Развивай свой мозг. Как перенастроить разум и реализовать собственный потенциал

Химически-электрический обмен

Вы замечали, что электрические импульсы, возникающие в природе, затем превращаются в химические, а затем снова становятся электрическими? Другими словами, электрические импульсы, вырабатываемые нейронами, преобразуются в химические импульсы в синапсе посредством нейромедиаторов. Эти химические сообщения стимулируют комплексные молекулярные взаимодействия, включая ионные потоки, запускающие электрические импульсы в соседнем нейроне. При достижении определенного электрического порога происходит активация прилегающего нейрона и срабатывает потенциал действия, передающий это сообщение дальше по принимающей нервной клетке.

Не каждая нервная клетка передает принимаемые сообщения. Чтобы лучше понять это, представьте, что вы пытаетесь подбодрить друга, который погружен в депрессию из-за несчастной любви. Он застрял в этих эмоциях, постоянно прокручивая в голове свою утрату. Вы понимаете, что ему нужно как-то забыть о своем несчастье, и решаете отвлечь его различными способами. Вы ведете его на ужин, прогуливаетесь по пляжу и едите мороженое, идете вместе в кино, а после этого встречаетесь с вашими общими друзьями в ночном клубе.

В какой-то момент в ходе всех этих действий ваш друг, вероятно, достигает предела, перейдя который достаточно оттаивает и вовлекается в происходящее.

Нервные клетки переходят из состояния покоя в состояние возбуждения примерно как ваш несчастный друг в этом примере. Какой-то одной формы воздействия может быть недостаточно, но, если вы обеспечите стимуляцию в достаточном объеме, они возбудятся и останутся в таком состоянии. Когда нервная клетка возбуждается в постсинаптической зоне, она превращается из приемника информации в отправителя. Теперь эта нервная клетка будет распространять свое возбуждение.

Когда нейромедиаторы выделяются в пресинаптической зоне (отправная точка нейрона), они вырабатывают электрический отклик в постсинаптической зоне принимающей нервной клетки. Этот электрический импульс должен проследовать от (принимающего) дендрита до клеточного тела и вдоль по аксону прежде, чем нейромедиатор выполнит свою работу. Считайте нейромедиаторы химикалиями, обеспечивающими сообщение между нейронами, чтобы импульсы могли путешествовать через мозг.

Обычно требуется избыточная активность нейромедиаторов (стимуляции) в постсинаптической зоне (принимающий конец нейрона), чтобы следующая нервная клетка достаточно возбудилась для возгорания. Малые объемы нейромедиаторов, как правило, не достигают порога для выработки потенциала действия в постсинаптической зоне. Это феномен из серии «все или ничего», как тот момент, когда срабатывает ваш будильник – либо вы встанете с постели, либо нет, но нельзя сделать и то, и другое. Различные типы нейромедиаторов также играют роль в том, возгорятся ли нервные клетки или проигнорируют сигнал.

Типы нейромедиаторов

Нейромедиаторы, в различных концентрациях, содержатся в особых областях мозга. К числу главных нейромедиаторов относятся глутамат, ГАМК, ацетилхолин, серотонин, дофамин, мелатонин, оксид азота и различные эндорфины.

Нейромедиаторы выполняют множество различных функций. Они могут стимулировать, затормаживать или менять активность самого нейрона на клеточном уровне.

Они могут вызвать открепление нейрона от текущего соединения или заставить нейрон лучше прикрепиться к настоящему соединению. Нейромедиаторы могут сигналить соседним нейронам, возбуждая их, или могут направить сообщение следующему нейрону в очереди, которое затормозит или полностью остановит нервный импульс. Они даже могут изменять импульс на пути к нейрону так, чтобы он рассылал уже новое сообщение по всем нервным клеткам, соединенным с ним. Любое из этих действий может произойти за миллисекунду.

У нас в нервной системе имеется два типа нейромедиаторов. Возбуждающие нейромедиаторы стимулируют или активируют нервную трансмиссию; они изменяют электрическое состояние постсинаптической мембраны, позволяя активироваться потенциалу действия в следующей клетке. Эти типы химикалий в должных сочетаниях обеспечивают протекание наших умственных функций со сверхсветовой скоростью.

