Психология. Мозговой штурм - Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости

Миф. Мы используем только 10 % нашего мозга

Спросите группу случайно выбранных людей, что они знают про мозг, и большинство скажет, что мы используем всего 10 % его возможностей. Это убеждение вызывает отвращение у нейрофизиологов всего мира. Миф о 10 % был создан в Америке более века назад, и теперь в него верит половина населения даже в таких далеких странах, как Бразилия.

Однако для ученых, изучающих мозг, идея кажется лишенной всякого смысла; мозг — это очень эффективный механизм, и практически все его части необходимы. Чтобы далеко не отклоняться от темы, можно сказать, что этот миф отражает нечто, что нам очень хочется услышать. Его поразительная стойкость может основываться на оптимистическом начале. Если обычно мы используем всего 10 % нашего мозга, подумайте, что мы сможем сделать, если научимся пользоваться еще хоть небольшой частью оставшихся 90! Несомненно, это привлекательная идея и вполне доступная простым людям. В конце концов, если у каждого из нас остается так много свободного пространства в мозге, то больше нет глупых людей, а только куча потенциальных Эйнштейнов, не научив-шихся пользоваться своими возможностями. Эта оптимистичная идея эксплуатировалась ведущими курсов самосовершенствования при продаже бесконечных программ по улучшению деятельности мозга. Дейл Карнеги воспользовался ею для увеличения продаж своей книги и воздействия на читателей еще в 1940-е годы. Он сильно поднял популярность этой идеи, приписав ее основателю современной психологии Уильяму Джеймсу. Однако никто не нашел упоминания о 10 % в работах или высказываниях Джеймса. Джеймс действительно говорил своей аудитории, что у людей имеется больше психических ресурсов, чем они используют. Возможно, некоторые предприимчивые слушатели решили придать этим словам более научное звучание, конкретизировав процентное соотношение.

Это мнение особенно популярно среди молодых людей, интересующихся экстрасенсорным восприятием и другими психическими феноменами. Поклонники подобного направления часто пользуются идеей о 10 % для объяснения существования таких способностей. В обосновании веры во что-то, что находится вне области науки, с помощью научных фактов нет ничего нового, но особенно вопиющим является то, что даже «научный факт» не соответствует истине.

В реальности мы ежедневно используем весь мозг. Если бы большие области мозга никогда не использовались, то их повреждение не вызвало бы особенно заметных проблем. Но это абсолютно не наш случай! Методы сканирования мозга позволяют измерить мозговую активность и показывают, что даже простые задания активизируют все области нашего мозга.

Одним из возможных объяснений появления мифа о 10 % может быть то, что функции определенных областей мозга не совсем ясны и при некоторых дефектах результаты могут едва проявляться. Так, люди с поврежденными лобными долями коры головного мозга могут по-прежнему выполнять большую часть ежедневных действий, хотя в определенных ситуациях ведут себя неадекватно. Например, такой пациент может встать в разгар важного делового совещания и выйти пообедать. Стоит ли говорить, как им сложно жить в нашем мире.

Первые нейрофизиологи, возможно, сталкивались с некоторыми проблемами при попытках определить функции фронтальных областей мозга, в частности, из-за того, что имели дело с лабораторными мышами. У этих мышей достаточно простая жизнь: увидеть еду и воду, подойти к миске и съесть, что в ней лежит, — и ничего более для выживания. Никакие из вышеперечисленных потребностей не требуют участия фронтальных областей мозга, и у некоторых из первых ученых появилась мысль, что, возможно, в этих областях ничего особенного не происходит. Позднее усложненные тесты опровергли эту точку зрения, но миф уже укоренился.

Теперь, возможно, вы начали сомневаться, можно ли доверять хоть чему-то, что говорит вам ваш мозг. Однако за его кажущимися специфическими выборами лежат миллионы лет эволюции. Наш мозг избирательно обрабатывает ту информацию из окружающего мира, которая исторически оказывалась наиболее важной для выживания, — уделяя особое внимание неожиданным событиям. Как мы смогли заметить, наш мозг редко говорит нам правду, но в большинстве случаев он все равно сообщает то, что нам необходимо знать.

