Парадоксы мозга - Борис Сергеев

Французский ученый Пьер Белон (1517–1564) был зоологом. Он написал прекрасные книги, посвященные птицам и рыбам, где наряду с описанием внешнего облика, образа жизни и повадок дал немало сравнительно-анатомических сведений. Ученый рассказал о всех известных ему животных, а о неизвестных очень неохотно написал с чужих слов. Работы, вышедшие до него, пестрели россказнями о встречах с разными фантастическими существами. Белон, безусловно, знал все зоологические басни и небылицы, но они на страницах его работ отсутствуют, а если некоторые диковинки вроде морского монаха и упоминались, то о возможности их существования он отзывался явно скептически. Точно так же он относился к различным чудовищам и фантастическим существам из «священного писания» и «житий святых». Естественно, что церковь да и светские власти испугались подобной ереси, и Белон оказался в тюрьме, откуда вышел лишь благодаря тому, что один из его почитателей внес за ученого приличный выкуп. Однако через несколько лет он был убит прямо на улице. Кто был его убийцей и в чем перед ним провинился Белон, мы не знаем. Не исключено, что это был наемный убийца, чей труд оплатили те, кто преследовал свободомыслие ученого.

Гибелью самых выдающихся анатомов средневековья не исчерпывается кровавая дань минотавру богословия. Были и другие жертвы. Наемные убийцы тяжело ранили Паоло Сарпи, «неистового монаха», политика, врача и анатома, впервые описавшего венозные клапаны, и лишь счастливая случайность спасла ему жизнь. Стремление к познанию истины обрекло на скитания выдающегося немецкого химика, врача и философа Парацельза Бомбаста, рискнувшего публично предать огню сочинения великого Галена. Почти всю жизнь бродил он по дорогам Европы, спасаясь от преследований инквизиции.

Жертвы невежеству и фанатизму не пропали даром. Они доказали, что развитие науки немыслимо без непосредственного наблюдения и эксперимента, и положили конец слепому догматизму в вопросах медицины, анатомии и физиологии.

Экспериментальный подход к изучению анатомии и физиологии окончательно закрепили работы Уильяма Гарвея (1578–1657), первого английского физиолога, открывшего кровообращение. Перевязывая кровеносные сосуды на живом животном, он доказал, что по артериям кровь разносится по всему телу, а по венам возвращается обратно в сердце. Это не противоречило твердо установившемуся мнению, что выносимая в мышцы и другие органы артериальная кровь полностью расходуется там на их жизнедеятельность, а по венам в сердце поступает кровь, вновь созданная печенью. При тогдашней экспериментальной технике проверить достоверность существовавшего предположения не представлялось возможным. Гарвей нашел косвенное, но весьма убедительное доказательство. Он произвел несложный расчет, показав, что если сердце при каждом сокращении выталкивает даже весьма незначительное количество крови (точными данными Гарвей не располагал), то за час, а тем более за сутки, суммарное количество прошедшей через сердце крови достигнет внушительной величины. Гарвей жил задолго до открытия закона о сохранении веществ и энергии, но интуитивно его предвосхитил, заявив, что для производства подобного количества крови явно недостаточно потребляемой человеком пищи.

Гарвей стал основоположником сравнительной физиологии. Хотя целью его исследования являлось изучение кровообращения у млекопитающих, он производил эксперименты на 60 видах животных, на мухах, осах, улитках, раках, рыбах, лягушках, ящерицах, птицах, в том числе на четырехдневном курином эмбрионе.

Ученые эпохи Возрождения сумели взглянуть правде в глаза и отказаться от многих догм, укоренившихся со времен Гиппократа, Аристотеля и Галена, но это совершенно не коснулось самого сложного и важного органа человеческого тела – мозга. Так, Андрей Везалий, обнаруживший в анатомии Галена огромное количество ошибок, принял в основных чертах его трактовку происхождения человеческой психики. Он тоже говорит о жизненном духе, находящемся в желудочках мозга, который, смешиваясь с воздухом, превращается в «животный дух» – душу. До органов чувств «животный дух» добирается по нервам, выходящим непосредственно из головного мозга, а до мышц – по нервам, выходящим из спинного мозга. Как видим, полтора десятка веков не внесли ничего нового в представления о высших психических функциях мозга.

