«Содружество клеток: Популярные очерки по физиологии человека»

Лимфатическая система очень проста. Лимфа — это практически жидкость, которая просочилась через стенки кровеносных сосудов, и она подобна плазме крови, представляя собой слабый раствор протеидов в воде, содержащий достаточно соли, чтобы удерживать их в растворе. Из разных частей тела серия трубок направляется к сердцу, увеличиваясь в размерах и уменьшаясь в количестве по мере приближения к нему. В эти трубки лимфа нагнетается при каждом движении тела. С медленной скоростью, но варьируясь в зависимости от активности животного, она вынуждена течь по этим трубкам, причем обратный ток предотвращается клапанами, расположенными через определенные интервалы, пока не достигает места, где лимфатические сосуды соединяются с крупной веной, и изливается обратно в кровоток, тем самым завершая свой цикл.

Кровь полностью заключена в замкнутую систему трубок, по которым она движется всегда в одном направлении. Основной принцип системы — это кольцо. Одна сторона кольца разделена на огромное количество тонких трубок, чтобы обеспечить большую поверхность для всасывания и отдачи пищи среди клеток; другая сторона представляет собой единую трубку с расширением, в котором смешивается кровь из разных частей (см. Схему 11). Это расширение, которое является сократимым и снабжено клапанами, ритмично втягивает кровь с одного направления и выкачивает ее в другом. (Механику этого процесса мы изучим позже.)

На самом деле эта система двойная, как показано на Схеме 12. Проходя через одну половину своего пути, кровь поглощает кислород в легких; в другой она отдает кислород тканям и поглощает, проходя над пищеварительным каналом, протеиды, углеводы, воду и соли, которые должным образом распределяются по другим органам. Жир поглощается лимфой напрямую, но для распределения изливается в кровь.

Кровь, которая проходит над пищеварительным каналом на пути обратно к сердцу, проходит через печень. В этой железе она оставляет углеводы, которые поглотила, и после еды там откладывается большой запас, который выдается по мере необходимости. Кровь также проходит через печень из селезенки, где она, так сказать, проходила капитальный ремонт.

Схема 13. — Схема системы кровообращения.

Кровеносная система справа, лимфатическая система слева.

Как среда для химического общения во всем сообществе клеток, кровь имеет еще одну важнейшую и очевидную функцию, а именно — удаление продуктов жизнедеятельности. Их, конечно, образуется столько же, сколько поступает нового материала. Углекислый газ выводится в легкие, но весь азот и большинство других элементов в новых соединениях, которые заставила их принять протоплазма, выводятся через почки, плюс немного воды через кожу в виде пота и несколько элементов, выбрасываемых в последнюю часть пищеварительного канала вместе с невсосавшимися частями пищи.

По своим составляющим кровь и лимфа напоминают друг друга, будучи слабыми растворами солей и протеидного материала; но кровь отличается от лимфы присутствием бесчисленных чрезвычайно мелких телец, которые придают ей красный цвет. Эти тельца, если называть их правильно, являются средством, с помощью которого кислород транспортируется от легких к тканям. Они состоят из оболочки протоплазмы, заполненной красной жидкостью (гемоглобином), которая легко и слабо соединяется с кислородом. По форме они дисковидные, с утолщенным краем и двояковогнутыми сторонами — еще одно устройство для увеличения поверхности и уменьшения объема. (См. Схему 14.)

Схема 14. — Красное кровяное тельце.

Еще одним фактом мы можем завершить химический обзор организма. Кровь должна проходить через определенные железы, иначе она отравляется, и это совершенно независимо от того, здорово ли секретирует железа или нет.

Заболевание щитовидной железы (железы без протоков в области кадыка) вызывает зоб; надпочечников — болезнь Аддисона; поджелудочной железы — диабет. Неясно, выделяют ли эти органы в кровь какое-то вещество, которое нейтрализует образующиеся в ней яды, или же они удаляют из нее вредные элементы, но они необходимы для поддержания в порядке великого средства химического общения.

Примечание. — Щитовидная железа больше не выделяет ничего в пищеварительный канал, и ее проток исчезает в раннем возрасте. Если, однако, она заболевает или удаляется хирургическим путем, возникают мучительные симптомы зоба. Такого пациента можно полностью вылечить путем пересадки щитовидной железы, взятой у другого животного, в любую часть его тела. Врачи, однако, обычно дают пациенту экстракт щитовидной железы овцы в виде таблеток или инъекций.

ЭССЕ III. МЕХАНИКА И ФИЗИКА ТЕЛА.

I.

В предыдущем эссе мы рассматривали протоплазму как химический фактор во Вселенной.

Мы видели, как она постоянно меняется, постоянно поглощает пищу, постоянно выделяет отходы. Мы видели также, что она растет и совершает работу, и что в большой массе клетки, составляющие ее, разделяют труд, вместо того чтобы каждая отдельная клетка выполняла все жизненные функции. Теперь нам предстоит рассмотреть работу, которую совершает протоплазма, — одним словом, механический эффект только что описанных химических действий.

Простейшее движение протоплазмы можно увидеть с помощью микроскопа в некоторых растительных клетках, где гранулы, кажется, всегда движутся в разных направлениях. Ступенью выше мы обнаруживаем, что это потоковое движение преобразуется в движения всей клетки. У простейших одноклеточных животных жидкая протоплазма заключена в мембрану, или более плотный граничный слой, к которому прикреплены тонкие нити, исходящие из мельчайшего тельца, известного как центросома. Эти центросомы — ибо их иногда бывает несколько в клетке — по-видимому, управляют механическим отделом, точно так же как ядро — химическим. Вдоль фибрилл через определенные интервалы расположены крошечные глобулы, и, наблюдая за расстоянием между ними, можно заметить, что фибриллы претерпевают изменения в длине, втягивая мембрану при укорочении и позволяя клетке растекаться в любом направлении при расслаблении. Регулируя эти два движения, чтобы они уравновешивали друг друга, клетка может двигаться в любом направлении, окружать и поглощать частицы пищи и принимать удивительное разнообразие форм. (См. Схему 1.)

Схема 15. — Деление клетки.

В некоторых клетках, вероятно, во всех, центросома руководит делением. Клетки, однако, не всегда делятся одинаково. Некоторые просто удлиняются, ядро внутри также удлиняется, сужаются посередине, как гантель, и разделяются. (См. Схему 15.)

Схема 16. — Деление клетки.

Другие справляются иначе. В них ядро просто лопается и выпускает свои основные элементы — некоторое количество (всегда постоянное) грубых нитей — в свободное плавание. Тем временем две центросомы переместились к противоположным концам клетки и закрепились там с помощью фибрилл; другие фибриллы, исходящие из них, прикрепляются к ядерным нитям и, когда все готово, растаскивают их, поровну разделенные, к соответствующим концам, где они вновь формируются в два свежих ядра. (См. Схему 16.)