Главный возбуждающий нейромедиатор в мозге – это глутамат. Когда глутамат выделяется в пресинаптической (отправляющей) зоне нейрона, он привязывается к рецептору в постсинаптической зоне следующей клетки. После чего он изменяет электрическое состояние постсинаптической клетки, чтобы потенциал действия возгорелся с большей вероятностью.

Точно так же ингибиторные (затормаживающие) нейромедиаторы действуют в полном соответствии со своим названием – они затормаживают или останавливают активность в принимающей клетке, погасив возбуждение в ее постсинаптической зоне. Главный ингибиторный нейромедиатор – это ГАМК (гамма-аминобутановая кислота). Выделившись в пресинаптической зоне, ГАМК прикрепляется к соответствующим постсинаптическим рецепторам. Однако ГАМК уменьшает вероятность образования потенциала действия. Если бы не ГАМК, нервные клетки возгорались бы так часто, что перевозбудились, вызвав значительный урон и нарушение баланса в мозге.

Нейроны легко могут связываться и соединяться с множеством других нейронов. Они также способны произвольно включать и выключать импульсы, сводить информацию в одну клетку и разводить электрическую активность по мириадам различных направлений.

Учитывая все эти сложности, ученые-биологи начинают осознавать, как мало на самом деле знают о работе и взаимосвязях нейронов. Вполне логично, что нейроны, выполняющие так много функций, мало похожи на рисунки, которые мы можем помнить по школьным учебникам, изображающие крохотные проводки, аккуратно выстроенные в линию. Для наших целей мы можем представлять нейроны в виде огромной, постоянно меняющейся сети отдельных компьютеров, сообщающихся с Интернетом с молниеносной скоростью. Представив нейроны в виде миллиардов компьютеров, постоянно соединяющихся между собой и разъединяющихся, мы сможем подойти к титанической задаче объяснения их разумности на микроскопическом уровне. Поэтому, когда я говорю о «монтаже нейронов», это просто метафора для лучшего усвоения того, как эти превосходные клетки умеют устанавливать контакт и работать совместно друг с другом.

Вода между нашими ушами

Как уже упоминалось ранее, от 75 до 85 % содержимого нашего чудесного биокомпьютера составляет вода. Консистенция живого мозга в некоторых областях схожа с яйцом всмятку, тогда как другие области более плотные и каучукообразные, почти как яйцо вкрутую. Неудивительно, что природа окружила мозг костяной черепной коробкой, защищающей его нежные ткани от внешних воздействий. Вода первостепенно важна для электрических механизмов мозга, обеспечивающих информационный обмен. Водное содержание мозга усиливает его электропроводимость и позволяет электрическим токам быстро распространяться внутри черепа в плавном и беспрерывном режиме. Этот процесс распространения информации (дивергенция) существенно усиливается за счет воды.

Чтобы понять принцип такого устройства, представьте, что происходит, когда молния ударяет в озеро. Если вы находитесь в озере, даже если между вами и местом удара молнии целый километр, вас может ударить током, поскольку он перемещается в воде с невероятной быстротой во всех направлениях. Подобным же образом вода у вас в мозге действует как проводник, усиливающий электрические заряды. Вода создает идеальную среду для этих заряженных частиц, позволяя им быстро и свободно распространяться по внутренним и внешним пространствам нервной клетки.

А теперь нервная система

Есть и другие составляющие нервной системы, проводящие импульсы в мозг и из него. Это нервы. Они состоят из одного или нескольких пучков волокон, образующих ветви, формирующие часть системы, передающей импульсы ощущений, движений и т. д. между головным или спинным мозгом и всеми другими частями тела. Нервы, своего рода, продолжение мозга.

Нервная система обеспечивает взаимосвязь внешней среды с телом, тела с мозгом, а мозга с телом.

По большому счету, нервная система активирует, контролирует и координирует все телесные функции, поддерживая в безмерных комплексах живых тканей порядок и гармонию. Она регулирует эндокринную, мышечно-скелетную, иммунную, пищеварительную, сердечно-сосудистую, репродуктивную, дыхательную, выделительную системы. Без нервной системы не было бы жизни.