Глава 2

Серое вещество мозга и киноэкран: кинематографический подход к работе мозга

Если вы хотите знать, что происходит, когда мозг перестает нормально функционировать, пожалуйста, не ходите в кино. Персонажи кинофильмов постоянно доводят себя до состояния полного умственного разброда, теряют память, меняют личность и приобретают шизофрению или болезнь Паркинсона (даже если не упоминать социопатию и другие психиатрические заболевания). В Голливуде люди сходят с ума гораздо чаще, чем в реальной жизни, и иногда бывает сложно отличить научный фильм от научной фантастики. Изображение состояний больного человека в кино варьируется очень широко — от самого точного до полностью неверного. В самом худшем случае фильм, рассказывающий про психически больного человека, может подпитывать общепринятые, однако ошибочные идеи о работе мозга.

Самое распространенное психическое заболевание в киноиндустрии — амнезия. Потеря памяти создала собственный жанр в кино, настолько же предсказуемый, как и сюжет «молодой человек познакомился с девушкой, затем они расстались, а в конце фильма воссоединились вновь». Но здесь место потерянной любви занимает потерянная информация, например, осознание того, что ты — наемный убийца, как в фильмах «Идентификация Борна» (2002) или «Вспомнить все» (1990).

Нейропсихолог Салли Баксиндейл, просмотрев фильмы о потери памяти начиная с немого кино, констатировала, что большинство основывалось на ложных научных предпосылках, однако все они были весьма увлекательными. Обычная схема такова. После травмы, повлекшей за собой потерю памяти, человек начинал новую жизнь. Затем герой (героиня), пережив ряд испытаний, формирует новые воспоминания. Другая частая причина амнезии в фильмах — травмирующие психику события. Эти события, удовлетворяющие потребность в драматическом повороте сюжета, могут быть какими угодно — от убийства до женитьбы. На финальном витке к главному герою может внезапно вернуться память благодаря еще одному удару по голове или с помощью великолепно проведенной операции на мозге, сеанса гипноза или от встречи со значимым и любимым человеком из прошлого. И этому верят.

Знаете ли вы? Изображение повреждений работы мозга в кино

Точное:

«Помни»

«Я знаю, кто ты»

«В поисках Немо»

«Игры разума»

«Пробуждение»

Неточное:

«Вспомнить все»

«50 первых поцелуев»

«Люди в черном»

«Долгий поцелуй на ночь»

«Кот теряет рассудок» («Том и Джерри»)

«Ночные убийства»

«Воскресенья в Виль-д'Эврэ»

Похоже, что существует еще и обратная зависимость между частотой появления амнезии и художественным качеством телепередачи. В мыльных операх и комедиях ситуаций это весьма распространенная тема. В телесериале 1960-х годов «Остров Гиллигана», который был популярен скорее благодаря своей увлекательности, чем точности, показано не менее трех случаев амнезии. Другой пример — картина «50 первых поцелуев» (2004), где описывается небывалый случай потери памяти: Дрю Берримор играет девушку, которая запоминает все, что происходит в течение дня, а затем забывает все за ночь, очищая в своем мозгу место для новых воспоминаний на следующий день. Таким образом она может неоднократно встречаться с Адамом Сэндлером впервые. Способность сохранять воспоминания, но затем последовательно терять их в определенное время — плод воображении сценаристов, получивших свои знания о работе мозга от других сценаристов.

Идею потери памяти после сильного удара по голове можно найти даже в литературе докинематографического периода. Эдгар Райс Берроуз, создатель рассказов про Тарзана, был увлечен этой мыслью и воспользовался ею в нескольких сюжетах. В одном из лучших своих произведений — «Тарзан и сокровища Опара» (1918) — ему удалось тщательно отделить потерю памяти от других психических отклонений:

Он открыл глаза в абсолютной темноте комнаты. Поднеся руку к голове, он почувствовал, что она стала липкой от запекшейся крови. Он обнюхал пальцы так, как дикий зверь обнюхивает раненую лапу… Ни звука не доносилось до погребенного в глубине склепа. Шатаясь, он поднялся на ноги и стал пробираться на ощупь среди рядов слитков. Кто он был? Где он находился? Его голова раскалывалась, но, с другой стороны, он не чувствовал больше никакой боли от свалившего его удара. Он не помнил ни самого удара, ни того, что ему предшествовало.