Одноклеточные животные, которые имеют постоянную форму и плавают, а не перетекают, когда хотят куда-то добраться, на первый взгляд не имеют ничего общего с теми, которые делают последнее. С их поверхностей свисают бахромы свободных протоплазматических нитей, называемых ресничками из-за их воображаемого сходства с ресницами, которые служат двигательными органами и бьют по воде, как весла. (См. Схему 2.) Волны движения, по мере того как они хлещут одна за другой, все в одном направлении, по-видимому, проходят по клетке, и она продвигается сквозь воду; в то время как другие, расположенные вблизи рта клетки, взбалтывают воду в водовороты и загоняют в него пищевые частицы.

Схема 17. — Реснички эпителиальной клетки.

Эти реснички важны, так как они приспособлены для многих целей у крупных животных. Клетки, выстилающие полость в задней части носа, трубки легких и другие части тела, имеют несколько ресничек на своей свободной поверхности, и именно в них строение этих органов можно рассмотреть лучше всего. У основания каждой реснички находится крошечная глобула, от которой тонкая фибрилла проходит в клетку, и фибриллы, коллективно образующие пучок, прикрепляются к ее противоположному концу. (См. Схему 17.) Представляется весьма вероятным, что глобула — это центросома, дающая начало двум фибриллам: одна прикреплена, как описано, другая проходит вверх по одной стороне реснички и закреплена на ее вершине. Результатом этого устройства является то, что при сокращении фибрилл ресничка с рывком сгибается в сторону, по которой проходит фибрилла, а при расслаблении медленно выпрямляется. Таким образом, нет никакой фундаментальной разницы между этим и другим способом передвижения; оба зависят от центросомы.

Наконец, у нас есть мышечные клетки. Они встречаются только у довольно сложных животных, поскольку являются продуктом принципа разделения труда, и их единственное дело — движение. Существует две разновидности мышц, но принцип один и тот же в обеих — длинная тонкая клетка с фибриллами, проходящими вдоль ее длины, сокращение которых заставляет клетку укорачиваться и утолщаться, тем самым уменьшая расстояние между ее двумя концами. В настоящее время развитие мышц и способ, которым они «сокращаются» (используя слово, принятое в данном случае для описания перераспределения объема), мало изучены, и поэтому существует много мнений; но я думаю, что тщательное изучение в конечном итоге покажет, что за движение отвечает некоторая модификация центросомы с ее сократительными фибриллами.

Схема 18. — Мышца.

Две разновидности: гладкая, или непроизвольная, и полосатая, или произвольная мышца. Гладкая мышца состоит из веретенообразных клеток с одним удлиненным ядром. (См. Схему 18, рис. 1.) Она сокращается только очень медленно и не поддается контролю воли; но она очень распространена в организме, поскольку осуществляет практически все движения пищеварительного канала и кровеносных сосудов. Произвольная, или полосатая, мышца, названная так из-за своего вида под малым увеличением микроскопа, состоит из длинных волокон, каждое из которых содержит много ядер. (См. Схему 18, рис. 2.) Ее протоплазма богата гемоглобином, и в ней под мощными микроскопами можно различить два вида фибрилл: фибриллы Резерфорда, сложное строение которых придает мышце полосатый вид; и фибриллы Маршалла, которые гораздо тоньше и их труднее увидеть. Мышца сердца, хотя и не поддается контролю воли, является полосатой; но она отличается от обычной полосатой мышцы тем, что состоит из мелких разветвленных клеток только с одним ядром.

То, как три элемента полосатой мышцы способствуют сокращению, практически неизвестно и является предметом многих споров. На самом деле, трудно было бы пожелать лучшей почвы для теорий, и некоторые из тех, что на ней произрастают, действительно весьма удивительны. У нас есть основания предполагать, что существуют два сократительных вещества — одно, которое дает резкий рывок, другое — медленную, сильную тягу; и в целом, по-видимому, есть веские основания полагать, что фибриллы Резерфорда обеспечивают внезапные движения, в то время как фибриллы Маршалла — более сильные; и что обычная протоплазма клетки ограничена обязанностью питания фибрилл.

Схема 19. — Полосатое мышечное волокно, в большем увеличении, чем на Схеме 18.

Мышечные клетки модифицированы из клеток зачатка, образующего средние слои эмбриона. (См. Схему 5.) Другие клетки этого зачатка образуют соединительную ткань, так сказать, прядя длинные волокна вещества, называемого коллагеном, которое при кипячении превращается в желатин. (См. Схему 20.) Эта соединительная ткань пронизывает все тело, обеспечивая прочную основу для многих слоев клеток, образующих кожу, и единственного слоя пищеварительных клеток; поддерживая другие органы повсюду и удерживая различные части тела на своих местах, в чем, однако, ей помогают другие волокна, которые не являются коллагеновыми, а эластичными. Она также образует тракты, которые становятся лимфатическими и кровеносными сосудами.

В частях животного, требующих особой поддержки, она образует твердые стержни, коллаген соединяется с солями кальция, образуя прозрачное, твердое вещество — хрящ. В определенный период развития животного или животных мы обнаруживаем, что единственной твердой опорой является хрящ, но хрящ недостаточно жесткий для очень крупного зверя, особенно на суше, поэтому он используется только для периферийных частей, а основной каркас — это кость.

Схема 20. — Клетка соединительной ткани, дающая начало длинным коллагеновым волокнам.

Кость формируется так, как если бы природа исправляла ошибку. Когда стержень хряща не справляется со своей работой, он выедается изнутри, и свежие клетки соединительной ткани иммигрируют и заполняют полость, в конечном итоге закладывая на его месте тонкую сеть клеток, ячейки которой заполняются неорганическими солями кальция, главным образом фосфатом извести. Природа затем извлекает пользу из опыта, и последние кости, которые формируются, не предваряются никаким временным хрящом, а строятся сразу в обычной соединительной ткани.

Это возвращает нас снова к мышцам, ибо цель почти всех произвольных мышц — вызывать движение костей. Для этой цели мышечные клетки или волокна расположены параллельно друг другу и связаны вместе соединительной тканью, весь пучок известен как «мышца». Два конца мышцы прикреплены к двум костям с помощью соединительной ткани, которая иногда образует короткий шнур, или сухожилие. Затем, когда мышца сокращается, два места ее прикрепления притягиваются друг к другу, и что-то должно двигаться. Но прежде чем говорить больше о том, как соединены кости и прикреплены мышцы — по сути, какие движения возможны в человеческом теле — было бы неплохо здесь описать основные свойства мышц и способ их изучения.

II.

