О великом ученом и атеисте

В тайниках жизни

Физиология твердо и уверенно шла к власти над телом животных и человека. То, что любому человеку казалось действием таинственной и непостижимой силы, отличающей «одушевленные» тела от «неодушевленных», в физиологическом опыте раскрывалось в виде точных ответов тела на воздействия окружающего мира. И эти воздействия в руках человека оказывались рычагами для управления животным организмом.

Рычаги вели к сложнейшему устройству, скрытому в тайниках тела. Этим устройством было нервы и мозг — нервная система.

Занятия по анатомии показали Павлову, какой невообразимо сложной связью объединены все части тела. Паутина нервов оплетает каждый орган, каждый кровеносный сосуд, каждый мускул. Отовсюду — из глубины полостей тела, из толщи покровов, из недр внутренних органов, — сплетаясь в толстые шнуры, тянутся нервы к мозгу, укрытому под прочной броней позвонков. и черепной коробки. И вот простой и точный опыт показывает это сложнейшее устройство в действии.

Всего легче и понятнее это устройство открывалось в работе органов движения — мышц. Опыты показывались на лягушках, лишенных головы. Десятки лягушек в эти дни висели на перекладинах высоких кронштейнов, поставленных на столы посреди аудитории. Павлов садился в первом ряду, чтобы не упустить ни одной демонстрации. Он впивался взглядом в безголовых лягушек, вытаскивающих лапку из сосуда с кислотой и усиленно потирающих другой лапкой обожженное место. Ассистент щипал лапку — и безголовая лягушка отдергивала ее, словно ощущая боль. Ассистент смазывал лягушке живот кислотой — и она принималась яростно тереть место ожога. Ассистент отрезал лапку — в ход пускалась другая.

— Да, господа, — хитро прищурясь, говорил профессор Овсянников, — перед вами такие действия, которые на первый взгляд кажутся совершенно сознательными, разумными. Но, как бы мы их ни усложняли, какие бы трудные задачи лягушке ни ставили, факт остается фактом: лягушка совершает все эти как бы разумные действия, будучи лишена органа сознания — головного мозга. Все ее действия в этом состоянии всего лишь отражения внешних воздействий — рефлексы спинного мозга.

Ассистент быстро, одну за другой, отцеплял лягушек от кронштейна, вводил в тело длинную толстую иглу и вновь вешал лягушек на место.

— И вот перед вами те же лягушки, но с разрушенным спинным мозгом, — продолжал профессор. — И вы видите, господа, что теперь мы не в состоянии вызвать у них ни малейшего движения. Сколько бы мы ни кололи, ни щипали, ни жгли кожу лягушки, лапка остается неподвижной. Машина безнадежно поломана.

Ах, эта машина!

Сколько бессонных ночей провел студент Павлов за учебниками физиологии, стараясь представить себе во всех подробностях удивительный аппарат управления движениями нашего тела.

Павлов читал о крошечных тельцах, обнаруженных в коже, — микроскопических органах, воспринимающих тепло И' холод, давление и удар и посылающих сигналы об этих воздействиях в спинной мозг.

Собрание нервных центров — так изображали учебники спинной мозг. Центры состоят из клеток — комочков живого вещества со множеством отростков. Из этих отростков складываются нервы — проводники раздражений по всему телу.

Двумя парами корешков нервы входят в спинной мозг. Одна пара приносит раздражения в нервные центры — это чувствительные корешки. Другая пара — двигательные корешки — несет отростки нервных клеток к мышцам Это провода, по которым летят как бы незримые и неслышные приказы, приводящие мышцы в движение.

Какой удивительный, тонкий и совершенный механизм!

Энергия тепла или удара обсушивается на крошечный участок тела. Мгновенно сигнал о раздражении устремляется в спинной мозг. И, отраженное центром спинного мозга, раздражение по двигательному нерву летит к мышцам командой о движении.

Рефлекс — так именуется этот ответ нашего тела на воздействия из внешнего мира. Спинной мозг и нервы — его основа. У Павлова не выходили из головы азартные семинарские споры о бессмертии души, после того как он впервые своими глазами увидел работу рефлекса у обезглавленной лягушки. Да, работа спинного мозга — рефлексы, ответы на внешние раздражения. А выше? Что происходит в верхних отделах мозга, там, где властвует то, что мы называем волей, сознанием, душой?