Берроуз мог оказаться во власти существующего мнения о том, что удар по голове способен привести к потере памяти. В 1901 году в книге Гилберта Паркера «Право проезда» чванливый и любящий выпить адвокат по имени Чарли Стил, живущий со сварливой женой и вороватым шурином, страдает от приступов амнезии. Такая потеря памяти позволяет ему убежать от многочисленных проблем и начать жизнь заново. Он влюбляется в новую женщину и счастлив до тех пор, пока его память — и прошлые обязательства — не возвращаются. В Голливуде этот сюжет понравился, и фильмы по нему были сняты в 1915, 1920 и 1931 годах.

Ранее 1901 года следов этой идеи не видно. Какой предприимчивый автор первым написал об ударе по голове, приведшем к потере памяти? В этом предположении признается, что именно мозг генерирует мысли. В конце концов, даже Шекспир писал о волшебстве, переменившем психику человека. Вспомните о Титании из «Сна в летнюю ночь», которую волшебное любовное средство шаловливого Пака заставляет влюбиться в Ника Боттома с головой осла.

Знаете ли вы? Травма головы и личность

Травма головы иногда приводит к изменению личности человека. Это случается при ударах лобовой части головы, что может повлиять на префронтальную кору. В результате часто происходит потеря способности к контролю и рассуждению, хотя полное изменение личности нетипично. В фильме «Остров Гиллигана» у изнеженной Мэри Энн после сильного удара по голове появляется обманчивое ощущение того, что она — страстная восходящая звезда Джинджер. Подобные симптомы могут возникать при шизофрении или при биполярном аффективном расстройстве, но даже тогда они очень редки.

Слегка более правдоподобная ситуация представлена в очаровательном фильме «Отчаянно ищу Сьюзан», в котором Розанна Аркетт играет скучающую домохозяйку, потерявшую память и полностью запутавшуюся в том, что происходит. Хотя идея об избирательной потере личности после черепно-мозговой травмы неправдоподобна, в том, что происходит далее, есть зерно истины. Частное объявление и найденная этикетка от одежды помогают Роберте, героине Аркетт, придумать историю о своей потерянной личности. Она доходит до того, что перевоплощается в «искательницу приключений в бегах» в исполнении Мадонны…

Жертвы потери памяти позднее часто восполняют утраченную информацию, придумывая правдоподобные воспоминания — фантазии, создающие иллюзию нормальных, будто не прерывавшихся воспоминаний.

Возможно, мы несправедливо насмехаемся над этими изображениями потери памяти. В конце концов, симптоматика психиатрических заболеваний разнообразнее, чем чисто неврологических нарушений, проистекающих от физических травм или болезней. Например, пациент психиатра может выказывать амнезию в очень избирательных случаях. Кроме того, известно, что временная потеря памяти может возникать спонтанно, возможно, из-за малозаметного, похожего на инсульт, повреждения (см. главу 29). Однако Голливуд обычно объясняет потерю памяти ударом по голове или травматическим событием, и в этом смысле наша критика направлена по адресу.

Киноиндустрия предоставляет большой простор для научной критики, но она дает понятие о том, как большинство людей представляют себе работу мозга.

В основе киношных опусов, как правило, лежит идея, которую мы назовем «наш мозг напоминает старый телевизор». Вы только задумайтесь: память, потерянную после сильного удара по голове, можно вернуть… повторным ударом! Существование подобного мифа указывает на невысказанное предположение о том, как работает наш мозг. Чтобы гипотеза о целебной повторной травме работала, ущерб, нанесенный мозгу, должен быть восстанавливаемым. Поскольку после удара по голове главной причиной возникновения амнезии станет скопившаяся и давящая на мозг жидкость, то терапевтическая польза от повторного сильного толчка будет довольно-таки маловероятна, если не сказать больше.

