Мозг говорит языком нейротрансмиттеров. Всякий раз, как человек читает книгу или любуется прекрасным видом, в его мозгу разыгрывается химическая буря. Миллионы микроскопических молекул покидают везикулы нейрона, пересекают синаптическую щель и прилипают к рецепторам другого нейрона: и каждая молекула несет некое химическое послание. Мозг использует нейротрансмиттеры для передачи приказов сердцу – биться, легким – дышать, желудку – переваривать. Особые молекулы передают приказы спать или, наоборот, обратить на что-то внимание, узнать новое или забыть старое, прийти в возбуждение или успокоиться.

И да, все самые тонкие нюансы человеческого поведения, как самого рационального, так и абсолютно бессознательного, управляются целой армией нейротрансмиттеров и являются результатом их запутанного взаимодействия. Таких взаимодействий может происходить одновременно более сотни, и не исключено, что их гораздо больше – просто они еще не все учтены.

Синаптические послания могут быть как возбуждающими, так и тормозящими, в зависимости от того, какие нейротрансмиттеры были отправлены нейроном-передатчиком, и от того, на какие рецепторы они попадают в нейроне-приемнике. Он, в свою очередь, может быть связан со многими тысячами других нейронов через столь же многочисленные синапсы; они тоже получают импульсы одновременно от сотен или тысяч передатчиков. «Раздражающие» и «успокаивающие» послания поступают в клетку вместе, клетка же, благодаря хитроумной системе мембранных насосов, регулирует приток и отток ионов калия и натрия и поддерживает постоянный электрический потенциал на поверхности мембраны, равный -70 милливольт. Возбуждающие нейротрансмиттеры приносят на мембрану позитивный заряд, успокаивающие, наоборот, отрицательный. Если в результате взаимодействия потенциалов электрическое напряжение переходит определенное значение (как правило, около -30 милливольт), нервная клетка приходит в состояние возбуждения и посылает электрический импульс по аксону. Импульс провоцирует выброс нейротрансмиттеров, везикула стреляет молекулами, как крошечный пулемет.

Если же возбуждающие сигналы с положительным зарядом слишком слабы, клетка сохраняет состояние покоя. Однако физика нервных импульсов выходит далеко за пределы простого сложения напряжений, поскольку молекулы, несущие информацию, проявляют свои главные свойства, вступая в различные комбинации или вытесняя друг друга. Спектр возможностей благодаря такому механизму становится настолько широким, что включает и рассуждения, и воспоминания, и эмоции. Шведский исследователь Хуго Лёвхейм предложил классификацию последствий, вызываемых совместным воздействием серотонина, дофамина и норадреналина. Согласно его модели, уровень содержания именно этих трех молекул определяет эмоции и их интенсивность. К примеру, ярость вызывается высокими уровнями содержания дофамина и норадреналина в крови в сочетании с низким уровнем серотонина.

Высокий уровень 

Низкий уровень 

Конечно, реальность значительно сложнее, чем любые модели: количество взаимодействующих молекул, несущих различную информацию, существенно больше. Есть одна особенность, которой никак нельзя пренебречь: никогда не известно, достаточно ли в пулеметах синапсов патронов, то есть нужных химических молекул в синаптических пузырьках-везикулах.

Запасы нейротрансмиттеров в организме не бесконечны. После взаимодействия с постсинаптическими рецепторами они сразу же дезактивируются и затем перерабатываются: либо возвращаются в везикулы, где как бы подзаряжаются (так называемый обратный захват, reuptake по-английски), либо выводятся, порой даже уничтожаются.

Мозг может пострадать в случае нарушения цикла восстановления нейротрансмиттеров – молекул, передающих сигналы. Причиной могут стать плохое, нездоровое питание [см. стр. 101], сильный стресс [см. стр. 216], некоторые лекарства, наркотики, алкоголь и даже генетическая предрасположенность [см. стр. 221]. Негативные факторы влияют на запасы нейротрансмиттеров в организме и нарушают оптимальный режим работы мозга.

Ряд нейротрансмиттеров, таких как дофамин, серотонин, ацетилхолин и норадреналин, играют также роль нейромодуляторов. Процесс нейротрансмиссии можно сравнить с лазером, точной наводкой поражающим постсинаптические нейроны, в то время как явлению нейромодуляции больше подойдет сравнение с распыляемым спреем.

Нейроны выделяют нейромодуляторы для воздействия сразу на все сообщество соседей в зоне своего влияния, чтобы спровоцировать их активизацию. Кроме того, дополнительно влиять на процесс передачи сигнала, участвуя в уже запущенной цепочке синаптической деятельности, могут и гормоны, такие как тестостерон или кортизол.

Главная задача этой молекулы – торможение. Гамма-аминомасляная кислота, сокращенно ГАМК, служит главным тормозящим средством в мире синапсов. В достаточно больших дозах вызывает расслабление и способствует концентрации внимания. В скромных дозах вызывает беспокойство. Естественно, лекарства, способствующие выделению ГАМК, имеют расслабляющее, противосудорожное и подавляющее тревогу действие.

Основной нейротрансмиттер возбуждающего действия в больших количествах может стать губительным для нейронов. Эта молекула лежит в основе когнитивных способностей, таких как память и способность к обучению, участвует также в процессе развития мозга.

Нейрогормон, известный также под названием эпинефрин, по праву носит девиз «дерись или беги»: он вырабатывается в ситуации стресса, ассоциируется со страхом или чувством угрозы, вызывает приток крови к мускулам, насыщение легких кислородом, тем самым помогая организму вступать в сражение или бежать от опасности. Этот гормон вырабатывается надпочечниками и служит нейромедиатором.

