Сыцзя Чжао
Мой мозг

Посвящается Жу И

Перевод с китайского выполнила Анна Гуло по изданию:

Sijia Zhao. Oh, my brain. – CHEERS PUBLISHING COMPANY.

Authorized translation from the Simplified Chinese language edition published by CHEERS PUBLISHING COMPANY.

All rights reserved.

© Перевод, издание на русском языке. ООО «Попурри», 2025

Предисловие
Предмет, которому не учат в школе, но который обязательно нужно знать

Я всегда считал, что наука о мозге – самая недооценённая и игнорируемая.

Многие фундаментальные вопросы человечества связаны с пониманием того, как работает наш мозг. Что такое сознание? Как соотносятся дух и материя? Сможем ли мы жить вечно с помощью искусственного интеллекта? Ответы на эти важные вопросы зависят от развития науки о мозге. В 2005 и 2020 годах журнал Science, ведущее издание в научном сообществе, опубликовал статьи, посвящённые наиболее сложным проблемам, с которыми столкнулось человечество. Немалая их часть касается мозга. Но и менее значимые явления повседневной жизни также имеют отношение к науке о мозге. Почему людям нужно спать? Почему в компьютерные игры дети погружаются с головой, а во время выполнения домашнего задания постоянно отвлекаются?

Если на все эти моменты влияет мозг, почему же мы всегда окружаем его ореолом загадочности? Почему не рассказываем о нём в начальной и средней школе? Даже во многих вузах до сих пор не преподают знания о тайнах мироустройства и законах жизни.

Я могу предположить почему. Во-первых, подобные вопросы связаны с нейробиологией и психологией, и их сложно объяснить в рамках одной дисциплины. Консервативное деление предметов, изучаемых в школе, затрудняет передачу этих знаний. Во-вторых, наука о мозге наиболее активно развивается только в последние 20 лет. Многие вопросы пока остаются без ответов, а наша система образования предпочитает иметь дело с доказанными фактами. Именно поэтому, несмотря на всю важность и полезность науки о мозге, её сложно популяризовать и доступно объяснить.

Книга, которую вы держите в руках, в корне меняет дело. Доктор Сыцзя Чжао – научный сотрудник Оксфордского университета, а также моя коллега. Она имеет солидную подготовку и с энтузиазмом занимается научными исследованиями. Что более важно, ей удаётся преподносить нейробиологию интересно и ярко. Здесь вы обнаружите много занимательных фактов о мозге в виде ответов на вопросы. Слышат ли дети звуки, которые не слышат взрослые? Если онемение губ и языка и острота блюда – не вкусовые ощущения[1], то какие же? Почему случается любовь с первого взгляда? Правильно ли слушать музыку, делая домашнее задание?

Вам уже хочется узнать об этом? Такие темы пробуждают ваше любопытство? Да, интерес действительно признан одной из первичных мотиваций к обучению, поэтому давайте начнём с этой книги, чтобы получить больше информации о нашем невероятном мозге!

Напомню, что представленная работа вовсе не перечень научных знаний о мозге. Систематизированные сведения о предмете – задача учебников. Многие из приведённых здесь ответов неполные, а некоторые из них могут оказаться неверными через несколько лет. Такова особенность молодой области знаний. Добро пожаловать в новый мир науки о мозге.

Вэй Куньлинь,

профессор Школы психологии и когнитивных наук Пекинского университета

Предисловие автора
Как наука о мозге изменила меня

Я всегда хотела учиться в престижном вузе.

И приложила к этому огромные усилия, но всё равно в 17 лет получила отказ из Кембриджского университета. В те времена результаты сообщали по телефону, и я до сих пор помню, как мне позвонили во время вечернего занятия. Пришлось отпроситься в туалет, чтобы ответить.

Узнав результат, я растерялась. В голове роилась масса мыслей. Почему? Где я допустила ошибку? Я недостаточно уверена в себе? Недостаточно умна? Недостаточно усердна? Вопросы захлестнули меня, и хотя я пыталась мыслить разумно, эмоции возобладали, поэтому мне никак не удавалось перестать думать об одном и том же.

Тогда я чувствовала себя так, будто лишилась чего-то. Это состояние трудно описать. Я допускала возможность отказа, но в тот момент все надежды пошли прахом. Ситуация заставила меня осознать, что я недостаточно выдающаяся, и это очень расстроило.

Нельзя довольствоваться посредственностью, нужно прилагать все усилия к тому, чтобы стать незаурядным человеком. Я верю, что эта идея до сих пор остаётся основной тенденцией образования.

В своём стремлении к этой «незаурядности» я встречала многих людей, которые не только были умнее, настойчивее и спокойнее, чем я, но и превосходили меня в простых житейских вопросах. И всякий раз, осознавая, что кому-то в чём-то уступаю, чувствовала неудовлетворённость. С какой стати другие оказываются лучше? В этом недовольстве я порой доходила до полного непринятия себя.

