Предок, первый обладатель «рептильного мозга», бороздил воды океана около 500 миллионов лет назад. Его примитивный мозг состоял всего из нескольких сотен нейронов. Но прошли миллионы лет, и мозг усложнился, вместе со своими носителями – морскими животными. Когда некоторые виды вышли на сушу, чтобы колонизировать новую среду обитания, им пришлось научиться выживать в совершенно иных условиях и приспособиться к новым опасностям. Примерно 250 миллионов лет назад как раз и сформировался орган, который сегодня называется «рептильным мозгом». Возникнув у относительно более сложных существ – амфибий, этот мозг стал прообразом всех будущих мозгов на Земле. Базовые свойства этого мозга можно обнаружить как у современных рептилий, так и у современных млекопитающих, в том числе и у человека, хотя, конечно, за долгие миллионы лет эволюции накопились и огромные различия.

Самая древняя часть человеческого мозга состоит из мозжечка и мозгового ствола и контролирует такие жизненные функции, как сердцебиение, равновесие, дыхание и поддержание температуры тела.

Это одна из самых безотказных деталей церебрального аппарата, он работает 24 часа в сутки в полностью автоматическом режиме, не требуя никакого участия пользователя. «Рептильный мозг», к примеру, никогда и ни при каких обстоятельствах не сможет позабыть дышать. Его древнее происхождение определяет его простой, однако самостоятельный и своенравный вклад в работу мозга. «Рептильный мозг» участвует практически во всех жизненных процессах, при этом мудрая эволюция компенсировала его недостатки тем, что отвела ему особую роль в процессе мышления.

Если смотреть на мозг со стороны основания, то можно увидеть нечто, похожее на кабель или трубку (следовало бы назвать ее «нервотрубкой»), соединяющую его с телом. Мозговой ствол, по-английски изящно именуемый brainstem (стебель головного мозга), в буквально смысле стоит у истоков мозговой деятельности и вместе с другими важными задачами регулирует такие базовые потребности, как дыхание, сердцебиение, сон и голод.

Любая информация, поступающая от тела к мозгу и обратно, проходит через ствол. В мозг информация идет по сенсорным путям, по ним поступают сигналы боли, сигналы о повышении температуры, осязательные ощущения, мышечное восприятие тела в пространстве и частей тела относительно друг друга [см. стр. 115]. В обратную сторону, по пучкам аксонов [см. стр. 32], начинающимся в двигательных нейронах мозгового ствола и оканчивающимся в спинном мозге, спускаются сигналы, управляющие движением. Но это еще не все – из трех частей мозгового ствола (продолговатый мозг, мост и мозжечок) выходят десять из двенадцати пар черепно-мозговых нервов – нервов, берущих начало непосредственно в мозговых полушариях и управляющих моторикой и сенсорикой лица, глаз и внутренних органов.

Ствол сплошь пронизан нейронными сетями, сотни подобных образований контролируют состояние бодрствования, посылая через регулярные промежутки времени последовательность сигналов в кору. Стоит последовательности сигналов замедлиться, человек ощущает сонливость. Нейронные сети играют ключевую роль и в механизме концентрации внимания [см. стр. 175]. Таким образом, ответственность ствола за работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем тесно переплетается с его участием в обретении знаний и умений, то есть в формировании сознания. В итоге можно сказать, что мозговой ствол находится в основе всего, во всех смыслах.

• Продолговатый мозг

Без него жизнь невозможна. Продолговатый мозг самостоятельно, без всякого участия носителя управляет базовыми функциями организма – дыханием, сердцебиением и кровяным давлением. Он служит для непосредственного соединения спинного мозга и головного и как часть мозгового ствола осуществляет коммуникацию между центральной и периферической нервными системами и играет ключевую роль в работе вегетативной нервной системы: через нее он регулирует респираторные, кардиологические и вазомоторные функции, многочисленные безусловные рефлексы, бессознательные реакции на различные раздражители (таковых насчитывается около 45). Это продолговатый мозг стоит за кашлем, чиханием, рвотой, зевотой.

• Мост

Если смотреть вдоль мозгового столба, между спинным мозгом и средним мозгом можно заметить мост. По-латыни он называется pons, также его именуют Варолиевым мостом, в честь итальянского анатома XVI века Костанцо Варолия, впервые его описавшего. Мост имеет слегка выпуклую форму.

Мост соединяет разные области мозга и обеспечивает жизненно важный обмен информацией между корой и мозжечком. Его пересекают четыре пары черепно-мозговых нервов, и он участвует в работе слуха, вкуса, осязания и в поддержании равновесия; также в его ведении находятся моторные функции, такие, как жевание и движение глаз. Варолиев мост заведует, как предполагается, быстрой фазой сна и насылает сны.