Чтобы наблюдать и поддерживать все эти системы, нервная система постоянно сообщается с остальным телом. Через наши органы чувств, являющиеся сенсорными анализаторами, позволяющими обрабатывать всевозможные сигналы, нервная система получает информацию и осуществляет оценку условий как снаружи, так и внутри тела. Помимо внешних ощущений – слуховых, зрительных, обонятельных, вкусовых, осязательных, – нервная система обрабатывает и внутренние, сигнализирующие о голоде, жажде, боли, температуре и проприорецепции (восприятии положения тела в пространстве). Нервная система хранит информацию в форме воспоминаний.

Элементы нервной системы

Нервная система неоднородна, она состоит из нескольких подсистем, перекрывающих друг друга. Центральная нервная система включает в себя головной и спинной мозг. Спинной мозг, с миллиардами сенсорных и моторных импульсов, перемещающихся вверх и вниз по позвоночному столбу, словно по оптоволоконному кабелю, можно считать продолжением головного мозга.

Также у нас имеется периферическая нервная система, и она включает все нервы за пределами головного и спинного мозга. Нервы, переносящие импульсы от тканей и органов к спинному мозгу, и нервы, передающие сигналы от спинного мозга в ткани и органы, относятся к периферическим. Если спинной мозг сравним с оптоволоконным кабелем, то периферические нервы подобны проводам, простирающимся из этого оптоволоконного кабеля и обеспечивающим двустороннюю коммуникацию между спинным мозгом и всеми частями тела и внутренними органами. На рис. 3.6A, 3.6Б и 3.6В вы можете сравнить центральную и периферическую нервную систему.

Рис. 3.6A. Центральная нервная система

Рис. 3.6Б. Периферические нервы соматической нервной системы

Периферическая нервная система состоит из нервов двух типов. Первый тип – это черепно-мозговые нервы. Имеется 12 пар черепно-мозговых нервов, восходящих к стволу головного мозга. Они обеспечивают многие функции, такие как обоняние, зрение, поддержание равновесия, секреция желез, слух, глотание, мимика (на рис. 3.6В представлены некоторые черепно-мозговые нервы). Ко второму типу относится 31 пара спинномозговых нервов, выходящих из межпозвоночных отверстий по обеим сторонам позвоночного столба. Ветви спинномозговых нервов простираются в определенные области тела – шею, торс, органы и т. д. – и отвечают за их функции. На рис. 3.6Б и 3.6В показаны периферические нервы, отходящие от спинного мозга к различным тканям и органам.

Рис. 3.6В. Периферические нервы вегетативной нервной системы

Наш непроизвольный, подсознательный разум

Однако этим дело не ограничивается, и у нас имеется еще одна нервная система – непроизвольная и саморегулирующаяся – автономная. Она восходит к среднему мозгу (см. рис. 3.7), расположенному под неокортексом.

Рис. 3.7. Мозг в разрезе

Автономная нервная система отвечает за непроизвольные функции и гомеостаз – баланс, поддерживаемый изначальным разумом тела. Она регулирует температуру тела, уровень сахара в крови, частоту пульса и все те бесчисленные процессы, которых мы даже не замечаем. Ее называют автономной (считайте, автоматической), поскольку все эти функции выполняются без всякого сознательного участия с нашей стороны. Например, нам не нужно намеренно контролировать сердцебиение или целенаправленно выделять энзимы, необходимые для переваривания пищи. Автономная нервная система регулирует все автоматически, поддерживая внутреннее химическое равновесие в теле и сохраняя здоровье. Мы можем сказать, что она действует на подсознательном уровне.

Автономная нервная система (АНС) подразделяется на симпатическую и парасимпатическую нервную систему (они показаны на рис. 3.8).

Рис. 3.8. Два отдела АНС

Поскольку симпатическая нервная система подготавливает тело к экстремальным ситуациям, по отношению к ней часто употребляют выражение «бей или беги». Когда мы чувствуем опасность из внешней среды, эта нервная система автоматически активируется, подготавливая тело к борьбе или бегству. Наш сердечный ритм ускоряется, кровяное давление повышается, темп дыхания ускоряется, и выделяется адреналин для быстроты действий. В то же время энергия отводится от пищеварительного тракта к рукам и ногам. Симпатическая нервная система меняет электрохимический баланс тела, повышая его шансы на выживание.

