее зависимость от текущих физико-химических условий внутренней среды.

При этом речь идет не только о высших корковых функциях, но и о низшем регуляторном аппарате внутренних органов. Гипоталамус, стволовые центры и вегетативная нервная система работают в единой петле обратной связи с корой. Гипоталамус участвует в регуляции энергетического баланса, циркадных ритмов, терморегуляции и деятельности вегетативной нервной системы. Вегетативные и эндокринные механизмы адаптации интегрированы в единую систему нейрогуморальной регуляции. Это наглядно демонстрирует явление метеозависимости: при смене атмосферного давления, температуры или влажности меняется тонус сосудов и осмотическое давление плазмы, что через гипоталамические центры модулирует как вегетативные реакции (мочеиспускание), так и эмоциональный фон (раздражительность). Внешняя среда через физико-химические параметры крови напрямую влияет на состояние нейронов и глии, единовременно меняя и низшие вегетативные рефлексы, и высшую нервную деятельность.

Однако существует и обратная связь: ранняя средовая депривация может навсегда задать функциональные петли. Классический пример — синдром Маугли. Дети, выросшие в изоляции от человеческого общества, демонстрируют отсутствие речи, глубокие когнитивные и эмоциональные нарушения, необратимые последствия для психического развития. Это связано с существованием сенситивных периодов — временных окон наибольшей восприимчивости к освоению жизненно важных навыков, прежде всего речи и социализации. Если эти периоды упущены, овладеть навыками становится крайне сложно или невозможно. Нейроны и глия не разрушены, цитоархитектоника сохранена, но функциональные петли между ассоциативными зонами не получили своевременной активации.

Теория системной динамической локализации функций, развитая А.Р. Лурией на основе идей Павлова и Выготского, утверждает, что высшие психические функции являются сложными функциональными системами, мозговая организация которых многослойна и динамична, а не жестко привязана к фиксированным центрам. Пластичность мозга и пластичность когнитивных процессов взаимосвязаны: развитие психических функций в онтогенезе и их восстановление при поражениях мозга зависят от культурно-исторических условий и среды, которая определяет структурные изменения в работе мозга. Однако эта динамичность небезгранична: ранние воздействия могут канализировать пластичность, создавая устойчивые функциональные системы, которые уже невозможно перестроить.

Ключевым элементом этой динамики является физическая природа нейрональных мембран. Липидный бислой обладает текучестью, его вязкость меняется в зависимости от температуры, рН, ионного состава внеклеточной жидкости, системного воспаления или нарушения кровоснабжения. Мембранные липиды, такие как холестерин, фосфоинозитиды и сфинголипиды, непосредственно регулируют синаптические рецепторы и ионные каналы. Это означает, что сама структура мембраны может менять электрические свойства клетки. Изменение текучести мембраны при утомлении или болезни меняет скорость открытия ионных каналов, отчего один и тот же сигнал приводит к разному ответу.

Не менее существенна роль астроцитов. Концепция трипартитного синапса рассматривает астроцитарные отростки как интегральный элемент синапса, способный активно регулировать передачу сигнала. Астроциты охватывают синапсы своими конечными ножками, и глубина их проникновения в синаптическую щель контролирует эффективность глутаматных транспортеров. При этом астроциты способны к быстрой морфологической перестройке, меняя свою геометрию в ответ на активность. Патологические состояния — ишемия, отек, нейровоспаление — вызывают реактивный астроглиоз, при котором астроциты гипертрофируются и меняют геометрию своих отростков, радикально перестраивая синаптический доступ к транспортерам и существенно меняя функциональный профиль региона без потери его морфологической идентичности.

Отсюда следует вывод, который можно сформулировать как принцип функциональной индифферентности морфологии: сама по себе цитоархитектоническая зона не имеет жестко закрепленной функции вне контекста текущих физико-химических условий и предшествующей истории активаций. Один и тот же морфологический аппарат может перестраиваться для обеспечения разных видов деятельности, но только в пределах критических периодов. Липидные мембраны, благодаря своей текучести, и астроцитарные отростки, изменяющие конфигурацию, образуют динамический морфологический базис, который постоянно адаптируется под запрос системы. Однако этот базис не является бесконечно пластичным: ранняя среда может задать жесткие функциональные петли, которые в дальнейшем работают как аттракторы, ограничивающие фазовое пространство возможных состояний. Функция здесь есть актуальная форма организации физико-химических градиентов в пространственно-временной динамике. Анатомическая структура — лишь усредненный снимок этой непрерывной флуктуации, форма, взятая в ее непрерывном становлении.

Литература

1. Павлов И.П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. — М.: Наука, 1973.

2. Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга. — М.: Изд-во МГУ, 1962.

3. Выготский Л.С. Мышление и речь // Собр. соч.: В 6 т. — М.: Педагогика, 1982. — Т. 2.

4. Curtiss S. Genie: A Psycholinguistic Study of a Modern-Day "Wild Child". — New York: Academic Press, 1977.

5. Perea G., Araque A. Tripartite synapses: astrocytes process and control synaptic information // Trends in Neurosciences. — 2009. — Vol. 32(8). — P. 421-431. DOI: 10.1016/j.tins.2009.05.001

6. Zhou Y., Liu X., Zhang J. Membrane lipids in synaptic plasticity and neurological disorders // Molecular Neurobiology. — 2023. — Vol. 60. — P. 112-128.

7. Kolb B., Whishaw I.Q. Fundamentals of Human Neuropsychology. — 8th ed. — Worth Publishers, 2021.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: