Помимо воды и глиальных клеток, наш мозг в основном состоит из нервных клеток, называемых нейронами. (До этого момента мы называли их мозговыми клетками.) Во многих смыслах нейроны являются наиболее специализированными клетками и самым чувствительным типом ткани из всех биологических систем. Они обрабатывают информацию и передают ее другим нейронам, тем самым запуская особые процессы в различных частях нашего мозга и тела.

Нейроны не только наиболее примечательные клетки, образующие мозг, они также представляют собой фундаментальный компонент нашей нервной системы: запутанной сети структур, которая состоит из головного и спинного мозга и нервов и контролирует и координирует все функции тела. Уникальный способ взаимодействия нервных клеток делает нервную систему такой особенной и отличной от всех других систем тела.

В мозге имеется величайшее скопление нейронов. Тоненький срез мозговой ткани размером с песчинку содержит порядка 100 000 нейронов. Они размещены так плотно, что кусочек ткани человеческого мозга размером с гальку содержит около 3 км нейронного материала. А весь ваш мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, каждый из которых размером меньше миллиметра. Чтобы вы составили представление о том, насколько это много, знайте, что для того, чтобы просто сосчитать до 100 миллиардов, секунду за секундой, вам потребуется примерно 3171 год. А если сложить стопку бумаги из 100 миллиардов листков, ее высота составит около 8000 километров – расстояние между Лос-Анджелесом и Лондоном.

Другие нейроны значительно длиннее мозговых нервных клеток. Некоторые проходят от головного мозга вдоль спинного и составляют до 90 см в длину. И хотя нейроны различаются по длине, все они, по сути, действуют единообразно.

Чтобы увидеть на примере, какие задачи выполняют нейроны в вашей жизни, представьте, что сейчас утро и вы планируете свой день. Пока ваш мозг складывает мозаику из идей о том, что вам нужно сделать в различные отрезки дня, нейроны передают электрохимическую информацию между его различными частями. Сенсорные нейроны посылают информацию в мозг не только о вашем внешнем окружении – полученную при помощи органов зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания, – но также и о внутренней среде, включая чувство голода, жажды, боли, температуру и т. п. Как только вы решаете подняться и сделать что-то, моторные нейроны посылают электрохимические импульсы из головного мозга через спинной по всему телу, сочетая ваши движения с выстроенным умственным планом.

Основной метод коммуникации между нейронами одинаков для всех человеческих существ. Однако нервные клетки организованы в особые сети, или паттерны, которые формируют наше индивидуальное поведение и сообщают каждому из нас уникальные качества.

Типичная нервная клетка напоминает своим строением дерево, а если точнее, дуб зимой, то есть без листье. В той части «дерева», где крупные ветви сходятся к центру, имеется ядро, или клеточное тело нейрона.

Ядра нервных клеток, как и всех других, содержат генетическую информацию в виде ДНК, которая управляет производством белков, необходимых для поддержания структуры и функционирования клетки. ДНК нервных клеток почти ничем не отличаются от ДНК любых других клеток нашего тела (кроме красных кровяных телец, которые не содержат ДНК). Что отличает один тип клетки от другого – это активная экспрессия всего лишь нескольких отдельных генов. При экспрессии гена в клетке вырабатывается особый белок, связанный с конкретной функцией. Например, мышечная клетка вырабатывает особые белки, составляющие структуру мышечных тканей. В нервной же клетке экспрессия последовательности ДНК слегка отлична от той, что мы наблюдаем в мышечных или кожных клетках.