Светлой памяти академика Евгения Николаевича Соколова
посвящается
Клеточная теория строения нервной системы («нейронная доктрина»), сформулированная в жарких дискуссиях конца XIX в., остается концептуальным ядром современных наук о мозге. Это знаменательным образом отражено в собирательном термине «нейронауки», используемом в настоящее время для обозначения широкого спектра научных дисциплин, нацеленных на изучение разных аспектов клеточной активности, – нейрофизиологии, биохимии, биофизики, молекулярной биологии, нейрогенетики, нейроэндокринологии и многих других. Нейрон и другие клетки нервной системы (рецепторы, глия) «смотрятся в зеркала» такого большого числа разных наук, что возникает необходимость собрать все эти «отображения» в единый «образ». Эту сложную задачу и ставит перед собой руководство.
Конечная цель данного и последующих изданий книги – создать постоянно обновляющийся «корпус» фундаментальных данных о нейроне и нервной активности. Нарастающий по экспоненте объем этих данных, которые можно уподобить «разбегающейся Вселенной», не могут быть охвачены арифметическим образом, но только на системной основе. В качестве «системобразующих» тем для фундаментального руководства мы выбрали те области знаний о нейроне, которые революционизировали классическую «нейронную доктрину», трансформировав ее в «нейронную доктрину XXI века». Среди этих тем теоретического и фактологического плана выделим следующие:
- Системные представления о нейроне как «активном», а не «реактивном» элементе нейронной сети (Раздел 1).
- Данные сравнительно-анатомических и нейробиологических исследований животных и организмов с донервной организацией (простейших), проливающие свет на происхождение и эволюцию нервных клеток (Раздел 2).
- Современные данные молекулярной биологии о мембранных механизмах нейрорецепции, сигнальных системах первичных и вторичных мессенджеров (Раздел 3, глава 5).
- Данные современной нейрофизиологии об ионных механизмах генерации локальных постсинаптических потенциалов и потенциалов действия, механизмах их пространственно-временной суммации и проведения (Раздел 3, глава 6).
- Данные электрофизиологии и молекулярной биологии о механизмах пре- и постсинаптической пластичности (Раздел 3, главы 7 и 8).
- Исследования роли генома и других субклеточных структур (шипиков дендрита, пресинаптических бутонов, нейрофиламентов) в формировании следов памяти и даже сознательного поведения (Раздел 3, глава 9). Клеточные операции, которые определяются этими «нанообъектами», реализуются на молекулярном и субмолекулярном уровнях и являются предметом изучения для нового направления в нейронауках – «нанонейроники» (Раздел 3, глава 10).
- Данные анатомии и электрофизиологии, касающиеся сходств и различий трансдукции сигналов в классических нейронах (мембранной нейрорецепции), пейсмекерных нейронах и сенсорных рецепторах (Раздел 4, главы 11-13).
- Данные современной нейрофизиологии и молекулярной биологии, вскрывающие важную роль глии в процессах памяти, обучения и мышления. Это кардинально меняет традиционную точку зрения на клетки глии как на «вспомогательные» элементы (клетки-спутники) нервной системы (Раздел 4, глава 14).
- Современные представления о моделировании нейрона, которое в настоящее время приобретает все большую актуальность, являясь, во-первых, эффективным инструментом нейробиологических исследований нервной клетки как чрезвычайно сложной динамической системы, а во-вторых, – базой для создания искусственных нейросетевых интеллектуальных систем. Объединение в одном издании данных о живом нейроне и о технологиях его моделирования с помощью средств вычислительной техники стало одним из подходов, принятых при создании настоящего руководства (Раздел 5).
По единодушному решению всего авторского коллектива, книга посвящается светлой памяти Соколова Евгения Николаевича (1920-2008), заслуженного профессора МГУ имени М.В.Ломоносова, академика РАО, члена Национальной Академии наук США и Американской Академии наук и искусств, Академии наук Финляндии, лауреата самой высокой награды Международной психофизиологической ассоциации – “Премии столетия-1998”. Е.Н. Соколов – лидер одной из ведущих школ в отечественной психофизиологии, ученый с мировым именем, активный организатор нейронаук в России и за рубежом. С его именем связаны фундаментальные исследования в области психофизиологии, нейрофизиологии и моделирования мозговых механизмов высших психических функций. Евгений Николаевич придавал огромное значение изучению нейронной активности мозга и на I Международном психофизиологическом конгрессе в 1982 г. (г. Монреаль), вместе с другой легендой нейронауки Х. Дельгадо, провидчески отстаивал определение психофизиологии как науки о нейронных механизмах психических процессов и состояний. Светлая память о нашем Учителе Евгении Николаевиче Соколове навсегда сохранится в наших сердцах и наших делах.
Авторы руководства выражают глубокую признательность руководству Тюменского государственного университета за приглашение участвовать в этом крайне актуальном и перспективном издании.
Редакционный совет