Вероятным источником идеи второго удара является наш ежедневный опыт с электронными приборами, особенно — со старыми. Хорошо известно, что иногда старый телевизор, который не желает показывать, можно сильно стукнуть и добиться восстановления его работы. В старых приборах часто разбалтываются или засоряются электрические контакты, и четко направленный удар может помочь восстановить соединение и таким образом заставить изделие функционировать. Проблема в том, что разболтавшихся контактов в мозгу нет как таковых. Синапсы соединяют нейроны настолько плотно, что никакой удар, никакая травма их не «ослабят».

Многие кинематографисты, вероятно, полагают, что мозг достаточно хорошо изучен и что хирургическое вмешательство может стать надежным способом восстановления потерянной памяти. Да, нейрохирургия способна улучшить состояние, угрожающее жизни пациента в конкретный момент, — скажем, удалить скопившуюся жидкость или опухоль, давящую на мозг. Подобные состояния обычно сопровождаются определенными дисфункциями мозга (как при контузии) или потерей сознания. В таком случае необходима срочная операция сразу после установления проблемы, и сценаристы приходят к мысли, что восстановить память можно, направив пациента прямо с места происшествия в больницу. Обычно же хирургическое вмешательство в мозг может стать скорее случайной причиной потери памяти, чем восстановления ее.

Несколько более реалистичную (однако сильно отталкивающую) картину повреждения работы головного мозга мы встречаем в продолжении «Молчания ягнят» (1991) — фильме «Ганнибал» (2001), в котором постепенное вторжение (не будем играть словами — отрезание и приготовление еды из мозга человека) становится причиной прогрессирующей потери функций. Если не обращать внимания на сложность проведения подобной хирургии мозга без того, чтобы убить пациента, здесь мы по крайней мере имеем ситуацию, в которой повреждение органа ведет к пропорциональной потере его функционирования.

Знаете ли вы? Можно ли стереть воспоминания?

Главный герой «Вечного сияния чистого разума» (2004) хочет уничтожить воспоминания о неудавшихся отношениях и обращается в организацию, предоставляющую такие услуги за деньги. Герой засыпал со специальным аппаратом, подключенным к голове. Его воспоминания проигрывались, и те, что следовало удалить, отделялись.

Здесь имеется в виду то, что нейроны как-то кодируют точные, похожие на кинокадры образы пережитого. В этом есть определенная логика: воспоминания сокращены и сжаты, будто их преобразовали, дабы мозгу было проще хранить их. Однако точного воспроизведения события при этом не получается (см. главу 1). Воспоминание визуальной сцены запускает реакцию мозга, в чем-то похожую на реакции, возникающие, когда вы впервые видите эту сцену. Другая часть менее фантастическая, чем можно подумать: идея о том, что можно заново проиграть обидные воспоминания и удалить их, как мы делаем это с ненужным файлом в компьютере. Исследования, проводившиеся в течение последних нескольких лет, дают основания предполагать, что, вспоминая, мы улучшаем нашу память. Есть доказательства тому, что мы «стираем» и «переписываем» наши воспоминания каждый раз, когда вспоминаем о них. Следовательно, если когда-нибудь станет возможным удалять определенное содержимое нашей памяти, то первым шагом на пути к этому вполне может стать проигрывание воспоминания о необходимом событии.

Создание драматического эффекта, конечно, вовсе не требует строгого соблюдения принципа научности, однако заслужить похвалы критиков, добиться коммерческого успеха и при этом не отступать от научной истины тоже возможно. Например, в таких картинах, как «Помни», «Я знаю, кто ты», «В поисках Немо» и «Игры разума», психические заболевания показаны правдиво и точно.

Леонард, герой фильма «Помни», страдает антероградной амнезией. Из-за травмы головы он не может формировать новые воспоминания. Кроме того, у Леонарда имеются проблемы с удержанием информации, находящейся в мгновенной памяти, и, если его отвлечь, он теряет ход мыслей. Зритель воспринимает ситуацию, увидев последовательность событий в обратном порядке — начиная со смерти персонажа и заканчивая сценой, раскрывающей значение всех предшествующих событий.