Выше спинного располагается нижний отдел головного мозга — продолговатый. Опыт показывал, что и здесь работает такая же машина рефлекса, как и в спинном мозгу.

Ассистенты вносили животное, уже захлороформированное, растянутое на доске, подготовленное к опыту.

— Прошу обратить внимание, господа, на дыхание, — говорил профессор Овсянников, плавно простирая руку над животным. — Кролик захлороформирован — следовательно, сознание его, так сказать, выключено. Но дыхание происходит нормально. Животное дышит. Отсюда мы делаем резонное заключение, что дыхание — акт непроизвольный. И в этом мы опираемся на наш повседневный опыт. Кому неизвестно, что дыхание не прерывается ни во сне, ни в состоянии глубокого обморока.

— Возникает вопрос, — продолжал профессор, обведя аудиторию внимательным взглядом: — каковы причины дыхания? Что приводит в действие мускулатуру, поднимающую и опускающую ребра и грудобрюшную преграду?

Глаза профессора прищурились в лукавой усмешке человека, готовящего слушателям сюрприз.

— У нашего животного вскрыт и отпрепарирован ствол головного мозга. Вы видите нижний отдел головного мозга — продолговатый мозг, переходящий в спинной. Посмотрите, что происходит, когда мы отделяем продолговатый мозг от передних отделов головного мозга.

В руках ассистента сверкнула блестящая полоска стали.

— Вы видите, что дыхание продолжается. Совершенно очевидно, что головной мозг к этому акту непричастен. — Профессор опять обвел аудиторию хитрым взглядом прищуренных глаз. — Теперь — новый разрез отделит. продолговатый мозг от спинного.

Ассистент опять наклонился над кроликом. Секунда. Движение ножа… Грудь животного вздрагивает и замирает.

— Итак, господа, этот простой опыт неопровержимо свидетельствует, что управление актом дыхания составляет функцию продолговатого мозга. Более того: мы в настоящее время знаем, что в продолговатом мозгу расположена точка, от^ куда исходит это управление. Мы с полным основанием называем эту точку дыхательным центром. Вот какова причина удивительного и важнейшего для нашей жизни процесса.

Это было захватывающе интересно.

Управление дыханием казалось-теперь полностью во власти исследователя.

Если аккуратно открыть продолговатый мозг сзади, то обнаружится его полость — четвертый желудочек, связывающий полости спинного и головного мозга. На дне желудочка видна складка, похожая на римскую пятерку. Она носит название «писчего пера». Стоит только уколоть иглой самое острие пера, как наступает почти мгновенная смерть животного от остановки дыхания. Укол поражает дыхательный центр — место, откуда несутся раздражения в спинной мозг, к центрам, «командующим» дыхательными мышцами.

Но это только вторая половина рефлекса — исполнительная, рабочая часть. А где же начало рефлекса, его первая половина, проводники, несущие раздражение из внешнего мира в продолговатый мозг?

Ученые только-только начали разбираться в этих проводниках.

Чтобы понять механизм рефлекса, надо было установить, какие из восьми пар нервов, — входящих в продолговатый мозг, посылают в дыхательный центр сигналы о раздражениях из внешнего мира. Начало дыхательного рефлекса стали искать в нервах, идущих от легких, — в ветвях блуждающих нервов, мощных стволов, собирающих пучки нервных волокон от внутренних органов.

Догадка подтверждалась прямыми опытами. Если перерезать блуждающие нервы, дыхательные движения резко нарушаются. Оставалось выяснить, чем же раздражаются сами блуждающие нервы.

Этот опыт еще не попал в учебники. Но из лекций профессора Овсянникова Павлов узнал, в чем он заключался.

Если одно легкое раздувать через стеклянную трубку, то по другому легкому видно, что дыхательные движения задерживаются на выдохе. Можно ждать много секунд — вдоха не будет, хотя раздуто только одно легкое.

Стало ясно, что расширение раздражает окончания блуждающего нерва в легких. Отсюда раздражение устремляется к дыхательному центру, который посылает команду дыхательным мышцам: «выдох!».

Можно сделать обратный опыт — высасывать воздух из одного легкого. Тогда другое будет пребывать длительное время в состоянии вдоха.

Так устроен этот замечательный прибор — машина дыхания. Выдох — раздражение от сжатия легких — несется по блуждающему нерву в дыхательный центр, который диктует дыхательным мышцам: «вдох!».

