Неожиданный парадокс
Процесс эволюции животных нашей планеты скрыт от нас сотнями миллионов лет. О многих его деталях мы, видимо, никогда не узнаем. Особенно о самых ранних этапах, следов от которых практически не сохранилось. Однако обитающие до настоящего времени на Земле примитивные существа, прямые потомки первых живых организмов, позволяют в самых общих чертах представить, как протекала эволюция нервной системы, ее основные этапы.
С момента возникновения центральной нервной системы и у беспозвоночных, и у позвоночных животных все ее части состоят из симметрично расположенных парных образований.
У высших беспозвоночных она представляет собою две параллельно идущие цепочки нервных ганглиев. Обычно первые две пары, надглоточный и подглоточный ганглии, бывают самыми крупными, и часто каждая пара сливается в единое образование, да и остальные обычно соприкасаются, образуя единый нервный узелок. Последовательная цепочка из парных нервных ганглиев соединена нервными коннективами, которые на отдельных участках могут сохранять самостоятельность, и тогда нервная система становится похожа на лестницу, а в других сближены, образуя общий нервный тяж, однако на поперечном срезе четко видно, что это парное образование.
Центральная нервная система позвоночных более компактна, чем у беспозвоночных, но поперечный срез, сделанный на любом уровне, подтвердит строгую симметрию ее внутреннего устройства. А у высших позвоночных два образования, мозжечок и конечный (передний) мозг, который в дальнейшем нас преимущественно и будет интересовать, состоят из четко разграниченных парных полушарий. Как и остальные отделы центральной нервной системы, они и по внешнему виду, и по внутреннему устройству, в том числе и по характеру связей с остальными отделами мозга, сохраняют двустороннюю симметрию.
Полушария конечного мозга, носящие название больших полушарий, являются средоточием высших психических функций, главным командным центром нервной системы. Недаром они имеют связи со всеми частями головного и спинного мозга.
Сюда поступает информация из всех районов тела, от всех органов чувств. Осмыслив ее, полушария отдают приказ о предстоящей работе с точным указанием, какими органами и мышцами он должен выполняться, и направляют его в спинной мозг. Здесь в строгом соответствии с волей больших полушарий разрабатывается план выполнения приказа, составляется детальнейший помиллисекундный график работ всех его участков и даются команды мышцам, обеспечивающие строгую координацию их усилий.
Связи, по которым передается информация и всевозможные команды, как и все в нервной системе, симметричны. Однако в их характере у человека много неожиданного, парадоксального. Первый парадокс: двигательные отделы больших полушарий руководят работой мышц противоположной части тела. Правое полушарие, например, почему-то руководит работой левых конечностей и всех мышц левой половины тела, а левое, наоборот, распоряжается правыми мышцами и правыми конечностями. Такая организация руководства двигательными реакциями возможна лишь потому, что нервные волокна, передающие двигательные команды, попадая в спинной мозг, переходят на его противоположную сторону.
Интересно, что у предков позвоночных животных строение нервной системы было иным. Каждая половина спинного мозга получала распоряжения от обеих половин головного мозга. И до сих пор такое устройство нервной системы сохранилось у большинства животных, причем чем ниже на эволюционной лестнице они находятся, тем более равноценно участие обеих половин головного мозга в организации движений любой группы мышц.
Сходным образом ведут себя нервные волокна, несущие в мозг информацию с периферии тела от органов чувств: глаз, ушей, вестибулярного аппарата, от рецепторов кожи и мышц, только на противоположную сторону мозга переходят не все. Например, у человека и обезьян каждый зрительный нерв посылает одинаковое число нервных волокон в оба мозговых полушария. У остальных млекопитающих информация распределяется менее равномерно. Большая ее часть идет в противоположную половину головного мозга, а у низших позвоночных, скажем у рыб, правый глаз посылает информацию только левой половине мозга, а левый — соответственно — правой. Вот вам второй парадокс: каждое полушарие человеческого мозга командует только одной половиной тела, а информацию в равной мере получает от его обеих половин. Это приводит к усилению принципа единоначалия нервных центров человеческого мозга и обеспечивает им получение всеобъемлющей информации.
Внутренние органы человека, как уже отмечалось, не обладают строгой симметрией. Сердце, желудок, кишечник, печень и селезенка имеются в единственном числе. Казалось бы, центры для управления ими должны были развиться лишь в одной из половин мозга. Ничего подобного не произошло. В руководстве их работой участвуют обе половины мозга.
