Оқулықтар 100 жыл бойы ми нейрондарын қате бейнелеп келді

Ғасырлық қателік: оқулықтар нейрондар туралы бізге қалай қате түсінік берді

Елестетіңіз: сіз жүз жыл бойы қала картасын зерттеп келесіз де, кенет ондағы көшелердің жартысы қате сызылғанын білесіз. Нейробиологияда шамамен осындай жағдай болды. Ғалымдар аксондардың — нейрондар сигналдарды бүкіл миға жеткізетін ұзын «сымдардың» — жүз жылдан астам уақыт бойы оқулықтарда көрсетілгендей емес екенін анықтады. Бұл жаңалық мидың қалай ойлайтынын, қалай үйренетінін және интеллектті қалай қалыптастыратынын түсінуімізді қайта жазуы мүмкін.

Аксон деген не және бұл неге маңызды

Аксон — электрлік импульс жасуша денесінен басқа нейрондарға қарай өтетін нейронның ұзын өсіндісі. Ми дәл аксондар арқылы бәрін жеткізеді: саусақты қимылдату бұйрығынан бастап өмірдің мәні туралы күрделі ойға дейін. Нейробиология мен медицина оқулықтарында аксондар дәстүрлі түрде мінсіз тегіс цилиндр пішінді түтіктер ретінде — біркелкі, біртұтас, электр кабеліне ұқсас етіп бейнеленді.

Бірақ жаңа зерттеу шындықтың әлдеқайда қызық екенін көрсетті. Өте жоғары ажыратымдылықтағы заманауи бейнелеу әдістерінің көмегімен ғалымдар аксондардың беті шын мәнінде тегіс емес екенін анықтады: ол кезең-кезеңімен қайталанатын шығыңқылар мен ойыстардан тұрады, олар өзіндік бедерлі өрнек түзеді. Бұл құрылым кездейсоқ емес және өлшеу артефактісі де емес: ол тұрақты түрде қайталанады және, сірә, маңызды функционалдық рөл атқарады.

Неге біз сонша уақыт қателестік?

Бұл біреудің салғырттығы не ұқыпсыздығы туралы мәселе емес. Мәселе — құралдарда. ХХ ғасыр бойы нейробиологтар қолданған классикалық жарық микроскопиясының мұндай нәзік бөлшектерді көруге ажыратымдылығы жеткіліксіз болды. Кейінірек қуаттырақ электрондық микроскоптар пайда болғанда, зерттеушілер негізінен бекітілген, яғни химиялық өңделген тін үлгілерін зерттеді, ал бұл жасуша құрылымын бұрмалауы мүмкін еді. Тек заманауи әдістердің — атап айтқанда, криоэлектрондық томография мен аса жоғары ажыратымдылықтағы флуоресценттік микроскопияның — пайда болуымен ғана тірі нейрон тінін барлық бөлшегімен көру мүмкін болды.

Оқулықтардағы жүз жылдық иллюстрациялар, жүздеген мың оқытылған дәрігер мен ғалым — осы уақыттың бәрінде жүйке жүйесінің негізгі элементі қате салынған болып шықты. Бұл үрейге себеп емес, бірақ қайта ойлануға елеулі негіз.

Интеллектті түсінуде не өзгереді?

Ақыл-ой қабілеттерінің табиғатына қызығатындар үшін ең қызық жері осы. Егер аксондар тегіс бетке емес, күрделі бедерлі пішінге ие болса, бұл бірнеше негізгі нәрсеге әсер етеді:

Сигналдың берілу жылдамдығы. Аксонның пішіні электрлік импульстің қаншалықты жылдам әрі тиімді таралатынына әсер етеді. Бедерлі құрылым нейрондардың бұрынғы модельдер болжағаннан өзгеше — бәлкім, икемдірек — жұмыс істейтінін білдіруі мүмкін.
Мидың энергетикалық тиімділігі. Ми дене салмағының шамамен 2%-ын ғана құраса да, ағза энергиясының шамамен 20%-ын тұтынады. Егер аксондардың нақты құрылымы болжанғаннан өзгеше болса, онда сигнал беруге кететін энергия шығыны туралы есептер де қате болуы мүмкін.
Нейропластикалылық. Оқу процесінде ми өз байланыстарын қайта құратын тетіктер аксондардың құрылымымен тікелей байланысты. Жаңа деректер білім мен дағдыны қалай меңгеретінімізді түсінудің күтпеген жолдарын ашуы мүмкін.
Нейродегенеративті аурулар. Альцгеймер, Паркинсон, шашыранды склероз сияқты көптеген аурулар аксондардың зақымдануымен байланысты. Егер біз олардың құрылымын қате елестетсек, онда ауру модельдеріміз де қайта қарауды қажет етуі мүмкін.

Ғылым — догма емес, тірі процесс

Бұл жаңалық бізге маңызды бір нәрсені еске салады: ғылым — дайын жауаптар тізімі емес, білімді үздіксіз нақтылау процесі. Айқын және әлдеқашан дәлелденген болып көрінген нәрсе, өз дәуірінің мүмкіндіктерімен шектелген, ақиқатқа тек жуықтау ғана болып шығуы мүмкін. Бұл ғылымның әлсіздігі емес — бұл оның күші.

Интеллект пен мидың жұмысына қызығатын адамдар үшін бұл жаңалық әсіресе айқын: ақыл жұмыс істейтін «аппараттық негіз» туралы ең базалық түсініктеріміздің өзі әлі толық емес. Бақылаудың әрбір жаңа құралы күрделіліктің жаңа қабатын ашады.

Практикалық қорытындылар

Нейроғылымды догмамен емес, қызығушылықпен қадағалаңыз. Тіпті оқу ақиқаттарының өзі қайта қаралады — бұл қалыпты құбылыс және сау ғылымның белгісі.
«Қызық» симптомдарды елемеңіз. Егер нейрондар туралы негізгі модельдеріміз нақтыланып жатса, неврологиялық ауруларды диагностикалау мен емдеу де күткеннен жылдамырақ дамуы мүмкін.
Аксондардың саулығын қолдаңыз. Олардың нақты пішіні қандай болса да, бір нәрсе анық: аксондарға созылмалы қабыну, ұйқы тапшылығы, алкоголь және омега-3 май қышқылдарының жетіспеуі зиян келтіреді. Бұл факторлар әлі де өзекті.
Сыни ойлауды дамытыңыз. Тіпті орныққан білімнің өзіне күмәнмен қарай білу — жоғары интеллекттің басты белгілерінің бірі. Бұл оқиға соның неге маңызды екенін тамаша көрсетеді.

Ми бізді әр қадам сайын таңғалдырып келеді. Сірә, біз оны шын мәнінде енді ғана көре бастадық.