Книга: Весомый аргумент, или Как убедить тело похудеть
Назад: Практика. Мои пищевые привычки
Дальше: Что в тарелке: углеводы, жиры и белки

Как устроен мозг?

Сетевая модель. Куда бегут импульсы

Так или иначе, окончательное решение по поводу еды принимает мозг. Чтобы понять, как он это делает, давайте рассмотрим его устройство.

В определенном смысле мозг человека напоминает компьютер. Центральный процессор (высшие отделы мозга) обрабатывает информацию с устройств ввода – многочисленных датчиков (разнообразных рецепторов), расположенных по всему организму, и направляет сигналы управления устройствам вывода – мышцам и внутренним органам. Как и в любом компьютере, здесь есть блоки оперативной и долговременной памяти, блок питания (центры, регулирующие смену сна и бодрствования) и система напоминаний о том, что пришло сообщение, села батарея, пора обновить программы и т. д. (ее аналог в организме – центры эмоций, потребностей и мотивации).

Продолжим аналогию. Подобно тому, как компьютер состоит из микросхем, структуру мозга образуют нейроны – клетки нервной системы. Каждый такой мозговой «чип» имеет входящие и исходящие каналы (аксоны и дендриты – длинные и короткие отростки нервных клеток), которые связывают его с другими чипами. По этой разветвленной сети мчатся в разных направлениях информационные потоки (сигналы). Всё, что приходит нам в голову, наши глубокие идеи и тонкие чувства, эмоции и потребности – всё это в конечном счете просто путешествия сигналов по нейронным сетям.

Сходство с работой компьютера усилится, если знать, что сигналы эти – электрические импульсы, имеющие определенную частоту и форму. Правда, до частоты современных электронных устройств им далеко, она на порядок ниже. Зато, если специально направить такие импульсы в нужное место, у человека можно вызвать чувство эйфории или заставить сокращаться определенную мышцу. Это бывает очень полезно, когда, например, надо восстановить работу органов движения.

Информация передается не только электросигналами. При межклеточном взаимодействии в дело вступают химические вещества – нейромедиаторы. Некоторые из них порождают у нас положительные эмоции. Это происходит, когда человек делает нечто правильное с точки зрения своей биологии. Например, утоляет чувство голода или удачно убегает от опасности. Таких веществ более десятка.

Зная, как именно воздействуют эти химические агенты влияния, можно эффективно управлять работой определенных областей мозга: например, вызывать или подавлять определенные эмоции. Некоторые медикаменты и еда содержат вещества, похожие на нейромедиаторы. И мозг реагирует соответствующим образом, порождая, например, чувство удовольствия. Тот же механизм лежит в основе воздействия алкоголя и наркотиков.

В определенном смысле клетка мозга должна решить: передавать дальше полученную информацию или не передавать. От того, как эти задачи решаются, то есть какие электрохимические процессы происходят в нейронной сети, зависят наши мысли и чувства.

Сегодня уже известно, какие химические вещества возбуждают, а какие тормозят работу нейронов. Хорошо, если в нужный момент работают только те из них, которые для этого созданы. Поэтому не надо печалиться, когда нам сообщают, что мы используем лишь 10 % нейронов. Главное, чтобы работали «правильные» из них.

Собственно, нейрон – это все-таки не чип, а самый настоящий компьютер, связанный несколькими тысячами каналов с другими такими же и каждое мгновение решающий, что делать с поступающими сигналами – какой пропускать, а какой нет. Поэтому мозг можно представить как мощную компьютерную сеть. Центральная нервная система – головной и спинной мозг – содержит около 100 миллиардов нейронов. Немудрено, что, несмотря на мощнейшее развитие науки, специалисты признают: до понимания полной картины работы этого чудо-устройства еще далеко.

Пока можно лишь сказать, что некоторыми такими «компьютерами» мы уже научились управлять, работу других понимаем, но ничего с ними поделать не можем. Наконец, мы понятия не имеем, что происходит в третьих. Например, известно, что мозг выделяет гормоны роста, но управлять своим ростом человек до сих пор не научился. И, кроме узкого круга йогов, никому не дано силой воли замедлять или ускорять биение сердца.

