Мозг можно рассмотреть с позиции хорошей, т.е. проработанной и многократно экспериментально проверенной, физической теории. Например, с позиции классической теории электродинамики.
Для этого имеются веские основания. Нервный импульс, мембранный потенциал, эпилептический приступ – электромагнитные явления. Информация, которую мы получаем о мозге при помощи, скажем, томографии, не что иное, как результат движения электронов.
Тогда элемент мозга – субатомная частица, электрон.
Идея привлечения физической теории мне нравится. Потому что всякая признанная в физике теория суть широкое и глубокое объяснение. Но подумаем вот о чём.
По результатам многочисленных экспериментов нейробиологи выяснили, что диапазон амплитуды напряжения мембраны (т.н. «трансмембранный потенциал») в живых клетках составляет от 40 до 80 мВ (10>—3 вольт).>16
То же справедливо для нейронов в нашем мозге. Коротко говоря, поддержание указанного градиента электрического потенциала гарантирует возбуждение нервного волокна и – путём передачи этого возбуждения дальше – движение сигнала.
Как меняется трансмембранный потенциал?
За счёт перемещения электрически заряженных атомов или молекул (ионов) в клетку и/или из клетки.
А в чём состоит физический смысл градиента?
В том, что для одного ионного канала при изменении амплитуды напряжения с 80 до 40 мВ в возникающем электромагнитном поле совершается работа в 1 Джоуль по переносу 2,4·10>17 электронов. Речь идёт о движении сотен квадриллионов (!) субатомных частиц.
Учитываются ли траектории каждой частицы в вычислениях?
Нет, не учитываются.
Почему?
Потому что в классической электродинамике объектом наблюдения является поток, а не частицы, из которых он складывается. Электромагнитный феномен («процесс») объективен, а индивидуальные траектории электронов («события») несущественны.
Увы, теория электромагнетизма нам не поможет. Закон Ома для мозга не годится.
Если б электромагнитными феноменами можно было объяснить всё, что происходит в мозге – включая его интеллектуальные продукты, воспоминания, сложные эмоции и пр. – на этом разговор бы завершился. (Такие попытки делались и делались многократно в период расцвета рефлекторной теории – подробнее см. главу 3.)
Но сегодня, пожалуй, даже ребёнок, смотрящий мультики про монстров, не поверит в то, что путём втыкания в бездыханное тело электродов его можно оживить.
Тем не менее, мы – на верном пути. При построении модели сложной системы и вправду хорошо бы (правильно, целесообразно, необходимо и т.д.) рассматривать элементы на самом фундаментальном уровне бытия – там, где обитают субатомные частицы.
Кстати, а что это вообще такое?
Физики утверждают, что в природе существуют «частицы вещества» (фермионы) и «частицы взаимодействия» (бозоны).
К первым относятся, например, электроны и кварки, формирующие протоны и нейтроны. Ко вторым – фотоны.
Электрон – такая же стабильная частица вещества, как протон и нейтрон. Вместе они образуют каркас атома, но не являются прямыми переносчиками энергии внутри него.
Каркас склеивают бозоны. Именно они ответственны за действие в физическом смысле.
Некоторые бозоны называют виртуальными частицами. Характеристика «виртуальные» условна: их нельзя обнаружить при помощи приборов как дискретные частицы, зато можно зафиксировать как волны.
Так, в 1983 году были открыты W– и Z-бозоны, ответственные за слабое взаимодействие.
