Глава III
Устройство головного мозга

Мой мозг только приемное устройство. В космическом пространстве существует некое ядро, откуда мы черпаем знания, силы, вдохновение. Я не проник в тайны этого ядра, но знаю, что оно существует…

Никола Тесла

Мозг кажется простым и понятным ровно до той секунды, когда мы начинаем о нем думать. Комиксы в интернете демонстрируют нам обаятельного розового кругляша в извилинах-кудряшках, читающего книги или занимающегося спортом. И вроде все ясно: на картинке мозг учится, мозг тренируется. Но стоит только начать размышлять, и мы оказываемся на территории, полной белых пятен.

ВСЕЛЕННАЯ РАЗУМА

90 миллиардов нейронов содержится в головном мозге. Столько же звезд в нашей Галактике

СЛОЖНАЯ СТРУКТУРА БОЛЬШОГО МОЗГА

Начнем с общеизвестного факта, что мозг вовсе не розовый. При этом ученые вовсе не торопятся назвать центральный орган нервной системы серым: в мозге присутствуют красные кровеносные сосуды, белое вещество, черная субстанция. Кроме того, мозг отнюдь не сидит, уютно устроившись в нашей голове, а покоится в спинномозговой жидкости. Он не однороден, не симметричен. И, наконец, мозг не изучен. Да, в наш век космических технологий отдельные медицинские случаи по-прежнему заставляют ученых разводить руками, признавая, что все открытия, связанные с нашим разумом, вполне могут быть опровергнуты самим мозгом.

В этой книге мы не ставим цели детально разобрать устройство каждого фрагмента, составляющего сложнейший пазл под названием «мозг», для этого есть учебники анатомии. Мы опишем несколько отделов мозга, функционирование и взаимодействие которых важно для понимания ключевых процессов, происходящих в нашем разуме и оказывающих влияние на нашу жизнь.

Итак, всем знакомые полушария с картинок – это и есть большой мозг, называемый так же конечным. Образуют большой мозг корковые и подкорковые структуры, а кроме того, этот орган разделен пополам.

Полушария мозга составляют от 75 до 80 процентов от всей массы нашей центральной нервной системы.

Именно сюда, в эту таинственную сферу, стекается вся информация, с которой мы сталкиваемся, здесь она обрабатывается и становится основой разнообразных процессов: моторных и когнитивных функций, речи, памяти, обучаемости.

Любители классических детективов могут вспомнить частые призывы Эркюля Пуаро использовать «маленькие серые клеточки». Эти самые клеточки, которые далеко не все из нас применяют столь же эффективно, как известный сыщик, находятся именно здесь: полушария покрыты поверхностным серым веществом, внутри которого слоями расположены нервные клетки. Впрочем, нельзя однозначно сказать, что именно серое вещество отвечает за способность разоблачать преступников.

КАКОВА СКОРОСТЬ МЫСЛИ?

Скорость нервных импульсов мозга достигает 270 км/ч. Мы ощущаем моментальную реакцию, как эмоциональную, так и физическую, из-за невероятно высокой скорости движения нервных импульсов от всех частей тела к мозгу и обратно. Именно они обеспечивают реакцию

ВЫЗВАТЬ СМЕХ – ДЕЛО НЕШУТОЧНОЕ

Обычный смех требует работы пяти различных областей мозга. Когда мы щекочем сами себя, то не смеемся из-за контроля наших действий мозжечком. Малый мозг отфильтровывает ощущения, вызываемые собственными движениями

На поверхности коры, как знают многие из нас, находятся борозды и извилины. При этом только треть серого вещества располагается снаружи, две трети спрятаны внутри борозд. Среди обывателей отчего-то распространен миф о том, что для продуктивного интеллекта нужны максимально изогнутые извилины; соответственно, грубоватое выражение «у него одна извилина и та прямая» характеризует человека откровенно глупого. На самом деле за силу нашего ума отвечает размер коры – чем больше площадь коры, тем больше там нейронов, а значит, тем большими возможностями обладает мозг. Впрочем, рассуждая подобным образом, мы попадаем на весьма опасную территорию – наука не готова ответить однозначно, как выглядит мозг умного или глупого человека.