После провала в Кембридже я поступила в Университетский колледж Лондона. Этот вуз мало известен в Китае, но уровень образования в нём хороший. Я выбрала нейробиологию (neuroscience). Она посвящена изучению мозга, и моё решение было обусловлено двумя причинами: прежде всего это лучшая специальность в колледже, которая занимает второе место по популярности во всём мире, а получив отказ в Кембридже, я должна была хоть чем-то себя утешить. Вторая и более важная причина заключалась в том, что я искала способ стать идеальнее – умнее и красноречивее, а также развить свои таланты или хотя бы улучшить память.

Правда, исследуя мозг, я избавилась от этих навязчивых идей. Впервые я испытала, насколько приятно учиться, а не получать высокие оценки на экзаменах или хвастаться знаниями и талантами в кругу друзей. Меня глубоко поразила красота мозга, я увидела, насколько удивительно он устроен, и поняла, что моя жизнь – это чудо. Мозг позволяет мне чувствовать и осознавать, выбирать то, что я хочу, и это само по себе уже невероятно.

Можно сказать, что нейробиология позволила мне объективно понять себя, понаблюдать за своей жизнью и убедиться, что я, обычная или необычная, очень ценна по факту существования.

После получения докторской степени я приехала в Оксфордский университет, чтобы заниматься исследованиями в области нейробиологии.

Впервые проводя занятия для первокурсников и наблюдая за ними, я сравнивала с ними ту себя, какой была 10 годами ранее: почему в 17 лет у меня не было возможности поступить в Оксфордский и Кембриджский университеты? Что есть у других, чего не было у меня? Чего мне точно не хватало тогда, так это любопытства, которое присуще многим молодым людям!

Нельзя приравнивать знание к результатам тестов, оно обладает уникальной притягательностью и ценностью само по себе. Чтение важно не только для выполнения заданий, оно может принести чувство удовлетворения, которое не дают игры и еда.

Я надеюсь, что эта книга откроет вам новый увлекательный мир, позволит иначе взглянуть на себя, поможет поладить с собой и другими людьми.

Сыцзя Чжао.

Раннее утро, 1 января 2021 года.

Лондон, Великобритания

Руководство
Как читать эту книгу

Слова должны быть разумными, но этого недостаточно: ещё нужны доказательства.

Я очень не люблю инструкции для новичков, выскакивающие перед началом игры на компьютере или телефоне, потому что хороший дизайн не нуждается в объяснениях.

И всё-таки хочу предложить руководство по этой книге, чтобы пояснить её структуру и важные моменты, на которые следует обратить внимание. Если вы ненавидите простые квесты для геймеров так же сильно, как и я, можете пропустить этот раздел. Но не думаю, что он совсем не нужен.

1. Первый вопрос: какие части этой книги можно пропустить?

Вопрос немного странный. Думаю, вы впервые сталкиваетесь с книгой, автор которой прямо указывает на то, что именно в его работе можно не читать.

Всего в книге шесть разделов, состоящих из 55 глав.

Поскольку каждый раздел представляет собой законченную тему, можно сразу перейти к содержанию и выбрать наиболее интересную для вас. Правда, читая, вы можете столкнуться с непонятными моментами, и тогда придётся вернуться на соответствующую страницу и восполнить пробелы.

Лучше всего читать с самого начала. Я полагаю, что первый и последний разделы – самые сложные. Бо́льшая часть первого раздела («Основы») содержит знания, которые можно получить только в старшей школе или даже на втором курсе института. Там много профессиональных терминов. Поначалу изучать его будет немного сложно, но попробовать стоит. Если вы внимательно ознакомитесь с «Основами», даже если не усвоите полностью, станет намного понятнее всё остальное. Последний раздел («Будущее») связан с искусственным интеллектом и содержит много абстрактных понятий. Возможно, придётся приложить усилия, чтобы его освоить.

Чтение большинства глав занимает от 5 до 10 минут, некоторых – до 15, всё зависит от вашей скорости чтения. Эту книгу не нужно проглатывать, поэтому, пожалуйста, не торопитесь.

Помимо основного содержания, в каждой главе есть заметки и рубрики трёх типов:

• Термины и определения о мозге.

Бо́льшая часть слов, связанных с мозгом, в этой книге будет представлена как в переводе с китайского на русский, так и на английском языке. Попробуйте понять их смысл на английском! Поначалу может быть немного сложно, но к концу книги вы, вполне вероятно, сумеете приспособиться. Надеюсь, эта работа поможет вам не только получить научные знания, но и научиться думать на английском языке. А пока термины и определения о мозге можно использовать как ключевые познавательные факты.

• Действуем как учёные.

Иногда это описание небольших экспериментов, которые нужно провести самостоятельно, чтобы лучше понять их суть. Если вы не достигли совершеннолетия и хотите провести эксперимент, попросите взрослых составить вам компанию. Иногда нужно будет поискать информацию в интернете. Дополнительный поиск сведений по интересующей теме – одна из составляющих повседневной работы учёных. В мире науки никогда нельзя верить тому, что говорит только один человек. Такие рубрики можно пропускать.