Схема 21. — Аппарат для записи мышечного сокращения.

Способ изучения произвольной мышцы очень прост. Лягушку убивают, пронзая мозг и спинной мозг зондом, а затем мышцу препарируют и прикрепляют к аппарату (см. Схему 21) таким образом, что при сокращении она поднимает рычаг и проводит линию на движущейся поверхности. Скорость движения поверхности установлена, так что характер кривой, которая является графической записью сокращения, может быть проанализирован. (См. Схему 22.) Например, когда для вызова сокращения мышцы используется электрический шок, мы обнаруживаем, что слабый шок вызывает небольшое сокращение, как показано низкой кривой, в то время как более сильный, до определенного момента, вызывает увеличение.

Схема 22. — Графическая запись ответа на одиночный стимул, примененный в точке А.

Нижняя линия = записи камертона 1/100 сек.

Но описав, как изучается мышца, необходимо лишь изложить несколько фактов, касающихся ее; обсуждение мышц с полным описанием экспериментов, с помощью которых были выяснены их более темные свойства, и устройств, с помощью которых были устранены причины ошибок, заполнило бы тома.

Схема 23. — Сокращения при двух стимулах с разными интервалами времени.

Мышца приводится в состояние сокращения импульсом, достигающим ее от нерва, но она сокращается столь же охотно, если возбуждается непосредственно механическим или электрическим шоком. Второй шок вызывает второе сокращение, или, если мышца все еще находится в состоянии сокращения из-за первого, заставляет ее сократиться еще больше. (См. Схему 23.) Если к мышце прикладывается ряд стимулов в такой быстрой последовательности, что эффект предыдущего не прошел к моменту прибытия следующего, она сократится настолько, насколько это возможно, и останется сокращенной — состояние, известное как тетанус. (См. Схему 24.) Таким образом, мышца поддерживается в состоянии сокращения непрерывным нервным усилием, а не приводится в него и затем оставляется сокращенной.

Схема 24. — Тетанус.

Схема 25. — Кривые утомления.

Быстрый барабан: a, точка стимуляции. Записано каждое десятое сокращение.

Схема 26. — Влияние утомления на мышечное сокращение.

Медленный барабан. Записано каждое сокращение.

Различные условия изменяют характер мышечного ответа. При повторяющихся стимулах с короткими интервалами мышца утомляется, и каждое сокращение становится меньше по амплитуде и дольше по продолжительности. (См. Схемы 25 и 26.) Если мышце приходится поднимать груз, она имеет определенный контроль над своим сокращением, и время ее расслабления сокращается. Температура также влияет на мышечное сокращение: умеренное повышение вызывает более резкий, а умеренное охлаждение — более медленный подъем и опускание рычага при стимуляции. (См. Схему 27.) Наконец, у нас есть лекарства, которые оказывают влияние, но единственное из них, которое необходимо упомянуть здесь, — это вератрин, который заставляет медленно сокращающиеся фибриллы продолжать свою активность после того, как быстрые утихли. (См. Схему 28.)

Схема 27. — Влияние температуры.

Схема 28. — Кривая вератрина.

Наконец, существуют электрические изменения в мышце. Их, опять же, можно пропустить кратко, поскольку они нелегко понимаются или описываются. Если изложить факты в двух словах, часть мышцы, которая находится в активности, отрицательна по отношению ко всем другим частям. Таким образом, если мышцу препарировать и разрезать поперек, активность в месте повреждения, пока она длится, вызывает прохождение тока через гальванометр от неповрежденных частей к поврежденным. (См. Схему 29.) Опять же, если мышцу препарировать без повреждений, соединить в двух точках с гальванометром, а затем стимулировать с одного конца, по мере прохождения волны сокращения вдоль нее, сначала один, затем другой контакт становится отрицательным. (См. Схему 30.) S, стимулирующие электроды; N, сокращение, которое отмечает волну возбуждения, проходящую вдоль мышцы; G, гальванометр, который показывает, что место активности (N) отрицательно по отношению к остальной части мышцы.

Схема 29. — Ток повреждения: поперечное сечение мышцы отрицательно по отношению к остальной части.

Схема 30. — Ток действия.

Вскользь можно упомянуть, что, поскольку сердце — это мышца, подвешенная косо поперек тела, и волны сокращения постоянно проходят вдоль его длинной оси, все тело подвергается постоянным электрическим изменениям. С помощью очень чувствительных инструментов можно продемонстрировать, что с каждым ударом две руки попеременно становятся электрически положительными и отрицательными по отношению друг к другу.

Рассматривая электрические явления мышц, можно также отметить, что нервные волокна, которые изучаются с помощью очень похожих аппаратов, показывают те же электрические изменения, причем точка повреждения или наибольшей активности отрицательна по отношению ко всему остальному. Отдельные клетки исследовать труднее, но в железах можно показать, что действует то же правило.

Несомненно, самый любопытный факт о генерации электричества протоплазмой заключается в том, что путем модификации мышц и нервов, которая заставляет их терять свои обычные свойства, они превращаются в специальный орган для нанесения электрических ударов. Вооруженные мощными батареями такого рода, в остальном довольно беспомощный класс рыб способен защищать себя от врагов и наносить неожиданную смерть своей более ловкой добыче.

Теперь, когда мы пробежались по нескольким физическим свойствам протоплазмы, мы можем перейти к краткому исследованию движений, которые мы находим в теле человека.

III.

Описывая движения тела, мы должны будем рассматривать их как отдельные и различные, какими они, собственно, и являются; но не следует упускать из виду тот факт, что их нельзя действительно изолировать: одна идея охватывает целое. Однако в жизненных функциях можно выделить два вида движения: движение самих клеток, таких как мышцы; и движение не-протоплазматических элементов, на которые воздействуют клетки — например, лимфы.

Существует параллель этому в химической стороне жизни, где мы находим некоторые явления, свойственные живым элементам, и другие, такие как пищеварение, происходящие в живом теле, но вне клеток.

Принимая движения в естественном порядке — то есть переходя от более простых к более сложным — первым, несомненно, следует рассмотреть движение лейкоцитов, или общих мусорщиков тканей. Тело состоит, насколько мы определили его анатомию, из трех слоев клеток, и его форма — это трубка с полыми стенками. (См. Схему 6.) Внутри полости тела находятся различные органы, такие как мышцы, которые образованы из среднего слоя; и его пространство в значительной степени уменьшено железами, легкими и другими разветвлениями внутреннего слоя, который образует пищеварительный канал.