Вдох — новое раздражение легких, от растяжения, — и снова летит сигнал в дыхательный центр. Но теперь уже дыхательным мышцам подается команда «выдох!».

Выдох — вдох, выдох — вдох, и так всю жизнь до последнего дыхания. Да, поистине это замечательное устройство!

Павлов понимал, что. это не все. Слишком тонко отвечало это устройство на многие внешние воздействия, чтобы дело ограничивалось только рефлексами с растянутых или сжатых легких.

Почему дыхание учащается при сильных переживаниях, при тяжелой физической работе? Почему происходит первый вздох новорожденного? Все это еще было неясно, но уже переставало быть загадкой.

Павлов жадно искал в книгах описаний других рефлексов продолговатого мозга.

Было очевидно, что здесь помещается управление многими? процессами. Вездесущий блуждающий нерв связывал продолговатый мозг почти со всеми внутренними органами. Но центров управления работой каких-либо органов было обнаружено совсем мало.

Поиски этих центров шли теперь на глазах Павлова.

Профессор Овсянников изучал работу пищеварительных желез. О том, как работают железы, выделяющие пищеварительные соки, известно было немало.

Еще из книги Льюиса Павлов знал об удивительных превращениях пищи, поступающей в организм, в драгоценнейший из соков нашего тела — кровь.

Рязанским семинаристом с увлечением читал он о приключениях пищи во время ее длительного странствования по пищеварительному каналу.

Но ни слова не нашел Павлов в книге Льюиса об управлении всем этим чудесным хозяйством, о том, почему так хорошо приспособлено все устройство пищеварительных органов к обработке пищи.

Только расстройствам пищеварения Льюис нашел возможным приписать причину. И указал на нервную систему.

Что говорить, отчаяние и радость, всякий знает, не безразличны для работы нашего тела. Но думать, что в них заключается управление этой работой, — значит отказаться от дальнейшего исследования. Совершенно ясно, что управление обработкой пищи во рту, желудке и кишках имеет другую основу. Эта основа — по всей вероятности, мозг и нервы. И так же, как в органах дыхания, здесь должен быть тот же надежный и безотказный механизм — рефлекс.

Сложным переплетом нервов связаны пищеварительные железы с продолговатым мозгом. От желудка, кишок, поджелудочной железы, печени тончайшая паутина нервных волокон тянется к ветвям блуждающего нерва. Тонкие, как нитки, нервы отходят от всех слюнных желез и впадают в мощные стволы, также идущие в продолговатый мозг. Казалось бы, чего проще — раздражай нервы и смотри, как будет меняться работа пищеварительных желез! Но это было далеко не так просто.

Рефлексы спинного мозга приводят тело в движение. Чем бы ни начинался рефлекс — каким раздражением ни вызывался бы сигнал в спинной мозг, — ответом всегда и неизменно будет сокращение мышц. С продолговатым мозгом дело обстоит иначе.

Сходство с работой спинного мозга обнаруживалось только в управлении дыханием. Здесь действительно ответом на раздражение оказывалось движение — работали дыхательные мышцы. Но управление пищеварением обеспечивало совершенно другую работу.

Всякий понимал, что эта работа особого рода. Желудок работает. Это значит, что он варит пищу — обливает ее соками миллионов крошечных железок, заключенных в его стенках. В выделении пищеварительного сока и заключается работа желез желудка. Но отчего она происходит? Что за сила открывает невидимые краны, пропускающие пищеварительные соки в желудок? Легко было сказать — мозг и нервы. Но какой огромный труд предстоял ученым, чтобы это предположение стало научно обоснованной теорией! Какую энергию и настойчивость нужно было вложить в доказательство!

За окнами покачиваются липы университетского сада. В лаборатории сумрачно и тихо. Овсянников и его ассистент Чирьев, оба в белых халатах, молчаливые и сосредоточенные, наклонились над собакой, привязанной к операционному столу. В руках у Чирьева — стаканчик с — прозрачной жидкостью. Это кислота — раздражитель, которым пускается в ход рефлекс.

В опытах с обезглавленными лягушками это было совсем просто. Кислота обжигала кожу. В ответ на раздражение лягушка отдергивала лапку. Рефлекс заключался в движении. Его можно было видеть, оценивать его силы, записывать с помощью особого аппарата на закопченной бумаге. Здесь рефлекс заключался в работе железы. Как увидеть, как оценить, как измерить эту работу?