• Думаем как учёные.

Только тщательно обдумав всё, что узнали и увидели, мы можем по-настоящему понять и усвоить эти знания, а затем начать их применять. Если человек обладает большим количеством сведений, но не мыслит самостоятельно, его знания гораздо менее ценны, чем у того, кто осмысливает даже скромный объём информации. И поэтому я оставляю вам время поразмышлять над следующими темами: какие ассоциации вызывают у вас полученные знания, дают ли они ответы на ваши вопросы, ставят ли в тупик? Такие рубрики лучше не пропускать.

• Резюме.

Эти рубрики будут в конце каждой главы. В них указываются ключевые моменты или понятия науки о мозге, чтобы помочь вам быстро обобщить и запомнить прочитанное. Рекомендую обращать на них внимание.

Для лучшего усвоения материала в конце каждого раздела я даю интеллект-карту (mind map), чтобы подвести итог. В этом месте остановитесь, не спешите продолжать чтение. Пожалуйста, подумайте: помните ли вы, о чём говорилось в данном разделе? Что именно произвело на вас наибольшее впечатление? Было ли что-то особенно интересным, о чём вам хотелось бы узнать побольше, но я об этом не рассказала? Попробуйте использовать поисковые системы (Google, Яндекс или другие). Уверена, вы сможете найти много новейшей информации и даже книги, доступные для ознакомления.

И наконец, вспомните, было ли в конкретном разделе что-то поставившее вас в тупик или показавшееся особо непонятным? Если да, вернитесь к соответствующей странице и сделайте пометку (например, загните уголок) или нарисуйте карандашом вопросительный знак рядом с вызвавшим вопросы абзацем. Я часто сталкивалась с такой ситуацией во время учёбы, и у меня есть три способа справиться с ней.

Во-первых, если вопросов не слишком много и они достаточно разрозненные, я отмечала их и продолжала читать дальше. Иногда естественным образом удавалось понять предыдущую информацию.

Во-вторых, если вопросов больше пяти, лучше сразу быстро перечитать главу. С одной стороны, вы могли что-то упустить; с другой – иногда легче понять смысл, зная, о чём идёт речь в целом. Отмечая вопросы по ходу чтения, вы легче усвоите материал.

В-третьих, если чтение мне давалось с трудом и возникало много больших или мелких вопросов, я откладывала издание и делала перерыв на несколько дней. Если после этого книга оставалась совершенно непонятной, значит, я ещё не готова её прочитать или она не очень хорошо написана. Если у вас возникнет такая ситуация, не расстраивайтесь. Положите книгу обратно на полку и вернитесь к ней позднее.

2. Второй вопрос: можно ли верить тому, что написано в этой книге?

Сталкивались ли вы в последнее время с фейковыми новостями (fake news)?

Прежде я могла бы обратиться в несколько известных редакций, чтобы получить авторитетную и правдивую информацию, но с развитием социальных сетей количество фейковых новостей резко возросло.

Как определить, достоверна ли информация? Здесь я позаимствую пять советов доктора Уильяма ван Гордона (Dr. William Van Gordon), доцента кафедры психологии Университета Дерби в Великобритании о том, как распознать фейковые новости.

Прочитав новость, остановитесь и сделайте следующее:

• Подумайте, каков источник этой информации. Надёжен ли он?

• Попробуйте оценить информацию критически и оспорить её.

• Поразмышляйте, есть ли важные подробности, о которых умалчивается. Поскольку большинство фейковых новостей, по сути, являются ложными и не выдерживают тщательного анализа, зачастую в них намеренно опускают некоторые детали.

• Если в тексте присутствует цитата, проверьте, достоверен ли источник и несёт ли автор ответственность за свои слова.

• Выясните, не является ли изображение подделкой. Например, загрузите картинку в интернет и найдите источник. Также можно узнать, не нарушено ли авторское право.

Хотя приведённые рекомендации о том, как распознавать фейковые новости, несколько отличаются от научного содержания этой книги, по сути, они перекликаются.

3. Третий вопрос: как работать с цитируемыми литературными источниками?

Следует отметить, что с академической точки зрения размещение ссылок (reference) в сносках под текстом не совсем правильно, но так их легче читать. В мире науки существует множество способов цитирования, и почти у каждого профессионального журнала есть свой набор требований. Я буду использовать стандартный формат The Journal of Neuroscience, популярного академического журнала в области нейробиологии. Чтобы познакомить вас с тем, как читать ссылку на цитируемый документ, приведу следующий пример:

1 Zhao S., Chait M., Dick F., Dayan P., Furukawa S., Liao H.-I. (2019). Pupil-linked phasic arousal evoked by violation but not emergence of regularity within rapid sound sequences. Nature Communications 10(1): 1–16.

Прошу простить беззастенчивое использование мною собственной первой научной статьи в качестве образца.

