Мозг. Советы ученого, как по максимуму использовать самый совершенный в мире орган

Майк Трентер, 2021

Ночные кошмары и осознанные сновидения – что происходит с мозгом, когда мы спим? Где хранятся воспоминания и можно ли потерять память после удара по голове? Чем отличается мозг гениев от мозга других людей? Депрессия и зависимость – что это такое и как они возникают? В первой части книги вы найдете ответы на эти и другие вопросы об устройстве и работе мозга и удивитесь, насколько мало еще науке на самом деле известно о нем. Во второй части вас ждут «секретные материалы нейробиологии» – самые необычные и любопытные явления, связанные с мозгом. Например, описание феномена Баадера-Майнхоф и история Финеаса Гейджа, чья личность после травмы изменилась до неузнаваемости. А в завершение заглянете в будущее нейробиологии, где создаются изобретения на стыке науки и высоких технологий, позволяющие лечить серьезные заболевания, влиять на продолжительность жизни. Эта книга поможет вам в поиске ответов и откроет секреты самого таинственного органа в нашем теле. В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Глава 1

Вопросы нейробиологу

Почему мозг находится в голове, а не в другом месте?

Кажется вполне разумным, что природа поместила мозг в голову. Вообще, некоторые люди утверждают, что у мужчин он в другом месте, но нейробиология не совсем с этим согласна. Почему мозг не находится в какой-нибудь другой части нашего тела? Разве он не был бы в большей безопасности под защитой грудной клетки? Может, ему следовало разместиться в ноге или стопе? Это выглядело бы ужасно, и на эти вопросы можно дать относительно простые ответы.

Начнем с головы. Мозг получает информацию о том, что мы видим, обоняем, слышим, пробуем на вкус и осязаем, от органов чувств. На зрение приходится почти 65 % всех его возможностей, поэтому вполне логично расположить глаза как можно ближе к мозгу. Если поместить его далеко от органов чувств, возникнет небольшая, но критическая задержка в получении информации. Всего несколько миллисекунд, тысячных долей секунды, могут означать разницу между жизнью и смертью. А еще мозг хочет сразу получать все сплетни о том, что происходит вокруг, и любит находиться в центре внимания. Поэтому чем быстрее он собирает информацию, тем лучше себя чувствует.

Но подождите, разве органы чувств не могли бы формироваться вокруг мозга, где бы он ни располагался? На протяжении миллионов лет эволюции и у наших водных предков, и у первых людей мозг оказывался в голове, то есть в верхней части тела. У рыб, млекопитающих и насекомых голова первой сталкивается с окружающей средой, когда животное перемещается. Способность органов чувств оценивать обстановку до того, как их носитель успеет продвинуться дальше, — это большой плюс.

Быстрое получение информации могло защитить наших предков от хищников и дать преимущество в поиске добычи.

У людей мозг, а следовательно, и органы чувств, находится высоко, чтобы обеспечить лучший обзор окружающего мира. Хотя мозг, расположенный наверху, кажется уязвимым, он защищен толстым черепом, состоящим из самого крепкого материала, который только может произвести тело. Поэтому он находится в безопасности.

Какая часть мозга самая старая и что она делает?

Эволюция этого человеческого органа часто объясняется с помощью модели трех мозгов^[2]. Первый мозг — рептильный, второй — эмоциональный, а третий — неокортекс, высший гениальный мозг, который я люблю называть Гэри. Насколько все это правда и почему у нас рядом с рептильным мозгом сидит Гэри?

Данная концепция была разработана нейробиологом Полом Маклином, который в 1990 году подробно изложил свою теорию триединого мозга. Он заявил, что у рыб был ранний мозг. На этом этапе он содержал только базальные ганглии. Потом на Земле появились рептилии, а их мозг приобрел мозговой ствол и мозжечок. Эти части образуют в нашей голове участок, называемый рептильным мозгом. Он отвечает за такие примитивные функции, как голод, жажда, половое влечение, стремление защищать территорию, агрессия, частота сердечных сокращений, дыхание и температура тела.

Есть бесчисленное количество книг, статей, мемов и комментариев о том, как рептильный мозг управляет нашей жизнью и как нам нужно игнорировать его, чтобы улучшить свое поведение. В этом есть доля правды, но в целом подобная точка зрения немного устарела, и мы скоро поговорим об этом.

Да, рептильный мозг стал первым эволюционировавшим «типом» мозга (по крайней мере, с точки зрения того, что мы сейчас считаем мозгом).

Базовые функции, такие как голод и жажда, всегда помогали людям оставаться в живых. Однако в ходе эволюции вокруг рептильного мозга сформировались другие структуры, ставшие своего рода его продолжением. Дополнительные, более интеллектуальные части не были добавлены, как кирпичи. Мозг рос и приобретал лучшую способность к обработке информации, а не просто дополнялся новыми частями. Мы знаем об этом благодаря тому, что наш орган хорошо работает как единая структура.