Нейротрансмиттер, известный также под названием норэпинефрин, действует возбуждающе. Отвечает за внимание и принятие решений в ситуации «дерись или беги». Это вещество вызывает ускорение сердечного ритма и, соответственно прилив крови к мускулам. Большие дозы норадреналина провоцируют сильное беспокойство, небольшие – снижение способности к концентрации и нарушения сна.

Этот гормон приносит ощущение благополучия, действуя в качестве тормозящего нейротрансмиттера в случае чрезмерной активности нейронов, ведущей к перевозбуждению. Регулирует болевые ощущения, процесс пищеварения и, в паре с мелатонином, процесс сна. Низкий уровень серотонина связан с депрессией и тревожностью, поэтому действие многих антидепрессантов способствует его повышению [см. стр. 221]. Естественным образом серотонин вырабатывается при занятиях физическими упражнениями и пребывании на солнце.

Это настоящая суперзвезда в сообществе нейротрансмиттеров: молекула отвечает за ощущения удовольствия [см. стр. 159]. Это вещество возбуждает и тормозит одновременно и является двигателем механизмов возникновения привычек и зависимостей [см. стр. 212], но, однако, неправильно было бы называть дофамин «молекулой удовольствия». Последние открытия показали, что дофамин является нейротрансмиттером желаний, а также совершенно необходим для стратегических способностей, таких как внимание и контроль движений. Исследование распределения нейронов, обладающих рецепторами дофамина, и путей распространения сигналов в мозге привело к обнаружению отдельной дофаминэргической системы, обладающей нейромодуляторными свойствами и состоящей из восьми «путей», по которым курсирует молекула. Самые важные пути – мезолимбический, мезокортикальный и нигростриарный – берут начало в вентральной области среднего мозга [см. стр. 58] и ведут на его верхние этажи.

Самый распространенный в человеческом организме нейротрансмиттер: действуя через периферическую нервную систему, он стимулирует мускульные движения, а в центральной нервной системе отвечает за возбуждение и удовлетворение, играя важную роль в процессе обучения [см. стр. 179] и феномене пластичности нейронов. Ацетилхолин содержится в спинномозговой жидкости [см. стр. 51], действуя в роли нейромодулятора на разрозненные участки нейронов.

Содержание окситоцина в мозге повышается при объятиях, поцелуях и занятиях сексом. Кроме того, количество этого гормона резко возрастает при кормлении младенца грудью – как в мозгу мамы, так и в мозгу малыша. Другими словами, повышать уровень окситоцина можно лишь вдвоем! Этот гормон называют молекулой привязанности, поскольку он дает ощущение благополучия и способствует построению крепких отношений в паре и между детьми и родителями, обеспечивает выполнение целого ряда важных физиологических функций: от эрекции до вынашивания беременности, от сокращений матки при родах до выработки грудного молока и от формирования социальных связей до реакции на стресс. Обилие или недостаток окситоцина влияют на доброжелательное отношение к другим людям и психологическую стабильность. В некоторых странах синтетический окситоцин продается в виде ингаляторов и используется как расслабляющее средство.

Гормон вазопрессин играет роль нейротрансмиттера и нейромодулятора и состоит из девяти аминокислот. Помимо чисто физиологических функций – диуретика и сосудосуживающего средства – эта молекула имеет стратегическое значение для человеческого мозга: она отвечает за продолжение рода. Вазопрессин влияет на социальное поведение, сексуальное влечение и привязанность в паре. В биологии в качестве классического примера приводится жизнь удивительного грызуна Microtus ochrogaster, обитающего на американском Среднем Западе: этот хомячок никогда не изменяет своей подруге и славится редкой моногамией (не очень распространенное в среде млекопитающих явление). Если этот образец верности лишить вазопрессина – он тут же пускается во все тяжкие.

Центральная нервная система использует для отправки сообщений нейротрансмиттеры, а эндокринная система – гормоны. Так называемые половые гормоны, такие как тестостерон (мужской, см. на рисунке выше), эстроген и прогестерон (женские), имеют решающее значение для развития мозга эмбриона, который под их влиянием выбирает одну из двух возможных моделей будущего [см. стр. 196]. Организмы мужчин и женщин производят оба гормона – и прогестерон, и тестостерон, но совершенно в разных пропорциях.

Кортизол не является нейротрансмиттером в строгом смысле этого слова, но эта молекула способна весьма чувствительным образом повлиять на мозговую деятельность. Его вырабатывают надпочечники (под контролем гипоталамуса [см. стр. 65]), и кортизол представляет собой часть сложного механизма реакции на длительное пребывание в состоянии опасности [см. стр. 134]. Его называют иногда «гормоном стресса» [см. стр. 216]: если уровень содержания кортизола остается высоким на протяжении длительного времени, страдает гиппокамп [см. стр. 64], что приводит к ускоренному старению мозга. Кортизол воздействует также на процесс обучения [см. стр. 179].

Об эндорфинах говорят во множественном числе – это особая группа опиатов («эндогенный морфин», то есть производимый внутри человеческого тела). Эти вещества блокируют сигналы боли, снижают чувствительность к ним, создают ощущение благополучия, порой даже эйфории. Они вырабатываются во время физических упражнений [см. стр. 109] или занятий сексом, а также при сильной боли. Выработке эндорфинов способствуют некоторые виды пищи, например шоколад.