Текст книги "Занимательная физиология"

Автор книги: Александр Никольский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 14 страниц)

ГЛАВА 5
Правда ли, что мысль быстрее света?

Кажется, будто мысли ничего не стоит мгновенно перенестись на самый отдаленный предмет. Сейчас человек думает о планете Марс, через мгновение мысль его перескакивает на Сатурн и мчится с такой быстротой, что свет не в состоянии за ней угнаться. На самом же деле, по сравнению со светом, мысль плетется, можно сказать, как черепаха. Чтобы в голове возникла мысль о Марсе, мысли не надо совершать путешествие туда – для этого довольно небольшого путешествия в пределах даже не всего мозга, а той его части, где возникает представление о предметах.

Скорость возникновения мысли различна в зависимости от ее сложности. Чем сложнее мысль, тем больше времени требуется для ее нарождения, но вообще эта скорость очень невелика. Как уже было сказано раньше, возбуждения, вызывающие рефлекс, движутся по нервам со скоростью не больше скорости полета многих птиц, а скорость возникновения мысли и передачи ее приказов мышцам еще меньше. Поэтому в тех случаях, когда начало какого-нибудь движения должно наступить как можно быстрее, у человека появляются рефлекторные движения, а не движения, вызванные мыслью.

Если человек во время ходьбы спотыкается, то руки совершенно без всякого участия сознания рефлекторно вытягиваются вперед, чтобы упереться в землю и ослабить удар от падения. Если бы человек такое вытягивание рук стал делать сознательно, то, пока у него в голове возникла бы мысль о необходимости протянуть руки и пока эта мысль была бы приведена в исполнение, он успел бы упасть несколько раз.

ГЛАВА 6
Как скоро раздражения доходят до сознания?

Чтобы раздражение по чувствующему нерву дошло до головного мозга, необходимо время. Особое время нужно и на то, чтобы это раздражение было воспринято мозгом и вызвало ощущение. Наконец, еще некоторое время необходимо на то, чтобы это ощущение вызвало волевой импульс, приказ определенному мускулу, и чтобы этот мускул начал сокращаться. Все эти промежутки времени бывают различны у разных людей, и они довольно точно вычислены при помощи особых приборов. У разных людей они могут колебаться в пределах 0,1–0,5 секунды. Различны они и для разных органов чувств. Чтобы воспринять зрительное ощущение, требуется около 0,2 секунды, а для звуковых ощущений меньше, именно 0,12-0,15 секунды. Вследствие такой разницы получается странное явление: звук, как известно, распространяется в воздухе гораздо медленнее света. Смотря на женщину, которая колотит вальком белье очень далеко, мы видим сначала, как валек ударяет белье, а потом только до нас доносится звук удара. Когда же расстояние звучащего предмета весьма невелико, то наблюдается обратный порядок получения ощущений. Если мы наблюдаем разряд электрической машины, то сначала слышим треск искры, а потом видим саму искру; разница эта во времени, однако, меньше десятой доли секунды.

Рис. 39. Происхождение чувства голода.

Рассмотрим рис. 39. Работающий мускул (1) потребляет питательные вещества крови. Обедневшая кровь (2), поступая в мозг (3), раздражает центры (4, 5, 6), управляющие органами пищеварения: выделяется слюна, сокращаются мышцы пищевода и желудка. Передаваясь по нерву (7) в кору головного мозга (8), эти раздражения ощущаются как голод. После приема пищи питательные вещества из тонких кишок (9) попадают в кровь и обогащают ее; проникая в мозг, такая кровь тормозит деятельность центров (4, 5, 6), управляющих органами пищеварения, и прекращают их раздражение.

Скорость передачи раздражений от органов чувств к мозгу и скорость передачи приказов от мозга к мышцам у разных людей различны. У одних это происходит быстрее, у других медленнее. Разница отражается на физических наблюдениях разных лиц там, где приходится точно отметить момент начала явления. Астрономы Бассель и Маскелайн первые указали, что при астрономических наблюдениях разные люди видят одно и то же явление или слышат один и тот же звук не в один и тот же момент, а один раньше, другой позже. Разница, конечно, не велика и не выходит за пределы долей секунды, но в астрономических наблюдениях, где необходима особая точность, она может чувствительно отразиться на результатах исследования.