Эти органы висят более или менее свободно в полости тела, подвешенные к его стенкам обволакивающими листами соединительной ткани, причем все это омывается лимфой. Теперь, при таком устройстве, продукты износа должны накапливаться. Клетки здесь и там умирают по разным причинам, и части клеток отделяются даже у взрослых животных. Внутренняя часть кости постоянно выедается, чтобы уменьшить ее вес, или для того, чтобы она могла быть заменена свежей костью более плотной текстуры, а у молодых животных и эмбрионов есть много структур, которые, будучи полезными в течение некоторого времени, в конечном итоге должны быть удалены; в качестве примера можно привести хвост головастика. На самом деле, если бы ткани были предоставлены сами себе, тело вскоре было бы забито обломками, и чтобы избежать этого, оно снабжено армией мусорщиков — лейкоцитами.

Лейкоциты — это отделенные клетки, которые обязаны своим происхождением среднему слою. По размеру они, конечно, очень малы, совершенно невидимы невооруженным глазом. По внешнему виду они напоминают одноклеточные организмы типа амебы, о которых мы уже несколько раз упоминали (Эссе II, Раздел II; Эссе III, Раздел I, Схема 1). Они бывают нескольких различных разновидностей, некоторые крупнее и активнее других; но все они бродят в лимфе и крови, как независимые животные, проползая внутрь и наружу между клетками органов и пожирая любое инородное вещество, которое им попадается. Они иногда размножаются, как независимые животные, путем деления, особенно при наличии воспаления или когда им предстоит много работы и требуется быстрое увеличение их численности; и их удалось заставить жить, питаться и размножаться вне тела (в этом случае их следует считать ставшими независимыми организмами), благодаря тщательному вниманию экспериментатора.

Помимо своих обязанностей пожирать внутренние слои костей и очищать от мертвых тканей, некоторые считают, что они помогают в поглощении пищи, проползая между клетками, выстилающими пищеварительный канал, и, выбросив руки, чтобы поглотить частицы пищи, возвращаясь со своей добычей в тело. Возможно, однако, наиболее интересными, или, во всяком случае, наиболее романтичными из их многочисленных и важных функций являются те, которые можно назвать их чрезвычайными обязанностями. Часто люди, особенно те, кто живет в дымных городах, втягивают в свои легкие частицы пыли и сажи, которые, если бы они оставались прилипшими к стенкам воздушных полостей, вызывали бы опасное раздражение. Как по волшебству, лейкоцит обнаружит присутствие такой неприятности и, проползая между клетками, образующими стенку легкого, в которой, кстати, он находится вне тела как такового, поглотит ее и унесет с собой. Этот подвиг, однако, меркнет перед войной, которая идет в теле между лейкоцитами и вторгающимися бактериями. Бактерия процветает в крови или лимфе, так как оказывается в теплой щелочной жидкости, содержащей сложные органические вещества, расщепляя которые она может легко получить энергию. К сожалению, продукты такого процесса часто являются вирулентными ядами, воздействие которых на соседние клетки вызывает мучительные симптомы, которые мы связываем с болезнью. Как только, однако, бактерия начинает вырабатывать яды, лейкоциты, под влиянием химического притяжения (Эссе I), набрасываются на нее. Сначала приходят лейкоциты мелкого вида, полные зимогенных гранул, которые окружают бактерию, пока не покроют ее. Через некоторое время они уползают, оставляя ее мертвой. Они теперь находятся в истощенном состоянии и больше не содержат гранул, несомненно, выбросив их как разрушительный фермент на своего врага. Затем лейкоцит другого вида переходит в атаку, или, вернее, чтобы убрать останки, ибо он крупный, незернистый, активный малый, и съедает мертвую бактерию простым процессом поглощения его целиком. (См. Схему 31.)

Естественный вопрос, возникающий при изучении лейкоцитов, — что с ними становится? Частицы сажи и подобные отходы вряд ли можно считать питательной или даже перевариваемой пищей, и приходишь к выводу, что лейкоцит выполняет свои функции на благо организма в целом, а не для себя, и что когда его работа сделана, он должен умереть. Многие лейкоциты, вероятно, нагруженные необдуманными и нежелательными пустяками, выбрасывают себя в пищеварительный канал и удаляются вместе с бесполезными частями пищи; но им не всегда везет или хватает энергии добраться до естественного выхода. Неприятно знакомое явление — фурункул. Здесь у нас есть какое-то раздражающее вещество под кожей, вызывающее воспаление, и лейкоциты стекаются, чтобы устранить причину неприятностей. Прежде, однако, чем это будет сделано, многие погибли в схватке, и они собрались в количествах, образуя то, что обычно известно как гной. Их рассеивание по телу теперь ни легко, ни желательно, и хирург обычно дает им выйти с поверхности прикосновением ланцета.

Схема 31.

A, эозинофильный лейкоцит; B, бактерия; C, лейкоциты, убивающие бактерию своим ферментом; D, лейкоциты, оставляющие бактерию мертвой; E, гиалиновый лейкоцит, пожирающий мертвую бактерию.

Такова, вкратце, история лейкоцита, пренебрегая такими проблемами, как различия между теми, что найдены в крови, называемыми белыми тельцами, чтобы отличить их от красных телец, с которыми они не имеют никакой связи; теми, что найдены в лимфе, называемыми лимфоцитами, чтобы отличить их от тех, что найдены в крови; теми, что пойманы за актом пожирания кости, называемыми остеокластами; и теми, что найдены с бактериями внутри них, поэтому известными как фагоциты; и не размышляя о том, как долго живет особь и отличаются ли разные разновидности по происхождению или являются лишь прогрессивными стадиями развития. Изучение лейкоцитов — одно из самых увлекательных в физиологии, но у нас есть много других вещей, требующих нашего внимания, и мы сказали достаточно о той роли, которую они играют в жизни тела, чтобы оправдать наш переход к рассмотрению другого важного движения.

IV.

Следующими в естественном порядке для рассмотрения идут движения пищеварительного канала.

До сих пор мы рассматривали эту структуру как химическую лабораторию, трубку, состоящую из одного слоя клеток, которые секретируют ферменты в просвет, где происходит пищеварение, а затем всасывают продукты, и мы еще не объяснили, как пища перемещается по трубке, без чего ее функции, как описано в первой части книги, не могли бы выполняться. То, что прохождение пищи не связано с гравитацией, очевидно из многих направлений изгибов трубки — не говоря уже о старом примере лошади, пьющей воду, в случае которой жидкость сначала движется вверх. Поэтому следует сделать вывод в пользу какого-то мышечного метода продвижения.