Капли светлой, прозрачной жидкости вытекают из тонкой стеклянной трубочки, торчащей из узкого разреза на щеке собаки. Это течет слюна. Но она течет не внутрь ротовой полости, а наружу. Стеклянная трубочка вставлена в проток слюнной железы. Вот он — ответ на раздражение: капли, вытекающие через стеклянную трубку.

Павлов смотрит не отрываясь. Он видит, как Чирьев смазывает кислотой кончик языка собаки — и сейчас же тонкая струйка слюны бежит через стеклянную трубку.

— Вполне законный ответ, — говорит Овсянников. — Слюна необходима для того, чтобы обмыть ротовую полость от раздражающего вещества. Попробуйте смазать под языком.

Движение руки Чирьева — и опять падают с кончика трубки прозрачные капли.

— Механизм безотказный — рефлекс, — говорит Овсянников.

Овсянников и Чирьев испытывают участок за участком, всю поверхность языка, щек, десен, нёба.

Павлову хорошо известны проводники, несущие раздражения из ротовой полости в мозг. Сложная сеть нервных волокон отходит от языка, щек, нёба, впадая мощными стволами в продолговатый мозг. Это нервы — проводники вкуса, нервы, сигнализирующие о раздражениях в полости рта.

Известны ему и нервы, снабжающие слюнные железы. Двадцать лет назад было открыто их действие. В ответ на раздражение этих нервов электрическим током слюнные железы отвечают бурным выделением слюны. Можно догадываться, что управление работой слюнных желез заключается в рефлексе продолговатого мозга. Сигнал из полости рта. И ответ слюнной железы под диктовку продолговатого мозга.

Но только опыт превращает догадку в достоверный факт.

— Что же, теперь остается попробовать раздражать непосредственно язычный нерв, — говорит Овсянников.

Да, это еще не испытанное в опыте, звено рефлекса.

Этих звеньев всего три — в любом рефлексе. Воспринимающий аппарат — проще говоря, орган чувств — превращает энергию внешнего мира в раздражение, которое нерв-сигнализатор передает в мозг. Это первое звено рефлекса. Его наименование — центростремительный нерв. Второе звено — мозг, станция, принимающая сигналы и диктующая ответы на них. Диктовку мозга принимает рабочий орган (мышца или железа) через третье звено рефлекса — рабочий, исполнительный нерв. Его называют центробежным нервом. Ответ железы прежде всего был получен на раздражение третьего звена — центробежного нерва.

Теперь, в опытах Овсянникова и Чирьева, железа отвечала на раздражение органов вкуса. Оставались. неиспытанными центростремительный (нерв и мозг.

Было совершенно очевидно, что слюнной центр в продолговатом мозгу существует. Но найти местопребывание этого центра, определить его расположение пока никому не довелось. Оставалось испытывать первое звено рефлекса — центростремительный нерв.

— Попробуем, — сказал Чирьев и добавил: — Если сумеем к нему пробраться.

Это было не так легко — проникнуть через толщу мышц и переплет кровеносных сосудов к нервам, идущим от органов ротовой полости в мозг.

Павлов не увидел конца операции. Она не удалась ни в первый, ни во второй, ни в третий раз. А недели через две в очередном опыте раскрылось совершенно неожиданное обстоятельство.

Овсянников и Чирьев проводили опыт с седалищным нервом. А у собаки — еще от предыдущего опыта — осталась стеклянная трубочка в протоке слюнной железы. Они открыли седалищный нерв — толстый шнур, проходящий в толще мышц ноги. И едва скальпель разрезал кожу, едва пинцеты раздвинули мышцы и электроды легли на обнаженный нерв, как произошло неожиданное и необъяснимое: на раздражение вместе с мышцами ног ответила слюнная железа.

Да, слюнная железа ответила на раздражение нерва, казалось бы никакого отношения к слюноотделению не имеющего. Они повторили опыт на другой ноге. Результат был тот же: вскрытие и раздражение седалищного нерва вызвало опять обильное слюнотечение.

— Кому бы пришло в голову, — говорил Овсянников, — что седалищный нерв, назначение которого состоит в том, чтобы вызывать работу мышц ноги, имеет отношение к работе слюнной железы! А между тем это отношение — факт, который мы только что установили в опыте. Вот почему, господа, во всех наших выводах мы должны остерегаться упрощенного объяснения тех бесконечно сложных явлений, из которых складывается жизнь.

Это был урок, которого Павлов уже не забывал никогда.