А еще известно, что нейроны – основные потребители энергии. И если в организме не хватает глюкозы, то именно мозг страдает в первую очередь, ведь обмен веществ в нем идет очень активно. Нервные клетки не работают поодиночке. Даже для самой простой операции они объединяются в группы и цепочки, в которой у каждого нейрона своя задача: один общается с соседями, другой – с мышцами или органами. Этот работает на восприятие – например, реагирует на прикосновение, тот управляет работой сердца. Как раз на те нейроны, что управляют движениями, мы можем влиять самостоятельно. А вот на те, что определяют работу систем органов организма, – нет (мы не можем, например, приказать желудку выработать определенное количество пищеварительного секрета, это сделают за нас наши нейроны). Но все нервные клетки, независимо от того, насколько они «управляемы», нуждаются в своевременном получении энергии.

Непредсказуемость результата работы мозга делает его по-настоящему эффективным инструментом принятия решений. Если бы заяц убегал от лисы всегда одним и тем же способом, его бы давно съели. Но куда он прыгнет в следующую секунду, не знает никто, включая его самого. Что уж говорить о нас. Один и тот же человек в одной и той же ситуации вчера поступал одним способом, сегодня другим, а как он поступит завтра? Мы не роботы и не зайчики, хотя временами кое в чём сходны и с теми, и с другими.

Анатомическая модель: кто за что отвечает

Наш мозг имеет сложное, многоуровневое строение, но, если сильно упрощать, мозг человека (как и мозг других млекопитающих) можно условно разделить на три основные части: ствол, мозжечок и большие полушария. В свою очередь эти части делятся на области, каждая из которых имеет свою зону ответственности. Человека делает человеком кора головного мозга, которая покрывает большие полушария. Но о ней позже.

В стволе головного мозга находятся центры врожденных жизненно важных функций: дыхания, сердцебиения, пищевого поведения. Младенец с рождения умеет сосать, глотать, вырабатывать слюну, чувствовать вкус, а если понадобится избавиться от лишнего съеденного – его вырвет.

Мозжечок отвечает за движения и их автоматизацию. Мы не задумываясь ходим, пишем, берем разнообразные предметы. А ведь было время, когда приходилось серьезно задуматься, прежде чем сделать шаг, написать новую букву, дотянуться до игрушки. Тогда работали большие полушария, которые отвечают за обучение. Но на тысячном шагу за дело взялся мозжечок – и вот движения человека уже автоматические. Мы в прямом смысле слова не думаем о том, как совершить привычное движение.

Высшие разделы мозга таким образом освобождаются от рутинной работы и занимаются своими важными задачами – например, размышлениями о правильном пищевом поведении.

Гипоталамус, потребности и эмоции

Сколько ни думай, есть процессы, на которые мы повлиять никак не можем. Приходится просто принять, что за многие наши базовые потребности отвечает гипоталамус – небольшая структура у основания мозга. В нем находятся шесть центров управления поведением: центры голода, жажды, страха, агрессии, полового и родительского поведения. И если нам, к примеру, страшно или хочется есть, это значит, что гипоталамус на основании полученной из разных мест информации обращается к полушариям с предложением перебраться в безопасное место или перекусить. А определенные участки полушарий принимают к сведению запрос, оценивают внешнюю обстановку и, обратившись к предыдущему опыту, решают, как поступить сейчас. Свое решение они сообщают мозжечку и прочим исполнителям. И вот мы бежим или, наоборот, вступаем в схватку, едим пирожок или яблоко – в общем, так или иначе удовлетворяем свои актуальные потребности.

В данном случае речь идет о потребностях биологических, базовых. Они более или менее доступны для изучения и роднят нас с другими млекопитающими. Но ведь есть еще эстетические, социальные, духовные потребности, которые нас от животных отличают. Например, мы умеем извлекать пользу из прочитанных текстов.

В каком-то смысле человек вынужден сосуществовать рядом со своим внутренним животным, которого, впрочем, вполне можно приручить и получать удовольствие от его неизбежного присутствия. Главное – определиться, кто в доме хозяин. Внутреннего зверя надо холить и лелеять, вовремя и правильно кормить, но не идти у него на поводу.

Если вернуться к аналогии с компьютером, то биологические потребности – аналог BIOS, то есть программная основа, на которой разворачивается операционная система. И какие бы прикладные программы потом ни были установлены, все они работают по правилам, заложенным в этой основе. Так и организм предназначен для того, чтобы удовлетворять базовый набор потребностей. Когда это удается, мы испытываем положительные эмоции, а если нет – отрицательные.