Мы до сих пор описывали пищеварительный канал как один слой клеток, но должно быть очевидно, что эти мягкие секретирующие части трубки не способны на энергичное движение. Канал в целом окружен прочной оболочкой из соединительной ткани, которая предотвращает его чрезмерное растяжение или разрыв, и с помощью слоя — или, вернее, двух слоев — неисчерченной мышцы, которую он содержит, производит движения, приводящие к прохождению его содержимого вдоль трубки. Эти два слоя лежат далеко снаружи оболочки из соединительной ткани. Волокна внутреннего слоя расположены кругообразно, образуя кольца вокруг трубки; волокна внешнего имеют продольное направление, проходя, следовательно, параллельно ее длинной оси. Когда первые сокращаются, диаметр трубки уменьшается, в то время как сокращение последних имеет эффект ее расширения. (См. Схему 32.)

Движения кишечника — это то, что известно как перистальтические. Сокращение мышечных волокон не является одновременным во всех частях, а проходит волнами вдоль него. Прямо перед пищей продольные волокна сокращаются и, таким образом, оказывают меньшее сопротивление, в то время как прямо позади круговые волокна уменьшают размер трубки и, таким образом, создают давление. Результатом ряда последовательных волн сокращения, проходящих по пищеварительному каналу, является то, что пища продвигается по нему.

Схема 32. — Иллюстрация прохождения пищи по кишечнику.

Расположение мышц варьируется в разных местах в соответствии с особыми потребностями. Там, где трубка внезапно расширяется, образуя желудок, и где желудок внезапно сужается до кишечника, есть два сильных кольца мышц, чье сжимающее влияние превращает расширение в закрытую камеру во время желудочного пищеварения; в то время как оболочки, которые фактически облекают его здесь, проходят косо, и их активность заставляет содержимое медленно перемешиваться внутри.

Таким образом, будет видно, что не только произвольные мышцы дают пищеварительной системе ее возможности; без этих незаметных неисчерченных клеток мы трудились бы за наш хлеб и глотали бы его напрасно.

V.

Наш следующий шаг, после того как мы изучили принцип движения, с помощью которого химические потребности организма подвергаются воздействию его всасывающей поверхности, должен состоять в том, чтобы увидеть, как жидкость, которая их транспортирует, заставляется проходить по трубкам, содержащим ее. У нас уже был случай описать, как эти кровеносные и лимфатические сосуды разветвляются по всем органам, когда мы имели дело с химическим влиянием крови и лимфы.

Трубки, по которым лимфа возвращается в кровоток, имеют тонкие стенки и не имеют собственных мышц. Они подвергаются, однако, постоянно меняющемуся давлению при движениях конечностей и туловища, и поскольку, благодаря клапанам внутри них, лимфа может выходить только в одном направлении, происходит постоянный поток к соединению с кровеносными сосудами.

Кровеносные сосуды совсем другие. Необходим гораздо более надежный и быстрый ток — отсюда устойчивая циркуляция через систему замкнутых трубок.

Чтобы понять это прохождение крови, необходимо помнить великий принцип, который дает нам гидростатика, а именно: жидкость всегда течет из области высокого давления в область более низкого давления. Проблема сосудистой системы, следовательно, заключается в следующем: как можно организовать давление внутри кольца трубки так, чтобы поддерживать регулярный поток всегда в одном направлении?

Давайте начнем со структуры системы. Трубка, через которую кровь проходит первой при выходе из сердца, состоит из четырех различных и существенных элементов: выстилки из эндотелиальных клеток, которую нам не нужно подробно обсуждать; основного вещества из прочной белой волокнистой соединительной ткани; эластичных волокон и мышечных волокон, причем два последних расположены в веществе соединительной ткани. Все эти части присутствуют в главных артериях, которые выходят из сердца, но в тонкой сети капилляров, к которым артерии дают начало путем повторных ветвлений, ничего не остается от внешних оболочек, только выстилка из эндотелиальных клеток, отделяющая кровь от проходимого органа. В венах, которые эти капилляры объединяются, чтобы сформировать, оболочка из соединительной ткани появляется снова, а также немного мышц; но эластичная оболочка полностью отсутствует. Сердце — это на самом деле двойной виток трубки (см. Схему 12), в котором мышечная оболочка преобладает и разделена на четыре камеры клапанами, которые обеспечивают протекание крови в правильном направлении при ее сокращении. (См. Схему 33.)

Схема 33. — Схема кровообращения

То, как работают эти структуры, заключается в следующем: две камеры сердца (предсердия) получают кровь из вен и, будучи полными, внезапно сокращаются, направляя свое содержимое в две другие камеры (желудочки). Кровь не течет обратно в вены, хотя давление в них очень низкое и нет клапанов, чтобы предотвратить это, потому что в желудочках давление еще меньше, а также потому, что вены входят в предсердия косо, и тенденция возрастающего давления заключается в закрытии их отверстий. Выбросив кровь в желудочки, предсердия расслабляются, и давление внутри становится отрицательной величиной, они быстро наполняются кровью из вен, причем кровь не может вернуться после входа в желудочки, так как клапаны закрываются автоматически, чтобы предотвратить это.

Стимулируемые растягивающей их кровью, желудочки затем сокращаются одновременно, подобно предсердиям, но с гораздо большей силой: ведь правому желудочку необходимо прогнать кровь через все сосуды, пронизывающие легкие, обратно к левому предсердию, в то время как левый желудочек, который пропорционально сильнее правого, должен отправить свое содержимое к самым отдаленным частям тела. Затем они расслабляются, чтобы условия их внутреннего давления могли способствовать новому притоку крови из предсердий, при этом возврат крови из артерий, как и в предыдущем случае, предотвращается клапанами.

Давление в артериях при жизни всегда довольно высокое; более того, желудочки должны развить значительную силу, прежде чем ведущие из них клапаны откроются. Результатом этого является не только то, что кровь устремляется по ним с большой скоростью, но и то, что они слегка растягиваются при каждом ударе; и поэтому, благодаря эластичности их стенок, кровь продолжает течь вперед даже между ударами сердца. Остальная часть пути довольно проста: давление в капиллярах ниже, чем в артериях, а давление в венах ниже, чем в капиллярах, и оно еще ниже в венах по мере их приближения к сердцу, пока в месте впадения в предсердие оно не становится фактически отрицательным, и у крови не остается иного пути, кроме как вернуться в предсердие. Кажется, что в венах могли бы случаться неприятности из-за того, что там слишком низкое давление для направления тока крови, но это предотвращается наличием клапанов, расположенных через определенные промежутки, чтобы остановить любой обратный ток.