Поэтому астрономы стараются производить одно и то же наблюдение по меньшей мере вдвоем, чтобы получить средние результаты. Разница в наступлении момента ощущения двух разных лиц получила название личного уравнения. Его нельзя смешивать со случайной ошибкой наблюдения. Это не ошибка: у отдельных наблюдателей личное уравнение долгое время остается постоянным.

ГЛАВА 8
Мозг мужчины и женщины

У взрослого мужчины мозг весит приблизительно 1360–1375 г с колебаниями от 1018 до 1925 г. У женщин вес мозга равен 1220–1245 г с колебаниями от 820 до 1565 г. Таким образом, женский мозг весит в среднем на 30 г меньше мужского.

Так как головной мозг есть центр умственных отправлений, то меньшие размеры мозга женщин по сравнению с мужчинами могут порадовать некоторых мужчин, недоброжелателей женщин. Радость преждевременна, потому что у слона мозг весит почти в три раза больше, чем у человека, однако слон не умнее человека в три раза.

Величина мозга находится в связи не только со степенью развития умственных способностей, но и с размерами тела существа. У слона мозг больше человеческого, но зато и общий вес тела его гораздо больше, чем у человека. У человека вес мозга в 42 раза меньше веса всего тела, у слона в 440 раз. Если у женщин абсолютный вес мозга меньше, чем у мужчин, то относительный вес нисколько не меньше, потому что вес тела женщин в среднем меньше веса тела мужчин.

Вообще по весу мозга нельзя судить о степени развития умственных способностей. Очень тяжелый мозг в 2222 г находили у людей, ничем в этом отношении не выдающихся.

Правда, у некоторых выдающихся людей мозг имел большой вес; у Тургенева, например, 2012 г, у Байрона 1807 г, у Кювье 1816 г, но зато у Гамбетты всего только 1160 г, т. е. меньше среднего мозга женщины. Это указывает на то, что степень развития психики зависит не столько от массы мозга, сколько от качеств нервных клеток, образующих корковое вещество полушарий большого мозга.

ГЛАВА 9
Когда голова перевешивает туловище?

Мы очень мало знаем о том, что происходит в нашем мозге, когда мы думаем. Однако подобно тому, как работа мышцы сопровождается потреблением и разложением мышечного вещества, так и работа мозга должна происходить за счет вещества мозга. Это вещество должно потребляться и разлагаться. Работа мысли есть проявление какой-то энергии, а никакая энергия не может родиться из ничего. Что это за энергия, нам не известно, но по своим свойствам она должна походить на электричество. В электрической батарее, употребляемой, например, для звонков, электричество получается вследствие химического соединения кислоты с металлом. По мере соединения и металл окисляется, и кислота превращается в соль; наконец, эти изменения могут дойти до того, что электричество получаться не будет. Надо удалить то, что накопилось в батарее ненужного, и добавить то, что в ней истощилось. Точно так же и в мозгу по мере его умственной работы должны появляться негодные продукты процесса мышления и потребляться вещество мозга. Негодные продукты должны выноситься кровью, и та же кровь должна приносить питательный материал, за счет которого восстанавливается потраченное вещество мозга.

Так в действительности и происходит. Это видно из того, что при работе головного мозга его кровеносные сосуды расширяются и кровь в увеличенном количестве притекает к мозгу. У школьников, решающих трудную задачу, вследствие такого притока лицо краснеет; у некоторых начинается даже кровотечение из носа. Известный французский физиолог Моссо наблюдал человека, у которого вследствие операции в черепе было отверстие: сквозь него был виден головной мозг; во время умственной работы этого человека было заметно, как оболочки мозга краснели, очевидно, вследствие усиленного притока крови.

Рис. 40. Опыт Моссо.

Тот же ученый устроил особого рода весы, на одну чашку которых человек мог лечь всем телом, а на другой чашке помещалась голова. Особыми приспособлениями можно уравновесить тело так, что туловище не будет перетягивать голову. Если человеку, лежащему на таких весах, задать задачу или просто предложить вопрос, для ответа на который надо подумать, то голова начинает перевешивать туловище. Очевидно, это происходит вследствие того, что из туловища кровь приливает к голове: туловище становится легче, а голова тяжелее.