Что касается парасимпатической нервной системы, то она заведует прямо противоположными функциями. Этот отдел автономной нервной системы сохраняет и восстанавливает энергию и ресурсы тела. Когда мы не чувствуем никакой угрозы из внешней среды, парасимпатическая нервная система замедляет сердечный ритм, повышает энергию пищеварительной системы, расслабляет тело и переводит кровоток от скелетных мышц конечностей к внутренним органам для поддержания их функционирования. Считайте, что парасимпатическая нервная система отвечает за наше самочувствие после обильного ужина.

Также непроизвольная нервная система отвечает за множество различных рефлексов, проявляющихся в ответ на различные внешние стимулы и необходимых для выживания и немедленных действий. Например, когда врач стучит по вашему колену резиновым молоточком, ваша нога непроизвольно дергается. Когда вы прикасаетесь рукой к горячей сковородке, рука автоматически отдергивается. Если вы входите в яркую комнату из темноты, ваши зрачки сужаются. За эти рудиментарные, автоматические мышечные действия отвечают ствол головного мозга и мозжечок. Эти примитивные реакции записывались в наше подсознание на протяжении миллионов лет.

Теперь, получив понятие об элементарных функциях автономной, или автоматической, нервной системы, мы можем начать постигать важность всех ее задач. Это наша подсознательная природа, и она вмещает в себя разум, который в состоянии управлять всеми бесчисленными процессами тела, происходящими ежесекундно на клеточном и более высоком уровне, не задействуя наше сознательное намерение или внимание. Эта поразительная, блестяще продуманная система автоматически обеспечивает саму нашу жизнь, поддерживая внутреннее равновесие в организме, то есть здоровье.

Наша произвольная, сознательная природа

Как человеческие существа, мы наделены замечательной способностью действовать произвольно и сознательно. Мы обладаем свободной волей совершать выбор – касается ли это наших мыслей, намерений или действий. Мы используем свой мозг и нервы при принятии произвольных решений – стоит ли нам поесть, прогуляться или сесть и почитать книгу, – и при управлении нашими мышцами для их воплощения.

Наши желания и действия – результат свободной воли.

По этой причине мы можем говорить о том, что у нас есть произвольная нервная система, вмещающая сознательный разум и свободную волю, позволяющие нам совершать выбор и соответствующие действия под нашим произвольным контролем. Вместилище нашей свободной воли, произвольная нервная система располагается в части мозга, называемой неокортексом. Вы можете увидеть его на рис. 3.7.

Что делает нас людьми? В чем источник нашей человеческой природы? Во взаимодействии нашей непроизвольной и произвольной нервной системы. С одной стороны, произвольная нервная система находится под нашим сознательным контролем, и это позволяет нам делать то, что мы хотим. С другой стороны, автономная нервная система управляет нашим подсознательным разумом, обеспечивая слаженное выполнение всех бесчисленных электрохимических реакций, дающих жизнь нашему телу и поддерживающих любые наши действия и чувства. На рис. 3.9 представлен обзор нервной системы и ее составляющих.

Рис. 3.9. Нервная система со всеми составляющими

Я надеюсь, вы уже начинаете понимать, зачем мы начали это исследование мозга с его работы на клеточном уровне. Природа создала наши нервные клетки так, чтобы связи между ними расширялись в геометрической прогрессии. Мы можем использовать те же нейронные пути в нашем мозге, но каждый раз вырабатывать различные нейромедиаторы, вызывая бесконечное разнообразие мыслей, чувств, действий, настроений и восприятий. Этот процесс может вдохновлять нас на действия и вызывать реакции, пробуждать эмоции, регулировать функции тела, проявлять настроения и поведение, стимулировать стремления, выделять гормоны и создавать голографические образы, называемые мыслями и воспоминаниями.