Когда человек эволюционировал, первыми «расширениями» рептильного мозга стали средний мозг и лимбическая система^[3], которые, помимо всего прочего, отвечают за эмоции, мотивацию и долговременную память. Две эти области были очень важны, пока люди учились формировать социальные связи, а также строить цивилизации и сообщества. Они помогали нашим предкам уживаться друг с другом и понимать окружающий мир.

Со временем у человека развился неокортекс. Это внешняя часть мозга с теми складками (извилинами), которые вы видите на всех его изображениях. Извилины увеличивают площадь поверхности мозга, благодаря чему в каждой из них концентрируется большее количество нейронов. Это улучшает когнитивные процессы, и люди становятся умнее. Неокортекс отвечает за многие вещи — например, осознанное мышление, планирование и рассуждения, которые возвышают человеческий мозг над мозгом других животных. Вот почему часто говорят, что неокортекс способен подавлять наши основные инстинкты и эмоции. Его можно сравнить с ворчливым другом, который заставляет сделать глубокий вдох, расслабиться и обдумать все, прежде чем действовать импульсивно.

Хотя последнее слово всегда остается за этим ворчливым другом, каждая область тесно связана с окружающими его областями. Это значит, что примитивный мозг не раздает инструкции, а только инициирует мысль, прежде чем она быстро обрабатывается всем мозгом.

На протяжении многих лет ученые считали, что неокортекс делает людей доминирующим видом, потому что именно там находятся «умные» области человеческого мозга.

В ходе эволюции различные области мозга стали взаимодействовать сложным образом.

Нейробиологи когда-то считали, что благодаря крупному неокортексу люди стали такими, какие они есть сегодня. На самом деле у других млекопитающих тоже он есть. У людей не такой большой мозг, как у некоторых других крупных млекопитающих, например китов. Однако человека отличает отношение массы мозга к массе тела, равное 1: 50. Это значит, что наше тело весит в 50 раз больше мозга (его вес составляет около 1,4 кг). Такое соотношение впечатляет, поскольку показывает, что значительная часть массы человеческого тела приходится на мозг. У большинства млекопитающих отношение массы мозга к массе тела составляет примерно 1: 180. Таким образом, можно сказать, что наш мозг в пять раз крупнее, чем он мог бы быть.

Именно организация неокортекса объясняет, почему человеческий мозг, и неокортекс в особенности, на многое способен. Мы очень далеко ушли от своих водных предков, и неокортекс современных людей разделен приблизительно на 200 различных областей. У ранних млекопитающих их было 20 или меньше, и они отличались плохой организацией.

Итак, вернемся к рептильному мозгу, импульсивному поведению и эмоциям. Ранняя нейробиология, в основе которой лежали взгляды Маклина, считала, что старый мозг действует независимо от других. Когда вы что-то делаете в гневе, вами руководит рептильный мозг, но когда вы смотрите на небо и размышляете о смысле жизни, то работает неокортекс. Теперь мы понимаем, что это не совсем так. Конечно, если вы повернете ключ зажигания, двигатель запустится, но автомобиль придет в движение только благодаря тому, что все его части работают как единое целое (водитель в этом примере играет роль неокортекса). Рептильный мозг действительно инициирует неосознанные мысли и импульсы, но три условных мозга работают как единый орган, и эти чувства влияют на мозг в целом.

Например, гнев — это очень сложная эмоция, основанная на воспоминаниях, прогнозировании результата, контексте, физиологическом стрессе и многом другом. Было бы слишком просто сказать: «Меня заставил так кричать рептильный мозг». Ранняя модель триединого мозга не совсем неверна, потому что мы можем подавить голод, чувство угрозы и негативные эмоции, прибегая к дополнительным рассуждениям и рассматривая ситуацию в контексте. Области рептильного мозга продолжают отвечать за примитивные функции, но они слишком хорошо связаны, чтобы действовать в одиночку. Да, у нас есть более старые части, которые отвечают за базовые жизненные функции, однако они развились в современный мозг.

Почему с некоторыми людьми мы сразу находим общий язык и становимся друзьями?

У вас когда-нибудь бывало такое, что вы встречаете нового человека, начинаете с ним разговаривать и вдруг чувствуете, будто знаете его много лет? Нет? И у меня нет! Но это иногда случается с некоторыми более общительными членами общества. Взаимодействуя с людьми на учебе, работе и в других местах, люди время от времени встречают тех, с кем сразу находят общий язык. Разговор проходит естественно, вас обоих интересуют одни и те же вещи, и вы будто заранее знаете, что ваш собеседник собирается сказать.

Социальной психологии многое известно об этом явлении. Оно возникает при сочетании таких факторов, как язык тела, выражение лица, зрительный контакт и, разумеется, искренний интерес к человеку. Но у нейробиологов лишь недавно появилась возможность понаблюдать за тем, что происходит при этом в мозге.