ГЛАВА 10
Усталость мозга

После усиленной умственной работы наступает умственное утомление. Есть основания думать, что вредные продукты разложения мозгового вещества однородны с теми, которые получаются при работе мышцы. Как уже было сказано, признаки мышечного утомления появляются у совершенно неутомленного животного, если ему впрыснуть в кровь продукты распада мышцы, получающиеся при ее работе, например молочную кислоту, или если впрыснуть кровь утомленного животного. Исследования на эргографе показали, что у человека, утомленного умственно, и мышцы обнаруживают признаки утомления. Точно так же и у физически утомленного человека и мозг работает плохо. Все это указывает на то, что причины, вызывающие утомление в мышцах и в мозге, если не совсем одинаковы, то однородны. Поэтому нельзя думать, что от умственного утомления можно отдохнуть за физической работой, или физическая усталость пройдет, если заняться умственной работой. Как ноги не могут работать, если устали руки (см. часть 4, глава 9), так и голова не может нормально работать, если устали руки или ноги. Школьники, которых после нескольких часов умственной работы заставляют заниматься гимнастикой, во время нее нисколько не отдыхают; они продолжают утомляться, словно у них продолжаются уроки. Гимнастика, вообще физический труд необходимы для всестороннего развития организма учащихся, но нельзя на них смотреть как на отдых от умственной работы. Голова и тело – части одного организма. Если голова устала, то устало и тело; наоборот, утомленное тело делает и голову утомленной. Голова во много раз меньше туловища, поэтому умственная усталость вызывает усталость туловища в меньшей степени, нежели утомление туловища отражается на свежести головы. У физически изнуренного человека голова работает очень плохо, а у умственно утомленного человека мышцы работают хотя и не так хорошо, как у неутомленного, но все же не очень плохо.

ГЛАВА 11
Последствия умственного утомления

Последствия умственного утомления легче всего наблюдать на школьниках, так как им приходится проделывать большую умственную работу в школе; на них эти последствия главным образом были исследованы. Бургерштейн заставлял 11-13-летних детей, их было около 160 человек, производить простые арифметические вычисления четыре раза в течение часа. Каждое вычисление продолжалось 10 минут, на отдых давалось 5 минут; затем давалось второе вычисление, и так до четырех раз. При проверке работ оказалось, что в вычислениях, сделанных в течение первых 10 минут, ошибок было три процента; в течение вторых 10 минут число ошибок возросло до четырех процентов; в течение третьих 10 минут ошибок было сделано более 5,5 процентов, а в четвертые 10 минут – шесть процентов. Очевидно, увеличение числа ошибок было последствием нарастающей усталости мозга, причем начало этой усталости обнаружилось уже после 10-минутной умственной работы.

Сикорский проверял 1500 диктовок, из которых половина была сделана утром в начале занятий, а вторая половина – в конце уроков. Он сосчитал число описок, т. е. таких ошибок, которые произошли лишь вследствие недостатка внимательности. Оказалось, что во всех классах число описок на поздних занятиях на 33 процента превосходило число описок на ранних занятиях. В этих описках дети вместо одной буквы писали другую, похожую на первую по начертанию или по звуку. Очевидно, вследствие утомления у них ослабла способность различать сходные буквы.

Последствия умственного утомления проходят, если уставшему дать отдохнуть достаточно времени. Если же отдых недостаточно продолжителен и если так дело продолжается изо дня в день, то остатки утомления накапливаются и могут привести к расстройству организма. Переутомившиеся ученики имеют усталый вид, отличаются раздражительностью, страдают головными болями, сердцебиением, иногда и бессонницей; способность их к учению падает; иногда это нервное расстройство кончается даже сумасшествием.

По исследованиям доктора Нестерова, в учебных заведениях Москвы до войны в младших классах оказалось от 8 до 20 процентов учеников с расстроенной нервной системой, а в старших – от 60 до 70 процентов. Болезненное состояние, вызванное мозговым переутомлением, обычно принимает форму так называемой неврастении.