Скорость, с которой движется кровь, — это еще один момент, имеющий важное значение для питания. Она выполняет свою работу, т.е. отдает питательные вещества и забирает продукты распада, протекая через капилляры; поэтому здесь можно заметить, что она движется медленно. С другой стороны, чем скорее она доберется до них, тем лучше, поэтому она быстро несется по артериям. Наконец, ее возвращение к сердцу не должно задерживаться, поэтому в венах она снова ускоряется. Принцип, согласно которому достигается это изменение скорости потока, прост и неизбежен. Если трубка, по которой течет жидкость, не одинакова по размеру на всем протяжении, жидкость будет течь быстрее в узких частях, чем в более широких. Теперь, при разветвлении артерии не становятся меньше в регулярной пропорции, и в результате капилляры в совокупности имеют диаметр в пятьсот раз больше, чем аорта; следовательно, кровь течет через них со скоростью, составляющей лишь одну пятисотую от той, с которой она покидает сердце. Но при соединении обратно в вены их поперечное сечение снова уменьшается, так что сечение крупных вен вблизи сердца лишь в два с половиной раза больше, чем у аорты, и, следовательно, поток замедляется лишь в два с половиной раза.

Скорость кровотока, очевидно, должна зависеть от давления крови в артериях. Это давление изменяется либо путем изменения частоты сердечных сокращений, либо диаметра артерий, которые способны к значительному изменению благодаря своей мышечной оболочке. Регуляция кровяного давления осуществляется нервной системой, поэтому здесь не рассматривается, и мы можем оставить ее, упомянув один или два факта. Высокое давление обусловлено большим количеством крови в артериях, и это может быть связано либо с быстротой, с которой она выбрасывается сердцем, либо с уменьшенной емкостью самих кровеносных сосудов. Высокое давление, вызванное последней причиной, создает большую нагрузку на сердце из-за тяжелой работы, которую оно выполняет, перекачивая кровь в артерии; при низком давлении сердце бьется слабо, имея меньше сопротивления для преодоления.

Кровяное давление можно повысить путем стимуляции мышечной оболочки и уменьшения емкости кровеносных сосудов, а понизить — заставив сердце биться медленнее или удалив кровь из организма. Эта последняя операция была излюбленным методом врачей старой школы; но по мере того, как наши знания о физиологии, а вместе с ними и наш контроль над жизненными функциями, возрастают, такие грубые и героические средства могут быть заменены другими, менее опасными.

VI.

Сравнения справедливо считаются нежелательными, поэтому вряд ли было бы безопасно утверждать, что группа движений, основной целью которых является наполнение легких и которую мы должны изучить следующей, является самой важной в организме, особенно когда мы только что говорили о кровообращении, которое, однако, принесло бы мало пользы, если бы кровь не могла окисляться; но мы можем, по крайней мере, сказать, что ее важность невозможно переоценить, настолько далеко идущими являются ее последствия.

Легкие, как мы описали их выше, представляют собой пару нежных перепончатых мешков, соединенных трубкой, трахеей, с пищеварительным каналом, из которого они первоначально выросли. Они подразделяются, хотя как именно, нам не нужно описывать подробно, на огромное количество мелких отсеков, чтобы обеспечить максимальную поверхность в отведенном им пространстве, и все это несколько напоминает гроздь винограда, где стебли — это ветви трахеи. Перепончатые части пронизаны эластичной сетью, обволакивающей отсеки таким образом, что они навсегда уменьшились бы до сходства с гроздью изюма, а не винограда, если бы они не были заключены в герметичную коробку — грудную клетку, от стенок которой они не могут сжаться, не вызвав вакуума. Однако благодаря последнему устройству и тому, что трахея открыта во внешний мир, они всегда более или менее раздуты воздухом.

Грудная клетка, которую они, таким образом, всегда должны точно заполнять, представляет собой конусообразную коробку, стенками которой являются ребра, а дном — слой мышц, известный как диафрагма. Она содержит, помимо легких, только сердце и крупные кровеносные сосуды. Проблема, следовательно, втягивания воздуха в легкие и (после того, как произошел газообмен, описанный в Эссе II, Раздел IV) его выталкивания обратно становится исключительно вопросом увеличения и уменьшения объема грудной клетки. (См. Диаграмму 34.) Это можно сделать двумя способами: можно увеличить диаметр через ребра или опустить диафрагму, увеличив ее глубину. Фактически, оба эти метода вступают в действие вместе. Диаграмма 35, вероятно, даст лучшее представление о том, как это делается, чем можно было бы легко передать словесным описанием. Здесь предпринята попытка показать действие ребер и диафрагмы — сначала каждого по отдельности, затем обоих вместе. Эластичности самих легких достаточно, чтобы вытеснить дыхательный воздух, если диафрагма и мышцы ребер расслаблены, хотя при тяжелом дыхании мышечное движение может опустить ребра, а сокращение брюшных мышц — подтолкнуть диафрагму вверх.

Диаграмма 34. — Модель (адаптирована из Резерфорда) для демонстрации того, как легкие наполняются воздухом путем изменения размера грудной клетки.

Но хотя основной целью поднятия ребер и опускания диафрагмы может быть наполнение легких, ее вторичное влияние на туловище в целом едва ли менее важно. Эффект на кровообращение глубокий. Отсеки легких окутаны бесчисленными капиллярными кровеносными сосудами, и, поскольку они лежат вокруг и между ними в полости грудной клетки, они должны, при вдохе, подвергаться отрицательному давлению раньше, чем само легкое, и первыми испытывать положительное давление, когда воздух выталкивается. Здесь, опять же, диаграмма — лучшее объяснение. (См. Диаграмму 36.)

Более того, легочные сосуды — не единственные, на которые оказывается влияние. Читатель, внимательно изучивший Диаграмму 13, должен был быть поражен особенностями кровообращения через селезенку, кишечник и печень, а также препятствиями, которые это повторяющееся дробление на мелкие сосуды должно создавать для потока крови, как описано в Разделе V этого эссе.

Диаграмма 35. — Показывает, как объем грудной клетки увеличивается путем поднятия ребер и опускания диафрагмы.

Диаграмма 36. — Модель для демонстрации влияния движений грудной клетки на легочное кровообращение.

Печень составляет суть ситуации. (См. Диаграмму 37.) Вена, несущая кровь от кишечника и селезенки, распадается на мелкие капилляры, чтобы пройти через этот орган, и давление в этой вене чрезвычайно низкое. Как поддерживается достаточно быстрый поток крови? Ответ на эту загадку лучше всего дает Диаграмма 38, которая показывает, как за счет сокращения диафрагмы при каждом вдохе крупные вены, входящие в сердце, подвергаются отрицательному давлению, которое вытягивает кровь из печени, в то время как одновременно этот орган сжимается и содержащаяся в нем кровь выталкивается. Очевидно, что этот естественный насос влияет не только на поток крови, но и на поток лимфы, и то, что было сказано о печеночных сосудах, также справедливо для грудного протока, по которому лимфа, богатая жиром, поглощенным из кишечника, проходит, чтобы быть вылитой в крупные вены возле сердца. Поэтому, хотя энергичность действия диафрагмы более благоприятна для здоровья, чем необходима для жизни, глубокое дыхание является существенным фактором благополучия организма.