Симптомы заболевания Леонарда похожи на те, что наблюдаются у пациентов с поврежденной областью гиппокампа и пограничных структур. Гиппокамп — это структура головного мозга в форме рога. У людей он обычно напоминает размером и формой загнутый мизинец полного человека. В каждом полушарии мозга есть свой гиппокамп. Гиппокамп и связанные с ним области — такие, как височная доля коры головного мозга, — необходимы для краткосрочного хранения новой информации и опыта. Эти структуры важны и для долговременного размещения воспоминаний. Пациенты с поврежденными, например в результате инсульта, височной долей или гиппокампом, часто не способны вспомнить события, происшедшие за несколько недель или месяцев до повреждения.

Несчастный случай, ставший причиной амнезии Леонарда, показан с замечательной достоверностью: даже та часть мозга, что получила травму, — это височная доля коры головного мозга. Результат — потеря функционирования — также довольно правдоподобен, хотя герой в отличие от большинства пациентов с аналогичным повреждением осознает свою проблему и может описать ее. Самый знаменитый пациент с поврежденными гиппокампом и височной долей мозга, известный как НМ, был не столь счастлив (или, возможно, он-то как раз и был более счастлив). После нейрохирургической операции, сделанной для предотвращения эпилептических припадков, НМ жил в постоянном «сейчас», каждый раз общаясь с людьми так, будто видел их впервые в жизни, даже если раньше встречался с ними многократно (см. главу 23).

Испанский триллер 2000 года «Я знаю, кто ты» описывает случай Марио, потерявшего память от синдрома Корсакова — заболевания, связанного с тяжелой стадией алкоголизма. Марио не может вспомнить ничего, что произошло с ним до 1977 года, ему трудно формировать новые воспоминания, и он часто путается. Дефект памяти Марио — следствие повреждения таламуса и маммилярных тел, вызванного недостатком тиамина (витамина В), возникшего в результате долговременного неправильного питания, которое часто сопровождает тяжелую стадию алкоголизма.

И последний пример потери памяти мы встречаем в мультфильме «В поисках Немо» (2003). В данном случае страдает не человек, а рыбка. Дори дружелюбна, но у нее проблемы с формированием новых воспоминаний. Как и Леонард, она сбивается с хода мыслей, если ее отвлечь. Конечно, не стоит ожидать реалистичности и точности в изображении симптомов, когда речь идет о рыбе, но в сравнении с явными глупостями худших кинолент мы можем смело назвать это минимальным недостатком. В мультфильме реально ощущается чувство потерянности, которое испытывает Дори в поисках жизненного пути, и то, насколько она может раздражать окружающих, даже (и скорее всего, особенно) тех, кто ей близок.

Знаете ли вы? Шизофрения в кино — «Игры разума»

В фильме «Игры разума», изображающем заболевание человека шизофренией в мельчайших подробностях, разыгрывается трагедия жизни математика Джона Нэша. Кинематографический Джон Нэш (вольная интерпретация реального Нэша) видит галлюцинации и начинает придумывать причинные связи между несвязанными событиями. Растущая паранойя и неспособность критически отмести иллюзии постепенно отдаляют его от коллег и любимых.

Это классические симптомы шизофрении, которую вызывают изменения в мозге из-за заболевания, травмы или генетической предрасположенности. Шизофрения обычно настигает людей в возрасте под двадцать лет и чаще поражает мужчин, чем женщин. В определенный момент жизни симптомы шизофрении проявляются у одного человека из сотни. Галлюцинации «экранного» Нэша визуальные — настоящий Нэш ощущал слуховые галлюцинации той же природы.

По большей части фильм соответствует научным представлениям, однако его авторы все же допустили ошибку: Нэша вылечивает сильное чувство любимой женщины. Шизофрения — это не романтичное событие, а физическое заболевание мозга. Некоторый уровень улучшения возможен — у пациентов бывают периоды нормального функционирования, перемежающиеся симптоматическими периодами, и эти симптомы исчезают в одном случае заболевания из шести. Однако в настоящее время причины ремиссии неизвестны. Допущенная в кино ошибка — отображение старого мифа о том, что шизофрения вызвана недостатком материнской любви. У этой идеи нет оснований, она опровергнута данными, однако заставляет матерей и любимых испытывать чувство вины безо всякой причины.