Несколько лет назад группа исследователей под руководством Мигеля Николелиса изучила мозг человека в момент возникновения социальной связи. Оказалось, что в нем создаются волны, соответствующие мозговым волнам собеседника. Этот эффект Николелис назвал стыковкой и объяснил, как наш мозг синхронизируется с мозгом других людей в различных социальных ситуациях. Каждый из собеседников тщательно анализирует социальные сигналы партнера, такие как язык тела и выражение лица, и создает аналогичные мозговые сигналы. Если у вас и так присутствовал здоровый интерес к человеку, это сделает ваше общение еще приятнее.

Когда собеседник в следующий раз скажет, что вы на одной волне, то он будет прав!

Исследовательская группа, которая занималась изучением мозговой синхронизации, планирует понаблюдать за спортивными командами, музыкантами, зрителями и другими группами людей, объединенных одним занятием, чтобы узнать, как этот процесс помогает им работать вместе.

Можно ли искусственно синхронизироваться с мозгом собеседника?

Ваш мозг синхронизируется с мозгом других людей на основе социальных сигналов, и МРТ показывает, насколько важную роль в этом процессе играет зрительный контакт. Этот сигнал гораздо сильнее активизирует мозг, чем подавляющее большинство других. Простой взгляд на изображение глаза не дает такого эффекта — мозгу действительно нужен социальный элемент.

Синхронизация также может происходить многими другими, вполне ожидаемыми способами. В некоторой степени — при простой вербальной коммуникации, например во время интересного разговора. Мозг будет синхронизироваться и при наблюдении за невербальной коммуникацией — выражением лица и жестами, однако собеседник должен разделять с вами эмоциональную реакцию на сказанное. Ему должно быть интересно то, что вы говорите, и наоборот. Синхронизации не происходит, если человек говорит на незнакомом вам языке.

Я слышал(-а), что в социальных ситуациях могут быть полезны зеркальные нейроны. Но что это такое?

Синхронизация между мозгом двух людей все еще изучается, но, вероятно, это результат работы наших зеркальных нейронов. В нейробиологии зеркальные нейроны подобны зубной фее: доказательства их существования есть (в отличие от зубной феи, денег от них ждать не стоит), но ученые долгое время сомневались, что они действительно существуют. Даже сегодня продолжаются споры о том, что эти загадочные клетки делают на самом деле.

Зеркальные нейроны были обнаружены в 1992 году, когда итальянские исследователи заметили, что премоторная кора макак активизируется при выполнении двигательной задачи, например хватании предмета или поедании пищи. Это кажется очевидным, но удивительно другое. Оказалось, что у обезьяны активизируется та же область мозга, когда она просто наблюдает, как другая обезьяна хватает тот же предмет. Кажется, будто мозг выполняет задачу посредством какой-то психической связи (это не так). Термин «зеркальные нейроны» был введен для обозначения нейронов, которые активизируются, когда человек наблюдает за чем-то, а не делает это сам. Ученые поспешили предположить, что эти клетки необходимы, чтобы животное могло обучиться чему-либо, наблюдая, как это делают другие. Через некоторое время начались поиски загадочных зеркальных нейронов у человека.

Какое-то время многие ученые не верили в их наличие у людей. Они предполагали, что мы уже прошли тот этап эволюции, когда эти клетки могли понадобиться (весьма высокомерно с их стороны). В конце концов ученые начали наблюдение за мозговой активностью людей, следивших за тем, как другие люди выполняют задачу. Функциональная МРТ выявила у участников исследования те же зеркальные нейроны, что у обезьян. Но ученые на этом не остановились. С тех пор зеркальные нейроны были обнаружены во многих областях мозга, включая мозжечок (отвечает за мелкую моторику), зрительную кору (зрение) и лимбическую систему (эмоции).

Так почему же они присутствуют в других областях мозга? Многие ученые, включая меня, считают, что зеркальные нейроны участвуют в наблюдении за выражением лица и эмоциями окружающих людей, чтобы стимулировать эмпатию и другое социально полезное поведение. Они, вероятно, вовлечены в синхронизацию мозга двух людей во время социального взаимодействия. Зеркальные нейроны отражают положительные эмоции, способствуя формированию крепкой социальной связи. Их действие объясняет, почему мы оказываемся на одной волне с другими людьми. Если зеркальные нейроны обоих мозгов замечают социальные сигналы, например зрительный контакт, велика вероятность, что произойдет синхронизация. Так вы можете обрести лучшего друга на всю жизнь.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

2

«Триединый мозг» — устаревшая и не признанная наукой концепция, подразумевающая разделение головного мозга человека на три иерархические области — т. н. рептилий, или рептильный, мозг (древняя глубинная часть мозга), лимбическую систему (средняя или промежуточная часть мозга) и неокортекс (высшая, отвечающая за сознание часть мозга). Дальнейшие исследования показали несостоятельность ее базовой идеи, в настоящее время она представляет собой научный миф.

3

Лимбическая система — совокупность ряда структур головного мозга, расположенных на обеих сторонах таламуса, непосредственно под конечным мозгом, окутывающая верхнюю часть ствола головного мозга, будто поясом, и образующую его край (лимб).