Как упоминалось выше, мозг пребывает в спинномозговой жидкости, значение которой до недавнего времени сводилось к некой барьерной среде. Однако последние исследования, проведенные во время сна пациентов, показали истинное значение этой жидкости. Дело в том, что, когда человек спит, кровь, подобно морю во время отлива, покидает область мозга, уступая место спинномозговой жидкости, промывающей мозг и избавляющей его от излишних белков и накопленных токсинов. Ученые предполагают, что ограничение доступа спинномозговой жидкости к мозгу может приводить к накоплению токсинов, некий критический уровень которых способствует появлению ряда серьезных психических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера и аутизм. Вполне возможно, что в ближайшем будущем медикам будет под силу предотвращать или, по крайней мере, купировать многие серьезные недуги.

МАЛ ЗОЛОТНИК, ДА ДОРОГ

Первые исследователи человеческого разума противопоставляли «истинный» большой мозг и совершенно незначительный, с их точки зрения, малый – мозжечок.

Занимает этот «ненастоящий» мозг всего десять процентов общего объема центрального органа нервной системы, однако является настоящим средоточием нейронов: крошечный мозжечок содержит в три с половиной раза больше нейронов, чем вся пространная кора обоих полушарий! Объяснятся этот факт тем, что в мозжечке находятся самые крошечные из существующих нейронов – гранулярные.

Долгое время нейробиологи отводили мозжечку довольно простую роль – контроль за координацией движений. Из-за небольшого размера и плотного скопления гранулярных нейронов изучать эту область мозга особенно сложно.

Окаменелости, найденные археологами, показывают, что у наших далеких предков мозжечок был весьма небольшого размера. В те времена мозжечок, скорее всего, обеспечивал исключительно баланс, необходимый для прямохождения. По мере эволюции мозжечок увеличивался в размерах и обзаводился дополнительными функциями, чтобы соответствовать новым потребностям человека разумного.

ГДЕ БОЛИТ?

Мозг не может чувствовать боли, но этот факт не отменяет мигрени – главный орган нашей нервной системы окружен множеством тканей, нервов и сосудов, которые и становятся источником боли

НЕКОТОРЫМ И БЕЗ ГОЛОВЫ НЕПЛОХО

Экспериментально подтверждено, что тараканы могут жить без головы несколько недель. Процесс кровообращения тараканов не управляется мозгом, дышат они через маленькие отверстия по всему телу, а на предварительно съеденных запасах пищи могут существовать долго. Для сравнения, мозг человека живет без кислорода не более шести минут, а затем начинают происходить необратимые процессы гибели нейронов

Сегодня ученые полагают, что именно мозжечок отвечает за появившиеся у нас когнитивные функции. Кроме того, недавние исследования американских ученых доказали, что этот отдел мозга отвечает за ожидание вознаграждения, то есть подкрепление какого-либо действия положительной реакцией.

Крайне интересны исследования, которые провели ученые, сравнивая особенности мозжечков гигантов нашей планеты – касаток и кашалотов. Если вы не являетесь биологом или натуралистом, то эти млекопитающие кажутся очень похожими: относятся к отряду китообразных, живут в воде, являются хищниками. При этом нейробиологи заметили, что мозжечок кашалота, относительно размеров всего мозга, существенно меньше, чем мозжечок касатки. Дотошные ученые углубились в проблематику и выяснили, что в жизни касаток, по сравнению с кашалотами, больше… творчества! Конечно, это не означает, что киты-убийцы тайком пишут картины или музицируют, но их охота, осуществляемая целой стаей, отличается настоящей стратегией, тактикой и командным духом. Кашалоты питаются более спокойной добычей, и им такие сложности ни к чему.

В целом, сейчас уже общепризнано, что древние эскулапы недооценили мозжечок. Но все свои тайны этот участок мозга пока не готов раскрыть.