Сначала идёт перечень Zhao S., Chait M., Dick F., Dayan P., Furukawa S., Liao H.-I. – это фамилии и инициалы каждого автора. Например, меня зовут Сыцзя Чжао, моя фамилия – Zhao, имя начинается с буквы S., поэтому я – Zhao S. В нейробиологии и многих других научных областях порядок расстановки имён авторов очень важен, и иногда коллеги спорят по этому поводу. В разных областях науки очерёдность немного отличается, например в области математики и физики авторов указывают в алфавитном порядке. В таком случае, если и дальше использовать фамилию Чжао в качестве примера, то почти всегда я буду стоять на последнем месте. Но в нейробиологии и психологии мы придерживаемся другого подхода: первый автор (first author) и последний (last author) зачастую самые важные. Первым обычно размещают имя доктора (или кандидата) наук, который фактически проводил исследование. Например, я выполняла эксперименты и написала эту статью, поэтому я первый её автор, и моя фамилия стоит в начале. Последним, как правило, упоминают руководителя первого автора, и именно он может определять основную идею и некоторые направления, описываемые в работе.

Что касается моей статьи, то замыкающим перечень фамилий стоит мой соавтор. Руководителем же был Chait M., указанный вторым. Третий автор – мой научный руководитель Dick F. Причины такой последовательности довольно сложны, и я не буду их здесь объяснять. Но справедливости ради надо сказать, что автором-корреспондентом (corresponding author) в данной статье стал Chait M. Кто такой автор-корреспондент? Если после изучения статьи у вас возникнут вопросы или вы захотите посотрудничать с нами, можете связаться с ним. Эта позиция важнее, чем у первого и последнего. Обычно первый одновременно отвечает за коммуникации, и лишь в редких случаях его роль выполняет тот, кто завершает список. Если вы видите, что соответствующий автор статьи не занимает одну из этих двух позиций, вполне вероятно, что создатели работы договорились между собой, и это можно считать частью истории, стоящей за публикацией статьи.

Следующее затем число в скобках «(2019)» указывает год издания материала.

Далее идёт предложение: «Pupil-linked phasic arousal evoked by violation but not emergence of regularity within rapid sound sequences» – это заголовок статьи.

Затем мы видим «Nature Communications» – журнал, в котором опубликована статья. Nature Communications – дочернее издание журнала Nature. Что такое дочернее издание? Оно имеет подчинённое положение. Его уровень ниже, чем у журнала Nature, но он принадлежит тому же издательству. Некоторые журналы, такие как Nature и Science, публикуют открытия, которые могут шокировать научное сообщество, независимо от области науки. Если эти два журнала отказались публиковать результаты вашего исследования, можете попробовать напечатать их в дочернем журнале.

Nature Neuroscience и Nature Human Behavior – два дочерних журнала издательства Nature, посвящённые нейробиологии. Nature Communications не относится к какой-либо конкретной научной дисциплине, и его можно считать изданием журнала Nature более низкого уровня.

Последние несколько цифр указывают номер журнала за 2019 год и страницы, на которых размещена статья. Но сейчас мы почти не читаем бумажные версии, обычно ищем статьи в Сети, поэтому эта информация фиксируется по традиции, оставшейся с тех времён, когда интернет ещё не был широко распространён.

Особо следует отметить, что в разделе книги, посвящённом здоровью, я привела судебное дело (case). Форматы цитирования в кругах юристов отличаются от принятых в научном сообществе. Стандарты цитирования законодательных документов в разных регионах тоже отличаются. В США, Австралии, Канаде, Великобритании и даже в пределах Соединённого Королевства – Англии, Уэльсе, Шотландии, Северной Ирландии – тоже используют разные форматы.

Что же делать, если в официальной статье мы говорим и о науке, и о праве? Научные цитаты и судебные дела можно указывать отдельно. Вы увидите, как это выглядит, после основного текста статьи.

В этой книге я придерживаюсь английского «Оксфордского стандарта цитирования юридических документов» (Oxford Standard for Citation of Legal Authorities).

Разберём на примере, как читать ссылки на судебные дела.

² State v Milligan [1978] 77 CR 11 2908 (Franklin County, Ohio).

State и Milligan – стороны, участвующие в деле, и обычно они выделены курсивом; «v» означает «и» и произносится как «с» (with) или «и» (and), а не «против» (versus). Если вы видите, что два слова до и после «v» – одна и та же фамилия, это означает, что истец и ответчик, скорее всего, родственники, например муж и жена. «[1978]» означает год. Длинная последовательность «77 CR 11 2908» указывает, в каком томе и на странице какой коллекции дел находится именно это. Указанное в скобках «Franklin County, Ohio» – название суда, в котором рассматривалось дело.

Итак, можно ли верить тому, что написано в этой книге? Я надеюсь, что каждый читатель, открывший её, задаст этот вопрос мне, себе и даже любой другой книге, которую прочитает.