Диаграмма 37. — Схематический вид кровообращения через органы, на которые давит диафрагма при опускании.

Диаграмма 38. — Иллюстрация влияния диафрагмы на кровообращение через внутренние органы.

VII.

Все описанные до сих пор движения абсолютно необходимы для продолжения жизни; более того, они независимы от усилий воли. Но остается еще один вид движения, без которого организм, предоставленный самому себе, погиб бы. Это движение конечностей — органов, с помощью которых тело способно перемещаться с одного места на другое, захватывать пищу и доставлять ее через рот в желудок — одним словом, удовлетворять свои химические и физические потребности.

Чтобы понять, как работают конечности, требуется знание их анатомии, на что у нас здесь нет времени или места; но принцип повсюду — это система рычагов, костей, приводимых в действие произвольными мышцами. Здесь, как и раньше, диаграмма, вероятно, передаст больше, чем когда-либо можно было бы выразить словами. (См. Диаграмму 39.)

Диаграмма представляет очень грубо, но, как мы надеемся, очень ясно, основной принцип локтевого сустава; но для точного знания механизма сустава, а также сравнительной нагрузки на каждую мышцу и, следовательно, ее силы, читатель должен обратиться к какой-либо работе по анатомии. Там он обнаружит, если продолжит читать описание кисти, какая удивительная точность, сложность и объем движений могут быть получены с помощью вариаций этого простого устройства.

Диаграмма 39. — Диаграмма руки.

1, Подъем; 2, нажатие.

Здесь, однако, мы должны оставить изучение способа и цели телесных движений и перейти к исследованию гораздо более сложного вопроса о том, как они возникают и контролируются.

ЭССЕ IV. НЕРВНАЯ СИСТЕМА.

I.

Теперь возникает окончательная проблема. Протоплазма образует структуру, которая всегда меняется, всегда восполняет свои потери путем химического воздействия на сырье, всегда захватывает сырье или находится в его поиске, всегда, когда она существует в больших количествах и труд, следовательно, разделен между многими клетками, экономично распределяет работу и добычу. Как получается, что все действия, химические, так же как и физические, огромного количества клеток, составляющих большое тело, — какими бы сложными они ни были, — всегда гармоничны и всегда с целью направлены на пользу всего животного?

В первом эссе этой книги мы обсудили феномен жизни и кратко описали химические и физические особенности протоплазмы. В двух последующих эссе мы рассмотрели их более полно; но есть одна характеристика этого интересного вещества, которую нам еще предстоит изучить в специализированных клетках, а именно: ее крайняя готовность реагировать на изменения в окружающей среде.

В Эссе I мы видели, что химические агенты — свет, тепло, электричество и т. д. — оказывали определенное влияние на протоплазму, и что, хотя они могли влиять на разные виды по-разному, эффект был тем не менее неизменным; одним словом, реакция протоплазмы на обстоятельства автоматична. Но самое примечательное в этом то, что реакция не ограничивается протоплазмой, которая подверглась воздействию, а передается той, что находится ближе всего к стимулируемой части, и снова передается дальше, так что волна возбуждения проходит через всю массу, не останавливаясь, пока не достигнет крайних пределов клетки. Она может даже выйти за их пределы и вызвать активность в соседних клетках. Как только понята способность к проводимости, легко увидеть, что некоторые клетки, специализируясь в этом направлении и адаптируя свою форму к потребностям организма, могли бы, выбрасывая длинные нити для достижения отдаленных частей, создать органическую систему телеграфии.

Органы, развитые для контроля организма, обязаны своим происхождением внешнему слою. (См. Диаграмму 5.) Этого и следовало ожидать. Во втором эссе, в котором мы рассматривали химию организма, мы, конечно, затронули все три слоя, из которых строится тело; но тот, который главным образом занимал наше внимание, был самым внутренним слоем, который так замечательно устроен как химическая лаборатория. В третьем эссе мы имели дело главным образом со средним слоем, который как по своему положению, так и по объему мог бы считаться фундаментом большинства двигательных органов. Теперь, когда мы подошли к органам восприятия и передачи впечатлений, вполне естественно ожидать, что они должны быть специализированы из клеток, уже находящихся в контакте с внешним миром, и которые, поскольку они образуют оболочку животного, должны позволять всем таким стимулам, которые достигают подлежащего двигательного слоя, проходить через них.

До сих пор мы не рассматривали подробно развитие органов, функции которых мы описывали, ни с точки зрения эмбриолога, ни эволюциониста. Мы также не тратили много времени на их общую анатомию. С нервной системой мы должны действовать несколько иначе; ибо чтобы понять, как могут выполняться ее высшие функции, их нужно проследить от самого начала шаг за шагом, в то время как их сложность в значительной степени заключена в структуре специальных органов.

То, как развивалась нервная система, показано на Диаграмме 5. Первоначально, без сомнения, клетки внешнего слоя, когда последний был в своей простейшей форме — то есть толщиной всего в одну клетку, а не в несколько, как в нашей коже, — при любом воздействии непосредственно вызывали бы активность двигательных клеток, лежащих под ними. (См. Диаграмму 40, Рис. 1.) На Рис. 2, однако, мы видим, как одна клетка внешнего слоя становится специализированной. Она выбросила отросток над поверхностью кожи, чтобы легче улавливать впечатления, и отправила другой внутрь тела, чтобы лучше их распределять. Диаграмма 41, Рис. 1 показывает нервную клетку на дальнейшей стадии. Принцип тот же, но клетка перемещена в более безопасное место. На Рис. 2 она вообще не подвергается воздействию внешнего мира, но, получая импульсы из вторых рук от нескольких клеток, та же работа выполняется с большей экономией и единообразием. Некоторые из органов специального чувства до сих пор развиваются таким образом.

Диаграмма 40. — Показывает происхождение нервной клетки.

Диаграмма 41. — Показывает развитие нервной клетки.

Как только нервная клетка развита и благополучно перемещена внутрь тела, она облекается защитной сетью из соединительной ткани, а нервные волокна также окружены клетками соединительной ткани, которые секретируют вокруг них жировое вещество, придающее нервам белый вид.

Такова нервная клетка, или посредник между миром и мышцами; но отсюда до гармоничного движения в теле со сложными органами, способными к разнообразным действиям, — долгий путь. Чтобы добиться точности и единообразия во всем организме, все полученные впечатления должны быть собраны и сбалансированы, а стимулы, являющиеся правильным результатом этого балансирования, должны быть переданы мышцам, железам и т. д., активность которых требуют обстоятельства. То, как клетки внешнего слоя становятся заключенными, образуя центральную нервную систему, показано на Диаграмме 5; но ее развитие будет лучше видно на фигурах Диаграммы 42.