Вопрос лишь в том, кто кем управляет: мы эмоциями или эмоции нами. Идем ли мы на поводу основных инстинктов или грамотно используем их для достижения целей, недоступных животным.

Потребности и программы их удовлетворения

Разработано немало классификаций потребностей, в том числе биологических. Например, в одной из них выделяется три группы потребностей, каждой из которых соответствует определенный участок мозга.

• Потребности витальные связаны с поддержанием жизни (лат. vitalis – жизненный): еда, безопасность, дыхание, управление жизненно важными органами.

• Зоосоциальные потребности отвечают за взаимодействие с окружающими: половое и родительское поведение, лидерство, заботы о других и т. д.

• Потребности саморазвития обращены в будущее, например жажда новизны, стремление к свободе, игре, подражанию.



Каждая из этих групп включает в себя самые разные программы, простые и сложные. Их индивидуальный набор зависит от множества факторов, у каждого он свой. Поэтому про одного говорят, что он прирожденный лидер, а другой рожден исследовать мозг. Но есть хочется всем. Биологические программы, отвечающие за еду, работают одинаково для президента и бездомного: поглощение пищи вызывает положительные эмоции, а голод – отрицательные. Большие полушария копят полученный эмоциональный опыт, а потом используют его при принятии решений.

Некоторые программы – например, связанные с глотанием – сравнительно просты, другие очень сложны. Например, заработать денег на полезную еду непросто, этому надо учиться. Большинство программ для удовлетворения базовых потребностей человеку приходится осваивать в школе жизни. И это тоже программа!

У животных всё наоборот. Паук с рождения знает, как плести паутину, а ведь это чрезвычайно сложный процесс. Пчелу никто не учил делать соты, она просто рождена с этим навыком. При этом у паука всего 100 тысяч нейронов – просто пустяк по сравнению с тем, чем обладает человек. И вот он вытягивает сначала не липкую нить, потом вокруг нее наматывает липкую, умудряется сам не прилипнуть – всё ради того, чтобы когда-нибудь потом насладиться пойманной мухой.

У человека другие врожденные вкусовые предпочтения. Наш мозг знает, что ему нужны строительные материалы и энергия. Поэтому нам так нравится сладкая, жирная и белковая пища. А вот горький вкус вызывает отрицательные эмоции, горькими продуктами голод не утолишь.

В упрощенном виде цепочка, обеспечивающая процесс поглощения еды, выглядит так: отвечающий за восприятие (сенсорный) нейрон различил сладкий вкус, передал сигнал по нейронным связям, двигательная нервная клетка привела в движение нужные мышцы. Челюсти задвигались, процесс пошел. Параллельно сигнал получили железы внутренней и внешней секреции, гладкая мускулатура пищевода и кишечника: начали выделяться слюна, желудочный сок, пищеварительные ферменты, мы глотаем пищу, а она передвигается по пищеварительному тракту, чтобы быть переваренной и усвоенной.

Как и человек, любое другое животное действует в поиске пищи строго в соответствии со своим рационом. Пчела может различать только те цветы, что ей нужны. Колорадский жук издалека чует картофельные листья. Многие рыбы при поиске еды пользуются хеморецепторами – реагируют на химический состав воды вблизи вкусной пищи. Многообразие методов и способов выбора еды природа разработала фантастическое.

Есть или не есть – вот в чём вопрос!

Новорожденный детеныш человека различает запах и вкус материнского молока, умеет сосать, глотать и срыгивать. Это так называемые безусловные рефлексы – бессознательные двигательные реакции, с которыми человек рождается. Но если речь заходит о том, как возникают и удовлетворяются потребности, всё уже не так просто. Мозговые центры потребностей могут возбуждаться не внешним стимулом, а сигналами от внутренних органов, активность которых зависит от разных факторов – например, от гормонального фона. Например, что-то мне взгрустнулось, хочется положительных эмоций. Это внутренний нейромедиаторный стимул. И тут взор падает на холодильник – самое простое средство доставить себе физическую радость.