ГИПОТАЛАМУС, ТАЛАМУС И МЫСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

Мы не устаем повторять, что с мозгом все не просто, и готовы еще раз подтвердить это утверждение. Не успели мы свыкнуться с мыслью, что мозг бывает большой и малый (мозжечок), как приходится переходить к следующему уровню – мозгу промежуточному.

Речь идет о небольшой области, расположенной между полушариями. Верхний отдел промежуточного мозга называется таламус, а нижний – гипоталамус.

Некоторые нейропсихологи называют таламус секретарем полушарий, утверждая, что без правильного функционирования этой области мозга будет нарушен весь мыслительный процесс.

Для эффективного функционирования полушарий нужны конкретные информационные сигналы, одни из них стоит пропустить без очереди, другие – проигнорировать. И таламус, подобно бдительному секретарю, выполняет именно эту работу.

Каждый из нас время от времени сталкивается с ситуацией, когда нужно проявить максимальную собранность и концентрацию. Допустим, вы сидите на важном совещании или консультации перед экзаменом. Ветер в окно доносит пение птиц, на экране телефона коллеги мельтешит «ТикТок», чей-то парфюм чересчур интенсивен, а в голову лезут всевозможные мысли… Несмотря на все эти отвлекающие факторы, мы способны сосредоточиться на важной информации настолько, что порой даже не замечаем, что день сменил вечер, а вместо пения птиц с улицы раздается шум дождя. Этой суперспособностью наделяет нас таламус, отсекающий второстепенные сигналы, подобно информационной воронке.

ЧТО ТУТ ЛИШНЕЕ?

Одним из старейших методов исследования мозга является методика абляций, которая состоит в том, что один из отделов мозга удаляется и ученые наблюдают за изменениями, к которым приводит такая операция

СЛЕЗЫ РАДОСТИ

Мы плачем, когда очень счастливы, потому что гипоталамус в нашем мозге не может отличить сильное счастье от грусти

В случае нарушений работы таламуса возникают такие распространенные в наши дни сбои в работе нервной системы, как СДВГ и гиперактивность.

Деятельность гипоталамуса совсем не похожа на работу его соседа сверху. Гипоталамус отслеживает уровень гормонов в организме и контролирует терморегуляцию тела. Гипоталамус воздействует на гипофиз и щитовидную железу для повышения или понижения уровня гормонов. Сам гипоталамус тоже способен выделять в кровь отдельные виды гормонов. Появляющиеся на теле человека мурашки в холодную погоду, так же как и капли пота в жаркий день, являются результатом работы этого участка мозга, ежесекундно оценивающего нашу температуру.

Еще в гипоталамусе находится центр голода, отвечающий за аппетит человека. После еды в организме человека повышается количество гормонов инсулина и лептина. Сигнал об этом поступает в гипоталамус, который, в свою очередь, блокирует аппетит.

Недавние исследования доказали, что высококалорийная, жирная пища способна отключать центр насыщения, приводя к неконтролируемому аппетиту и регулярному перееданию. Эта гипотеза кажется весьма убедительной, ведь искушение положить на тарелку еще одну отбивную или второй кусок торта обычно весьма велико, тогда как зеленый салат или паровая брокколи вовсе не вызывают мыслей о добавке.

Если нейропсихологи найдут способ воздействия на центр голода и смогут переводить тумблер из положения «что бы еще съесть?» на отметку «полностью сыт», жизнь многих людей станет гораздо проще, а диеты забудутся как страшный сон.

ЧТО СКРЫВАЕТ ГИППОКАМП?

Провалы в памяти после злоупотребления алкоголем вызваны воздействием токсинов на гиппокамп, отвечающий за память. Мозг временно становится неспособным хранить и записывать новые воспоминания

В ГЛАВНОЙ РОЛИ – ГИПОФИЗ!

Гипофиз притаился в основании мозга, анатомически он тесно связан с гипоталамусом.