Желаю приятного чтения.

Знаете ли вы, как работает мозг?

• На какое животное больше всего похожи нервные клетки?

А. Морская звезда

В. Осьминог

С. Морской огурец

D. Раковина

• Если вы хотите слушать музыку во время учёбы, лучше всего выбирать мелодии без слов, поскольку песни могут повлиять на эффективность обучения. Верно?

А. Да

В. Нет

• Область мозга, расположенная за лбом, – это лобная доля, которая контролирует наши когнитивные функции. Какая из перечисленных функций не контролируется лобной долей?

А. Внимание

В. Принятие решений

С. Эстетическое восприятие

D. Вкус

Введение
Входим в центр управления человеческим телом

Вы когда-нибудь видели наземный центр управления запуском ракет? В телевизионных репортажах перед стартом часто показывают не место взлёта, а большую комнату со множеством экранов разного размера. На них отображается вся важная информация: погодные условия, скорость ветра, запас топлива в ракете, наличие повреждений и так далее. Перед экранами сидят десятки людей, большинство из которых – технические специалисты или высокопоставленные военные. Они решают, запускать ли ракету и когда это сделать. В случае чрезвычайной ситуации они также составляют новые инструкции на основе информации на экранах.

Наш мозг является именно таким командным центром, только он управляет не запуском ракеты, а нашим телом и мыслями.

Если продолжить сравнение мозга с центром управления, его можно разделить на три уровня.

Первый представляет собой большой экран, на котором в режиме реального времени отображается вся сенсорная информация, получаемая организмом. Что это такое? Свет, воспринимаемый глазами, несёт визуальную информацию; звуки, слышимые ушами, дают слуховую информацию; вкус, ощущаемый языком, сообщает вкусовую информацию, а текстура, которая соприкасается с кожей, обеспечивает поступление тактильной информации. Иначе говоря, сенсорная информация – это разные ощущения (feeling). «Я чувствую, что на балконе очень ярко», «я чувствую, что в классе тихо», «я чувствую, что под палящим солнцем жарко». При этом вы могли не заметить, что получаете не только данные извне, но и сигналы изнутри собственного тела: «у меня болит живот», «я чувствую, как смещён мой центр тяжести», «я перевёрнут вверх ногами». Это всё тоже ощущения.

Ощущение (feeling/sense)

Ощущение – это реакция на определённые физические раздражители внешнего мира (цвет, звук, запах, температуру и другие). Ощущения могут быть обусловлены как внешним миром, так и внутренними процессами организма. Учёные предпочитают использовать слово «ощущение» (sense), но в повседневной жизни мы обычно говорим «чувство» (feeling). Sensory information означает «сенсорная информация».

На этом уровне имеется множество «сотрудников», отвечающих за обработку сенсорной информации, и это нервные клетки. Здесь происходит целый ряд процессов, включая получение данных (глаза воспринимают зелёный, красный и жёлтый цвета), их осмысление (это букет красных и жёлтых цветов с зелёными листьями), фильтрацию и организацию. Поскольку главная функция этого уровня – понимание и систематизация сенсорной информации, он называется восприятием. Собирая и систематизируя сведения из внешнего мира, мы можем понять, где находимся, какие происходят изменения и есть ли опасность. Когда случается что-то особенное, информация об этом передаётся на два следующих уровня.

По сути, воспринимаемая информация относительно объективна и исходит из внешней среды или внутренних органов, которыми мы не можем произвольно управлять. Другими словами, воспринимаемое моими глазами – это то, что я вижу; воспринимаемое моими ушами – то, что я слышу; а боль в животе – это боль в животе. Это не значит, что всё будет так, как я хочу; для того, чтобы увидеть компьютер, недостаточно одного моего желания.

Восприятие (perception)

Это слово также можно перевести как «перцепция». Восприятие – общее понимание мозгом окружающего мира, а также организация и интерпретация сенсорной информации. Обратите внимание, что восприятие и ощущения различаются. Восприятие – совокупность всех ощущений.

Восприятие ≥ ощущение a + ощущение b + ощущение c + … + ощущение z.

Однако, прочитав раздел «Пять органов чувств», вы поймёте: зачастую то, что мы видим, не соответствует действительности.

Второй уровень – это эмоции, самые частые из которых – радость, гнев, печаль, удивление. Эмоции исходят от моего «я», иначе говоря, они субъективны. Вы помните, от чего именно вы были счастливы в последний раз? Я только что получила кофе навынос. Пить горячий кофе для меня радость, особенно когда рано утром я работаю над рукописью за компьютером. Но, конечно, это не даст мне ощущения чрезвычайного счастья. Такой момент настает, когда тяжёлая работа приносит плоды. В начальной и средней школе у меня были очень плохие оценки, и я считалась отстающей. Почему-то я решила стараться только летом после восьмого класса и к моменту перехода в десятый стала одной из 200 лучших учеников города. Безусловно, сейчас кажется, что это не очень хороший результат. В течение года напряжённой учёбы бывали трудные минуты, когда я сильно расстраивалась и злилась на себя за то, что взялась за ум так поздно, и моё усердие не приносило желаемого результата. Но я до сих пор помню, как была счастлива, когда наконец получила аттестат с оценками за двенадцатый класс. Именно тогда я поняла, что счастье не обязательно должно веселить, оно может проявляться и как чувство переполнения в груди.