А теперь усложним картину. Потребности могут конкурировать друг с другом. Например, голодный вор в Средние века шел на базар красть еду, отлично зная, что за это ему могут отрубить руку. Нелегкий выбор: еда или безопасность? А кто из нас уже в наше время не задавался вопросом: еда или здоровье? Бывает и так, что одна потребность поддерживает другую. Например, врожденное стремление к новизне активно используется в рекламе: «Попробуйте новые вкусы наших продуктов». Добавим в картинку счастливую семью, уплетающую за обе щеки эту новую еду, – и вот уже активизировался центр родительской любви…

Специалисты описали уже более 20 мозговых центров потребностей. Они могут взаимодействовать между собой самым неожиданным образом. Приходится каждый раз выбирать самую актуальную в настоящий момент.

Итак, в некотором смысле наше поведение определяется конкуренцией и взаимной поддержкой самых разных потребностей. Так что большим полушариям есть о чём подумать.

Пищу для размышлений в виде эмоций по поводу биологических потребностей, кроме упомянутого гипоталамуса, поставляют миндалевидные тела (амигдалы). Речь не о тех миндалинах, что в горле, а о тех, что находятся под полушариями мозга, в глубине височной доли. Вместе с гипоталамусом, с которым они то конкурируют, то дружат, миндалевидные тела можно представить как основных поставщиков программ инстинктивного поведения. Им биологи отводят ключевую роль в формировании эмоций.

Словом, на баланс и активность центров потребностей влияют сигналы снаружи и изнутри организма, прожитый опыт и наследственность. Преобладание эмоций и форм социального поведения – любопытства, лидерства, агрессии – во многом определяется доставшимися нам генами. Железы, вырабатывающие гормоны, тоже не дремлют. Они, как и большинство органов, с одной стороны управляются мозгом, с другой – сами им управляют. Очень важно, чтобы этот процесс взаимовлияния был правильно настроен.

А что до опыта, так он начинает копиться еще до рождения. Особенно это касается пищевого поведения. Если мама голодала во время беременности, то у ее ребенка могут быть проблемы с пищевым поведением, ведь в его нейронной сети уже заложена программа, что «надо копить ресурсы».

ЭКСПЕРТ

Наталия Бабкова, врач-терапевт, диетолог, эксперт Всероссийского союза пациентов:

«Любой человек периодически съедает что-то лишнее. Это нормальное явление. Чтобы это не стало бедой, хроническим перееданием, нужно после каждого “нарушения” либо пропустить прием пищи, либо подвигаться – погулять или сходить в тренажерный зал. В целом нужно соблюдать строгий баланс между тем, сколько калорий в вас вошло и сколько из них вы потратите. То есть мало просто пойти в зал. Надо посчитать, сколько калорий вы там оставите – 300? 500? Это один кусок торта. А если вы съели два – в спортзале вы их не отработаете».

В здоровом случае вопрос «Не пора ли поесть?» решают центры голода и насыщения. Решение принимается на основании информации о том, каков сейчас уровень глюкозы и инсулина в крови, а также сигнала о растяжении желудочно-кишечного тракта «пустой желудок».

Центр голода сообщает, когда пора поесть, центр сытости – когда остановиться. Чрезвычайно важно, чтобы оба они работали безотказно. Нарушение их работы приводит к тяжким последствиям. Если отказывает центр голода, даже самая вкусная еда не вызывает аппетита, и организм ждет истощение. А если проблемы возникают с центром насыщения, то человеку всё время хочется есть, ведь чувство сытости не наступает никогда. Как и во многих других случаях, здесь важен баланс противонаправленных устремлений.

Переедание – одна из актуальнейших проблем развитых стран. Дело в том, что чувство сытости совсем не всегда служит сигналом, что пора перестать есть. Особенно если перед этим мы долгое время были голодны. И тогда остановить человека может только ощущение полного желудка. Но до этого момента он может поглотить еды гораздо больше, чем реально нужно его организму. Автоматического ограничителя количества потребляемых калорий у нас нет, приходится рассчитывать на силу воли, в основе которой лежат знания.

Кроме макронутриентов (жиров, белков и углеводов), человеку необходимы различные макро- и микроэлементы (минералы), а еще витамины. Но на вкус мы их определить, как правило, не можем. Значит, питание должно быть разнообразным. Хорошо бы еще соотносить расход энергии с ее поступлением. А поскольку на обмен веществ сильно влияет гормональный фон, то в случае проблем с весом стоит обратиться к эндокринологу, возможно, дело в нарушении работы желез внутренней секреции.

Назад: Практика. Мои пищевые привычки
Дальше: Что в тарелке: углеводы, жиры и белки