Все это подводит нас к актуальной теме адекватного изображения потери памяти: четкий портрет страдающего амнезией человека. При не слишком точном изображении жертва часто вызывает лишь улыбку или даже становится предметом насмешек. Однако точно переданное состояние больного человека почти всегда вызывает мучительное чувство, а в лучших случаях дает возможность прочувствовать, каково это — оказаться в подобной ситуации.

Глава 3

Мыслящее мясо: нейроны и синапсы

В коротком рассказе «Они сделаны из мяса» Терри Биссон описывает инопланетян с электронными мозгами, обнаруживших планету под названием Земля, на которой самые разумные организмы осуществляют процесс мышления с помощью живой материи. Инопланетяне назвали такой мозг мыслящим мясом. (Грубо, мы знаем это.) Трудно поверить, что наш мозг — это и есть наши мечты, память, вдохновение и дыхание — все мыслительные процессы, однако это правда.

Особенно это впечатляет, когда видишь, насколько ничтожны размеры мозга. Миллиарды нейронов и дополнительных вспомогательных клеток взаимодействуют друг с другом посредством бесчисленного количества синаптических соединений, но все эти операции требуют органа, напоминающего небольшую дыню трех фунтов весом.

Подобно дыне — и всему остальному телу, — наш мозг состоит из клеток. Клетки мозга бывают двух типов: нейроны взаимодействуют друг с другом и с остальными органами тела, а глиальные клетки обеспечивают работу мозга. В нашем мозгу находится около сотни миллиардов имеющих сложную продолговатую форму нейронов, глиальных же клеток гораздо больше. На первый взгляд мозг разных животных выглядит по-разному. (Сравните мозг землеройки и кита, представленные на рисунке.) Однако принципы его работы одинаковы.

В нейроне сигналы переносятся с помощью электричества. Внутренняя часть нейрона заряжена отрицательно относительно наружной стороны, что создает разность потенциалов в мембране. Точно так же из-за разности потенциалов мы ощущаем удар тока 9-вольтовой батарейки, прикоснувшись к ее контактам языком. (Активно движущимся через мембрану ионам для поддержания распределения зарядов требуется больше энергии, чем для любой другой области мозга.)

Чтобы послать электрический импульс из одной части в другую, нейрон открывает каналы, позволяющие ионам пересечь мембрану, и создает течение, которое несет электрический сигнал к мембране. Нейроны получают импульс через дендриты — разветвленные древовидные структуры, собирающие информацию из разных источников. Затем нейрон посылает электрический сигнал дальше по длинному, подобному проволоке аксону, передающему химический сигнал другому нейрону, и так далее. Аксоны способны отправлять сигналы на довольно большое расстояние; самые протяженные аксоны в организме человека тянутся от позвоночника до пальцев ног. Самые длинные аксоны у китов достигают 60 футов в длину (около 20 м). Самые длинные аксоны, найденные у землеройки, чей мозг изображен на рисунке на монетке, — не более двух дюймов (около 5 см). Во всех случаях электрические сигналы распространяются при помощи схожих молекул и по одним и тем же биологическим правилам.

Знаете ли вы? Вашему мозгу требуется меньше электричества, чем лампочке в холодильнике

Нейроны и синапсы настолько эффективны, что мозг потребляет всего 12 ватт мощности, хотя он делает много больше, чем тусклая лампочка на задней стенке вашего холодильника. В течение дня вашему мозгу требуется такое количество энергии, которое содержится в двух крупных бананах. Любопытно, но хотя мозг чрезвычайно экономен по сравнению с механическими средствами, в биологических терминах это ненасытный потребитель энергии. Вес мозга составляет лишь около 3 % от общего веса тела, но он потребляет одну шестую (17 %) всей энергии тела. К сожалению, это не означает, что вам следует чаще перекусывать, дабы снабдить мозг энергией во время занятий. Большая часть энергии идет на поддержание состояния готовности к мышлению. Для этого мозгу необходимо обеспечивать электрическое поле в мембране каждого нейрона, позволяя ему общаться с другими нейронами. Дополнительные расходы на мышление практически несущественны. Попробуйте посмотреть на это по-другому: вы все время платите за то, чтобы поддерживать свой мозг, поэтому используйте его!