Эмоция (emotion)

Означает разные психические состояния. Существует семь основных эмоций: радость, гнев, печаль, страх, отвращение, удивление и зависть. По мере взросления люди начинают испытывать более сложные эмоции при общении, включая смущение, вину, застенчивость, гордость и другие. В нейробиологии есть термин «аффекция» (affection), под которым понимается внешнее проявление эмоций и чувств, выражающее субъективное состояние человека. Раздел нейробиологии, называемый аффективной нейробиологией (affective neuroscience), изучает, как материя (структуры мозга и химические вещества) создаёт эмоции. В повседневной жизни, характеризуя своё состояние, вы не будете использовать слова «эмоции» или «аффекции», а скорее скажете «настроение» (mood). Good mood означает «хорошее настроение», bad mood – «плохое настроение».

Здесь я привела для примера только радость. Эта эмоция может быть сильной или слабой, длиться считаные минуты или несколько дней и даже дольше. У эмоций есть очень важная особенность: каждый человек проживает их по-своему. Даже столкнувшись с одной и той же ситуацией, мы можем испытать разные эмоции: мне будет грустно, а вы вообще ничего не почувствуете. Эмоции весьма субъективны.

Правда, существует и тип менее индивидуальных эмоций – их называют стрессовыми. Они краткосрочные и быстро проходят. Например, внезапное чувство опасности (danger) или ощущение, что за вами наблюдают (alert). Под влиянием таких эмоций люди часто действуют спонтанно, например вскакивают с места, бесконтрольно кричат или непроизвольно поворачивают голову, чтобы увидеть, кто на них смотрит. Провоцируют подобное поведение обычно внешние раздражители, например громкий взрыв, резкое торможение или клубящийся дым, которые подают неожиданные и потенциально опасные сигналы. Такие раздражители вызывают стрессовые реакции у всех людей без исключения, даже у специально обученных солдат, пожарных и врачей скорой помощи. Примечательно, что людей отличает способность подавить желание сбежать, и они сделают всё возможное, чтобы закончить начатое действие.

Высшее руководство центра управления запуском ракет – это специалисты высокого класса, способные быстро принимать решения и умеющие справляться с неожиданными проблемами и нести ответственность за более сложную работу. Точно так же и выполнение множества непростых функций происходит на третьем уровне мозга. Наш разум координирует память, чтение, мышление, речь, создание музыки и многое другое. В целом мы называем эту работу познанием. Именно оно делает человека уникальным существом. Не в моих силах описать все виды познания по отдельности, поэтому я выбрала то, что лежит в его основе, – обучение. Полагаю, сегодня это один из самых важных и волнующих аспектов. В разделе, посвящённом обучению, я раскрываю проблемы, связанные со школой, например, отвечаю на вполне практические вопросы: почему так трудно рано вставать по утрам, чтобы пойти на занятия, полезно ли слушать музыку, выполняя домашнее задание, и как улучшить способность к запоминанию с помощью научных знаний? Также я приподнимаю завесу над некоторыми тайнами: является ли интеллект врождённым или почему некоторым людям особенно везёт? Надеюсь, эта информация поможет вам взглянуть на учёбу по-новому и повысить эффективность вашего образования.

Познание (cognition)

Познание – это процесс обработки информации через осмысление для получения знаний.

Книга познакомит вас со всеми уровнями центра управления и позволит понять, как на самом деле работает наш мозг. Вы узнаете, что происходит с нами, если в центре управления что-то идёт не так. Наконец, я хочу поговорить о некоторых более сложных вопросах, которые безуспешно пытаются решить нейробиологи. Возможно, однажды, когда люди отыщут простые ответы на них, центр управления мозга можно будет улучшить, делая доступными новые возможности.

Итак, для начала давайте откроем чёрный ящик мозга и посмотрим, как он выглядит и из чего состоит.

Основы

Человеческий мозг не самый крупный в мире, но среди млекопитающих у него самая большая кора.

Глава 1
На что похож головной мозг?
Форма, цвет и свойства мозга

Мозг молчит, и мы вряд ли можем почувствовать его присутствие.

Мозг похож на кусок тофу. Если быть точным, его текстура напоминает нечто среднее между свежими рисовыми лепёшками и шелковистым соевым творогом. Поверхность морщинистая и похожа на гигантский грецкий орех. Было бы понятнее, имей мы возможность увидеть настоящий фрагмент мозга, пропитанный формалином. Формалин – антисептическая и дезинфицирующая жидкость, а именно водный раствор формальдегида концентрацией около 40 %, который часто используют для консервации органов. В целях длительного хранения кровеносные сосуды головного мозга удаляют, а мозг обезвоживают, поэтому в формалине он выглядит серым. Но следует помнить, что живой мозг светло-розового цвета, а не серо-голубого, который появляется при замачивании в формалине.