Из сказанного видно, что самые трудные уроки должны назначаться на утренние часы, а на последний час следует оставлять самые легкие; вместе с тем перерывы занятий к концу уроков должны удлиняться. Известно, что работа мышцы, если она правильно сменяется отдыхом, влечет за собой ее развитие. Точно так же и умственный труд, если он не сопровождается переутомлением, содействует развитию умственных способностей. Умственное бездействие влечет за собой ослабление этих способностей.

ГЛАВА 12
Как можно измерить работу мозга?

Работу мышцы, как всякую механическую работу, мы можем измерить довольно точно. Единицей измерения служит килограммометр. В работе мышцы можно различать ее величину, но не качество, т. е. нельзя сказать, что мышца проделывает хорошую или дурную работу. Если один мастер сделал вещь плохо, а другой такую же вещь хорошо, то это не значит, что у первого мышцы работали плохо, а у второго хорошо. В качестве работы, ее достоинствах мышцы никакой роли не играют. Второй сделал вещь хорошо только потому, что у него голова лучше, нежели у первого, ум работает лучше, зрение и другие чувства более тонки, на свою работу он затратил больше внимания; словом, работа его мышц получила лучшее применение.

Совсем иные свойства проявляет работа ума. Мы не знаем такой единицы, при помощи которой могли бы измерить количество умственной работы. Время не может служить такой единицей, потому что в течение одного и того же времени один может произвести большую умственную работу, а другой маленькую. О количестве умственной работы мы можем судить только очень приблизительно, руководствуясь результатами работы, причем все-таки допустима большая ошибка, потому что самая усиленная умственная работа может не дать никаких результатов.

Умственная работа отличается от мышечной еще и тем, что в ней можно отмечать не только количество, но и качество. Относительно мышечной работы можно сказать, что сделано много или мало, а относительно умственной – что сделано не только много или мало, но и хорошо или плохо.

ГЛАВА 13
Когда мозг работает наилучшим образом?

Качество умственной работы зависит от многих причин, и прежде всего от свойств головного мозга. У одного мозг работает хорошо, у другого, при одинаковых условиях, плохо. Условия наилучшей работы у одного и того же человека весьма разнообразны. Мозг гораздо прихотливее мышцы. Ему недостаточно того, что он отдохнул; ему необходим целый ряд условий, при которых он вообще может работать, и еще ряд таких, при которых он работает наилучшим образом. Первое условие успешности умственной работы заключается в возможности сосредоточить внимание на предмете. Если внимание отвлекается раздражениями органов чувств, например резкими звуками или разговорами, к которым невольно прислушивается работающий, то умственная работа идет плохо. Настроение работать и сосредоточение внимания получаются у разных людей при самых разнообразных условиях. Это в особенности мы видим на умственной работе писателей. Один лучше всего работает по утрам, когда сидит под окном и видит определенное здание; у другого работа спорится, если у него на столе стоят цветы; третий может работать только ночью и т. д. При работе, не требующей большого напряжения умственных способностей, мозг не бывает столь прихотлив: он справляется с работой и при условиях, не вполне благоприятных.

Второе условие для получения наилучших результатов от работы мозга заключается в интересе работающего к своей работе. Даже физическая работа идет наилучшим образом, если работающий заинтересован работой. И здесь наилучшие результаты получаются только через посредство мозга. Мышца не может интересоваться или не интересоваться работой. Интерес родится в мозгу, и заинтересованный мозг посылает более энергичные приказы работающим мышцам. Еще в большей степени интерес к работе отражается на успехе чисто умственной работы. Никакая другая работа не требует в такой степени свободы выбора, как работа умственная. По принуждению можно, конечно, выполнять умственную работу, но только такую, которая не требует большого напряжения ума. Педагоги должны учитывать эту особенность работы мозга.

ГЛАВА 14
Центр речи и письма

Бывает болезнь мозга, при которой больной теряет способность говорить. После смерти таких больных находят при вскрытии повреждения в одном определенном участке коркового вещества полушарий большого мозга, этот участок называется центром речи. Он находится в третьей лобной извилине левого полушария, и только левого. У левшей, т. е. людей, у которых левая рука развита более правой, центр речи помещается в такой же извилине, но правого полушария.