Поклонники классической литературы наверняка помнят, что в повести М. А. Булгакова «Собачье сердце» профессор Преображенский пересаживает псу Шарику человеческий гипофиз, предполагая, что это должно омолодить собаку. Этот аспект сюжета отсылает нас к вполне реальным медицинским представлениям о роли гипофиза в начале XX века, ведь вне литературной деятельности Михаил Афанасьевич был врачом. В то время в медицине было распространено представление, что гипофиз отвечает за внешность и черты характера человека.

СВЕРХГОРМОН

Гормон мелатонин не зря называют сверхгормоном. Мелатонин широко распространен в природе и вырабатывается не только у людей, но и у растений, грибов, животных и даже у одноклеточных организмов. Мелатонин способен серьезно влиять на организм благодаря возможности легко проникать сквозь клеточные мембраны и нейтрализовать разрушающее действие свободных радикалов. Считается, что действие мелатонина в два раза сильнее действия витамина Е

В настоящее время доказано, что гипофиз вырабатывает гормоны, влияющие на рост, половую систему и метаболизм. Недостаточное количество гормона роста в организме человека может приводить к развитию карликовости, в то время как избыток гормона провоцирует гигантизм.

Однако наука не дремлет, и на животных уже проводятся успешные опыты: благодаря применению гормона роста у взрослых особей возобновляется рост тела. Возможно, в недалеком будущем задумка профессора Преображенского воплотится в жизнь и путем безопасной операции можно будет превратить немолодого пса в беззаботного щенка?

ЧТО ТАКОЕ ШИШКОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА

Следующий отдел мозга, тесно связанный с вышеописанными гипофизом и гипоталамусом, – эпифиз, или шишковидная железа. Часто эпифиз называют железой внутренней секреции. Древние медики и философы приписывали эпифизу духовное значение, нарекая его «третьим глазом» и «троном души».

К двадцатому веку представление об эпифизе было все еще смутным – шишковидный участок мозга считали рудиментарным органом.

Такое представление о шишковидной железе было связано с тем, что у некоторых рептилий она сохранилась на внешней части головы в виде рудиментарного подобия глаза, реагирующего на свет и участвующего в процессе терморегуляции.

В наши дни ученые установили, что удивительный участок мозга, внешне похожий на сосновую шишку, влияет на выработку серотонина, мелатонина и биоритмы человека.

Гормон мелатонин образуется ночью, вызывая у человека чувство сонливости. У детей мелатонина вырабатывается в избытке, с чем, видимо, и связано выражение «спал как младенец», использующееся для описания крепкого здорового сна. Однако с возрастом выработка мелатонина уменьшается, и по этой причине пожилые люди часто страдают от бессонницы и нарушения сна.

В настоящее время мелатонин находится в фокусе внимания различных специалистов, ведь этот гормон является сильнейшим антиоксидантом, то есть веществом, способным защитить наш организм от вредного воздействия окружающей среды.

Серотонин является промежуточным продуктом мелатонина. Этот гормон накапливается в организме в светлое время суток и оказывает влияние на наше настроение. Низкий уровень гормона может привести к клинической депрессии, а слишком высокий – к галлюцинациям и нервно-мышечным нарушениям. Разумеется, подобные гормональные нарушения требуют серьезного лечения, однако для здоровых людей достичь незначительного повышения серотонина и улучшить свое настроение вовсе не сложно: корректировки образа жизни и внесения разнообразия в меню будет достаточно.

НИКАКИХ СМАРТФОНОВ ПЕРЕД СНОМ

По данным различных исследований, использование гаджетов подавляет выработку мелатонина, делая сон менее глубоким и менее продуктивным

МЫСЛИ МАТЕРИАЛЬНЫ

Стресс вовсе не чудовище за углом, подстерегающее неосторожных путников. Ученые убеждены, что мы можем испытывать сильнейший стресс, просто подумав об опасной ситуации. Любая тревожная мысль способна запустить цепную гормональную реакцию, которая повлияет на потоотделение, сердцебиение и обмен веществ. Так что думаем исключительно о хорошем и экономим на транквилизаторах!