Наверняка вы уже давно знаете, что мозг спокойно сидит внутри вашей головы. Но известно ли вам его точное местоположение?

Приложите указательный палец к точке между бровями, проведите вверх до макушки, а затем по той же линии спуститесь по затылку. На затылке можете почувствовать небольшой выступ на черепе. Линия, которую вы проводите пальцем от центра бровей до выступа на затылке, – это центральная ось вашего мозга, а нижняя его часть находится между ушами. По сути, соединив пять точек между бровями, макушкой, ушами и выступом на затылке, вы намечаете расположение своего мозга в черепе.

Череп подобен коробке, предназначенной для хранения мозга: он вписывается в неё идеально, но всё же есть некоторые свободные места. Эти пустоты заполнены бесцветной прозрачной жидкостью (или ликвором. – Прим. ред.), которая немного похожа на воду, но на самом деле фильтруется из крови. Прямо сейчас у вас в голове около 150 миллилитров ликвора.

Спинномозговая жидкость, ликвор (cerebrospinal fluid)

Ликвор – прозрачная жидкость, заполняющая пространство между черепом и мозгом. Её основная функция – защита: с одной стороны, она уменьшает физическое воздействие на мозг, а с другой – очищает его.

Что он делает? Представьте, что вы положили кусок тофу в контейнер для фруктов и бегаете с ним. Когда через некоторое время вы откроете коробку, тофу окажется разваленным на кусочки. Если же вы наполните контейнер водой, то сможете без проблем прыгать с ним. Это потому, что вода, подобно мягкому одеялу, укутывает тофу, чтобы он не рассыпался.

Как и у воды в примере с тофу, основная функция ликвора – защита головного мозга. Он не только минимизирует ущерб, причиняемый столкновением с черепом, но и забирает отходы, вырабатываемые мозгом каждый день, обеспечивая тем самым для него чистую и безопасную среду. Хотя в черепной коробке всегда находится около 150 миллилитров спинномозговой жидкости, в общей сложности ваш мозг производит её в объёме 500 миллилитров каждый день (примерно столько же, сколько в бутылке кока-колы). Вы можете думать об этом, как об озере. Само озеро может содержать только 150 миллилитров воды, но каждый день в него поступает 500 миллилитров пресной жидкости и одновременно вытекает такой же объём, при этом вместе с ней уходит грязь из озера, сохраняя его первозданную чистоту. Как вы думаете, из чего берётся ликвор и с чем выводится? Ответ на оба вопроса, на самом деле, один и тот же: кровь. Центральная область мозга фактически пуста. Эту полую зону называют мозговым желудочком. Его стенки состоят из большого количества капилляров и специальных клеток. Красная кровь фильтруется с помощью мембран, образованных этими клетками, и получается прозрачная спинномозговая жидкость. Так куда же она девается? Её поглощает паутинная оболочка (arachnoid matter) – защитная плёнка, покрывающая мозг, затем она дренируется в вены и выводится с кровью. Таким образом, спинномозговая жидкость поступает из крови и возвращается в неё. Венозная кровь также забирает с собой мозговые отходы, которые вобрала спинномозговая жидкость.

Действуем как учёные

Для чего именно нужна спинномозговая жидкость? Возьмите кусочек тофу и проведите эксперимент!

Вам понадобится:

• Две одинаковые пластиковые коробки с герметичными крышками, не пропускающими воду.

• Два одинаковых кусочка тофу (если у вас нет тофу, можно использовать сырые яйца). Размер тофу должен быть таким, чтобы он поместился в коробку.

• Вода (чтобы заполнить коробку).

Представьте, что тофу (яйцо) – это ваш мозг, а пустая коробка – череп. Положите по кусочку тофу в каждую коробку. Одну оставьте без воды, а другую наполните водой так, чтобы в ней не было воздуха.

Сильно встряхните коробку без воды. Что случилось с тофу внутри? Если мозг – это такой кусок тофу, а ваш череп – это коробка, подумайте, что происходит, когда вы бегаете, прыгаете или случайно ударяетесь головой. Ваш мозг может разломаться на кусочки, как этот тофу. Но на самом деле этого не происходит, почему же?

Теперь возьмите коробку, наполненную водой, и встряхните её с той же силой. Тофу остался целым? Даже если разломался, то, вероятно, не так сильно, как первый. Это потому, что вода защищает тофу: когда он ударяется о стенку коробки, жидкость действует как вата, уменьшая силу удара. Ликвор играет ту же роль, защищая мозг.

