Все эти доли мозга, полушария и области состоят из миллиардов нейронов, стремящихся к активации. Если нейронные связи не работают, они отмирают. Каждый нейрон способен к установлению связей с примерно десятью тысячами других нейронов. Взаимосвязи между нейронами меняются по мере того, как человек получает новые знания, будь то новая подача в большом теннисе, изучение иностранного языка или выкладка продуктов в незнакомом супермаркете.

Функция нейронов заключается в передаче электрохимического импульса по принципу обычного электрического выключателя. В нейронах производятся особые химические вещества – нейромедиаторы, – передающиеся в качестве сообщения другим нейронам посредством своеобразного контакта – синапса. Таким образом один нейрон способен активировать другой нейрон. Всего существует более 60 видов нейромедиаторов. Некоторые из них вызывают эмоциональное возбуждение, а некоторые оказывают успокаивающее действие. Существуют различные формы и размеры синапсов: форма и размер отдельного синапса изменяются, когда человек получает новую информацию. 80 % всех импульсов в головном мозге стимулируются двумя нейромедиаторами: глутаминовой кислотой, являющейся одним из важных представителей класса «возбуждающих аминокислот», и гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК), выполняющей в организме функцию ингибирующего медиатора центральной нервной системы. Глутаминовая кислота – это «рабочая лошадка» головного мозга. Когда она передает импульс между нейронами, не имевшими ранее связи, то стимулирует дальнейшую активность между ними. Чем чаще активируется эта нейронная связь, тем крепче она становится. Гамма-аминомасляная кислота, напротив, снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие. На ее производство направлено воздействие таких лекарственных препаратов, как «Валиум» или «Ативан», которые обычно выписывают для снятия тревожности. В организме должен быть оптимальный уровень ГАМК, чтобы человек не испытывал тревожности и напряжения, но для этого необязательно прибегать к использованию названных медикаментов (подробнее см. ).

Хотя глутаминовая кислота и ГАМК являются основными нейромедиаторами, помимо них существует еще с десяток других нейромедиаторов, также играющих важную роль в функциях головного мозга. Они отвечают лишь за какую-то часть активности между нейронами, но тем не менее оказывают сильное влияние на эти нейроны. Такие нейромедиаторы активно изучают, и многие лекарственные препараты были созданы, чтобы воздействовать именно на них.

К трем наиболее подробно изученным нейромедиаторам относятся серотонин, норадреналин и дофамин. Иногда их также называют нейромодуляторами, так как они изменяют чувствительность рецепторов, повышают активность нейрона или стимулируют нейрон к производству большего количества глутаминовой кислоты. Они также помогают снизить уровень «шума», подавляя другие сигналы, поступающие в синапс. Но иногда они, напротив, повышают интенсивность других сигналов. Эти три нейромедиатора или действуют напрямую, как глутаминовая кислота и ГАМК, или регулируют информационный поток, который обрабатывается в синапсах.

Серотонин привлек общественное внимание из-за широкого распространения некоторых антидепрессантов. Серотонин играет важную роль в механизмах эмоциональной регуляции. Низкий уровень серотонина вызывает тревожность, депрессию и даже способен привести к развитию обсессивно-компульсивного расстройства.

Серотонин сравним с регулировщиком дорожного движения: он помогает контролировать процесс активности головного мозга. Довольно часто от людей, принимающих антидепрессанты, можно услышать что-то вроде: «Меня перестали раздражать очень многие вещи». Однако у этой медали есть и оборотная сторона: обычно под воздействием подобных препаратов у людей настолько снижается порог эмоциональной реакции, что они говорят: «Я знаю, что раньше я был бы поражен красотой этого заката, но сейчас подобные вещи меня не трогают».

Норадреналин стимулирует внимание. Он усиливает сигналы, воздействующие на восприятие, возбуждение и мотивацию. Как и серотонин, норадреналин связан с управлением эмоциональным состоянием и депрессией. На выработку норадреналина в организме направлено воздействие некоторых антидепрессантов.

Дофамин усиливает и фокусирует внимание. Он служит частью «системы вознаграждения» мозга и является одним из основных нейромедиаторов, вызывающих чувство удовольствия, чем влияет на процессы мотивации и обучения. Когда человек испытывает удовольствие, дофамин активизирует область, известную как «центр подкрепления», или «центр удовольствия». Аналогичным образом активация этой области происходит и при употреблении наркотиков, во время азартных игр и при других типах зависимостей. При частой активации этой области мозга становится трудно прекратить совершать действия, ведущие к ее возбуждению. Лекарственные препараты, стимулирующие выработку дофамина, как правило, назначаются пациентам с синдромом дефицита внимания при гиперактивности (СДВГ). У людей, принимающих подобные препараты (обычно их назначают детям и подросткам), отмечается повышение концентрации внимания и снижение тревожности.