Давайте рассмотрим этот процесс подробнее. Нейроны передают информацию дальше через аксоны, создавая слабые электрические сигналы, которые длятся не более одной тысячной секунды. Эти импульсы, или спайки, представляют собой резкие подъемы в электрической активности нейрона (см. график). Спайки, известные разбирающимся в мозге людям как потенциал действия, выглядят одинаково у кальмара, крысы и у дяди Васи, обеспечивая успех в эволюции живых существ. Проносясь по аксону на скорости до нескольких сотен футов в секунду, спайки несут сигналы от мозга к руке достаточно быстро, чтобы успеть ее отдернуть и избежать укуса собаки или ожога раскаленной сковороды. Они позволяют любому животному избежать угрозы надвигающейся опасности и делают это очень быстро.

Импульс выполняет свою миссию, когда прибывает на конец аксона, где он видоизменяется. Каждый нейрон мозга получает химические сигналы от нескольких нейронов и в свою очередь посылает их другим. Взаимосвязь между нейронами работает на основе химических веществ — нейромедиаторов (или нейротрансмиттеров), выделение которых из небольшого пузырька на конце нейрона вызывается появлением спайка. Каждый нейрон производит и получает до нескольких сотен тысяч химических соединений (синапсов) с другими нейронами. Нейромедиаторы попадают на синаптический рецептор на теле клетки другого нейрона, вызывая, в свою очередь, дальнейшие химические и электрические сигналы. Все эти этапы — от выделения медиатора до его попадания в другой нейрон — занимают около тысячной доли секунды.

Синапсы — необходимые компоненты передачи информации в нашем мозгу. Наши мысли, способности, функции и даже наша индивидуальность — все это определяется тем, насколько крепки наши синаптические соединения, каково их количество и где они расположены. Так же, как соединения в компьютере связывают между собой отдельные внутренние части этого механизма, так и нейроны в основном пользуются синапсами для взаимного общения в мозге. Лишь у небольшой части аксонов синапсы располагаются вне мозга или позвоночника и посылают свои сигналы в другие органы тела, в том числе и в мускулы.

Помимо высокой скорости, синапсы отличаются еще и крошечным размером. Типичный дендрит нейрона в диаметре имеет около двух десятых миллиметра и способен при этом получать до 200 000 синаптических сигналов от других нейронов. Вы только представьте — один кубический миллиметр вашего мозга содержит миллиард синапсов! Отдельные синапсы настолько малы и ненадежны, что у них едва хватает мощности функционировать, и прибывающие импульсы часто даже не вызывают выделения нейротрансмиттера.

Конечно, странно, что синапсы настолько малы, что иногда не работают должным образом, но это не редкость. Синапсы достигают приблизительно одинакового минимального размера у различных видов животных, включая мышей и человека. Никто точно не знает, почему отдельные синапсы эволюционировали до столь маленьких размеров и стали настолько ненадежными, но одной из вероятных причин может быть то, что мозг станет работать лучше при условии нахождения в нем бесчисленного их количества. И крохотный размер синапсов оказывается оптимальным вариантом, при котором наибольшее количество функций способно разместиться в ограниченном пространстве.

Знаете ли вы? Сон Леви о нейромедиаторе

В 1921 году, когда еще не было известно, как взаимодействуют нейроны или даже клетки, немецкий ученый Отто Леви заметил, как именно сердце получает сигналы о том, что надо ускорить или замедлить частоту сокращений. Он был убежден в том, что блуждающий нерв — длинный нерв, идущий от ствола головного мозга и соединяющийся прямо с сердцем, — выделяет субстанцию для замедления сердцебиения. В своей лаборатории Леви тщательно исследовал сердца лягушек с присоединенным блуждающим нервом. Когда он стимулировал нерв электрическим сигналом, сердце начинало сокращаться медленнее. Как это происходило? Гипотеза Леви заключалась в том, что из нерва выделялось нечто, что и производило этот эффект, но он не знал, как проверить эту идею экспериментально.