Диаграмма 42. — Для иллюстрации развития нервной системы.

Диаграмма 43. — Поперечный разрез спинного мозга, показывающий, как он отдает нервы.

Диаграмма 44.

Эта диаграмма показывает, как определенные клетки внешнего слоя отпочковываются и переносятся в безопасное место внутри тела. В этом положении клетки развиваются дальше, выбрасывая одно длинное волокно, которое идет к какому-либо отдаленному органу тела, и короткие волокна, которые, хотя они не соединяются с волокнами других клеток и не становятся непрерывными, тесно переплетаются и приводят их в сообщение. Они также отделены друг от друга соединительной тканью, которая поддерживает их, удерживая во взвешенном состоянии, при этом только их волокна приближаются друг к другу (Диаграмма 43). Диаграмма 44 показывает, как кость, которая заменяет опорный стержень (см. Диаграмму 6), образует арку вокруг сети соединительной ткани, в которой подвешены нервные клетки, обеспечивая им еще большую защиту.

В фигурах Диаграммы 42, которая полнее Диаграммы 5, можно заметить, что есть три таких зачатка — один центральный и два боковых. Центральный становится трубкой, проходящей по всей длине животного, в то время как боковые зачатки образуют плотные скопления или ганглии, расположенные парами через определенные промежутки рядом с ней (см. Диаграмму 45). Волокна от этих ганглиев идут к коже и приносят нервным клеткам информацию из внешнего мира, которую они должным образом передают клеткам центрального столба. Клетки центрального столба, приходя в движение от ганглиозных клеток, посылают импульсы к мышцам, сокращение которых необходимо для выполнения движения, которое указывают обстоятельства. Движение, вызванное таким образом, называется рефлексом.

Диаграмма 45. — Центральная нервная трубка и ганглии.

Рефлекторные движения, однако, не совсем самые простые. Например, пища перемещается по пищеварительному каналу за счет сокращения двух наборов мышечных волокон — внешней продольной оболочки и внутренней круговой. Между этими двумя оболочками находятся некоторые нервные клетки, которые приходят в активность из-за присутствия пищи и соединений железа желчи, секретируемой печенью в трубку. Эти симпатические клетки не посылают свои импульсы в какой-либо центр для проверки, а немедленно стимулируют мышечные волокна, между которыми они лежат, тем самым вызывая перистальтические движения, которые мы уже описали. Тем не менее, следует помнить, что, хотя эти клетки действуют независимо от центральной нервной системы, они находятся под ее контролем и могут, если нужно, иметь свое действие измененным на благо организма в целом.

Для удобства нам лучше здесь уточнить основные виды нервного действия. Во-первых, это то, что мы можем назвать непосредственным нервным действием, подобным тому, которое мы только что описывали; во-вторых, это рефлекторное действие, центры которого находятся в спинном мозге и основании мозга; и в-третьих, это произвольное движение, которое возникает из взаимодействия центров в полушарии мозга, где хранится самый сложный механизм из всех.

II.

О первом виде нам больше не нужно говорить. Пример перистальтического движения иллюстрирует его достаточно; поэтому мы можем сразу начать более тщательное изучение рефлекторного действия.

Самый простой пример рефлекторного действия можно взять из школьной жизни. Если мальчик внезапно уколет булавкой ничего не подозревающего товарища по школе, последний неизменно вздрогнет и часто также издаст восклицание. В этом случае о присутствии вредоносного агента сообщается в ближайший двигательный центр, который находится в спинном мозге, и это автоматически вызывает судорогу тела, дергая конечность из опасности.

Это рефлекторное движение; нервное волокно, которое передает известие о вредном влиянии, является продолжением, или, вернее, двумя продолжениями клетки спинномозгового ганглия. (См. Диаграмму 46.) Ближний конец этого волокна, который входит в спинной мозг, имеет несколько ветвей. Некоторые проходят немного вверх по спинному мозгу, а некоторые немного вниз, чтобы сообщаться с несколькими двигательными клетками; но одна ветвь идет прямо вверх по спинному мозгу и передает сообщение в головной мозг. Наш возмущенный школьник вздрагивает за долю секунды до того, как осознает боль от укола, и эта первая реакция непроизвольна и неизменна; ощущение, однако, сообщается его мозгу, и работу этого удивительного органа предсказать труднее. Это приводит к тому, что он оценивает агрессора, на основании чего решает, безопасно ли пытаться отомстить, и если да, то в какой форме это будет наиболее эффективно и наименее вероятно привлечет внимание учителя. Этот сложный вопрос решен, двигательные клетки мозга посылают вниз сообщения к двигательным клеткам различных частей спинного мозга, а те, в свою очередь, приводят в движение необходимые мышцы для нанесения тайного пинка или прицельного брызга чернилами, в зависимости от обстоятельств. Это произвольное движение.

Диаграмма 46. — Эволюция клетки спинномозгового ганглия.

Диаграмма 47. — Схема центральной нервной системы.

→ показывает путь, пройденный импульсом при рефлекторном действии.

↣ показывает путь для произвольного действия.

Разница между рефлекторным и произвольным движением, как видно из приведенных выше примеров, во многом является вопросом степени; но нам лучше оставить сравнение между ними и любое обсуждение того, в какой степени проявления сознания автоматичны, до тех пор, пока мы не закончим описание рефлекторного движения и не изложим то немногое, что мы знаем о произвольном движении.

Время и место не позволяют привести полный список рефлекторных движений. Ниже, однако, приведены несколько типичных примеров того, как организм автоматически заставляют выполнять такие действия, которые необходимы, и как те, которые не требуют обдумывания, осуществляются без нагрузки на интеллект.

Рефлекторное действие, которое неприятно знакомо, — это кашель, а также несколько похожее явление чихания. В этом случае инородное тело, которое препятствует дыхательному горлу или вызывает раздражение мембраны, выстилающей нос, после сообщения об этом в спинной мозг, немедленно выдувается взрывным потоком воздуха из легких.

Орган, который очень важен и в то же время очень чувствителен, — а именно глаз — имеет много защитных рефлексов. Внешняя поверхность глаза покрыта очень нежной мембраной, которую необходимо поддерживать влажной и безупречно чистой. Всякий раз, когда эта мембрана хоть немного высыхает или на нее попадает пыль, веки на мгновение закрываются, тем самым омывая ее секретом слезных желез. Мало кто знает, я думаю, что они моргают глазами в среднем дважды в минуту. Глаза также закрываются совершенно непроизвольно рефлексом, когда им угрожает какая-либо опасность — например, внезапный ослепляющий свет, сильный ветер или удар, направленный в лицо; и если какое-либо инородное вещество — скажем, муха — все же попадает в один из них, секреция слезных желез чрезвычайно увеличивается, чтобы вымыть его.