Но если встряхнуть наполненную водой коробку слишком сильно, тофу всё равно может разломаться. То же самое касается и головного мозга: даже при наличии спинномозговой жидкости нужно стараться избегать чрезмерной тряски и ударов. Надевайте шлем, когда катаетесь на велосипеде, лыжах или занимаетесь другими опасными видами спорта (например, американским футболом, бейсболом и так далее). Наш мозг очень важен и ценен, мы должны его беречь!

Теперь, когда у нас есть общее представление о форме и расположении мозга, пора определить, сколько он весит. Большинство людей понятия не имеют об этом, и даже многие учёные, посвятившие жизнь изучению человеческого мозга, никогда не имели возможности прикоснуться к нему собственными руками. Мозг взрослого человека весит около 1,5 килограмма. Конечно, его вес и объём у каждого из нас отличаются, но разница совсем незначительная.

Человеческий мозг не самый большой в мире, эта честь принадлежит кашалоту: вес его мозга достигает восьми килограммов! Но у людей действительно самая большая кора головного мозга среди млекопитающих. Если развернуть все складки на поверхности мозга (они называются бороздами), кора будет размером с зонтик. У каждого человека рисунок мозговых бороздок уникален, даже у однояйцевых близнецов он различается.

Действуем как учёные

Когда в следующий раз будете дома готовить курицу, можете сравнить: ваш мозг по весу и размеру примерно такой же, как ощипанная курица. В Великобритании куры продаются в супермаркетах без перьев, голов, лап и внутренних органов, и вес тушки составляет около 1,5 килограмма.

Ходят слухи, что знаменитый физик Альберт Эйнштейн был таким умным, потому что его мозг был больше среднего. На самом деле всё как раз наоборот: его мозг весил всего 1,2 килограмма, что на 20 % меньше обычного. Уникальной чертой его мозга была плотность нервных клеток: их количество в единице объёма его мозга намного превышало этот показатель у остальных людей.

Хотя мозг составляет менее 2 % массы тела, ему требуется 20 % кровотока и кислорода, присутствующих в организме, чтобы обеспечить достаточно энергии для правильной работы![2] Если вы не получаете достаточно кислорода и сахара (в основном из пищи), первым делом отреагирует мозг, и через минуту-две вы почувствуете головокружение или вялость и можете даже упасть в обморок. Если кислород не поступает в течение 5–10 минут подряд, мозг будет повреждён, и это может привести к смерти.

Думаем как учёные

Почему человеческий мозг не находится внутри туловища? Разве так он не был бы лучше защищён от воздействия внешнего мира?

Резюме

• Мозг похож на кусочек тофу в форме грецкого ореха светло-розового цвета.

• Спинномозговая жидкость не только защищает мозг от повреждений в результате столкновений и вибраций, но и выводит отходы его деятельности.

• Люди умны не потому, что их мозг больше и тяжелее, а потому, что у них больше плотность нервных клеток.

Глава 2
Чем клетки мозга отличаются от других клеток нашего тела?
Нервные клетки

Во введении я писала, что мозг подобен центру управления, а клетки – сотрудникам этого центра.

Клетка (cell) – основная единица структуры и функционирования живых организмов. Её также называют строительным блоком жизни. Она похожа на небольшой мешочек, наполненный водой.

Клетки головного мозга можно разделить на две категории: нервные (или нейроны) и глиальные. В этом разделе мы поговорим о нервных клетках.

Мозг взрослого человека содержит около 86 миллиардов нервных клеток. Каждая из них связана примерно с 7000 других нервных клеток. Так формируется обширная и сложная нейронная сеть, из которой возникает наше сознание, включая эмоции, воспоминания и даже самосознание.

Каким образом учёные подсчитали количество клеток в человеческом мозге? В 2009 году нейробиолог Сузана Эркулано-Оузель (Suzana Herculano-Houzel) и её команда использовали технологию растворения клеточных мембран, чтобы создать «мозговой суп» из мозгов четырёх умерших человек, которые при жизни согласились стать донорами. Измерив количество нервных клеток в небольшой выборке и применив метод пропорционального увеличения, учёные пришли к выводу, что мозг взрослого человека в среднем содержит 86 миллиардов нервных клеток. На первый взгляд, 86 миллиардов кажется очень неточным числом, ведь до 100 не хватает всего 14 миллиардов. Но надо понимать, что 14 миллиардов нервных клеток – это мозг павиана или половина мозга нашего ближайшего родственника – гориллы. Достаточно большая разница.

Нервные клетки нашего мозга не похожи по форме, но в основном напоминают осьминога со множеством щупалец, которыми они соединяются между собой, образуя сеть. Так они передают информацию. Эти щупальца называются аксонами (axon

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

В Китае часто используют приправы, чтобы вызвать чувства онемения и остроты, которые считаются не вкусовыми, а тактильными ощущениями. – Прим. пер.

Вернуться

2

Raichle M.E., Gusnard D.A. (2002). Appraising the brain’s energy budget. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99(16): 10237–10239. (Здесь и далее – прим. авт., если не указано иное).

Вернуться