Он — супергерой, работающий без выходных. Он невероятно быстр — даже скорость света не поспевает за ним. Бесстрашен, вынослив, исполнителен. И в то же время он — тот, о котором мы редко вспоминаем, в большинстве своем не заботимся и практически не бережем. Конечно, речь идет о головном мозге.

Мозг. Что может быть загадочнее этого органа центральной нервной системы? Одни шутят, что он есть не у всех, другие — что при рождении природа многих им обделила, третьи постоянно пытаются его вынести, хотя следовало бы занести. И все же есть он у всех, причем одинаковый: вес в среднем 1,3 — 1,5 кг, габариты: 20х20х15 см. Состоит из большого числа нейронов — своеобразных химико-электрических машин, объединенных синаптическими связями. И в них формируются сложные электрические импульсы, контролирующие организм. Вот такая мощная подстанция скрыта под волосами или лысиной, и, как считают ученые, ее возможности безграничны.

Немного истории
Идея, что в организме человека спрятано электричество, существовала задолго до издания культового романа Мэри Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей». Первым ученым, доказавшим на практике, что наш организм таит невероятный энергетический потенциал, стал итальянский анатом и физиолог Луиджи Гальвани. Именно он заметил и научно обосновал, как и почему подергиваются от удара током лапки лягушки. Казалось бы, такой простой эксперимент, доказавший сокращение мышц под действием тока, вдохновил многих ученых на более глубокие исследования, и все они сводились к простой истине: работа нервной системы человека сродни с электричеством, поступающим по проводам. Удивительно, но этот вывод был сделан учеными при проведении электроэнцефалограммы головного мозга в конце XIX — начале XX в. Тогда было доказано, что все электричество в нашем организме вырабатывается в результате множества химических процессов, а значит, как и любой процесс его можно создать и им можно управлять.

С изобретением гальванометра и прочих электроизмерительных приборов ученые смогли измерять электрические токи, возникающие в живых тканях. А благодаря электронному микроскопу исследователи открыли для себя новый удивительный мир клеток, существующий по своим строгим правилам. В этом мире были свои гаранты сохранности жизнеспособности клетки — мембраны, свой «производитель» энергии и каналы, которые пропускают импульсы.

И все же все новое — это хорошо забытое старое, ведь о магических свойствах электричества для человеческого организма знали еще в Древнем Риме — там лечили больных электрическими скатами. В истории сохранился случай, когда именно электрическими разрядами Клавдий Гален вылечил спину императора Марка Антония. Сейчас же медицина и электричество — успешный тандем долгой и здоровой жизни человека, таящий безграничные возможности. А открылись они благодаря умению ученых управлять скрытой внутри человека энергией.

Начало начал
Мы почти никогда не задумываемся, как совершаем даже самые элементарные действия, а между тем именно благодаря мозгу мы видим и разговариваем, двигаемся и думаем, ощущаем предметы, слышим звуки и многое другое. Примечательно, что представления о нервных клетках, фундаментальные знания об их строении, электрических и химических процессах, которые в них протекают, подарили человечеству представители водного мира.

Между нейронами сигнал передается в особых структурах, которые называются синапсы. Передача сигнала происходит за счет выделения химических веществ, но пока информация остается внутри нервной клетки, передача идет электрическим путем. Поэтому начинается абсолютно любое наше действие с заряда. Как двигатель машины, которому требуется энергия, так и человеческий организм, а точнее его нервные клетки нуждаются в электрическом импульсе — потенциале действия. И служит им изменение заряда внутри нервной клетки. Принимают импульсы от других нейронов отростки — дендриты, которые передают полученную энергию телу нейрона. Посредством своеобразного двоичного кода ток подается через мембрану нервной клетки по аксонам и «шлюзам» — ионным каналам — к другим клеткам. По сути, так передаются все наши мысли, чувства, эмоции, движения и пр.

Так как же создается заряд? Все просто: нервные клетки — это своего рода генераторы, хранящие заряд примерно 70 мВ или 0,07 В. Такой сгусток энергии в науке называют потенциалом покоя и связан он с накоплением ионов калия. Образуется потенциал покоя в результате разности электрических потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны, когда клетка находится в состоянии физиологического покоя.

Разумеется, сравнивать процессы создания заряда в проводах и нейронах нельзя, хотя бы потому, что при создании электрического тока используется преимущественно движение отрицательных электронов, а все процессы живого организма зависят от движения ионов — заряженных частиц, прежде всего ионов натрия, калия, хлора и кальция.

Безграничные возможности электричества
Пожалуй, головной мозг самый малоизученный орган человека. За годы исследований ученые определили, как и почему возникают те или иные реакции внутри нас, изучили свойства клеток и тканей. Мы даже научились использовать и контролировать энергию внутри нашего организма, например, для лечения.

Не менее удивительными кажутся возможности и рыб, которые научились создавать электрические поля для локации. Для этого у них есть рецепторы, специальные органы чувств, с помощью которых они ощущают, что в их поле кто-то появился. Есть рыбы, которые используют поля для коммуникации. Есть и те, кто сами не генерируют энергетическое поле, но его чувствуют. Например, дельфины, акулы и утконосы обладают электрорецепторами. Проще говоря, акулы не только благодаря своей эхолокации ощущают треску, но и чувствуют, как работают ее потенциалы действия, например сердце. Так хищнику проще поймать свою добычу. Удивительно, но есть рыбы, та же камбала, которая в ходе эволюции сформировала удивительный рецептор для ультразвука. Когда хищник пытается ее схватить, она на некоторое время останавливает сердце. Противник воспринимает добычу как непригодную и дальше продолжает бороздить океаны в поисках новой добычи.

Поэтому кто знает, куда эволюция приведет всех нас. Представьте, мы сможем «выпускать» электричество, генерирующее внутри нас. Прикоснулся к чему-то — получи заряд в 300 мА. Удобно в час пик, правда, негуманно. И все же возможности для нейромедицины и нейрофизиологии безграничны. Например, сейчас ученые умеют «подключаться» к тому или иному участку нейросети. Воздействуя на него электрическими импульсами, они могут заставить пациента почувствовать определенные эмоции, создать правдоподобные иллюзии и даже управлять работой его внутренних органов.

Страшно даже представить, куда наука может зайти в желании управлять сутью человека — его электричеством. И какую роль «живое» электричество будет играть в эволюции человека.