Кажется чрезвычайно странным, что лишь очень недавно люди поняли, что мозг — орган первостепенной важности. Древние народы относились к нему без особого почтения. Египтяне, бальзамируя умерших, не заботились о целости мозга. Его по частям извлекали через левую ноздрю и выбрасывали, тогда как другие органы сохраняли в специальных сосудах, помещаемых вместе с мумией в саркофаг. Видимо, египтяне не считали, что мозг может им понадобиться в загробном мире.
Внешнее строение мозга, как оно ни удивительно, ничего не говорило о его функциях. Ученые древности даже не догадывались о его назначении. Смешно сказать, но величайший греческий ученый Аристотель считал мозг всего лишь большой железой, предназначенной для охлаждения крови.
Между тем простые наблюдения за ранеными в голову могли бы открыть кое-какие тайны мозга. Действительно, уже великий Гиппократ знал, что при обширных поражениях больших полушарий возникает паралич рук и ног на противоположной стороне тела. Это до некоторой степени отвечало на вопрос о назначении мозга, но не поколебало его мнения о том, что мозг — железа и, как все другие железы человеческого тела, помогает удалять из организма излишнюю влагу.
Лишь другой греческий врач, Герофил, сумел освободиться от бытовавших веками предрассудков и взглянул на мозг глазами медика, не раз наблюдавшего тяжелые последствия черепных ранений. Он понял, что головной мозг — центр всей нервной системы, он руководит произвольными движениями, участвует в восприятии внешнего мира и служит человеку органом мышления.
К сожалению, достижения древних ученых, если они не совпадали со взглядами Аристотеля, чаще всего игнорировались. Прошло два тысячелетия, прежде чем догадки Герофила и его последователя Галена утвердились в умах европейских ученых.
Все сведения о мозге, которые с тех пор постепенно накапливали ученые, недвусмысленно подтверждали скрупулезное дублирование функций правой и левой его половин. Первый удар по прочно устоявшимся представлениям о симметрии функций мозга нанес М. Дакс. Он жил и работал в старинном университетском центре Франции, в городе Монпелье, прославленном многими поколениями анатомов. Университет издавна являлся центром анатомической мысли. Он одним из первых в Европе и первым во Франции еще в 1376 году получил право вскрывать человеческие трупы, дарованное ему Людовиком Анжуйским. Герцогское благодеяние не пропало даром. Оно позволило воспитать в университетских стенах целую плеяду талантливых ученых.
Дакс не посрамил своих предшественников. В 1836 году он выступил с большим докладом о многолетних исследованиях. Работа была выполнена весьма обстоятельно на огромном по тем временам материале, анализе 40 больных. Суть его сообщения сводилась к тому, что потеря речи обычно сопровождается параличами правых конечностей, а следовательно, является результатом поражения левого полушария. Удар Дакса не попал в цель. Его доклад не получил у специалистов широкой известности, так как при жизни автора напечатан не был. Его подготовил для печати сын Дакса и опубликовал лишь 30 лет спустя. Неудивительно, что другому французскому ученому — хирургу и анатому П. Брока — 25 лет спустя пришлось это открытие повторить.
Свою трудовую деятельность Брока начал прозектором. Уже став известным хирургом, ученый продолжал активно интересоваться строением человеческого тела, главным образом мозга. Он даже организовал французское общество антропологов и многие годы исполнял обязанности его секретаря. Пожалуй, клинику свою любил он чуть меньше, чем лабораторию, которой отдавал все свободное время.
Свое открытие Брока сделал случайно. В его клинике лечилось двое больных. Оба поступили к нему из Бисетрской больницы. Первому из них, Леборну, в это время был 51 год. К моменту поступления к Брока у него уже более 10 лет наблюдался паралич правой руки и ноги и 21 год он был лишен речи. Из всех слов родного, французского языка больной сохранил способность с грехом пополам произносить два: «tan» (пора) да «Sacre nom D…» (черт возьми). Он утратил способность писать и совершенно не умел объясняться жестами. Товарищи по Бисетрской больнице питали к нему отвращение и даже называли вором. При смене постельного белья, которое проводилась раз в неделю, у него на правой ноге обнаружили обширное подкожное воспаление, что и послужило поводом для перевода в хирургическую клинику.
Второму больному, по фамилии Лелонг, было 84 года. Он оказался в хирургической клинике из-за перелома бедра. За девять лет до поступления к Брока после припадка с потерей сознания у него исчезла речь. Сохранилась способность произносить лишь пять слов: «oui» (да), «non» (нет), «tois» — искаженное «trois» (три), «toujour» (всегда) и «Lelo» (Лелонг).