У большинства людей правая половина тела бывает развита лучше левой, и мускулы этой половины работают лучше; связь этих мускулов с мозгом бывает перекрестная, т. е. мускулы правой половины связаны нервными волокнами с левой половиной мозга; поэтому левое полушарие мозга бывает больше правого и имеет более развитые извилины. Повреждение названного центра ведет за собой только неспособность говорить, болезнь, получившую название афазии. Больной отлично понимает речь другого, может правильно писать и читать про себя, может петь без произнесения слов, он только как бы разучился говорить.

При повреждении коркового вещества мозга в задней части второй лобной извилины около центра, заведующего движениями правой руки, человек теряет способность писать; получается болезнь, носящая название аграфии. Больной хорошо владеет мускулами руки, нормально видит и слышит, говорит и понимает, что ему говорят, может читать, но не может производить такие движения руки, которые необходимы при писании.

ГЛАВА 15
Жизненный узел

Назначение разных частей головного мозга изучено мало. Причина в том, что производить какие-нибудь опыты с мозгом трудно. В нашем распоряжении имеются два способа познакомиться с назначением частей головного мозга. Один заключается в повреждении разных частей его у живых животных и в наблюдении за тем, какие ненормальности в работе организма вследствие этого получаются. Этот способ, однако, не может нам объяснить некоторые функции головного мозга, свойственные только человеку и неизвестные у животных. У животных нет центра речи, письма и некоторых других способностей. Другой способ состоит во вскрытии головного мозга умерших людей, страдавших каким-нибудь расстройством его деятельности.

Такими способами было найдено, что в продолговатом мозге находится центр, заведующий сокращениями кровеносных сосудов. В стенках сосудов находятся мышцы, которые, сокращаясь, могут сделать сосуд более узким; наоборот, при расслаблении их просвет сосуда увеличивается. Наше лицо краснеет именно вследствие расширения этих сосудов, вызванного разными причинами, например холодом, душевными волнениями. В продолговатом мозге помещаются центры жевания, сосания, глотания, слюноотделения, закрывания век и центр дыхательных движений. Если у собаки вырезать весь мозг, оставив только продолговатый, она еще может жить некоторое время, но если собаке с неповрежденным мозгом удалить то место, которое является центром дыхательных движений, то наступает мгновенная смерть, почему это место и получило название жизненного узла. Умирает собака вследствие того, что она «разучивается» дышать.

ЧАСТЬ ВОСЬМАЯ.
СОН

ГЛАВА 1
Что важнее: сон или пища?

Усталые мышцы и усталый мозг требуют отдыха. Лучший отдых получается во время сна. Мышца может до известной степени отдохнуть и у бодрствующего человека, стоит ей только прекратить работу; мышца сердца отдыхает в промежуток времени между двумя последовательными сокращениями сердца, но головной мозг работает постоянно, пока человек не спит, и только во сне мозг отдыхает. Его отдых выражается главным образом в том, что спящий человек совершенно утрачивает сознание. В какой мере сон необходим, показывают некоторые случаи, когда человеку долгое время приходилось оставаться без сна. Описан случай, когда машинисту пришлось управлять машиной несколько суток без сна, и в последнюю ночь он сошел с ума. Проспав 15 часов подряд, он проснулся совершенно здоровым. Бывает болезненное состояние, при котором человек не может заснуть, и если такое состояние продолжается дней 9, человек умирает.

Известный ученый М. М. Манасеина на щенках убедилась в том, что сон более необходим, нежели даже пища. Она морила щенков голодом в течение 20 дней. Они, конечно, исхудали, потеряв более половины своего веса, но когда потом их стали подкармливать, они поправились. Другим щенкам она не давала спать пять суток, и они все погибли, хотя им предоставили возможность есть сколько угодно. Продолжительная бессонница ведет к понижению температуры тела, уменьшению числа красных кровяных шариков и расстройству питания; кровь сгущается, и вещество мозга начинает обнаруживать жировое перерождение.