Статус творца

Наука о человеке постепенно, хотя и медленно, развивалась. Лишь учение о мозге не могло похвастаться успехами. И это понятно. Функции мозга намного сложнее, чем функции других органов нашего тела. Деятельность мышц, сердца, некоторых желез, даже желудка и кишечника сразу бросается в глаза, а деятельность мозга непосредственно ничем себя не обнаруживает. Неудивительно, что представления Галена и Везалия о механизмах работы мозга, или, вернее, «души», оказались настолько живучи, что сохранились без больших изменений практически до начала XVIII века.

Более материалистически эти явления понимал французский философ и естествоиспытатель Рене Декарт (1596–1650). Он предложил разработанную им «физиологию анимального (жизненного) духа». Декарт писал, что «животные духи, похожие на весьма тонкую жидкость, или, скорее, на очень чистое и подвижное пламя, все время возникают в сердце и поднимаются в мозг, как в резервуар особого рода. Отсюда они вступают в нервы и распределяются по мышцам, обуславливая их сокращение или расслабление».

Некоторых ученых эти объяснения не удовлетворяли. Они хотели знать, каким же образом «животный дух», добравшись до мышцы, заставляет ее сокращаться. Решить эту загадку пытались многие выдающиеся умы, в том числе и Ньютон. Он высказал предположение, что в основе мышечного сокращения лежит распространение по нерву упругой волны. Однако самые тщательные наблюдения не обнаружили ничего похожего.

Когда перед наукой возникает неразрешимая загадка, к ее решению в первую очередь пытаются привлечь наиболее разработанные человеком области знаний. Казалось, что в данном случае ответ на мучивший физиологов вопрос могла дать гидродинамика. Недавно появившийся в лабораториях микроскоп был еще далек от совершенства и не позволял окончательно решить вопрос, является ли нерв сплошным или представляет собою скопление тончайших трубок. Авторитет древних ученых свидетельствовал в пользу трубок, и следовательно привлечение гидродинамики было вполне оправданно. Использование ее принципов, казалось, прекрасно объясняло весь круг событий, разыгрывающихся при нервном возбуждении. Согласно этой концепции, чтобы произвести движение, из мозга по полой нервной трубке накачивалась жидкость. Она поступала в мышцу, наполняя ее, делая упругой, раздувала мышцу, при этом длина ее уменьшалась, что и вызывало движение конечности.

Все тот же примитивный микроскоп, отсутствие четких представлений о том, как им пользоваться при изучении тканей организма, и постоянные опасения разойтись в мнениях с древними авторами не позволили ученым XVIII века отказаться от представлений о мозге как о железе, вырабатывающей особый «драгоценный флюид», или «нервный сок».

Теория «нервного флюида» вполне могла удовлетворить даже самого взыскательного ученого той эпохи. У нее был один недостаток – ее не удалось подтвердить экспериментально. Ученые самых различных направлений верили в существование флюидов: теплового, электрического, светового. Оно не вызывало ни у кого сомнений. Органы чувств человека прекрасно воспринимали эти флюиды, но «нервный» оказался столь «тонок», что его нельзя было просто ощутить или обнаружить иным способом.

Пролить свет на сущность «нервного флюида» удалось итальянскому ученому, профессору анатомии, акушерства и гинекологии в Болонье Луиджи Гальвани (1737–1798). Он открыл животное электричество, то есть обнаружил электрические явления в живых тканях, в первую очередь в нервах, а значит, определил природу «нервного флюида».

Об опытах Гальвани рассказывают множество легенд и небылиц. По одной из версий, «виновницей» его открытий была жена. Толчком к открытию послужил ее визит в мясную лавку. Итальянцы слывут завзятыми гурманами. От соловьиных язычков до лягушачьих окорочков – все приемлет итальянская кухня, лишь бы на ее утонченный вкус это казалось достойным употребления, а потому ассортимент товаров мясной лавки может быть необыкновенно широк.

Легенда гласит, что, выбирая у мясника деликатесный продукт, синьора Гальвани с ужасом увидела, как лягушачьи окорочка ни с того ни с сего дергались как живые. Естественно, она подумала, что дело тут не обошлось без нечистой силы. Ее супруг не верил ни в какую чертовщину. Он был осведомлен о том, что разряд лейденской банки, то есть электричество, способен вызывать сокращение мышц. Гальвани решил, что в лавке мясника атмосферное электричество заставляло лапки лягушек дергаться, и, чтобы успокоить жену, решил вместе с ней провести в ближайшую грозу соответствующий опыт.