Теперь мы можем начать исследовать установки, основываясь на нашем простом курсе нейробиологии и химии мозга. Установка – это группа мыслей, активирующая конкретные нервные клетки в мозге, которые затем стимулируют конкретные нейромедиаторы, заставляющие нас думать, действовать и чувствовать определенным образом. Например, вы просыпаетесь утром и принимаетесь мыть посуду, оставшуюся с вечера. Вы можете думать так: «Я хорошо выспался за ночь. Я так рад, что не нужно работать сегодня. Отличная была паста, что мы съели вчера, и я рад, что мы сполоснули посуду после ужина. Невероятно, какое небо сегодня голубое». Позже, тем же вечером, когда вы снова моете посуду, ваши мысли могут быть иными: «Не понимаю, зачем она снова подняла эту тему. Я думал, этот вопрос наконец-то решен, а теперь мы снова его обговариваем. И что этот чертов свет такой резкий? Что-то мне не хочется мыть посуду сегодня. Я бы лучше прилег».

Такие разные группы мыслей, вероятно, приведут к весьма различным установкам во время мытья той же самой посуды в этих двух отдельных случаях. Мы часто говорим о свободной воле как о нашей способности проявлять любые установки, выбранные нами, и все это связано с нашим мозгом и его химией.

Если обобщить, то свободная воля – это то, что делает отдельных человеческих существ такими разными. В следующий раз, когда начнете какое-нибудь предприятие, посмотрите, как ваши мысли будут влиять на химический танец, происходящий в мозге.

Если мозг – это наш двигатель в повседневной жизни, то совсем не лишним будет знать, как он работает и как им управлять, чтобы попасть, куда мы хотим. В этом весь смысл настоящего материала. Знание – это возможность управлять нашим умственным/химическим состоянием, нашей жизнью и, в конечном счете, нашей личной реальностью. Замечательно, что наше умственное/химическое состояние и жизнь настолько неразрывны, что, вызвав изменение в одном из них, мы тем самым изменим и другое.

В главе 4 я расскажу о развитии мозга до этой точки в истории человеческой эволюции. А потом познакомлю вас с его различными структурами, чтобы у вас появилось лучшее понимание того, как обрабатываются мысли и внешние сигналы. Когда мы сложим все воедино, это поможет вам понять, почему вы такой, какой есть.

Глава 4
Наши три мозга и не только

В соотношении с массой тела наш мозг в три раза крупнее, чем у наших ближайших сородичей. Этот крупный орган опасен и вызывает мучительные роды. Его рост сопряжен с массой сложностей. Даже когда человек отдыхает, мозг потребляет двадцать процентов энергии, по весу занимая лишь два процента от тела. Должна быть какая-то причина для такой издержки эволюции.

– Сьюзан Блэкмор

Американский писатель Курт Воннегут в своем романе «Галапагосы» пренебрежительно отзывался о так называемых благах человеческого прогресса и общественно-политической эволюции. Он писал: «Вот уж спасибо, большой мозг».

И хотя Воннегут имел в виду беды, связанные с войной, нищетой, насилием и подобными им результатами деятельности нашего мозга, многие из нас не разделяют его цинизма. Когда Воннегут говорил о «большом мозге», он не имел в виду буквальные размеры. Если брать в расчет общую массу тела, наш мозг, составляющий от нее около двух процентов и весящий немногим больше килограмма, в шесть раз крупнее, чем у любого другого живущего сейчас млекопитающего, за исключением дельфинов. Но мозг дельфина не претерпел заметных изменений за последние 20 миллионов лет.

Тайна эволюции человеческого мозга давно озадачивает биологов и палеонтологов. У животных масса мозга возрастала в той же степени, что и масса легких, печени, желудка и остальных органов и частей тела.

Около 250 000 лет назад мозг большинства млекопитающих достиг высшей точки эволюции в том, что касается его объема и строения. И примерно в это же время эволюция мозга человека пошла весьма непредсказуемым путем. Хотя бы в том, что мозг первых людей должен был достичь предела в развитии подобно мозгу прочих млекопитающих того же периода. Но вместо этого мы наблюдаем увеличение размеров и усложнение структуры человеческого неокортекса – невероятный скачок в развитии за короткий промежуток времени.