• Средний мозг

Средний мозг имеет в длину всего около 2 сантиметров и находится на самом конце мозгового столба. Это самая крошечная часть столба, однако заслуживающая всяческого уважения, поскольку играет решающую роль в эмбриональном развитии будущего человека.

Примерно на двадцать восьмой день внутриутробного развития эмбриона нервная трубка разделяется на три первичных пузыря, которые впоследствии станут мозгом. Это ромбовидный мозг, средний мозг и передний мозг. Через несколько недель от среднего мозга отделяется вторичный мозговой пузырь, или задний мозг, впоследствии развивающийся в мост и мозжечок, и продолговатый мозг. А из переднего мозга формируются полушария мозга, покрытые корой, и промежуточный мозг (гипоталамус, таламус и др.). А средний мозг оказывается действительно в середине и остается средним мозгом. Стратегическим положением среднего мозга объясняется присутствие в нем слоев белого вещества, соединяющих мост с таламусом, то есть «рептильный мозг» с лимбической системой, и обмен информацией идет в обоих направлениях. Кроме того, в среднем мозге есть несколько крупных вкраплений серого вещества, в которых осуществляется контроль за такими функциями организма, как смена сна и бодрствования, ощущение боли, слух, движения головы и глаз.

Средний мозг принято делить на три части – крышу, среднемозговую покрышку и ножки. Первые две части разделены центральным протоком (по которому поступает спинномозговая жидкость [см. стр. 51]), а ножки отделены друг от друга черной субстанцией, служащей одним из основных источников дофамина.

• Черная субстанция

Она также называется «черное вещество» и плотно насыщена нейронами, потемневшими от большого количества меланина – пигмента, которому мы обязаны загаром. И черная субстанция не является однородной, а поделена на две разные части с разными функциями, pars compacta и pars reticulata, компактный слой и сетчатый слой. Компактный слой содержит дофаминергические нейроны, которые связываются с другими структурами мозга – полосатым телом – и высвобождают дофамин в его структурах. Сетчатый слой состоит в основном из ГАМК-ергических нейронов [см. стр. 39], связывающихся с разными отделами мозга.

• Вентральная область покрышки

Эта крошечная структура прилегает к области черной субстанции, на краю покрышки среднего мозга, и играет весьма важную роль, будучи связанной с самыми отдаленными уголками мозга, от мозгового ствола до префронтальной коры. Это самый важный узел путей выработки и распространения дофамина и системы вознаграждений [см. стр. 159]. Вентральная часть покрышки (известна также под аббревиатурой VTA) вовлечена в формирование мотивации [см. стр. 171], закрепление результатов обучения [см. стр. 179] и, по разряду совсем иных удовольствий, оргазма [см. стр. 137]. Однако эта область связана также с формированием наркозависимости, токсикоманией и тяжелыми мозговыми патологиями.

На латыни эта часть мозга называется cerebellum, то есть «маленький мозг». Так он был назван из-за своих размеров и вида. Он действительно похож на мозг в миниатюре, чуть больше размером, чем мячик для пинг-понга. У мозжечка тоже есть два полушария, правда не покрытых извилинами коры. Он находится в глубине задней части мозга, под височными долями, и тесно связан со спинным мозгом. По спинному мозгу он отправляет приказы мозга (порой без всякого участия сознания) всем остальным частям тела.

Мозжечок – неизменная и обязательная часть мозга всех позвоночных: рептилий, рыб, птиц и млекопитающих. Уже давно, несколько столетий назад, ученые установили, что мозжечок ответственен за движения тела, равновесие и координацию в пространстве, – исследователям удалось увидеть своими глазами последствия его повреждения. Однако мозжечок вида Homo sapiens эволюция загрузила дополнительными обязанностями, весьма важными. Согласно последним исследованиям, эту часть мозга «маленькой» называть просто несправедливо.

Мозжечок прежде всего обеспечивает обучение разнообразным движениям, в особенности тем, что имеют сложный рисунок. Без участия мозжечка невозможно выучить хитро подкрученную подачу в теннисе или же исполнить фугу Баха. Мозжечок – драгоценное наследство, полученное человеком от предков. Конечно, по сравнению с корой головного мозга, внешней, почти демонстративно гипертрофированной частью головного мозга человека, он кажется приветом из далекого эволюционного прошлого. Однако, занимая всего 10 % объема мозга, он включает в себя 69 миллиардов нейронов, в то время как кора их насчитывает только 20 миллиардов. Секрет столь высокой плотности в том, что около 46 миллиардов клеток в мозжечке – гранулярные, самые крошечные нейроны из существующих.

Роль мозжечка поистине невозможно переоценить. Он работает в постоянном контакте с корой головного мозга, они трудятся практически в паре: мозжечок участвует не только в управлении двигательными функциями, ради которых он был создан природой, но и в регулировании новых когнитивных функций, появившихся у человека.